CN1232893C - 用于直线型行程测量设备中的自对中磁体组件 - Google Patents

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Abstract

公开一种带有磁通量传感器的磁体组件，以提供一适于探测可移动元件位置的位置传感器。磁体组件包括一限定内表面的磁体壳。提供一磁体，其尺寸用来插入磁体壳内并适于随可移动元件移动，磁体具有一北极和一南极，其中，磁体产生一磁通量。一对中环定位在磁体和磁体壳之间，对中环包括一用来使磁体在磁体壳内对中的偏压壁。

Description

用于直线型行程测量设备中的自对中磁体组件
相关申请
本文是2000年6月23日提交的专利申请09/603,474的部分继续申请，根据U.S.C§119(e)，它要求对1999年6月29日提交的美国临时专利申请60/141,576的优先权，本文援引该公开的专利以供参考。
技术领域
本发明一般涉及一直线型行程测量设备。
背景技术
在诸如油和气体管道系统的工业生产过程、化工生产过程等的流体控制中，常常有必要减小和控制流体的压力。为实现这些任务通常使用调节器，通过调节器提供可调节的流量限制。在一给定的应用中，调节器的目的可以是控制流量或其它的过程变量，但作为其流量控制功能的随带结果，这种限制固有地包括压力的降低。
举例来说，一使用调节器的具体应用是用来分配和传输天然气。天然气分配系统一般包括一从一天然气田延伸至一个或多个用户的管道系统网络。为了传输大量的气体，气体被加压至一高压。当气体邻近分配管道网和最终用户时，气体压力在减压站进行减压。减压站一般使用调节器来减小气体压力。
天然气分配系统能提供足够的气体量至用户是非常重要的。系统的这种能力一般由系统压力、管道大小以及调节器决定，且通常使用一模拟模型来估计系统能力。系统模型的精确度利用在各种输入点、降压点和输出点的流量数据来确定。降压点十分影响气体分配系统的能力，因此对系统模型来说，精确地模拟降压点是非常重要的。然而，降压点在分配系统内，且因此不考虑密闭输送点(即，在该点控制的气体流从分配系统切换至用户)。结果，一般在降压点不提供流量测量。此外，因为降压点不是密闭输送点，因此，不需要高精确度的额外成本。类似于上述那些关于天然气分配的流量测量问题也存在于其它的调节器应用中(即，工业生产过程、化工生产过程等)。
此外，由于在操作过程中的磨损，调节器遭受故障，因而降低沿管道控制压力的能力。一损坏的调节器会允许流体泄漏，因而增加流体浪费和可能产生危险的情形。尽管损坏的调节器可以修理或替换，但是通常难于检测调节器何时已发生故障和确定哪个调节器损坏。在一铺设几英里长的典型的天然气输送系统中，检测故障和测定哪个调节器已经损坏尤其困难。因此，十分需要有检测设备故障和鉴别故障位置的装置。
直线型行程测量装置通常设置有带有诸如一带有截流元件的调节器的移动件的装置来提供关于操作参数的反馈。具体来说，场效应传感器通常用来提供关于截流元件位置的信息。场效应传感器一般包括按照截流元件的位置彼此相对移动的一磁体和一磁场传感器。磁体产生一由磁场传感器探测的磁通量图。其结果，由传感器探测到的磁通量变化可用来推断磁体和由此的截流元件的位置。磁体相对于传感器必须保持在相同的纵向距离和位置，否则由磁体产生的磁通量图将改变，并且直线型行程反馈将发生畸变和不精确。
发明内容
按照本发明的几个方面，一提供的压力调节器包括一具有一入口和一出口的主外壳，一在入口和出口之间限定的流体流动通道，一在流体流动通道内可移动的截流元件，以及一截流元件位置传感器。截流元件位置传感器包括一相对于主外壳固定并限定一内表面、被支承的磁体壳。一磁体提供的尺寸便于插入磁体壳内并适于随截流元件移动，磁体具有一北极和一南极，其中，磁体产生一磁通量。一对中环定位在磁体和磁体壳之间，对中环包括一使磁体在磁体壳内定中心的偏压壁。定位一磁场传感器来探测磁通量。
