CN207851011U - 液体检测设备和过程控制系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型描述了液体检测设备和过程控制系统。被配置为耦合到气动供应的液体检测设备包括：电子液体传感器和被配置，其被配置为检测气动供应中液体的存在；以及无线通信器，其被配置为将数据从电子液体传感器发送到无线通信节点。液体检测设备可以沿着工厂中的气动供应安装在不同的位置处。工厂网络可以将来自通信节点的发送消息转发到工厂计算机上，其中当水或其它液体被检测到时，可以向操作者或其它计算机系统提供警告或其它消息。

Description

液体检测设备和过程控制系统
技术领域
本公开内容总体上涉及具有无线通信器的液体检测设备，并且更具体而言，涉及被配置为检测并提供对气动供应(pneumatic supply)中的液体污染的指示的液体检测设备。
背景技术
在具有过程控制系统的工业工厂中，常见的是使用压缩空气以用于许多不同应用，包括例如驱动各种控制设备(例如，阀、调节器和阀控制器) 的移动。工厂空气分配系统通常包括位于主要的工厂设备附近和/或周围的一个或多个空气压缩器，以及延伸穿过工厂的各个区域的气动管线的分配系统，空气压缩器和分配系统在整个工厂所需的位置处提供压缩空气。
使用或生成工厂空气的压缩空气的许多气动控制设备(例如，数字阀控制器和气动过程控制器)例如可能因水或其它液体存在于被供应到设备的压缩气体中而易受到损坏或性能退化。然而，由于工厂空气和单独的设备中的气动供应通常是封闭系统，所以可能难以知道在空气管线和/或单独的设备中是否存在有问题的量的水或其它液体。
为了减轻气动管线和/或设备中的水和其它液体的积聚，液体捕集器 (trap)和/或排放器(drain)可以沿着气动管线和/或在特定的控制设备中安装在选定的位置处。例如，排液阀可以沿着空气管线的低点安装在弯头中。在另一个示例中，气动过滤器调节器可以在滴井(drip well)的底部被提供有排液阀，其收集并排出在通过调节器的空气中抽出的液体。尽管这些布置可能帮助去除或减少来自工厂空气供应的不需要的液体的问题，但是其可能不会向工厂操作者提供可能指出需要进行预防性维护或修理的系统中的变化的任何指示。
实用新型内容
鉴于许多气动控制设备可能因水或其它液体存在于被供应到设备的压缩气体中而易受到损坏或性能退化，并且可能难以知道在空气管线和/或单独的设备中是否存在有问题的量的水或其它液体的问题，以及虽然一些布置可能帮助去除或减少来自工厂空气供应的不需要的液体，但是其可能不会向工厂操作者提供可能指出需要进行预防性维护或修理的系统中的变化的任何指示的问题，提供了一种液体检测设备、过程控制系统。
根据一些方面，一种用于检测并提供对气动供应中的液体污染的指示 (例如，警告或其它指示)的设备、系统可以无线地发送来自电子液体传感器的数据。以此方式，可以更容易将这种设备、系统改造于现有的工厂气动系统。
根据一些方面，一种用于检测并提供液体污染的指示的设备、系统可以将数据发送到工厂计算机网络上的通信节点。以此方式，可以实现在工厂中通过现有的通信网络向操作者或其它计算机系统传递相关的数据或警告或其它指示。
根据一些方面，一种设备、系统检测并提供气动供应管线中和/或气动仪表中的液体污染的存在和/或量的警示。这可以帮助操作者决定何时对气动供应管线和/或气动仪表执行维护。
这些方面中的一个或多个可以用以下布置中的任何一个或多个来实现。
在一些布置中，一种液体检测设备，其用于检测并提供气动供应中的液体污染的指示，该液体检测设备包括电子液体传感器和无线通信器。该电子液体传感器可以被配置为耦合到气动供应并检测该气动供应中液体的存在。该无线通信器可以被配置为将来自电子液体传感器的数据发送到工厂计算机网络上的通信节点。
在一些布置中，根据本公开内容，一种过程控制系统包括具有无线通信器和电子液体传感器的液体检测设备。该过程控制系统可以包括气动供应管线，其可以是例如在过程工厂中。该液体检测设备可以操作地耦合到该气动供应管线以感测气动供应中液体的存在。该电子液体传感器可以被配置为检测气动供应中液体的存在。例如，可以在工厂计算机网络上提供无线通信节点。该无线通信器可以被配置为将来自电子液体传感器的数据发送到无线通信节点。
这些方面和/或布置中的任何一个可以还包括以下可选的布置和/或特征中的任何一个或多个。
该无线通信器可以是近场数据发射机。该近场数据发射机可以具有小于约100英尺的传输范围，例如，在大约100英尺与0英尺之间的任何传输范围。例如，该近场数据发射机可以是或包括蓝牙发射机和/或Wi-Fi发射机。然而，其它类型的无线传输也是可能的。优选地，该无线通信器是低功率发射机，以便最小化功率使用。以此方式，如果使用，则电池电源的寿命可以被延长。
