RU2406986C2 - Преобразователь давления с множеством датчиков эталонного давления - Google Patents

Преобразователь давления с множеством датчиков эталонного давления Download PDF

Info

Publication number
RU2406986C2
RU2406986C2 RU2009104314/28A RU2009104314A RU2406986C2 RU 2406986 C2 RU2406986 C2 RU 2406986C2 RU 2009104314/28 A RU2009104314/28 A RU 2009104314/28A RU 2009104314 A RU2009104314 A RU 2009104314A RU 2406986 C2 RU2406986 C2 RU 2406986C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
pressure sensor
process fluid
sensor
sensors
Prior art date
Application number
RU2009104314/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009104314A (ru
Inventor
Джон ШУЛЬТЕ (US)
Джон ШУЛЬТЕ
Марк РОМО (US)
Марк РОМО
Стэнли Е. мл. РАД (US)
Стэнли Е. Мл. РАД
Original Assignee
Роузмаунт Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Роузмаунт Инк. filed Critical Роузмаунт Инк.
Publication of RU2009104314A publication Critical patent/RU2009104314A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2406986C2 publication Critical patent/RU2406986C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G01M5/0091—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by using electromagnetic excitation or detection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/14—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measurement of pressure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/20—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of apparatus for measuring liquid level
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L13/00—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values
    • G01L13/02—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values using elastically-deformable members or pistons as sensing elements
    • G01L13/025—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values using elastically-deformable members or pistons as sensing elements using diaphragms
    • G01L13/026—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values using elastically-deformable members or pistons as sensing elements using diaphragms involving double diaphragm
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L27/00—Testing or calibrating of apparatus for measuring fluid pressure
    • G01L27/007—Malfunction diagnosis, i.e. diagnosing a sensor defect

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Изобретение относится к управлению процессами в жидкостях на химических, целлюлозно-бумажных, пищевых и прочих заводах, перерабатывающих жидкости, с использованием различных типов преобразователей давления. Техническим результатом изобретения является обеспечение надежности и точности измерения перепада давления. Преобразователь давления содержит вход для первого давления технологической жидкости, предназначенный для приема первого давления технологической жидкости; вход для второго давления технологической жидкости, предназначенный для приема второго давления технологической жидкости; датчик перепада давлений, сообщающийся с первым и вторым давлениями технологической жидкости; датчик первого давления, сообщающийся с первым давлением технологической жидкости; датчик второго давления, сообщающийся со вторым давлением технологической жидкости. Преобразователь давления также содержит схему, функционально сообщающуюся с датчиками первого и второго давлений и сообщающуюся с датчиком перепада давлений. При этом схема выполнена с возможностью измерять первое и второе технологические давления, а также перепад давлений, и передавать данные, в зависимости от результатов измерений, по коммуникационному контуру процесса на основании измеренных первого и второго технологический давлений. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
При управлении процессами в жидкостях на химических, целлюлозно-бумажных, пищевых и прочих заводах, перерабатывающих жидкости, используются различные типы преобразователей давления. Эти типы, как правило, включают в себя преобразователи абсолютного давления, которые измеряют рабочее давление по отношению к вакууму; преобразователи относительного давления, которые измеряют рабочее давление по отношению к местному атмосферному давлению; и преобразователи перепада давлений, которые измеряют разницу между двумя рабочими давлениями. Преобразователи давления также, как правило, измеряют давление в ограниченном диапазоне с определенной точностью. Как правило, преобразователь давления будет изготавливаться с двумя или более перекрывающимися диапазонами, каждый из которых предназначен для измерения давления точно в диапазоне регулирования более 100:1 для удовлетворения потребностей применения до примерно десяти тысяч фунтов на квадратный дюйм.
