JP2022502649A - 非侵襲的プロセス流体温度指示 - Google Patents
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Abstract
Description
多くの工業プロセスは、パイプ又は他の導管を通してプロセス流体を運ぶ。このような流体としては、液体、気体、及びときには同伴された固体がある。これらのプロセス流体流は、衛生的な食品・飲料製造、水処理、高純度医薬品製造、化学処理、炭化水素抽出及び処理を含む炭化水素燃料工業並びに研磨性及び腐食性のスラリーを利用する水圧破砕技術をはじめとする多様な工業のいずれにおいても見られることがある。
上記のように、プロセス流体温度は、パイプなどのプロセス流体導管の外部温度を測定し、熱流計算を用いることによって推定することができる。このようなシステムは一般に、パイプ外皮(外面)温度Tskin及び基準温度Treference並びに熱インピーダンス値を熱流計算に使用して、導管内のプロセス流体温度を推論又は他の方法で推定する。この機構は一般に、プロセス流体からトランスミッタ末端までの熱伝導率が既知であることを必要とする。したがって、このようなシステムは、トランスミッタ末端温度センサが一般に、プロセス流体温度トランスミッタ末端又はパイプ外皮センサの「コールドエンド」に接続される、又は可能な限り近づけられることを必要とし得る。この位置関係が、システム中の測定点(Tskin、Treference)の間でより良好な相関を提供する。プロセス温度が上昇すると、通常、システム中の温度分布が変化して、センサのコールドエンドを僅かに昇温させる。プロセス温度の正しい推論を提供するためには、この変化を理解することが重要である。周囲及びプロセス温度がほとんど、又は全く変化しない場合、プロセス温度の妥当な補正のために、外皮温度と取り付けられたアセンブリ中の別の温度点との間の直接測定は不要である。
Tcorrected=Tskin+(Tskin−Treference)*(Rpipe/Rsensor)
Claims (21)
- 導管内のプロセス流体温度を推定する方法であって、
プロセス導管のすぐ近くの導管温度を得る工程と、
前記プロセス導管に関する熱伝導率情報を得る工程と、
末端温度センサから基準温度を得る工程と、
前記熱伝導率情報を、前記導管温度及び前記基準温度に基づいて、前記プロセス流体温度を推定するための熱伝達式において使用するために、プロセス流体温度推定システムに記憶する工程と、
基準温度切り替えイベントが発生したかどうかを決定する工程と、
前記決定に基づいて、第二のソースから第二の基準温度を得る工程と、
を含む方法。 - 前記第二の基準温度を得る工程が、前記基準温度を示すプロセス通信を受けることを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第二の基準温度を得る工程が、前記プロセス流体温度推定システムのハウジング内の電子機器の温度を測定することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第二の基準温度を得る工程が、既知のプロセス特性に基づいて前記第二の基準温度を推定することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第二の基準温度を得る工程が、周囲温度センサから前記第二の基準温度を受信することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記基準温度切り替えイベントが、前記末端温度センサの誤作動に基づく、請求項1に記載の方法。
- 前記基準温度切り替えイベントが、切り替えコマンドの受信に基づく、請求項1に記載の方法。
- プロセス流体温度推定システムをプロセス流体導管の外面に取り付けるように構成された取り付けアセンブリと、
中に配置された少なくとも一つの感温素子を有するセンサカプセルと、
前記センサカプセルに結合された、温度とともに変化する前記少なくとも一つの感温素子の電気的特性を検出し、センサカプセル温度情報を提供するように構成された測定回路と、
前記測定回路に結合された、外部周囲温度センサから基準温度を取得し、前記基準温度、前記センサカプセル温度情報及び前記プロセス流体導管の既知の熱伝導率とともに熱伝達計算を用いて推定プロセス流体温度出力を生成するように構成されたコントローラと、
を含むプロセス流体温度推定システム。 - 前記外部周囲温度センサの誤作動を検出し、第二の基準温度を前記コントローラに提供するバックアップ論理をさらに含む、請求項8に記載のプロセス流体温度推定システム。
- 前記バックアップ論理が、前記第二の基準温度を電子機器温度センサから受信する、請求項9に記載のプロセス流体温度推定システム。
- 前記バックアップ論理が、システムの既知の熱的性質に基づいて前記第二の基準温度を推定するように構成されている推定論理から前記第二の基準温度を受信する、請求項9に記載のプロセス流体温度推定システム。
- 前記コントローラに結合され、プロセス通信ループプロトコルにしたがって通信するように構成された通信回路をさらに含む、請求項8に記載のプロセス流体温度推定システム。
- 前記通信回路が、ワイヤレスで通信するように構成されている、請求項12に記載のプロセス流体温度推定システム。
- 前記センサカプセルが、エンドキャップを有し、少なくとも一つの感温素子が、前記エンドキャップに熱的に結合されている、請求項8に記載のプロセス流体温度推定システム。
- 導管内のプロセス流体温度を推定する方法であって、
前記導管の外面の温度を測定する工程と、
オンボード電子機器温度センサから基準温度を得る工程と、
測定された導管温度、基準温度及び既知の熱伝導率に基づく熱流計算を使用して、前記導管内のプロセス流体の温度を推定する工程と、
を含む方法。 - 前記既知の熱伝導率が、前記熱流計算を実行する装置のメモリから得られる、請求項15に記載の方法。
- 前記オンボード電子機器温度センサの誤作動が存在するかどうかを決定する工程と、
誤作動決定に基づいて、第二の基準温度を第二のソースから得る工程と、
をさらに含む、請求項16に記載の方法。 - 前記第二の基準温度を得る工程が、推定論理を用いて、既知のプロセス特性に基づいて前記第二の基準温度を推定することを含む、請求項17に記載の方法。
- プロセス流体温度推定システムをプロセス流体導管の外面に取り付けるように構成された取り付けアセンブリと、
中に配置された少なくとも一つの感温素子を有するセンサカプセルと、
前記センサカプセルに結合された、温度とともに変化する前記少なくとも一つの感温素子の電気的特性を検出し、センサカプセル温度情報を提供するように構成された測定回路と、
前記測定回路に結合され、基準温度を取得し、前記基準温度、前記センサカプセル温度情報及び前記プロセス流体導管の既知の熱伝導率とともに熱伝達計算を用いて推定プロセス流体温度出力を生成するように構成されたコントローラと、
を含むプロセス流体温度推定システム。 - 前記コントローラが、外部周囲温度センサ、電子機器温度センサ、既知の熱的性質に基づく推定、プロセス通信及び末端温度センサからなる群から選択される基準温度ソースから前記基準温度を得るように構成されている、請求項19に記載のプロセス流体温度推定システム。
- 導管内のプロセス流体温度を推定する方法であって、
プロセス導管のすぐ近くの導管温度を得る工程と、
前記プロセス導管に関する熱伝導率情報を得る工程と、
末端温度センサ、プロセス通信、電子機器温度センサ、外部周囲温度センサ及び既知の熱的性質に基づく推定からなる群から選択される基準温度ソースから基準温度を得る工程と、
前記導管温度、熱伝導率情報及び基準温度とともに熱流計算を使用してプロセス流体温度推定値を提供する工程と、
前記プロセス流体温度推定値を出力として提供する工程と、
を含む方法。
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