按照本发明另外的诸方面，一连同磁通量传感器使用的磁体组件，提供一适于探测可移动元件位置的位置传感器。磁体组件包括一限定内表面的磁体壳，且磁体的尺寸用来插入磁体壳内并适于随截流元件移动，磁体具有一北极和一南极，其中磁体产生一磁通量。一对中环定位在磁体和磁体壳之间，对中环包括一使磁体在磁体壳内对中的偏压壁。
附图的简要说明
被认为是新颖的本发明的特征在附后的权利要求书中详细阐述。结合附图参阅以下的描述可最充分地理解本发明，其中，在诸图中相同的标号表示相同的元件，其中：
图1是一示意图，示出一带有流量测量装置的调节器。
图2是带有流量测量装置的调节器的另一实施例的一示意图。
图3是调节器流量测量装置的立体图。
图4是调节器流量测量装置横截面的侧视图。
图5是一流程图，示意性地示出一警报程序的一用户规定限制部分。
图6是一流程图，示意性地示出一逻辑警报子程序。
图7A-7E是诸流程图，示意性地示出逻辑警报子程序的规定部分。
图8是按照本发明传授的一用于直线型行程测量设备内的磁体组件的横截面的放大的侧视图。
图9是一图表，示出图8所示的磁体组件和相关的磁通量图。
图10是磁体组件的另一实施例的横截面的放大侧视图。
图11是磁体组件的还有一实施例的横截面的放大侧视图。
具体实施方式
图1示出诸如一气体压力调节器10的流体压力调节器的一优选的实施例。示出的气体压力调节器10包括将在下文中描述的气体流量测量设备，其中，上游压力、下游压力和孔板开口测量用来计算流量和其它信息。可以理解的是，液压调节器也可按照本发明的原理来设置，因为示出的气体压力调节器仅仅是按照本发明的一流体压力调节器的一实例。
图1所示的调节器包括一调节器体12，一隔膜外壳14和一上外壳16。在调节器体12内，设置有一用来连接至一上游管道的入口18和一用来连接至一下游管道的出口20。在调节器12内的孔板22建立入口18和出口20之间的连通。
一隔膜26安装在隔膜外壳14内，并将外壳14隔成上和下部分14a，14b。一压力弹簧28附连至隔膜26的中心，并设置在隔膜外壳14的下部以将隔膜26沿向上方向偏压。
一杆30附连至隔膜26并随之移动。一诸如阀盘32的截流元件附连至杆30的底端，并设置在孔板22下方。使阀盘32的尺寸适合完全阻塞孔板22，由此，切断从入口18至出口20的连通。因此，应该认识到，压力弹簧28沿一向上方向偏压阀盘32以关闭孔板22。阀盘32由变化的横截面形成，这样，当阀盘32向下移动时，孔板22的未阻碍(或打开)区域逐渐地增加。其结果，孔板22的打开区域正比于阀盘32的位置。
控制隔膜的上腔室14a内的气体压力，以在关闭和打开位置之间移动阀盘32。外壳的上部14a内的压力可以多种不同的方式提供。在本实施例中，上部14a内的压力由一加载导阀(未示出)控制。然而，在不离开本发明范围的前提下，调节器10可是使用诸如一卸载导阀的一不同类型操作器的类型，或者调节器10可以是自操作或压力加载。
另一种用来控制在隔膜外壳的上部14a内的压力方法包括一从上游管道延伸至隔膜外壳的上部14a的第一管，其具有一控制通过其间的气体流量的第一螺线管。还设置一第二管，其从隔膜外壳的上部14a延伸至下游管道，并具有一设置在其中的第二螺线管以控制通过其间的流量。一PC连接至第一和第二螺线管以控制它们的操作。为了在隔膜外壳的上部14a内增加压力，第一螺线管打开以允许上游压力至上部，由此驱动隔膜26向下以打开孔板22。气体可通过第二螺线管排出，因而减少上游部分14a内的压力并提升隔膜26，由此关闭孔板22。不管提供和控制压力的方式，应该认识到，增加的压力移动隔膜26，且附连的阀盘32向下以打开孔板22，而降低的压力关闭孔板22。给出这种结构仅仅是为了示例，并不限制本发明的范围，也可使用在本技术领域内的其它已知的结构。
压力传感器设置在截流元件的上游和下游以测量上游和下游压力水平P1，P2。如图1所示，第一和第二压力传感器34，35安装至上外壳16。管道36从第一压力传感器34延伸至接入至位于调节器入口18的上游的管道内的龙头。另外的管道37从第二压力传感器35延伸至接入至位于调节器出口20的下游的管道内的龙头。因此，虽然第一和第二压力传感器34，35安装在上外壳16上，但是管道36，37各自地连通上游和下游压力至第一和第二压力传感器34，35。或者，第一和第二压力传感器34，35可直接位于上游和下游管道内，并配线从压力传感器延伸至上外壳16。为了提供温度收集，(如有需要)一过程流体温度传输器48定位在测量过程温度的上游管道内。