该无线通信器可以被配置为经由诸如无线HART协议或ISA100.11a协议之类的无线数字工业自动化协议进行通信。还可以使用其它数字工业自动化协议。
该电子液体传感器可以包括被配置为检测气动供应中水的存在的水传感器。可以使用任何合适类型的水传感器，例如，惠斯通电桥或其它电阻迹线传感器。
该电子液体传感器可以包括检测电路，该检测电路连接到被配置为检测存在的液体的量的液体传感器。可以使用任何合适类型的检测电路。
该电子液体传感器可以包括功率电路，该功率电路被配置为控制对该检测电路和该无线通信器的功率供应。可以使用任何合适类型的功率电路。
该液体检测设备可以包括被配置为向该电子液体传感器和/或该无线通信器供电的电池电源。该电池电源可以由该液体检测设备的壳体承载。然而，还可以使用其它电源。例如，可以从附近的现场设备、工厂中的功率总线或其它直接有线的电源提供该电子液体传感器和/或该无线通信器的功率。
该电子液体传感器和该无线通信器可以由壳体承载在一起作为单个单元。该壳体可以被分成连接在一起的不同部分。水传感器可以设置在壳体的暴露于气动供应的第一部分(例如，传感器主体)中。检测电路、功率电路、电池、和无线通信器可以设置在壳体的与壳体的第一部分流体密封隔离的其它区域(例如，电子设备外壳)中。这可以提供方便的封装和形状因子以快速地和容易地耦合到各种工厂空气供应，例如，气动管线和/或气动设备。这对于改造于现有的已安装气动设备和/或气动管线可能特别方便。
该无线通信器可以被配置为间歇地发送数据。例如，该无线通信器可以被配置为以预先选择的时间间隔和/或响应于水或其它液体的存在而发送数据。这可以节省功率，例如，可以增加电池电源的寿命。
该无线通信器可以被配置为响应于该电子液体传感器感测到小于阈值量的液体而以第一预先选择的时间间隔发送数据，以及响应于该电子液体传感器感测到大于阈值量的液体而以第二较短的时间间隔发送数据。例如，该无线通信器可以被配置为每天一次(或某种其它预先选择的时间间隔) 发送来自液体传感器的数据，以节省在大多数操作时间段期间的功率，以及当某个阈值量的液体被感测到时，随后该无线通信器可以更频繁地(例如，一天三次或四次、或一小时一次、一分钟一次、一秒钟一次等)发送来自液体传感器的数据，以在发生潜在的有问题的水或其它液体混入时提供增加的报告。
该电子液体传感器可以被配置为区分不存在液体和存在一个、两个或多个不同液位的液体。该无线通信器可以被配置为当液体被检测到时发送第一消息，以及当液体未被检测到时发送第二消息。该无线通信器可以被配置为当不存在液体时发送第一消息、当存在第一液位的液体时发送第二消息、以及当存在第二液位的液体时发送第三消息。这可以帮助操作者或其它监视系统在存在的不同液位的水之间进行区分，这又可以提供附加的信息，以决定是否以及何时应对气动系统部件执行维护以纠正水混入问题。
该无线通信节点可以是被配置为在工厂计算机网络上的数字工业自动化协议上进行通信的现场设备的部分。现场设备可以包括数字阀控制器。
该无线通信节点可以不是现场设备的部分。
该无线通信节点可以包括以下各项中的至少一项：连接到工厂计算机网络的射频收发机、Wi-Fi路由器和蓝牙收发机。
该电子液体传感器可以周期地被激活以临时地感测气动供应中液体的存在，或者该电子液体传感器可以连续地被激活。该电子液体传感器可以以预先选择的间隔周期性地被激活，而不管该电子液体传感器检测到的液体是否存在。或者，间隔可以根据该电子液体传感器对液体的检测而改变。该电子液体传感器可以当没有液体被检测到时以第一预先选择的时间间隔被激活，并且当液体被检测到时以第二较快的时间间隔被激活。
可以对应于和/或响应于该电子液体传感器的每次激活，由该无线通信器发送无线信号。从通信节点发送的信号可以从通信节点被中继到工厂网络上的工厂计算机。这可以使得能够向操作者或其它系统过程警告气动管线和/或设备中液体的存在。
该无线通信节点可以设置在整个工厂的各个位置处和/或沿着计算机网络的各个位置处。该无线通信节点可以是被配置为在工业计算机网络上在数字工业自动化协议(例如，HART或FOUNDATION现场总线或Profibus) 上进行通信的现场设备的部分。例如，现场设备可以是数字阀控制器或某种其它“智能”通信的过程控制设备。然而，该无线通信节点不一定是现场设备的部分。相反，该无线通信节点可以是连接到工厂计算机网络的独立数据通信收发机，例如，Wi-Fi或蓝牙收发机或无线HART收发机。
