CN115218995A - 传感器诊断 - Google Patents

Abstract

一种流量变送器方法和系统，涉及经由流量传感器获得移动介质的流动特性的传感器测量；经由处理器输出用于驱动脉冲输出电路的驱动信号，以根据来自传感器的传感器测量产生脉冲信号；和根据驱动信号，经由脉冲输出电路的开关电路产生脉冲信号。该方法和系统还涉及经由连接到开关电路的诊断电路监测对应于脉冲信号的电流；基于来自处理器的驱动信号和与来自诊断电路的监测的电流对应的反馈信号，经由处理器确定输出电路工作在正常状态还是异常状态。

Description

传感器诊断

技术领域

本公开总体上涉及传感器诊断，并且更具体地涉及当连接到外部装置时执行流量传感器及其变送器的诊断。

背景技术

诸如流量计(也称为“流量表”或“流量传感器”)的传感器或监测装置可以提供关于流体(例如液体、气体和蒸汽)移动通过管道的信息，例如在工业过程中使用的流体。该信息可以包括使用例如磁、涡流、科里奥利或其他流量测量技术对移动通过管道的流体的体积流量或流速、质量和密度的测量。质量流量计可以提供通过管道传输的材料的质量的测量。类似地，密度流量计或密度计可以提供流过管道的材料的密度的测量。质量流量计也可以提供材料密度的测量。例如，流量变送器可以指具有电子部件的流量计，它可以提供脉冲信号的电脉冲形式的电输出(例如，在1-5V或4-20mA的范围内或在其他范围内，取决于应用)或一些现场总线输出到外部监测系统、控制器或其他系统。

发明内容

根据实施例，提供了一种用于执行流量变送器系统的诊断的方法和系统。该方法和系统涉及通过流量传感器获得被监测的移动介质的流动特性的传感器测量；根据来自流量传感器的传感器测量经由至少一个处理器输出用于驱动脉冲输出电路以产生脉冲信号的驱动信号；根据驱动信号，通过脉冲输出电路的开关电路产生脉冲信号。该方法和系统还包括通过连接到开关电路的诊断电路监测对应于脉冲信号的电流；基于来自至少一个处理器的驱动信号和与来自诊断电路的监测电流对应的反馈信号，通过至少一个处理器确定脉冲输出电路工作在正常状态还是异常状态。在各种实施例中，流动特性可以包括移动介质的流速或移动介质的密度。

根据实施例，确定操作将来自至少一个处理器的驱动信号和与来自诊断电路的监测的电流对应的反馈信号进行比较，以确定脉冲输出电路工作在正常状态还是异常状态。

根据实施例，脉冲信号还可以输出到具有电源的外部装置或由外部装置获得，该电源在连接到流量变送器系统时向脉冲输出电路供电。在实施例中，外部装置在连接到脉冲输出电路时可以作为电子开关操作。

根据实施例，脉冲输出电路的开关电路包括至少一个晶体管(例如，FET、双极晶体管等)，其由外部装置的电源供电并根据来自至少一个处理器的驱动信号驱动。诊断电路可以包括用于将反馈信号提供给至少一个处理器的高增益带宽放大器电路。当根据来自至少一个处理器的驱动信号驱动至少一个晶体管导通和截止时，反馈信号可以对应于从外部装置的电源汲取的电流。

根据实施例，该方法和系统还可以涉及通过与脉冲输出电路分离的流量变送器系统的通信装置与远程装置进行通信。至少一个处理器配置为通过通信装置或通过脉冲输出电路选择性地输出与传感器测量相对应的信息。至少一个处理器、流量传感器和通信装置由与外部装置的电源不同的电源供电。

根据实施例，脉冲输出电路可以包括用于产生脉冲信号的开关电路，以及包括用于本质安全操作的隔离和/或限流电路的保护电路。

根据实施例，至少一个处理器可以确定脉冲输出电路工作在正常状态还是异常状态，以便验证输出到外部装置的脉冲信号的速率或确定外部装置与流量变送器系统或其部件的连接的健康。该方法和系统还可涉及基于至少一个处理器的确定，经由通信装置向远程装置或系统报告关于故障输出脉冲电路或与外部装置的故障连接的信息。