上外壳16还包括一用来确定阀盘位置的传感器。按照所示的实施例，杆30附连至阀盘32，并连接至隔膜26。较佳的是杆30的延长部的一行程指示器40从隔膜延伸至上外壳16内，这样，阀盘32的位置对应于阀盘32的位置。因此，传感器包括一指示器行程传感机构，较佳的是一霍耳效应传感器。霍耳效应传感器包括一附连至行程指示器40的一上端的霍耳效应磁体42。一磁体传感器44设置在上外壳16的内侧以传感霍耳效应磁体42的位置。通过探测磁体42的位置、阀盘32的位置，因而可确定孔板22的打开区域。一第二行程指示器(未示出)可连接至行程指示器40，以提供阀盘行程的可见指示。第二行程指示器从行程指示器40向上延伸并通过上外壳16，以在上外壳16的顶表面上延伸。
在图2所示的另一实施例中，测量隔膜外壳上部14a内的加载压力以推断阀盘32位置。应该认识到，阀盘32的位置随着隔膜外壳的上部14a内呈现的压力而变化。在该实施例中，在上外壳16内设置一加载压力传感器46来测量隔膜外壳的上部14a内的压力。然后，测得的加载压力用来确定阀盘位置。
回到图1的实施例，第一和第二压力传感器34，35和行程传感器44提供馈送到一电子流量模块50内的输出。电子流量模块50可与调节器、诸如图1所示的在上外壳16内一体形成，或者可偏远地定位。入口压力、出口压力和阀盘位置用来确定通过调节器10的可变节流孔板的流量。为了求出亚临界值气体流量，流率使用以下算法计算：
F = K 1 G * T * K 2 * Y * P 1 * sin K 3 P 1 - P 2 P 1 , 其中
F＝流率；
K1＝绝对温度常数；
G＝流动介质的比重；
T＝流动介质的绝对温度；
K2＝杆位置常数；
Y＝杆位置
P1＝绝对上游压力；
K3＝整形常数；以及
P2＝绝对下游压力。
杆位置常数K2和整形常数K3，是根据调节器的具体尺寸和类型而特定的，并主要取决于特定的修整尺寸和形状。那些本技术领域内的熟练人士应该认识到，K2和Y的乘积可等于传统的流量尺寸系数。以上的算法适合于计算通过直线型、金属修整阀型调节器的亚临界(即，P1-P2＜0.5P1)的气体流率。
对于临界值气体流量，通过除去正弦函数改变计算。对于其它类型的调节器，诸如非直线型金属修整和弹性体类型调节器，可使用一类似的算法，然而杆位置常数K2变为一相对于压力下降ΔP(即，上游和下游压力P1，P2的差)和/或阀杆位置的函数，这在本技术领域内众所周知。对于液体流量，方程式变为：
F = K 1 G * T * K 2 * Y * P 1 - P 2 , 其中
F＝流率；
K1＝绝对温度常数；
G＝流动介质的比重；
T＝流动介质的绝对温度；
K2＝杆位置常数；
Y＝杆位置
P1＝绝对上游压力；以及
P2＝绝对下游压力。
在图2的实施例中使用一类似的计算，其测量隔膜外壳的上部14a内的加载压力来推断阀盘的行程，除了加载压力常数K4和标准加载压力PL之外，替换杆位置常数K2和杆位置Y值。加载压力常数也应用特殊，并必须针对每一类型的调节器10而确定。对于非直线型弹性体截流元件，加载压力常数K4是ΔP和PL的函数。
在一较佳的实施例中，一局部流量查看模块52也设置在上外壳16内侧。局部流量查看模块52包括一提供总流量信息的弹性体流量积算器。局部流量查看模块52还具有一允许一手持通讯设备进入的输出端口以获取合计流量，并复位局部流量积算器以待将来使用。在目前的优选的实施例中，局部流量查看模块52包括一装入上外壳16内的LCD读出器。一附连至上外壳16顶部的顶盖17具有一透明的塑料窗口以能观察LCD读出器。