根据本公开内容的液体检测设备、过程控制系统可以更容易地改造于现有的工厂空气供应，例如，气动管线和/或气动设备。可以更容易地定制液体检测设备、过程控制系统以适合特定的安装布置，从而提供提高的灵活性。多个液体传感器能够与诸如无线智能现场设备或通信收发机之类的单个通信节点进行通信，和/或液体传感器能够与若干不同的通信节点进行通信。具有无线通信器的液体检测设备可以通过减少或消除从液体传感器到工厂中的通信节点的有线连接来更容易地安装在爆炸性或其它危险区域中或周围。
在详细查看附图和以下的描述时，这些和其它方面、布置、特征、和/ 或技术效果将变得显而易见。
附图说明
图1是根据本公开内容的各方面的液体检测设备的示意图，该液体检测设备用于检测并发送对气动供应中的液体污染的指示；
图2是具有安装在非通信的气动过程控制设备上的液体检测设备的过程控制系统的部分的示意图；
图3是具有安装在通信的气动过程控制设备上的液体检测设备的过程控制系统的部分的示意图；
图4是操作地耦合到用于过程控制系统中数字阀控制器的气动过滤调节器的液体检测设备的示意图；
图5是配备有本公开内容的液体检测设备的示例性过程控制系统的示意图；
图6示出了根据本公开内容的各方面的方法；以及
图7示出了根据本公开内容的附加的方面的方法。
具体实施方式
现在转到附图的示例性布置，图1例示了根据本公开内容的各方面的示例性液体检测设备10。该液体检测设备10包括电子液体传感器12和无线通信器14。液体检测设备10被配置为检测气动供应中的液体污染的存在 (例如，在工厂空气管线或一件气动设备中的水)。此外，液体检测设备10 被配置为将例如包括警报或其它指示(关于是否在气动供应中检测到液体污染)的数据发送到工厂操作者或工厂内的计算机系统。特别地，电子液体传感器12被配置为检测气动供应中水或其它液体的存在，并且无线通信器14被配置为例如利用Wi-Fi、蓝牙或无线HART传输来无线地发送来自电子液体传感器12的数据。通过使用无线通信器14来发送来自电子液体传感器12的数据，可以更容易地将液体检测设备10改造于现有的过程控制系统，而不必在液体检测设备10与过程控制网络中的通信节点之间连接附加的通信线。
无线通信器14优选地是近场数据发射机。例如，无线通信器14可以是诸如蓝牙发射机和/或Wi-Fi发射机之类的低功率发射机。无线通信器14 优选地还是相对低功率的发射机。因此，在许多布置中，无线通信器14可以是具有小于约100英尺的传输范围的近场数据发射机，并且可以具有小于50英尺、20英尺、10英尺或甚至更小的传输范围，这取决于用于从无线通信器14接收无线传输的优选通信节点的具体位置。然而，可以使用其它类型的较远距离的无线发射机。
无线通信器14可以被配置为在无线数字工业自动化协议上进行通信。一些示例性数字工业自动化协议包括无线HART协议和ISA100.11通信协议。然而，无线通信器14可以被配置为在其它数字通信协议上进行通信。以此方式，无线通信器14可以被配置为与例如在工业过程工厂或其它类型的工业工厂内的工厂计算机网络进行通信。这允许无线通信器14沿着现有的工厂数字通信网络发送关于电子液体传感器12的状态的数据传输。因此，例如，如果电子液体传感器12感测到水或其它液体，则无线通信器14可以经由工厂数字通信网络向远程位置处的操作者发送诸如警示或状态信息之类的警告。
液体检测设备10优选地具有壳体16，壳体16包含和/或承载电子液体传感器12和无线通信器14一起作为单个单元。此外，壳体16优选地以适合用于爆炸性和/或其它危险易燃状况的方式包围电子液体传感器12和无线通信器14的电子电路。在一些布置中，液体检测设备10可以是本质安全的。
壳体16包括传感器主体18和电子器件壳体20。传感器主体18被配置成操作地耦合到诸如气动管线或气动设备之类的气动供应，以便检测湿度 (例如，来自夹带在通过管线和/或设备的空气内的水或其它液体)。电子器件壳体20优选地以气密方式包围电子液体传感器12和无线通信器14的主要的电子部件，以便最小化和/或消除点燃易燃环境气氛的风险。然而，液体检测设备10不限于壳体16的该布置，而是可以采用适合于承载电子液体传感器12和无线通信器14一起作为单个单元的任何形式。
传感器主体18可以采用特别适用于特定气动供应的不同形式。图1中示出了传感器主体18的一种常见形式，其中，传感器主体18包括短管段，该短管段被配置为附接到空气供应，其中水传感器22设置在管段内。因此，水传感器22可以感测通过管段的内部或在管段的内部收集的空气中的水 (或其它液体)的存在。管段可以被配置为附接到气动供应的许多不同的布置。例如，管段可以在一端或两端处包括连接器24(例如，螺纹、夹具、接头、和/或其它连接器配件)，以便沿着气动管线在管线中(in-line)连接或与气动供应管线连接。然而，在一些布置中，管段的一端可以具有闭合端，另一端可以具有连接器24，使得传感器主体18形成可以连接到气动供应的插接构件(plug member)。在其它布置中，管段可以省略任何连接器 24。然而，在任何布置中，传感器主体18被配置为操作地连接到气动供应，以便将空气引导到传感器主体的内部以便接触(engage)水传感器22，使得水传感器22可以感测空气供应中液体的存在。