附图说明

结合附图来解释各种示例实施例的描述。

图1是根据实施例的流量变送器系统(也称为流量变送器或具有变送器的流量计)的示例部件的框图，具有用于诊断脉冲输出电路的潜在问题的诊断电路及其连接。

图2图示了根据实施例的流量变送器系统的变送器的脉冲输出和诊断特征的框图。

图3图示了根据实施例的示例脉冲输出电路，其包括用于监测与从变送器输出的脉冲信号相对应的电流或电流测量的诊断电路。

图4图示了根据示例性实施例的执行流量变送器系统或其部件的诊断的示例方法。

图5示出了根据示例性实施例的执行流量变送器系统或其部件的诊断的示例方法。

具体实施方式

提供了一种流量变送器系统和方法，其可以在系统或其部件时执行诊断。该系统可以包括多个部件，包括传感器、脉冲输出电路、诊断电路和至少一个处理器。传感器可以感测介质的流动特性，例如移动通过管道或其他结构的流体和/或气体。处理器可以根据来自传感器的与流动特性相对应的传感器测量生成驱动信号。脉冲输出电路可根据驱动信号产生电脉冲信号，并将电脉冲信号输出至外部装置或其他装置或系统。连接到脉冲输出电路的开关电路的诊断电路可以监测与电脉冲信号相对应的电流或电流测量，并向处理器返回与监测的电流或电流测量相对应的反馈信号。此后，当外部装置连接到流量变送器系统时，处理器可以基于与来自诊断电路的监测的电流或电流测量对应的反馈信号(或反馈信息)确定流量变送器系统的脉冲输出电路工作在正常状态(例如，可接受的操作参数或阈值)还是异常状态。关于脉冲输出电路的状态和与之相关的操作和部件的信息可以报告给远程装置或系统或用户。

例如，处理器可以评估来自诊断电路的反馈信号和来自处理器的驱动信号，以确定是否存在与流量变送器系统的脉冲输出电路有关的故障或其他异常操作状况。当反馈信号和驱动信号不匹配时，存在与脉冲输出电路和/或与之相关的操作或部件相关的潜在错误或故障。

因此，该方法和系统可用于检测和报告连接到外部装置的电流，该外部装置向脉冲输出电路供电。该方法和系统可以允许确定潜在的故障安装，例如外部连接的健康状况，并且还可以允许确定可能发生的与外部连接相关的后续故障。该方法和系统可以减少对与外部装置的连接问题进行故障排除的时间。该方法和系统还可以验证脉冲输出的正确速率实际上被发送到外部装置。

在实施例中，当外部装置连接到流量变送器系统时，外部装置可以向多个部件中的一个或多个部件(例如脉冲输出电路)供电。在实施例中，诊断电路可以添加到现有的变送器以提供关于连接到变送器的外部设备的安装和操作的诊断信息，例如用于流量变送器或其他基于脉冲的传感器变送器系统。诊断电路可以包括例如放大器或放大电路，其可以添加/耦合到脉冲输出电路或其开关电路(例如晶体管电路)或与脉冲输出电路或其开关电路集成。在一些实施例中，诊断电路可以采样电流信号(来自脉冲输出电路的开关电路)并将其转换为电压信号，并放大电压信号，该电压信号作为数字信号反馈给处理器。

下面参考附图描述本公开的这些和其他示例传感器诊断特征。

图1是用于监测和传输要监测的介质的流动特性的示例流量变送器系统100。介质可以包括流过管道或其他结构的流体、气体或其组合，或其他移动材料。流量变送器系统100可以用作工业过程或系统的一部分，并且当在工业或其他过程/系统的危险区域中使用时可以根据IS(本安或本质安全)指南操作。

流量变送器系统100可以包括变送器110和流量传感器112。流量传感器112可以感测移动介质的流动特性，并且生成或导出与感测到的流动特性或感测到的状况相关联的传感器测量(或其信号)。在各种实施例中，流量传感器112可以是涡流传感器或其他基于脉冲的传感器。

变送器110可以从流量传感器112接收传感器测量，可以处理与传感器测量相关的信息并将其传送到一个或多个远程装置或系统，并且可以执行其他操作，包括但不限于流量变送器系统100及其部件的诊断操作。变送器110可以包括传感器接口120、媒体单元130、脉冲输出电路140以及用于将流量变送器系统100的部件连接到外部装置和系统的接口150。接口150可以包括用于电力和通信的多个连接或连接器。