通讯模块54传送流量数据至一辅助通讯设备55，例如一偏远的终端单元(RTU)，一PC或任何能询问调节器控制的其它设备。通讯模块54可包括一天线53来传输流量信息至偏远的仪表读取系统(未示出)。还设置一功率模块56以给流量测量机构动力。功率模块56有提供整个装置可调节电压的能力，并且可由任何众所周知的电源供给，例如太阳能、电池和DC或AC电源。
应该认识到，电子流量模块50、局部流量查看模块52、通讯模块54和功率模块56可如图1所示独立地设置，或者可由在一位于上外壳16内的单一的主电路板上提供。
计算得到的通过调节器10的流率可快速且容易地使用一分开的流量仪表58来标定。可以涡轮或其它仪表类型的流量仪表58临时插入下游管道系统内以测量实际流体流量。流量仪表58提供反馈至一辅助通讯设备55(RTU，PC等)或者直接至主电路板。反馈可用来产生一基于观察的流量状况的误差函数，然后，纳入到由调节器10执行的流量计算中，由此提供更精确的流量数据。
图3示出一调节器流量测量和诊断装置的目前优选的实施例，并总体上以标号100表示。如图3所示，装置100包括一具有一适于连接到调节器的隔膜外壳14的第一端102的磁体壳101。磁体壳101形成一内表面250，并包封一适于连接到调节器内的隔膜26(图1)的行程指示器103(图4)。
一磁体组件252设置在磁体壳101内，以提供一磁通图形。如图8和9所示，磁体组件252包括一单一的条形磁体254，最好具有一圆柱形状，具有一北极256和一南极258。磁体254最好是由阿尔尼可铝镍钴合金制成的永久磁体，它可起到一恒定的磁体源的作用。磁体252较佳地包装在一滑梭260内，滑梭260具有一大小能接纳磁体254的中心孔261。滑梭260由非磁性材料制成，最好是铝或瓷，其外表面263的尺寸适于可滑动地接纳到磁体壳101的内表面250。滑梭260可是通过一合适的紧固件方便地连接的一两件的或蛤壳形的外壳。
在图8所示的实施例中，磁通形成极块262，264螺纹连接地固定在滑梭260的相对的端部凹陷265中，以形成由磁体254产生的磁通。各个极块262，264包括一相对布置的面266，并邻接磁体254的相对的端极面268(如图9所示)。由合适的磁性材料(诸如G10100冷轧钢)制成的极块262，264较佳地呈大致的圆柱形并具有相对平行的圆形表面266，272，以及布置成面对包含一磁场传感器276的纵向空间的圆柱形表面274。一截锥表面278形成介于圆形表面266和圆柱形表面274之间的过渡部分，并且也面向纵向空间。
在本发明的优选的实施例中，磁体254具有约为0.375英寸的直径和约为2.5英寸的长度。在极块262，264上的圆形面266的直径约为0.375英寸，而圆柱形表面274具有约为0.8125英寸的直径和沿轴线280的约为0.125英寸的长度。截锥表面278相对于表面266布置成约20°的夹角。磁场传感器276安装在阀壳或其它固定的物体上，且沿平行于轴线280的轴线282定向。滑梭260布置成沿轴线280移动。对于所描述的传感器的布置，轴线282离开轴线280为0.625英寸。
对于本发明来说，重要的是，圆柱形表面274平行于并同轴于轴线280和磁体254的表面286。这种关系是由下列因素实现：极块上的圆形面266面对磁体的圆形极面268，以及表面266和274的同轴关系。由于这种状况，磁场通量构造成关于磁体轴线280对称。如图9所示，磁体254沿轴线280方向的长度和圆柱形表面274的构造，以及截锥表面278，在邻近磁体254的区域内构成边缘散射的磁通图形，这样，磁通沿平行于轴线280的轴线282线性地变化。因此，磁位移传感器276检测沿传感器行程长度作线性变化的通量密度。因为磁通关于磁体的周缘系均匀的，所以，传感器对于元件关于轴线280的相对运动并不敏感。于是，传感器不敏感于磁体254关于其轴线280的转动。
磁通密度沿平行于磁体的纵向线282，从组件的中点288朝向两极均匀地增加到直接相对于极面274的最大通量密度。因为极256、258相对地定向，所以，通过传感器276的磁通方向，在沿线282的区域，在中点288的各侧成相对的方向。因此，通量密度沿线282进行变化，从靠近邻近一个极256的极面274的方向的最大值，到中点288的零值，到靠近邻近另一个极258的极面274的方向的最大值。在介于两个极块之间的中点288，磁通密度为0(零)。传感器这样进行标定：将传感器276放在磁场强度为零的中点288处，并进行传感器的标定。