Преобразователи перепада давлений, в частности, предназначены для особых диапазонов давлений и имеют пределы, определяющие, в каком диапазоне может работать преобразователь перепада давлений. Более того, во многих применениях также требуется знание линейного давления наблюдаемого процесса. Например, доступные на рынке устройства, такие как Модель 3095 MV, поставляемая Rosemount Inc., г.Chanhassen, Миннесота, измеряют перепад давлений и линейное давление для выполнения расчета потока для обеспечения измерения потока рабочей жидкости. Несмотря на то, что использование единственного датчика абсолютного давления или датчика относительного давления совместно с преобразователем перепада давлений в прошлом предоставляло различные преимущества, такие устройства могут прекратить работать, если датчик абсолютного давления или датчик перепада давлений сломается, или если любое из давлений, сообщающихся с преобразователем давления, выйдет за выбранные пределы измерений.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Надежность и точность в преобразователе измерения давления обеспечиваются при помощи использования множества датчиков абсолютного или относительного давления, работающих совместно с датчиком перепада давлений. Также обеспечивается способ осуществления диагностики на основании показаний трех или более датчиков давления. Более того, при неисправности одного из трех или более датчиков, рациональная оценка выхода неисправного датчика может быть получена на основании оставшихся датчиков.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 изображает схематичный вид типичной среды для управления процессом для преобразователей давления.
Фиг.2 изображает блок-схему преобразователя перепада давлений в соответствии с воплощением настоящего изобретения.
Фиг.3 изображает схематичный вид двойного преобразователя давления в соответствии с воплощением настоящего изобретения.
Фиг.4 изображает блок-схему способа работы преобразователя перепада давлений, оснащенного множеством датчиков абсолютного или относительного давления в соответствии с воплощением настоящего изобретения.
Фиг.5 изображает схему способа для получения и сообщения значений абсолютного или относительно давления в соответствии с воплощением настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Фиг.1 изображает схематичное представление типичной рабочей среды для промышленного преобразователя давления. На Фиг.1 преобразователи технологических параметров, такие как расходомер 22 на линии 23 технологической жидкости, датчики уровня 24, 26 на баке 28 и встроенный диафрагменный расходомер на технологической линии 31, показаны электрически присоединенными к системе управления 32. Преобразователи технологических параметров могут быть предназначены для наблюдения за одним или несколькими технологическими параметрами, связанными с жидкостями на перерабатывающем заводе, такими как жидкие массы, жидкости, пары и газы на химическом, целлюлозном, нефтяном, газовом, фармацевтическом, пищевом или ином заводе, перерабатывающем жидкости. Отслеживаемые технологические параметры могут включать в себя давление, температуру, расход, уровень, водородный показатель, электропроводимость, мутность, плотность, концентрацию, химический состав или другие свойства жидкости. Преобразователь технологического параметра включает в себя один или несколько датчиков, которые могут быть установлены либо внутри преобразователя, либо снаружи, в зависимости от требований к установке обрабатывающего завода. Преобразователи технологических параметров создают выходные сигналы преобразователя, которые представляют измеренный технологический параметр. Выходные сигналы преобразователя предназначены для передачи на довольно длинные дистанции к контроллеру или индикатору по каналам связи 34. На типичных заводах по переработке жидкостей, канал связи 34 может представлять собой контур с током 4-20 мА, который питает преобразователь, соединение FOUNDATION™ Fieldbus, протокол связи HART (магистральный адресуемый дистанционный преобразователь) или высокоскоростную магистраль Ethernet (HSE), или оптико-волоконное соединение с контроллером, системой управления или считывающим устройством. Альтернативно, канал связи 34 может быть выполнен как беспроводная система. В преобразователях, питаемых от коммуникационного контура процесса, сила тока должна быть маленькой для того, чтобы удовлетворять действующим требованиям безопасности во взрывоопасных средах.
На Фиг.1 встроенный диафрагменный расходомер 30 включает в себя преобразователь давления 36, сообщающийся с коммуникационным контуром процесса или каналом связи 34. Датчики уровня 24, 26 также включают в себя преобразователи давления. Система управления 32 может быть запрограммирована так, чтобы отображать состояния процесса для оператора. Дополнительно, система управления 32 может быть запрограммирована так или иметь такую конфигурацию, чтобы улавливать состояния процесса и управлять процессом при помощи устройств вывода, таких как преобразователь 38 тока в давление и клапан управления 40, например.