传感器接口120与流量传感器112连接，对流量传感器112输出和接收的信号进行信号和其他处理(例如，信号调理、A/D信号转换等)。信号可以包括监测的介质的流动特性的传感器测量。在该示例中，传感器接口120包括处理器122以处理来自流量传感器112的信号并执行和控制流量变送器系统100的各种操作。在各种实施例中，处理器122可以配置为输出驱动信号，用于驱动脉冲输出电路140，以产生和输出与流动特性的传感器测量相对应的脉冲信号，经由媒体单元130与远程装置或系统进行通信，使用例如从诸如诊断电路142和传感器和监测电路144的各种传感器或监测电路收集的信息来对流量变送器系统100及其部件进行诊断，并发送包括但不限于关于流量变送器系统100或其部件的操作状态的警报或其他警告的报告，并且执行和控制流量变送器系统100的其他操作，包括那些此处描述的。诊断可以包括确定流量变送器系统100或其部件(包括但不限于脉冲输出电路140)工作在正常还是异常状态(例如，通常在可接受的参数内或异常地在可接受的参数之外)。尽管处理器122在该示例中被示为传感器接口120的一部分，但是处理器122可以布置在变送器110中的不同位置或配置中。

媒体单元130可以包括用于从电源向流量变送器系统100的一个或多个部件供电的功率部件(例如，功率转换器、总线/连接器等)，以及用于与其他装置或系统(例如工业过程或系统的外部控制和监测设备170)进行模拟或数字通信的通信部件(例如，通信装置、发射器/接收器等)。外部控制和监测设备可以包括工业过程或系统中的其他设备，其可以利用、监测或处理由流量变送器系统100收集的传感器测量信息、工业控制系统(ICS)、智能电子装置(IED)，例如在ICS、用户装置(例如，计算机、智能手机等)等中使用。在该示例中，电源之一可以由外部源提供，例如外部控制和监测设备170；但是，可以根据应用在本地提供电源(例如，电池等)。在各种实施例中，媒体单元130的通信部件可以提供通信，例如HART和4到20mA模拟信号或Modbus数字信号，或者根据应用使用各种协议跨其他媒体的其他通信。

脉冲输出电路140可以根据来自处理器122的驱动信号产生电脉冲信号。在各种实施例中，脉冲输出电路140可以包括开关电路，例如晶体管或晶体管电路或其他电子开关元件，用于产生脉冲信号。当在危险环境中操作时，脉冲输出电路140还可以包括绝缘电路、电流限制电路或用于安全的其他保护电路(例如，瞬态保护等)，例如本质安全(IS)。在该示例中，脉冲输出电路140可能需要连接外部电源以产生脉冲信号。如图所示，具有电源162的外部装置160可以通过接口150连接到脉冲输出电路140，以向脉冲输出电路140供电并接收由脉冲输出产生或输出的脉冲信号。外部装置160可以是或操作为电子开关或继电器，或在工业或其他过程/系统中采用的其他装置。

脉冲输出电路140还可以包括诊断电路142，用于在外部装置160及其电源162连接到脉冲输出电路140时监测脉冲信号并反馈与其对应的信息。在一些实施例中，诊断电路142可以提供关于连接到流量变送器系统100的外部设备的安装和操作的诊断信息。诊断电路142可以监测与脉冲信号相对应的电流或电流测量，该脉冲信号由脉冲输出电路140产生并被提供给外部装置160。在各种实施例中，诊断电路142可以包括例如放大器或放大电路，其被添加/耦合到脉冲输出电路140或与脉冲输出电路140集成。诊断电路140可以对对应于脉冲输出电路或脉冲输出电路140的开关电路上的脉冲信号的电流信号进行采样和放大电流信号，脉冲输出电路或脉冲输出电路的开关电路由外部装置160的电源162供电。诊断电路140还可以将监测的电流信号转换为相应的电压信号，对信号进行模数转换，和其他信号调理或处理。

其他传感器或监测电路144可以包括用于监测和检查来自电源的电力、监测和检查接口150上的连接的连接状态和/或监测或检查流量变送器系统100或其部件的其他方面的传感器/电路，包括在此描述的那些。