该布置中的电子液体传感器12包括水传感器22、检测电路26和功率电路28。水传感器22可以是适用于检测气动供应中水的存在和/或量的任何类型的传感器。例如，水传感器22可以是导电迹线传感器，(例如，惠斯通电桥传感器)。然而，可以使用其它类型的水传感器。优选地，水传感器22适用于潜在易燃或爆炸性环境中的安全使用。检测电路26可以采用被配置为运行水传感器22的任何形式的电路，以识别由水传感器22检测到的水的存在和/或量，并生成表示以适用于由无线通信器14根据本文所描述的功能进行发送的形式来检测的水的存在和/或量的数据。因此，检测电路26连接到水传感器22以便获取来自水传感器的读数，并且连接到无线通信器14以便响应于所获取的读数而向无线通信器14提供生成的数据以进行传输。功率电路28可以采用被配置为提供从电源传递的适当的功率以操作检测电路26并操作无线通信器14的任何形式的电路。在一些布置中，检测电路26和/或功率电路28可以利用适当的ASIC芯片或其它电路来实现。
在该布置中，用于功率电路28的电源由电池30提供。然而，可以使用其它形式的电力电源。例如，电子模块16可以包括用于连接到附近现场设备、功率回路或总线的电源的连接。在另一个示例中，电子模块可以硬连线到专用电源。然而，使用电池30还通过消除对连接到电源的附加电源线的需求来帮助提高将液体检测设备10改造于现有的过程控制系统的容易性。
水传感器22设置在壳体16的暴露于气动供应的第一部分(例如，传感器主体18)中，并且检测电路26、功率电路28、电池30和无线通信器 14设置在壳体16的与该壳体的第一部分流体密封的一个或多个其它区域 (例如，电子设备壳体20)中。在示例性布置中，电池30、检测电路26、功率电路28和无线通信器14中的每一个都包含在电子器件壳体20内。因此，壳体16以易于处理并易于安装到现有的气动管线和/或气动设备的形状因子包含电子液体传感器和无线通信器的所有部分一起作为单个单元。优选地，电子器件壳体20被密封以防止水、危险气氛和/或可能对电子液体传感器12和无线通信器14的电子器件产生负面影响的其它非期望的物质的进入。水传感器22暴露于气动供应和其中的任何液体，以便感测气动供应中的液体。然而，水传感器22优选地与电子器件的剩余部分流体密封，例如，通过围绕穿过传感器主体18的壁和/或电子设备壳体20的壁的水传感器22与检测电路26之间的电连接的液体和气动紧密密封件32。然而，可以使用防止电路免受水的其它布置。
无线通信器14可以被配置为连续地或间歇地发送数据。优选地，无线通信器14被配置为间歇地发送数据，如果使用的话，这可以帮助节省功率和/或延长电池30的寿命，从而减少液体检测设备10的维护需求。
在一些布置中，无线通信器14被配置为以一个或多个预先选择的时间间隔发送数据。可以选择预先选择的时间间隔以满足各种设计标准中的一个或多个，并且可以例如是几毫秒到几天、几周或几个月之间的任何选定的值，这取决于特定的设计参数。在其它布置中，来自无线通信器14的传输之间的时间间隔可以根据由水传感器22检测到的液体的存在和/或量而变化。在一些布置中，传输之间的时间间隔可以在不同的预先选择的时间间隔之间变化。例如，如果水传感器22没有感测到液体，则无线通信器以第一较长的预先选择的时间间隔进行发送(例如，每小时或每天一次)，并且如果水传感器22感测到液体，则无线通信器14可以以第二较短的预先选择的时间间隔进行发送(例如每5分钟或每半天一次)。
用于传输的预先选择的时间间隔可以是恒定的，而不管水传感器22感测到什么(即，时间间隔不改变或以其它方式取决于水传感器22感测到什么)。例如，无线通信器14可以被配置为发送关于与每个预先选择的时间间隔(例如，每秒、每分钟、每小时、每日、每周、每月等)相对应的水传感器22是否感测到水和/或感测到多少水的消息。由无线通信器14发送的消息可以根据水传感器22感测到了什么而改变。为此，电子液体传感器 12和检测电路被配置为不仅区分气动供应中水的存在或缺乏，还区分气动供应中的至少两个(或更多个)不同量和/或液位的水。因此，例如，无线通信器14可以根据并相对应于由水传感器22感测到的水(或其它液体) 的液位，而发送指示气动供应器中没有水存在的第一消息、指示存在少量水的第二消息、或指示存在大量的水的第三消息。以此方式，液体检测设备10可以如上面所描述的节省功率而不增加来自无线通信器14的传输的频率，并且还向操作者或维护系统提供更多的数据丰富的信息，其可以帮助在气动供应中液体小的和/或微不足道的积聚与液体的大量和/或潜在的破坏性积聚之间进行区分。