Фиг.2 изображает блок-схему преобразователя давления в соответствии с воплощением настоящего изобретения. Преобразователь 200 включает в себя блок 202 соединения контура, предназначенный для соединения коммуникационного контура процесса или канала связи. Блок 202 соединения контура создает и/или принимает сигналы в соответствии со стандартным протоколом связи сообщения процесса. Блок 202 соединения контура соединен с контроллером 206, таким образом позволяя контроллеру 206 взаимодействовать с одним или несколькими устройствами в коммуникационном контуре процесса через блок 202. Силовой блок 204 также соединен с коммуникационным контуром процесса или каналом связи и принимает энергию и определяет условия, или иным образом приспосабливает полученную энергию для ее подачи к другим электрическим компонентам внутри преобразователя. Силовой блок 204 может позволять преобразователю давления полностью питаться электроэнергией, полученной по указанному контуру. Альтернативно, модуль связи 202 может быть приспособлен для использования в соответствии с беспроводной системой и протоколом.
Измерительная схема сообщается с силовым блоком 204, контроллером 206 и датчиками давления 218, 220, 222. Измерительная схема питается от блока 204 и имеет такую конфигурацию, чтобы отслеживать электрические характеристики каждого из датчиков 218, 220 и 222 и передавать данные о полученных характеристиках контроллеру 206. Измерительная схема 208 может включать в себя известный аналогово-цифровой преобразователь. Дополнительно, измерительная схема 208 может включать в себя концентратор для обеспечения измерительной схеме 208 возможности соединяться с каждым из датчиков 218, 220 и 222 индивидуально в свою очередь. Измерительная схема 208 может включать в себя любую подходящую схему или компоненты, позволяющие схеме 208 получать измерения от датчиков 218, 220 и 222. Например, если датчик 218 перепада давлений представляет собой емкостной датчик давления, а датчики 220, 222 абсолютного давления представляют собой резистивные датчики тензометрического типа, то измерительная схема 208 будет включать в себя подходящие схемы для измерения емкости и сопротивления, а также схему, позволяющую отличать сигналы друг от друга, такую как концентратор. Специалистам в данной области техники понятно, что воплощения настоящего изобретения могут быть исполнены на практике путем использования специальной измерительной схемы для каждого датчика или их комбинации, и что такая специальная схема может быть использована вместо мультиплексной конфигурации или совместно с ней.
В настоящем воплощении, датчик абсолютного/относительного давления 220 сообщается с давлением Р1, прилагаемым к входу 210 для технологической жидкости при помощи изолирующей жидкости внутри линии 214. Подобным образом, датчик 222 абсолютного/относительного давления сообщается с давлением Р2, оказываемым на вход для технологической жидкости при помощи изолирующей жидкости внутри линии 216. Датчик 218 перепада давлений сообщается с линиями 214 и 216 и передает данные о перепаде давлений между линиями 214 и 216 измерительной схеме 208. Преобразователь 200 может включать в себя вспомогательные датчики абсолютного или относительного давления, сообщающиеся с каждой из линий 214 и 216. Вспомогательные датчики 230, 232 обозначены пунктиром на Фиг.2, будучи соединенными с линиями 214 и 216, соответственно. Вспомогательный датчик 230, 232 может быть выбран так, чтобы иметь другие диапазоны измерения давления, нежели датчики 220, 222, или они могут просто обеспечивать резервирование. Дополнительно, вспомогательные датчики 230, 232 могут быть выбраны так, чтобы обеспечивать дополнительные и/или дополняющие функции относительно датчиков 218, 220 и 222. Например, если датчики 220 и 222 являются тензодатчиками, один или оба вспомогательных датчика 230, 232 могут представлять собой датчики абсолютного давления. Дополнительно, если датчики 220 и 222 представляют собой датчики абсолютного давления, вспомогательный датчик 354 может представлять собой датчик абсолютного давления, соединенный с входом 317 (см. Фиг.3). Несмотря на то, что вход 317 показан как вход для проводки, вход 317 может иметь любую подходящую форму, и может, фактически, представлять собой вход, отдельный от входа для проводки.