图2图示了根据实施例的与流量变送器系统(例如，100)的诊断操作相关联的变送器110的示例部件的框图。如图2所示，处理器122可以从流量传感器112接收监测的流动特性的传感器测量，并产生与传感器测量成比例的开关脉冲输出，以跨过数字隔离器212(例如，隔离电路)驱动脉冲输出电路140的开关电路240。开关电路240可以包括晶体管或其他开关元件。在该示例中，脉冲输出电路140或变送器110可以包括本质安全数字隔离器、本质安全输出电路和瞬态保护。开关电路240的输出可作为隔离脉冲输出(例如，隔离脉冲信号)提供给外部装置160，例如可以使用外部电源162连接到流量变送器系统100的外部开关260。高增益带宽放大器或放大电路的诊断电路242被添加到脉冲输出电路140，并且当连接到变送器110或其部件时可以检测流过外部装置160的电流。诊断电路242可将电流转换为电压信号，放大电压信号并将放大的电压信号转换为数字信号，通过数字隔离器212反馈给处理器122。然后，到处理器122的反馈信号可以与输出的脉冲驱动信号相比较并由处理器122评估以检查从脉冲输出电路140输出的脉冲信号是否存在错误或问题。

在各种实施例中，脉冲输出电路的开关电路240包括至少一个晶体管(例如，FET、双极晶体管等)，其由外部装置160的电源162供电并根据来自处理器122的驱动信号驱动。来自诊断电路242的反馈信号可以对应于当根据来自处理器122的驱动信号驱动至少一个晶体管导通或截止以产生脉冲信号时从外部装置160的电源162汲取的电流。

图3图示了根据实施例的示例脉冲输出电路140，其包括用于监测与从变送器输出的脉冲信号相对应的电流或电流测量的诊断电路。在该示例中，脉冲输出电路140可以采用FET晶体管(T1)作为开关元件，并使用电阻器(R1-R3)和NPN晶体管(T2)来提供本质安全的输出电路和瞬态保护。外部装置160可以包括电源(例如，DC电压源V)和限流电阻器(Rext)。外部装置160在连接到变送器的脉冲输出电路时，可以提供电子开关装置，该电子开关装置可以获取和输出与来自传感器的传感器测量对应的脉冲信息。在操作中，当外部装置160及其电源连接到脉冲输出电路140时，处理器122可以从流量传感器112接收监测的流动特性的传感器测量，并产生与传感器测量成比例的开关脉冲输出，以跨过数字隔离器212(例如，隔离电路)驱动脉冲输出电路140的FET(T1)。FET(T1)的输出可作为隔离脉冲输出(例如，隔离脉冲信号)提供给外部装置160，例如外部开关，该外部装置160可以使用外部电源162连接到流量变送器系统100。高增益带宽放大器或放大电路的诊断电路242被添加到脉冲输出电路140，并且当连接到变送器110或其部件时可以检测流过外部装置160的电流。诊断电路242可以将电流转换为电压信号，放大电压信号并将放大的电压信号转换为数字信号，通过数字隔离器212反馈给处理器122。然后，到处理器122的反馈信号可以与输出的脉冲驱动信号比较并由处理器122评估以检查从脉冲输出电路140输出的脉冲信号是否存在错误或问题。

如图3进一步所示，外部装置160还可以包括跨电阻器(Rext)连接的计数器250，并且配置为输出对应于脉冲输出或信号的脉冲计数。来自计数器250的输出可以输出到记录器、用于执行补偿的仪器、或用于监测、检查和/或控制过程或系统中的操作的其他装置或系统(或其部件)。

图4图示了根据示例性实施例的执行传感器诊断的示例方法400。将参照具有变送器和传感器的流量变送器系统来描述方法400。流量变送器系统及其部件的示例在图1-3中显示和描述。在该示例中，变送器包括用于执行或控制流量变送器系统及其部件的操作的处理器。变送器还包括脉冲输出电路，其配置为输出对应于传感器测量的脉冲信号，传感器测量由传感器(例如流量传感器或其他基于脉冲的传感器)感测或导出。脉冲输出电路可以从外部装置接收电力，该外部装置可以包括电源。