尽管无线通信器14可以被配置为根据由水传感器22检测到的水的量和/或液位而发送不同的消息，替代地，无线通信器14可以被配置为发送仅指示水传感器22是否检测到或未检测到液体的消息。在该情况下，传输之间的时间间隔中的变化将向操作者或维护系统提供关于所感测到的液体可能关于可能的维护要求有多重要的附加的数据。
液体检测设备10可以被配置为用于在整个过程控制或其它工业工厂中的不同类型的设备和/或不同位置。以下是举例说明液体检测设备10的通用性的一些示例性布置。
图2示出了过程控制系统的一部分，其中液体检测设备10可操作地安装在非通信的气动设备50上。该气动设备50可以是不包括无线接收机的任何气动设备，其中，该无线接收机能够接收(和解码)由无线通信器14 发送的传输。气动设备50可以具有“智能”数据通信能力，或者诸如不与工厂操作计算机传送数据消息的气动阀致动器或类似设备之类的气动设备 50可以不具有“智能”数据通信能力。这里，液体检测设备10与供应来自工厂空气的空气压力的气动供应管线52在管线中耦合。传感器主体18的一端耦合到用于气动供应进入气动设备50的空气入口。传感器主体18的另一端耦合到气动供应管线52，使得来自气动供应管线52的压缩空气通过传感器主体18并进入气动设备50以便驱动气动设备50。在该布置中，由于气动设备50不具有无线接收机和/或未被配置用于工厂计算机网络上的“智能”数据通信(例如，不具有HART或FOUNDATION现场总线或类似的通信器)，液体检测设备10与远离气动设备50的无线通信节点54(例如，Wi-Fi路由器)进行通信。例如，无线通信节点54可以处于无线通信器14的传输范围内的工厂的区域的中心位置，并且可以连接到通信平台(例如，总线或无线网络)，以进行工厂计算机之间的数据通信。在该布置中，无线通信器14可以被配置和/或选择用于在必要距离向一个或多个这种远程无线通信节点54发送数据。如果可能，无线通信器14优选地是近场发射机和/或低功率发射机。然而，如果近场发射机不足以穿过液体检测设备 10的位置与最近的远程通信节点54之间的距离，则可以使用足以穿过该必要距离的不同的发射机，例如，长距离或中等范围和/或较高功率发射机。在任何情况下，当电子液体传感器10感测到气动管线52的气动供应中液体的某个预先定义的最小阈值(如先前所描述)时，则无线通信器14被配置为无线地发送指示，该指示可以在通信节点54处被接收，并且随后从通信节点54沿着工厂网络56被转发(即，被进一步发送)到一个或多个工厂计算机，工厂计算机可以被配置为向操作者或其它控制或监测计算机系统提供该指示。
图3示出了过程控制系统的一部分，其中液体检测设备10可操作地安装在气动设备60上，该气动设备60还具有能够从无线通信器14接收无线传输的无线接收机。气动设备60还是包括用于沿工厂网络(例如，56)传送数据的通信器的“智能”设备。例如，气动设备60可以是配置有HART 或FOUNDATION现场总线(或类似)通信的数字阀控制器。类似于图2 中的布置，液体检测设备10与气动供应管线52在管线中耦合，其中传感器主体18的一端耦合到进入气动设备60的空气入口，并且传感器主体18 的另一端耦合到气动供应管线52，使得来自气动供应管线52的压缩空气穿过传感器主体18并进入气动设备60。然而，在该布置中，由于气动设备 60具有无线接收机并且可以跨工厂网络进行通信，所以液体检测设备10可以被配置为直接与气动设备60通信。因此，由于液体检测设备10与气动设备60上的接收机之间的距离相对较短(例如，小于10英尺、小于5英尺、或甚至小于1英尺)，所以无线通信器14可以是近场发射机和/或低功率发射机(例如，蓝牙发射机)，从而节省附加的功率并增加电池30(如果使用)的使用寿命。如上类似，当电子液体传感器10感测到气动管线52 的气动供应中液体的某个预先定义的最小阈值时(如先前所描述)，无线通信器14被配置为无线地发送指示，该指示可以在气动设备60处被接收，气动设备60用作工厂网络上的通信节点，并且该指示随后从气动设备60 沿着工厂网络56被转发到一个或多个工厂计算机，工厂计算机可以被配置为向操作者或者其它控制或监测计算机系统器提供该指示。