Фиг.3 изображает схематичный вид преобразователя давления в соответствии с воплощением настоящего изобретения. Преобразователь 300 включает в себя корпус 302 для внешней проводки, окружающий отделение 304 для проводки. Корпус 302 для проводки может состоять из металла, например из алюминия или нержавеющей стали, или корпус 302 может состоять из подходящего пластика. Корпус 302 для проводки, предпочтительно, включает в себя вентиляционное отверстие или вход 317, через который атмосферное давление сообщается с внутренней частью корпуса 302 для проводки. Предпочтительно, крепежные опоры 306 выполнены внутри отделения 304 для проводки, и крышка 308 отделения имеет резьбу и зацепляется с соответствующей резьбой внутри отделения для проводки, как показано позиций 309. Постоянно изолированная сборка 310 преобразователя имеет резьбу и зацепляется с соответствующей резьбой внутри отделения для проводки, как показано позицией 311. Сборка 310 преобразователя представляет собой сборку преобразователя давления и включает в себя герметизированные диафрагмы 332 изолятора, датчик 334 перепада давлений, датчики 301, 307 абсолютного давления и одну или несколько печатных плат 336. Датчик 334 перепада давлений соединен с печатной платой 336 при помощи электропроводки 335. Датчики 307 и 301 абсолютного или относительного давления соединены с печатной платой 336 проводами 313, 305, соответственно. Диафрагмы 332 изолятора в технологических входах соединены с датчиком 334 перепада давлений по линиям 350, 351, которые заполнены подходящей изолирующей жидкостью, такой как кремниевое масло. По линии 351 также передается линейное давление от одного из технологических входов к датчику 301 абсолютного давления. Подобным образом, по линии 350 также линейное давление от другого технологического входа сообщается датчику 307 абсолютного давления. Сборка 310 преобразователя имеет электрический разъем 312 преобразователя, который доступен внутри отделения 304 для проводки. Предпочтительно, сборка 310 преобразователя имеет наружный металлический корпус 338, который постоянно заварен по шву 340, и герметичное межслойное соединение 342, окружающее электрический разъем 312 преобразователя. Печатная плата 336 внутри сборки 310 преобразователя, таким образом, постоянно изолирована и защищена от окружающей среды, окружающей преобразователь 300.
В настоящем воплощении, преобразователь 300 также включает в себя электрический разъем 314. Электрический разъем 314 включает в себя клеммы 316, предназначенные для электрического соединения с внешней проводкой 318, которая соединяет преобразователь давления с пультом управления, схематично показанным позицией 303, и/или с одним или более полевыми устройствами. Внешняя проводка 318, как правило, использует подачу сигналов на длинные расстояния, содержащую последовательную связь HART по двухпроводной промышленной схеме управления силой тока 4-20 мА, которая питает преобразователь 300 и обеспечивает удаленную электропередачу параметров технологической жидкости, определенных сборкой 310 преобразователя, но может также содержать различные известные промышленные каналы связи, такие как FOUNDATION™ Fieldbus, Profibus или прочие известные протоколы связи, включая беспроводные протоколы связи. Винт 328 может крепить электрический разъем 314 к крепежным опорам 306. Электрический разъем 314 может также включать в себя изолированные сборки 320 программируемых перемычек и изолированные программируемые кнопочные выключатели 330. Сборки перемычек 320 включают в себя съемный корпус 326 перемычки, который может быть введен в одну из нескольких ориентации для программирования. Электрический разъем 314 может также включать в себя изолированный кабель 322, который заканчивается изолированной вилкой 324, которая входит в электрический разъем 312 преобразователя и герметично соединяется с корпусом сборки 310 преобразователя.
Преобразователь давления 300 дополнительно включает в себя датчик 354 атмосферного давления, расположенный внутри корпуса 302. Датчик давления 354 улавливает давление внутри корпуса 302, который сообщается с атмосферным давлением через вход 317. Датчик 354 может быть электрически соединен с изолированной сборкой 310 преобразователя давления при помощи межслойного соединения 342. Таким образом, данные об атмосферном давлении могут быть использованы в схеме на печатной плате 336 для соотношения любого желаемого давления с атмосферным давлением. Датчик давления 354 может представлять собой датчик давления любого подходящего типа, включая, без ограничения, емкостной датчик давления, тензорезистивный датчик относительного давления, пьезорезисторный датчик давления, оптический датчик давления, или может представлять собой любой другой подходящий тип датчика давления.