方法400开始于框410，其中具有电源的外部装置连接到流量变送器系统的变送器。连接后，外部装置可以为脉冲输出电路供电。

在框420，可以使用一个或多个传感器或监测电路来检测(或监测)外部装置到变送器的连接、到变送器的部件(例如脉冲输出电路或变送器接口)的连接。连接的电源也可以使用一个或多个传感器或监测电路进行监测和检查。

在框430，使用传感器监测介质的流动特性(或状况)。介质可以是管道或其他结构中的移动流体和/或气体，或其他移动材料。监测的流动特性的传感器测量由传感器输出。

在框440，使用脉冲输出电路生成和输出脉冲信号。脉冲信号对应于来自传感器的传感器测量。例如，处理器可以从传感器获得传感器测量，并根据传感器测量以脉冲输出(例如驱动信号)驱动脉冲输出电路。以这种方式，生成的脉冲信号对应于传感器测量，因此对应于来自传感器的监测的流动特性。

在框450处，使用诊断电路来监测对应于脉冲信号的电流或电流测量，该诊断电路可以被添加或集成到脉冲输出电路中。如前所述，诊断电路可以连接到脉冲输出电路的开关电路，并且可以包括放大器或放大电路，例如高带宽放大器或放大电路。诊断电路可以将对应于监测的电流的信息反馈给处理器，以用于执行传感器诊断。在各种实施例中，诊断电路可以将监测的电流转换为相应的电压信号，该电压信号被放大并转换为数字形式以反馈给处理器。

在框460，可以确定当连接到外部装置时，变送器或其部件，例如脉冲输出电路，工作在正常状态还是异常状态。该确定可以基于来自处理器的驱动信号与诊断电路的与监测的电流或电流测量相对应的信息反馈的比较来做出。例如，当来自处理器的驱动信号和来自诊断电路的反馈信号不匹配时，检测到潜在的故障或错误。该确定可以帮助识别与脉冲输出电路和脉冲信号的产生相关的故障连接、脉冲率错误或其他潜在问题。在各种实施例中，正常和异常状态的确定可以基于在预定时间段和/或预定数量的实例中进行的异常状态或正常状态的多个确定。

在框470，可以根据确定(例如，异常状态或正常状态)采取行动。例如，处理器可以提供变送器、变送器部件(例如输出电路)和/或外部装置的连接状态(异常或正常)或其它操作状态的报告或通知。该报告可以经由变送器的媒体单元传输到远程装置或系统，例如外部控制或监测设备、中央控制或监测设施，或指定人员。在确定异常状态之后，还可以对流量变送器系统或其部件执行附加诊断。

图5图示了根据示例性实施例的执行传感器诊断的示例方法500。方法400将参考具有变送器和流量传感器的流量变送器系统进行描述，例如图3的示例中所描述的。在该示例中，变送器包括用于执行或控制流量变送器系统和其部件的操作的处理器。变送器还包括脉冲输出电路，其配置为生成或输出对应于传感器测量的脉冲信号，该传感器测量由诸如流量传感器或其他基于脉冲的传感器等传感器感测或导出。在图3的例子中，脉冲输出电路采用FET晶体管作为用于产生脉冲信号的开关元件。脉冲输出电路可以从外部装置接收电力，该外部装置可以包括电源。

方法500开始于块502和504，其中初始化建立延迟和定时器。在框506，初始化、读取和检查各种端口或输入，例如处理器输出的驱动信号(例如，FET_DR)、处理器输出的感测或监测的驱动信号(例如，FET_DR_SENSE)、对连接到流量变送器系统或其部件的电源的感测或监测的检查(例如，CKT_PWR_OK)，以及对应于脉冲信号的感测或监测的电流(例如，SW_I_NON_ZERO)。

在块508，处理器检查(1)输出的驱动信号(例如，FET_DR)是否匹配感测的驱动信号(例如，FET_DR_SENSE)，以及(2)到脉冲输出电路(或其他变送器部件)的电源是否在可接受的规范内运行(例如，CKT_PWR_OK＝1)。可以使用变压器或其他电源监测电路来监测电源。如果输出和感测的驱动信号不匹配或者电源不在可接受的规范内运行，则处理器在块502确定存在故障或错误(例如，FAULT＝1)。否则，如果输出和感测的驱动信号匹配并且电源在可接受的规范内运行，则处理器在块510确定没有故障或错误(例如，FAULT＝0)。