图4示出了过程控制系统的一部分中的另一个示例性安装布置，其中液体检测设备10可操作地附接到气动过滤调节器70，该气动过滤调节器 70转而附接到用于致动器和阀62的数字阀控制器60的空气入口。在该布置中，传感器主体18可操作地连接在来自气动过滤调节器70的滴井74的排放孔72中。特别地，传感器主体18的一端例如通过螺纹附接到排放孔 72中，并且标准排放插接件76(其可以可选地包括排泄阀76)耦合到传感器主体18的相对端。因此，在该布置中，液体检测设备10形成更多的、用于排放孔72的插接构件，而不是沿着气动管线52在管线中耦合。类似于图3的布置，尽管液体检测设备10没有直接附接到数字阀控制器60，但是它仍然相对较近，例如，距离数字阀控制器60的无线接收机不到10英尺或更小。因此，无线通信器14同样可以是向数字阀控制器60进行发送的近场发射机和/或低功率发射机。
尽管关于图2-图4描述了具体的示例性安装布置，但是液体检测设备 10不限于这些特定的安装布置，而是可以配置用于和/或安装在工厂内的几乎无限制数量的布置。特别地，液体检测设备10的一个技术优点是对于在整个工厂中在许多不同特定布置中的安装的配置的增加的灵活性。
图5示出了实现液体检测传感器10(例如，上面在各种安装中所描述的那些)的示例性过程控制系统。示例过程工厂210可以包括经由一个或多个通信网络与支持设备互连在一起的多个控制和维护系统，其在下文中将进一步详细描述。在该示例中，在过程工厂中示出了两个不同的液体检测传感器10a和10b。然而，更多或更少的液体检测传感器10可以可操作地安装在过程工厂周围。液体检测传感器10a连接到通常如图4所描述的用于数字阀控制器60的气动过滤调节器70，该气动过滤器调节器70转而通过气动管线52可操作地连接到工厂空气。液体检测传感器10b可操作地连接到沿着气动管线52的低点，其中水和其它液体污染可以收集在例如如图5所示的水捕集器处或在头部中或其它地方处。
过程工厂210可以包括一个或多个过程控制系统212和214。过程控制系统212可以是传统的过程控制系统，例如，PROVOX或RS3系统或任何其它控制系统，其包括耦合到控制器212B和输入/输出(I/O)卡212C的操作者接口212A，212C转而耦合到各种现场设备(诸如模拟(例如， 4-20mA)和高速可寻址远程变送器()现场设备215)。过程控制系统214(其可以是分布式过程控制系统)包括经由总线(例如，以太网总线)耦合到一个或多个分布式控制器214B的一个或多个操作者接口214A。控制器214B可以是例如由德克萨斯州奥斯汀的艾默生过程管理公司出售的DeltaVTM控制器或任何其它期望类型的控制器。控制器214B经由I/O设备连接到一个或多个现场设备216，例如，HART或FOUNDATIONTM现场总线现场设备或任何其它智能或非智能现场设备，包括例如使用AS-接口和CAN协议中的一种或多种的现场设备。
通常，过程控制器(例如，过程控制器212B或214B)可以与工厂网络系统进行通信，以提供关于在过程控制器的管理下的操作(例如，现场设备操作)的信息，并且从工厂网络系统接收设定点信号，该设定点信号用于调整过程控制器的操作。现场设备215或216(例如，作为控制阀或其它机构中的致动器)可以控制物理过程参数，或者(例如，作为传感器)可以测量物理过程参数。现场设备可以与控制器212B或214B进行通信，以接收过程控制信号或提供关于物理过程参数的数据。可以经由模拟信号或数字信号进行通信。I/O设备(例如，I/O设备212C)可以从现场设备接收消息以传送到过程控制器，或者I/O设备可以从过程控制器接收针对现场设备的消息。操作者接口214A(或212A或218)可以存储和执行可用于过程控制操作者的工具217、219以便控制过程的操作，包括例如控制优化器、诊断专家、神经网络、调谐器等。
维护系统可以连接到过程控制系统212和214或连接到其中的单独设备以执行诊断和监测活动。例如，维护计算机218可以经由任何期望的通信线路或网络(包括无线网络或手持设备网络)连接到控制器212B和/或设备215，以在设备215进行通信，并且在一些实例中在设备215上重新配置或执行其它维护活动。类似地，维护应用可以安装在与分布式过程控制系统214相关联的用户接口214A中的一个或多个中并由其执行，以执行维护和监测功能(包括与设备216的操作状态相关的数据收集)。
计算机系统或工作站274(其可以表示工作站212A、214A或218中的任何工作站)通常可以包括处理器274A、存储器274B和显示设备274C。工作站274可以实现各种维护系统和/或监测系统235、业务和/或管理应用243等中的任何一个或多个。特别地，计算机系统274可以(例如，使用存储器274B)存储并且(例如，使用处理器274A)实现各种应用238和242，以经由显示器274C(或任何其它显示设备，诸如打印机)向用户提供信息。此外，计算机系统274可以响应于由液体检测设备10中的一个或多个发送的一个或多个数据传输而实现警告/警报应用243。当然，维护系统和/或监测系统235、警告应用243、和/或应用238和242可以作为相同或不同的软件组件的部分来执行。数据库278可以连接到通信总线245以作为数据历史库而操作，该数据历史库收集和存储配置信息以及在线过程变量数据、参数数据、状态数据、以及与过程控制器212B或214B和过程工厂210内的现场设备215或216相关联的其它数据。还可以提供附加的工厂网络设备和系统。