在使用中，滑梭260沿线280往复运动，形成磁体254的线性变化的磁通图形，磁通沿传感器276通过而产生正比于磁体254相对于磁体组件252的相对位置的电压。通过构造成的边缘散射的磁通，极块262、264在磁体的长度上对磁通进行线性化。因此，极块262、264显著地增加由磁场传感器276产生的电压读数的有效范围和精确度。
为了进一步提高传感器电压读数的精度，设置一对对中环290，以确保磁体组件252对中在磁体壳101中。如图8所示，一对槽292形成在滑梭外表面263上。对中环290插入到槽292中，各具有一向外偏压的外壁294。外壁294啮合磁体壳101的内表面250，由此，将磁体组件252对中在磁体壳101内。在图8所示的实施例中，各对中环290包括一由相当弹性的材料(例如，橡胶)组成的内O形环296，以及一由具有相当低的摩擦系数的相当刚性的材料(例如，塑料)组成的外环298，以便允许外环298沿磁体壳的内表面250滑动。然而，应当认识到，也可使用其它的材料来向外偏压外壁294。例如，在图10所示的实施例中，各对中环290具有一包括一环形弹簧299的内件，以及一包括一塑料外环298的外件。环形弹簧299可由金属(例如，钢)制成。
在如图11所示的另一实施例中，设置一对对中环300，它们产生一向内的力，以便将磁体302对中在磁体壳101中。极块304、306定位在磁体302的相对端上，以形成磁通。设置一滑梭308以将磁体302和极块304、306包装成一体的磁体组件310。槽312形成在磁体壳101的内表面250上，其尺寸适于接纳对中环300的外部。各对中环300包括向内偏压的内壁314，以便啮合滑梭308的外表面316。在图11的实施例中，各个对中环300包括一内刚性件，例如，内塑料环318，其形成内壁314。各对中环300还包括一外弹性件，例如，外环形弹簧320，其向内推压内塑料环318而偏压内壁314。其结果，磁体302对中在磁体壳101内。
尽管各个图示的实施例示出使用两个对中环，但应该认识到，也可使用单一的对中环，根据偏压的壁和磁体的相对长度而定。此外，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可设置两个以上的对中环。
一电气外壳106附连在磁体壳101上，并具有一第一压力端口107，一第二压力端口108，一辅助压力端口109，以及一辅助端口110(图3)。一第一压力传感器组件111插入到第一压力端口107，以及一管(未示出)将组件111连接到流道的上游部分。一第二压力传感器组件114插入到第二压力端口108，以及一管(未示出)将第二组件114连接到流道的下游部分。一第三压力传感器组件115可插入到辅助压力端口109，以便测量第三压力点。第三压力传感器115可用来在不同的位置测量压力，其中包括在流道中或在调节器中，以便推断阻塞的行程(如在关于上述的实施例中的较为详细的描述)。在一优选的实施例中，设置第四压力端口117用来测量大气压力。设置辅助端口110用来从另外的装置(例如，如图1所示的温度传送器48)接纳离散的或模拟的输入。此外，设置一I/O端口112用来连接外部的装置(将在下文中详细介绍)。多个线路板120a-e设置在外壳内，用来控制装置100(图5)的各种操作。在所示的实施例中，一第一(或主)线路板120a可包括一用于第一、第二、第三压力传感器及大气压力传感器的接口，以及用于磁场传感器276的连接器。一第二(或通讯)线路板120b提供用于与其它装置通讯的接口。第二线路板120b可包括用于配线传输的连接，例如，调制解调器板、RF232通讯驱动器，以及一CDPD调制解调器。此外，或者，可设置一收发机用于无线通讯。一第三(或主)线路板120c较佳地包括一处理器、一存储器、一实时钟，以及用于两个通讯信道的通讯驱动器。处理器可包括尤其是用于流量计算的、如上所述的一个或多个算法，而存储器可储存选定的参数，例如，每天的高压和低压。一可供选择的第四线路板120d提供用于辅助通讯装置55的一接口。还设置一第五(或终端)线路板120e，其具有一电源控制器、场终端(用于I/O装置的连接)、备用电源，以及其它的诸板120a-d可插入其中的连接器。尽管在所示的实施例中示出五个线路板120a-e，但应该认识到，在不脱离本发明的范围的前提下，可使用单一的线路板，少于五个的线路板，或多于五个的线路板。