在框510之后，变送器及其处理器可以实施安全完整性等级(SIL)类型的诊断，这可以涉及将输出的驱动信号(例如，FET_DR)与来自脉冲输出电路的开关元件(例如，FET(T1))的、对应于脉冲信号的监测的电流或电流测量进行比较。例如，在块512，处理器检查驱动信号是否为HIGH(例如，FET_DR＝1)。如果驱动信号不为HIGH，则处理器在块514检查监测的电流或电流测量是否为LOW(例如，SW_I＝0)。如果监测的电流或电流测量不为LOW，或者换句话说，监测的电流或电流测量与驱动信号不匹配，处理器在块518确定存在故障或错误(例如，FAULT＝1)。否则，如果监测的电流或电流测量为LOW，或者换句话说，监测的电流或电流测量与驱动信号匹配，处理器在块520确定没有故障或错误(例如，FAULT＝0)。

在块512，如果驱动信号为HIGH(例如，FET_DR＝1)，则方法500进行到块516。在块516，处理器检查监测的电流或电流测量是否为HIGH(例如，SW_I＝1)。如果监测的电流或电流测量是LOW，或者换句话说，监测的电流或电流测量与驱动信号不匹配，则处理器在块518确定存在故障或错误(例如，FAULT＝1)。否则，如果监测的电流或电流测量是HIGH，或者换句话说，监测的电流或电流测量与驱动信号匹配，则处理器在块520确定存在故障或错误(例如，FAULT＝0)。

在各种实施例中，SIL类型诊断的确定可以在一段时间内或在多个实例上进行检查，以确认存在故障或不存在故障。

如本文所述的，诊断系统和方法可以与外部装置一起使用或实施，该外部装置在连接到流量变送器系统的部件(例如脉冲输出电路)时向其供电。诊断系统和方法还可以用于其他电源配置，包括但不限于使用本地或其他电源向脉冲输出电路或流量变送器系统的其他部件供电。此外，诊断系统和方法可以用在流量变送器或其他测量系统中，以支持贸易交接应用或采用流量传感器的其他应用。例如，可以实施诊断系统和方法以确定累计设备是否断开。在一些实施例中，诊断系统和方法可以在特定应用中实施，例如，5伏额定负载，其可由测量系统提供，例如4-20ma。

还应该理解，这里公开和教导的示例性实施例易于进行许多不同的修改和替代形式。因此，诸如但不限于“一个”等单数术语的使用不旨在限制项目的数量。此外，此处使用的各种部件、功能、特性、阈值和其他元件的命名约定是作为示例提供的，并且可以被赋予不同的名称或标签。术语“或”的使用不限于排他性的“或”，还可以表示“和/或”。

应当理解，结合所公开实施例的方面的实际、真实商业应用的开发将需要许多实施特定决策来实现开发者的商业实施例的最终目标。此类实施特定决策可能包括但可能不限于遵守系统相关、业务相关、政府相关和其他约束，这些约束可能因特定实施、位置和时间而异。虽然开发人员的努力在绝对意义上可能是复杂和耗时的，但是对于受益于本公开的本领域技术人员来说，这样的努力仍然是例行工作。

本文所述的处理器或控制器可以是处理系统，其可以包括一个或多个处理器，例如CPU、控制器或其他处理单元或电路，其控制、处理信号或执行此处描述的装置或系统的操作。存储器/存储装置可以包括但不限于磁盘、固态驱动器、光盘、可移动存储装置(例如智能卡、SIM、WIM)、半导体存储器(例如RAM、ROM、PROMS等)。传输介质或网络包括但不限于通过有线通信、无线通信(例如射频(RF)通信、

Wi-Fi、Li-Fi等)、互联网、内联网、基于电话/调制解调器的网络通信、硬线/有线通信网络、卫星通信和其他固定或移动网络系统/通信链路的传输。

在前面，参考了各种实施例。然而，本公开的范围不限于具体描述的实施例。相反，所描述的特征和元件的任何组合，无论是否涉及不同的实施例，都被构想以实施和实践所构想的实施例。此外，尽管实施例可以实现优于其他可能的解决方案或现有技术的优势，但是给定实施例是否实现了特定优势并不限制本公开的范围。因此，前述方面、特征、实施例和优点仅仅是说明性的并且不被认为是所附权利要求的要素或限制，除非在权利要求中明确记载。