一般而言，工厂计算机网络上的计算机(例如，工作站274、控制器 212B 214B、维护计算机218、和/或经由总线245或经由工厂中的其它计算机网络互连的其它计算机)可以被配置为与可选地位于现场设备215、216 和无线路由器54中的通信节点进行通信。当液体检测设备10(例如，10a 或10b)中的一个或多个如上面所描述的利用消息将数据信号发送到通信节点中的任何通信节点时，工厂计算机网络被配置为将消息重新发送到计算机中的一个或多个上，例如，优选地维护计算机218或工作站274，在其处，诸如警示或状态消息之类的警告可以被提供给工厂操作者或另一个计算机系统(例如，监测和/或维护程序)。
例如，警告/警报应用243可以用于对由工厂210中的液体检测设备10 中的一个液体检测设备发送的警告进行管理和路由。在该情况下，当水传感器22中的一个检测到某个预定阈值量的液体时，相应的无线通信器14 如上面所描述的发送相应的数据信号/消息。对于液体检测设备10a，无线通信器14可以是近场和/或低功率发射机，其将信号发送到紧邻的数字阀控制器60中的无线接收机。随后，数字阀控制器60经由总线245将消息转发到工作站274。对于液体检测设备10b，无线通信器14可以是较远距离的发射机，其将信号发送到Wi-Fi路由器54，该Wi-Fi路由器54随后经由总线245将消息转发到工作站274。当然，如在本领域中将理解的是，警告 /警报应用243可以在工厂计算机网络中的其它计算机上实现，并且由无线通信器14发送的无线传输可以使用在整个工厂中不同的通信节点和传输路线而采用不同的路线。此外，单个通信节点可以从多于一个的液体检测设备10接收传输，和/或单个液体检测设备10可以向工厂中的多于一个的通信节点进行发送。
图6示出了利用液体检测设备10针对液体对过程控制系统中的气动供应进行监测的基本方法300。液体检测设备10可以可操作地安装在如本文先前所描述的布置中的至少任何布置中的过程控制系统中。在302处，利用水传感器22检测气动供应中液体的存在。此后，在304处，无线信号由无线通信器14发送到例如工厂计算机网络上的无线通信节点中的一个或多个。所发送的无线信号指示由电子液体传感器22检测到的液体的是否存在。可选地，在306处，所发送的无线信号从通信节点被中继到工厂网络上的工厂计算机。此后，工厂计算机可以向工厂操作者或者监测和/或维护程序提供指示(例如，警告、警示或其它消息)。
图7示出了在方法300上扩展的、针对液体对液体的过程控制系统中的气动供应进行监测的另一种方法400。该方法400包括：在302处，利用水传感器22检测气体供应中液体的存在，并在304处，如先前所描述的，利用无线通信器14发送无线信号。此外，该方法400包括：在402处，周期性地激活电子液体传感器12以临时地感测气动供应中液体的存在。换句话说，电子液体传感器12周期性地被激活短的一段时间，并且随后被去激活，直到下一次被激活。此外，在304处，每次激活电子液体传感器时，发送无线信号。因此，在304处，当水传感器22检测到液体时，以及当水传感器22没有检测到液体时，都发送无线信号。在这些情况下，在304处发送的无线信号优选地在由水传感器22获取的不同读数之间进行区分。例如，在一些布置中，在304处，当水传感器22检测到液体时，发送第一消息，并且当水传感器22没有检测到液体时，发送第二消息。在一些布置中，在304处，当水传感器22没有检测到液体时，发送第一消息，并且当水传感器22检测到第一液位的液体时，发送第二消息，当水传感器22检测到第二液位的液体时，发送第三消息。方法400还可选地包括：在306处，将所发送的无线信号中继到工厂计算机网络上的计算机上，在其处，可以如先前所描述的生成警告和/或警示。
在402处，周期性地激活电子液体传感器的步骤可以以本文先前所描述的方式中的一个或多个来执行。例如，当水传感器22没有检测到液体时，可以以第一预先选择的时间间隔激活电子液体传感器12，并且当水传感器 22检测到液体时，可以以第二较快的时间间隔激活电子液体传感器12。在其它布置中，可以以相同的预先选择的时间间隔激活电子液体传感器12，而不管水传感器22是否检测到液体。此外，该方法可以包括：根据水传感器22感测到什么和/或电子液体传感器周期性地被激活的方式，而由无线通信器14以本文先前所描述的方式中的一个或多个来发送一个或多个各种特定数据传输/消息。