因此，应该认识到，介于装置100和外部装置之间的通讯可以是RF modem(调制解调器)、以太网或其它已知的类似的通讯。处理器允许外部的装置送入诸如所要求的压力设置点和报警条件到装置100中，并取出储存在存储器内的数据。取出的数据可包括报警记录和储存的操作参数。例如，取出的数据可包括定期储存在存储器内的上游和下游压力的历程，这样，装置100提供一压力记录仪的功能。
根据本发明的几个方面，处理器包括一用来产生报警信号的程序。该程序的第一部分将测得的参数(即，上游压力、下游压力及行程位置)与用户规定的某些限值进行比较(如图5示意性地所示)。此外，可运行一个或多个逻辑子程序，它比较至少两个测得的参数，并产生基于特定的逻辑操作的报警信号，它的实例示意地示于图6和7A-7D中。
首先转向液位报警，在150处开始一核对，以便确定用户是否已经送入液位限值。首先将压力、行程、流量及电池值与用户送入的高一高限值151比较。如果有任何一个值超过高-高限值，则在152处读出数据和时间，并在153记录对应的高-高报警。接下来，将测得的值与用户送入的高限值154作比较。如果有任何一个值超过高限值，则在155处读出数据和时间，并在156记录对应的高报警。然后，诸值与用户送入的低限值157进行比较。如果有任何一个值低于用户送入的低限值，则在158处读出数据和时间，并在159记录对应的低报警。最后，诸值与用户送入的低-低限值160进行比较。如果有任何一个值低于低-低限值，则在161处读出数据和时间，并在162记录对应的低-低报警。
可根据计算的流量F设置另外的限值报警。例如，用户可送入用于瞬时的和累积的流量的限值。当计算的流量F超过任何一个限值时，报警则被激发。根据杆的行程可设置另外的报警。用户可送入用于累积杆行程距离的一限值，并当杆累积的行程超过限值时，激发一维护报警。
在核实用户送入的限值警报之后，可运行一个或多个逻辑子程序，以确定是否存在任何逻辑的报警条件。在优选的实施例中，各个逻辑子程序组合成一单一的、如图6所示的集成的逻辑子程序。如图6所示，子程序通过收集所有的压力和行程数据而开始，通过压力调节器计算流量165。然后，各测得的参数与其它测得的参数和任何用户规定的设定点进行比较。对上游压力166、下游压力167、辅助压力168、杆行程169以及流量170，监视逻辑报警。还可设置其它的逻辑报警，以便从连接在I/O连接器112的第三压力传感器组件和辅助装置中得到反馈。在获得各参数的相对值之后，然后，核实逻辑报警(将在下文中详细介绍)。
根据上游压力(步骤166)而确定逻辑报警的较佳的操作顺序示意地示于图7A中。首先，子程序核实相对于上游压力172的送入值。如果送入相对于上游压力的值，则子程序确定测得的上游压力是否大于173，小于174，或等于175用户送入的值。对于每个相对的比较(即，步骤173、174和175)，如图7B-7D所示，执行一系列的子步骤。
如果一报警要求上游压力大于某一值，则子程序首先核实由用户176(图7B)送入的特定的上游压力值。如果用户已送入用于上游压力的一值，则测得的上游压力与送入的值177进行比较。如果测得的值大于送入的值，则大于标记的上游压力设定在178。如果使用特定的用户送入值，则子程序核实并判断下游压力是否与上游压力179比较。如果是的话，则子程序确定上游压力是否大于下游压力180。如果是的话，则大于下游压力标记的上游压力设定在181。如果下游压力不用作一逻辑报警，则子程序接下来核实基于辅助压力182的逻辑报警值。如果辅助压力用作一逻辑报警，则子程序核实上游压力是否大于下游压力183。如果是的话，则大于辅助压力标记的上游压力设定在184。