本文公开的各种实施例可以被实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，各方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或结合软件和硬件方面的实施例的形式，这些实施例在本文中都可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，各方面可以采取体现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，计算机可读程序代码体现在其上。

可以使用一种或多种计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是非暂时性计算机可读介质。非暂时性计算机可读介质可以是例如但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外线或半导体系统、装置或设备，或前述的任何适当组合。非暂时性计算机可读介质的更具体示例(非详尽列表)可以包括以下：具有一根或多根电线的电连接、便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光存储设装置、磁存储装置，或上述任何合适的组合。包含在计算机可读介质上的程序代码可以使用任何适当的介质来传输，包括但不限于无线、有线、光纤电缆、RF等，或前述的任何合适的组合。

可以用一种或多种编程语言的任何组合来编写用于执行本公开的各方面的操作的计算机程序代码。此外，这样的计算机程序代码可以使用单个计算机系统或通过彼此通信的多个计算机系统(例如，使用局域网(LAN)、广域网(WAN)、因特网等)来执行。尽管参考流程图和/或框图描述了前面的各种特征，但本领域普通技术人员将理解，流程图和/或框图的每个块，以及流程图和/或框图中块的组合可以通过计算机逻辑(例如，计算机程序指令、硬件逻辑、两者的组合等)来实现。通常，计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器。此外，使用处理器执行这样的计算机程序指令产生可以执行流程图和/或框图块中指定的功能或动作的机器。

图中的流程图和框图说明了本公开的各种实施例的可能实现的架构、功能和/或操作。在这点上，流程图或框图中的每个块可以表示模块、段或代码的一部分，其包括用于实现指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应注意，在一些替代实施方式中，框中标注的功能可能不按图中标注的顺序出现。例如，连续显示的两个块实际上可以基本上同时执行，或者这些块有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还应注意，框图和/或流程图的每个块，以及框图和/或流程图的块的组合，可以由执行指定功能或动作的基于硬件的专用系统或者专用硬件和计算机指令的组合实现。

尽管已经说明和描述了本公开的特定实施例和应用，但是应当理解，本公开不限于本文公开的精确构造和组合物，并且各种修改、变化和变化可以从前述内容中显而易见在不背离所附权利要求中定义的本发明的情况下进行描述。

Claims (19)

1.一种执行流量变送器系统的诊断的方法，包括：

经由流量传感器获得被监测的移动介质的流动特性的传感器测量；

经由至少一个处理器输出驱动信号，用于驱动脉冲输出电路以根据来自流量传感器的传感器测量产生脉冲信号；

根据驱动信号经由脉冲输出电路的开关电路产生脉冲信号；

经由与开关电路连接的诊断电路监测与脉冲信号对应的电流；和

基于来自至少一个处理器的驱动信号和与来自诊断电路的监测的电流对应的反馈信号，经由至少一个处理器确定脉冲输出电路工作在正常状态还是异常状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定操作将来自所述至少一个处理器的驱动信号和与来自诊断电路的监测的电流对应的反馈信号进行比较，以确定所述脉冲输出电路工作在正常状态还是异常状态。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述脉冲信号被输出到具有电源的外部装置或由具有电源的外部装置获得，具有电源的外部装置在连接到所述流量变送器系统时向所述脉冲输出电路供电。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述脉冲输出电路的开关电路包括至少一个晶体管，所述至少一个晶体管由所述外部装置的电源供电，并根据来自所述至少一个处理器的驱动信号进行驱动。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述诊断电路包括用于向所述至少一个处理器提供反馈信号的高增益带宽放大器电路，当根据来自至少一个处理器的驱动信号驱动至少一个晶体管转变或切换导通和截止时，所述反馈信号对应于从外部装置的电源汲取的电流。

6.根据权利要求3所述的方法，还包括：

经由流量变送器系统的与脉冲输出电路分离的通信装置与远程装置进行通信，至少一个处理器配置为经由通信装置或经由脉冲输出电路选择性地输出与传感器测量对应的信息,

其中，至少一个处理器、流量传感器和通信装置由不同于外部装置的电源的电源供电。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述脉冲输出电路包括：