该详细的描述仅被解释为示例，并且没有描述每个可能的实施例，因为即使可能，描述每个可能的实施例也将是不切实际的。可以使用当前技术或在本申请的申请日之后开发的技术来实现多个替代的实施例。因此，尽管本文示出和描述了特定的示例性形式，但是应当理解的是，本文所公开的各个方面、布置和/或特征中的一个或多个可以与本文所公开的其它方面、布置和/或特征以本领域普通技术人员根据本公开内容的教导而将理解的方式进行组合。

Claims (20)

1.一种液体检测设备，其用于检测并提供对气动供应中的液体污染的指示，其特征在于，所述设备包括：
电子液体传感器，其被配置为耦合到气动供应并检测所述气动供应中液体的存在；以及
无线通信器，其被配置为将来自所述电子液体传感器的数据发送到工厂计算机网络上的通信节点。
2.根据权利要求1所述的液体检测设备，其特征在于，所述无线通信器包括近场数据发射机。
3.根据权利要求2所述的液体检测设备，其特征在于，所述近场数据发射机具有小于约100英尺的传输范围。
4.根据权利要求2所述的液体检测设备，其特征在于，所述近场数据发射机包括蓝牙发射机和Wi-Fi发射机中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的液体检测设备，其特征在于，所述无线通信器被配置为在数字工业自动化协议上进行通信。
6.根据权利要求5所述的液体检测设备，其特征在于，所述数字工业自动化协议包括无线HART协议和ISA100.11a协议中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的液体检测设备，其特征在于，还包括壳体，其中，所述电子液体传感器和所述无线通信器由所述壳体承载在一起作为单个单元。
8.根据权利要求7所述的液体检测设备，其特征在于，还包括电池电源，所述电池电源由所述壳体承载并且被配置为向所述电子液体传感器供电。
9.根据权利要求8所述的液体检测设备，其特征在于，所述电子液体传感器包括：
水传感器，其被配置为检测所述气动供应中水的存在；
检测电路，其连接到所述液体传感器，并被配置为检测液体存在的量；以及
功率电路，其被配置为控制对所述检测电路和所述无线通信器的功率供应；
其中，所述水传感器设置在所述壳体的暴露于所述气动供应的第一部分中，并且所述检测电路、所述功率电路、所述电池、以及所述无线通信器设置在所述壳体的与所述壳体的所述第一部分流体密封隔离的至少一个其它区域中。
10.根据权利要求1所述的液体检测设备，其特征在于，所述无线通信器被配置为间歇地发送所述数据。
11.根据权利要求10所述的液体检测设备，其特征在于，所述无线通信器被配置为以预先选择的时间间隔发送所述数据。
12.根据权利要求11所述的液体检测设备，其特征在于，所述无线通信器被配置为响应于所述电子液体传感器感测到小于阈值量的液体，以第一预先选择的时间间隔发送所述数据，以及响应于所述电子液体传感器感测到大于所述阈值量的液体，以第二较短的时间间隔发送所述数据。
13.根据权利要求11所述的液体检测设备，其特征在于，所述电子液体传感器被配置为在不存在液体与存在至少两个不同液位的液体之间进行区分。
14.根据权利要求13所述的液体检测设备，其特征在于，所述无线通信器被配置为当不存在液体时发送第一消息、当存在第一液位的液体时发送第二消息、以及当存在第二液位的液体时发送第三消息。
15.一种过程控制系统，其特征在于，包括：
气动供应管线；
工厂计算机网络上的无线通信节点；以及
液体检测设备，其操作地耦合到所述气动供应管线，以感测所述气动供应中液体的存在，其中，所述液体检测设备包括：
电子液体传感器，其被配置为检测所述气动供应中液体的存在；
以及
无线通信器，其被配置为将来自所述电子液体传感器的数据发送到所述无线通信节点。
16.根据权利要求15所述的过程控制系统，其特征在于，所述无线通信节点是被配置为在工厂计算机网络上的数字工业自动化协议上进行通信的现场设备的部分。
17.根据权利要求16所述的过程控制系统，其特征在于，所述现场设备包括数字阀控制器。
18.根据权利要求15所述的过程控制系统，其特征在于，所述无线通信节点不是现场设备的部分。
19.根据权利要求18所述的过程控制系统，其特征在于，所述无线通信节点包括以下各项中的至少一项：连接到工厂计算机网络的射频收发机、Wi-Fi路由器和蓝牙收发机。
20.根据权利要求15所述的过程控制系统，其特征在于，所述液体检测设备还包括：电池，其被配置为向所述电子液体传感器和所述无线通信器供电。
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