如图7C和7D所示，子程序执行类似的步骤，以确定上游压力是否小于或等于逻辑报警值185-202。此外，对下游压力和辅助压力执行等同于图7B-7D所示的操作，以确定它们是否大于、小于或等于特定的逻辑报警值。由于这些操作是相同的，所以不再提供表示这些步骤的单独的流程图。
转向基于行程169(图7A)的逻辑报警，一逻辑顺序的流程图示于图7E。因此，子程序首先核实行程位置逻辑值是否未进入203。如果一行程位置逻辑值已经进入，则子程序确定测量值是否必须大于逻辑值204。如果逻辑算子大于限值，则子程序确定测得的行程位置是否大于送入的值205。如果是的话，大于标记的行程设定在206。如果对于行程采用不“大于”的限值，则子程序确定测得的行程是否小于送入的值208。如果是的话，小于标记的行程设定在209。如果不采用一“小于”值，则子程序核实一“等于”的算子限值210。如果采用一“等于”限值，则子程序确定测得的行程是否等于送入的值211。如果是的话，等于标记的行程设定在212。可采用类似顺序的步骤来确定计算流量是否大于、小于或等于逻辑流量报警值(如图6的步骤170所要求)。
根据可被设定的逻辑标记，某些逻辑报警可根据比较两个测量参数而被激发。例如，当行程位置等于零且下游压力在增加(现下游压力大于就在先前测得的下游压力)时，可设定一关闭的问题报警而激发。当存在合适的操作条件来设定对应的逻辑标记时，激发关闭问题报警，其可指明：可能由于截流元件的损坏流体通过压力调节器发生泄漏。当行程值大于零且下游压力信号在减小时，可产生另一逻辑报警，其可指明一断裂的杆。当行程值大于零且上游压力信号在增加时，可产生又另一逻辑报警，其也可指明一断裂的杆或与调节器相关的其它问题。当行程信号大于零且下游压力信号大于用户送入的下游压力限值时，可激发另一逻辑报警，其可指明与控制调节器的导阀相关的问题。可送入考虑到各种测得的和计算的值的其它的逻辑的报警，这样，可立即指出与调节器相关的潜在的各种问题。
与处理器相关的存储器较佳地包括一跟踪数据、时间和报警类型的报警记录。通过外界的通讯装置可进入到报警记录，以允许获得报警的历程。此外，处理器较佳地包括一例外报告(RBX)线路，它自动地将任何报警情况通讯给位于远处的主机。因此，在管线中的可能的问题被立即报告，并识别出特定的部件或损坏区域。
尽管已经图示和描述了组合的调节器流量测量和诊断装置，但应该认识到，根据本发明可设置独立的调节器流量测量装置或独立的调节器诊断装置。
上面给出的详细的描述只是为了便于理解，从中不应理解有任何不必要的限制，因为对于本技术领域内的技术人员来说，显然，可作出诸多的改型。

Claims (28)

1.一压力调节器，其包括：
一具有一入口和一出口的主外壳，一在入口和出口之间限定的流体流动通道；
一在流体流动通道内可移动的截流元件；以及
一截流元件位置传感器，它包括：
一相对主外壳固定地支承并限定一内表面的磁体壳；
一磁体，所述磁体的尺寸设定成可用来插入磁体壳内并适于随着截流元件移动，磁体具有一北极和一南极，其中，磁体产生一磁通量；
一对中环，它定位在磁体和磁体壳之间，对中环包括一用来使磁体在磁体壳内对中的偏压壁；以及
一磁场传感器，它被定位成探测磁通量。
2.如权利要求1所述的调节器，其特征在于，对中环包括一弹性件和一刚性件，刚性件限定偏压壁。
3.如权利要求2所述的调节器，其特征在于，弹性件包括一橡胶O形环。
4.如权利要求2所述的调节器，其特征在于，弹性件包括一环形弹簧。
5.如权利要求2所述的调节器，其特征在于，刚性件包括一塑料环。
6.如权利要求1所述的调节器，其特征在于，还包括在磁体的南极和北极上的通量成形极块。
7.如权利要求2所述的调节器，其特征在于，对中环被支承成连同磁体移动，且其中，弹性件包括一内环，以及刚性件包括一外环，外环具有一限定偏压壁的外壁，外壁被向外地偏压以与磁体壳的内表面啮合。