用于产生脉冲信号的开关电路，以及

保护电路，包括用于本质安全操作的隔离和/或限流电路。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个处理器确定所述脉冲输出电路工作在正常状态还是异常状态，以验证输出到外部装置的脉冲信号的速率或确定外部装置与流量变送器系统或其部件的连接的健康状况，该方法还包括：

基于通过所述至少一个处理器的确定，经由通信装置向远程装置或系统报告关于故障输出脉冲电路或与外部装置的故障连接的信息。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述流动特性包括所述移动介质的流速或所述移动介质的密度。

10.一种流量变送器系统，包括：

流量传感器，用于获得被监测的移动介质的流动特性的传感器测量；

脉冲输出电路，具有用于根据驱动信号产生脉冲信号的开关电路；

诊断电路，与开关电路连接，用于监测与脉冲信号对应的电流；和

至少一个处理器，配置成：

输出用于驱动脉冲输出电路的驱动信号，以根据来自流量传感器的传感器测量产生脉冲信号，以及

基于来自至少一个处理器的驱动信号和与来自诊断电路的监测的电流对应的反馈信号确定脉冲输出电路工作在正常状态还是异常状态。

11.根据权利要求10所述的流量变送器系统，其中，所述至少一个处理器配置为将来自所述至少一个处理器的驱动信号和与来自所述诊断电路的监测的电流对应的反馈信号进行比较，以确定所述脉冲输出电路工作在正常状态还是异常状态。

12.根据权利要求10所述的流量变送器系统，其中，所述脉冲信号被输出到具有电源的外部装置或由具有电源的外部装置获得，具有电源的外部装置在连接到所述流量变送器系统时向所述脉冲输出电路供电。

13.根据权利要求12所述的流量变送器系统，其中，所述脉冲输出电路的开关电路包括至少一个晶体管，所述至少一个晶体管由所述外部装置的电源供电，并根据来自所述至少一个处理器的驱动信号进行驱动。

14.根据权利要求13所述的流量变送器系统，其中，所述诊断电路包括用于向所述至少一个处理器提供反馈信号的高增益带宽放大器电路，当根据来自至少一个处理器的驱动信号驱动至少一个晶体管转变或切换导通和截止时，所述反馈信号对应于从所述外部装置的电源汲取的电流。

15.根据权利要求12所述的流量变送器系统，还包括：

用于与远程装置进行通信的通信装置，该通信装置与脉冲输出电路分离，至少一个处理器配置为经由通信装置或经由脉冲输出电路选择性地输出与传感器测量对应的信息，

其中，至少一个处理器、流量传感器和通信装置由不同于外部装置的电源的电源供电。

16.根据权利要求10所述的流量变送器系统，其中，所述脉冲输出电路包括：

用于产生脉冲信号的开关电路，以及

保护电路，包括用于本质安全操作的隔离和/或限流电路。

17.根据权利要求10所述的流量变送器系统，其中，所述至少一个处理器确定所述脉冲输出电路工作在正常状态还是异常状态，以便验证脉冲信号输出到外部装置的速率或确定外部装置到流量变送器系统或其部件的连接的健康状况，

其中，所述至少一个处理器还配置为基于通过所述至少一个处理器的确定，经由通信装置向远程装置或系统报告关于故障输出脉冲电路或与外部装置的故障连接的信息。

18.根据权利要求10所述的流量变送器系统，其中，所述流动特性包括所述移动介质的流速或所述移动介质的密度。

19.一种存储计算机可执行代码的有形计算机介质，所述计算机可执行代码在由一个或多个处理器执行时配置为实现对流量变送器系统进行诊断的方法，该方法包括：

经由流量传感器获得被监测的移动介质的流动特性的传感器测量；

经由至少一个处理器输出驱动信号，用于驱动脉冲输出电路以根据来自流量传感器的传感器测量产生脉冲信号；

根据驱动信号经由脉冲输出电路的开关电路产生脉冲信号；

经由与开关电路连接的诊断电路监测与脉冲信号对应的电流；和

基于来自至少一个处理器的驱动信号和与来自诊断电路的监测的电流对应的反馈信号，经由至少一个处理器确定脉冲输出电路工作在正常状态还是异常状态。

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