8.如权利要求7所述的调节器，其特征在于，还包括一滑梭，其具有一尺寸能接纳磁体的中心孔以及一尺寸能插入磁体壳的外表面，外表面限定一尺寸能接收对中环的内部的凹槽，其中，磁体被接纳在滑梭的中心孔中，而滑梭被接纳在磁体壳内。
9.如权利要求8所述的调节器，其特征在于，还包括在磁体的南极和北极上的通量成形极块，其中，滑梭包括两个尺寸能接纳通量成形极块的端部凹口。
10.如权利要求2所述的调节器，其特征在于，对中环相对磁体壳固定，其中，弹性件包括一外环，刚性件包括一内环，内环具有一限定偏压壁的内壁，外环向内地偏压内壁。
11.如权利要求10所述的调节器，其特征在于，还包括一滑梭，其具有一尺寸能接纳磁体的中心孔以及一尺寸能插入磁体壳的外表面，磁体壳内表面限定一尺寸能接纳对中环外部的凹槽，其中，磁体被接纳在滑梭的中心孔中，而滑梭被接纳在磁体壳内，其中内壁啮合滑梭外表面。
12.如权利要求11所述的调节器，其特征在于，还包括在磁体的南极和北极上的通量成形极块，其中，滑梭包括两个尺寸能接纳通量成形极块的端部凹口。
13.如权利要求1所述的调节器，其特征在于，还包括一在磁体和磁体壳之间定位的第二对中环，第二对中环包括一用来使磁体在磁体壳内对中的偏压壁。
14.如权利要求1所述的调节器，其特征在于，还包括一端连接至截流元件而相对端连至磁体的行程指示器。
15.一磁体组件，其带有磁通量传感器以提供一适于探测可移动元件位置的位置传感器，磁体组件包括：
一限定内表面的磁体壳；
一磁体，其尺寸可插入磁体壳内并适于随可移动元件移动，磁体具有一北极和一南极，其中，磁体产生一磁通量；以及
一对中环，它定位在磁体和磁体壳之间，对中环包括一用来使磁体在磁体壳内对中的偏压壁。
16.如权利要求15所述的磁体组件，其特征在于，对中环包括一弹性件和一刚性件，刚性件限定偏压壁。
17.如权利要求16所述的磁体组件，其特征在于，弹性件包括一橡胶O形环。
18.如权利要求16所述的磁体组件，其特征在于，弹性件包括一环形弹簧。
19.如权利要求16所述的磁体组件，其特征在于，刚性件包括一塑料环。
20.如权利要求15所述的磁体组件，其特征在于，还包括在磁体的南极和北极上的通量成形极块。
21.如权利要求16所述的磁体组件，其特征在于，对中环被支承以连同磁体移动，且其中，弹性件包括一内环，以及刚性件包括一外环，外环具有一限定偏压壁的外壁，外壁被向外地偏压以与磁体壳的内表面啮合。
22.如权利要求21所述的磁体组件，其特征在于，还包括一滑梭，其具有一尺寸能接收磁体的中心孔以及一尺寸能插入磁体壳的外表面，外表面限定一尺寸能接纳对中环的内部的凹槽，其中，磁体被接纳在滑梭的中心孔中，而滑梭被接纳在磁体壳内。
23.如权利要求22所述的磁体组件，其特征在于，还包括在磁体的南极和北极上的通量成形极块，其中，滑梭包括两个尺寸能接纳通量成形极块的端部凹口。
24.如权利要求16所述的磁体组件，其特征在于，对中环相对磁体壳固定，其中，弹性件包括一外环，且刚性件包括一内环，内环具有一限定偏压壁的内壁，其中，外环向内地偏压内壁。
25.如权利要求24所述的磁体组件，其特征在于，还包括一滑梭，其具有一尺寸能接纳磁体的中心孔以及一尺寸能插入磁体壳的外表面，磁体壳内表面限定一尺寸能接纳对中环外部的凹槽，其中，磁体被接纳在滑梭的中心孔中，而滑梭被接纳在磁体壳内，其中，内环的内壁啮合滑梭外表面。
26.如权利要求25所述的磁体组件，其特征在于，还包括在磁体的南极和北极上的通量成形极块，其中，滑梭包括两个尺寸能接纳通量成形极块的端部凹口。
27.如权利要求15所述的磁体组件，其特征在于，还包括一在磁体和磁体壳之间定位的第二对中环，第二对中环包括一用来使磁体在磁体壳内对中的偏压壁。
28.如权利要求15所述的磁体组件，其特征在于，磁体组件设置在一调节器内，可移动件包括所述调节器的一截流元件，所述磁体组件还包括一行程指示器，其一端连接至截流元件而相对端连接至磁体。
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