Преобразователь 300 передает данные о выходном давлении по внешней проводке 318 и также передает данные об абсолютном давлении, измеренном каким-либо одним, или обоими, датчиками 301, 307 абсолютного давления на проводке. Данные о выходном линейном давлении могут представлять собой измеренное абсолютное давление, подсчитанное относительное давление, с использованием последовательного сигнала связи, полученного преобразователем 300, или оба этих давления.
Контур 336 получает данные о перепаде давлений между технологическими входами и передает данные о перепаде давления, или любом подходящем параметре, на основании перепада давлений, по проводке 318. Датчик 301 абсолютного/относительного давления получает показатель давления внутри линии 351 и передает этот показатель контуру 336. Более того, датчик 307 абсолютного/относительного давления создает показатель давления внутри линии 350 и передает этот показатель контуру 336. Предпочтительно, каждый из датчиков 301 и 307 улавливает одинаковый тип давления (т.е. абсолютное или относительное). Более того, специалистам в данной области техники понятно, что датчики давления 301 и 307 могут представлять собой датчики абсолютного давления или датчики относительного давления, просто в зависимости от того, выполняют ли они измерение относительно вакуум, а или относительно атмосферного давления. Дополнительно, несмотря на то, что на Фиг.3 изображен датчик 334 перепада давлений, и датчики 301 и 307 абсолютного давления по отдельности, они могут, фактически, являться частями одного монолитного блока. Более того, датчики давления могут иметь строение в соответствии с любой подходящей технологией изготовления датчиков давления и могут измерять давление в соответствии с известными, или разработанными позже, технологиями измерения давления. Например, какой-либо или все датчики 334, 301 и 307 давления могут представлять собой емкостные датчики давления, тензорезистивные датчики относительного давления, пьезорезисторные датчики давления, оптические датчики давления или любой другой подходящий тип датчика давления.
Фиг.4 изображает блок-схему способа работы преобразователя давления, имеющего многочисленные датчики абсолютного или относительного давления в соответствии с воплощением настоящего изобретения. Способ 400 начинается в блоке 402, где преобразователь давления получает значения высокого и низкого абсолютного давления (APH и APL), а также значение перепада давлений. В блоке 404, преобразователь давления определяет, лежит ли измеренный перепад давлений в заданном диапазоне измерения для датчика перепада давлений. Если измеренный перепад давлений лежит в этом определенном диапазоне, сигнал управления проходит к блоку 406, где преобразователь давления определяет, является ли количество APH-APL по существу равным измеренному перепаду давлений, в пределах точности измерений датчиков абсолютного/относительного давления и датчика перепада давлений. Если они по существу равны, сигнал управления переходит к блоку 408, где достоверный перепад давлений сообщается, и сигнал управления затем возвращается к блоку 402 по линии 410. Однако, если в блоке 406, количество APH-APL не равно измеренному перепаду давлений, сигнал управления проходит к блоку 412, где преобразователь перепада давлений определяет, не превышает ли разница между количеством APH-APL и измеренным перепадом давлений заданного порогового значения. Если пороговое значение превышено, сигнал управления проходит к блоку 414, где преобразователь перепада давлений создает тревожный сигнал, свидетельствующий об ошибке. Созданный тревожный сигнал может представлять собой любой подходящий тревожный сигнал, либо отображаемый локально на преобразователе давления, например зрительный или звуковой сигнал, и/или тревожное сообщение, которое может быть передано преобразователем перепада давлений по коммуникационному контуру процесса. Помимо создания тревожного сигнала, может быть обеспечена опция либо локально, либо путем взаимодействия по контуру управления процессом, для инициации диагностики работоспособности датчика для локализации или идентификации причины.
Если пороговое значение не превышено, сигнал управления проходит к блоку 416, где преобразователь перепада давлений создает компенсированный перепад давлений и создает уведомление, указывающее, что созданный перепад давлений является компенсированным количеством. Один из примеров компенсации включает в себя выбор резервного значения, такого как количество APH-APL, и присвоение его значения перепаду давлений, и затем также создание тревожного сигнала. Другой пример включает в себя определение того, достигает ли перепад давлений предельного значения своего действительного диапазона измерений, либо близок к нему, и учет веса значения сигнала датчика перепада давлений в средневзвешенном показателе с количеством APH-APL. Соответственно, когда датчик перепада давлений начинает достигать пределов своего заданного диапазона или работает вне его пределов, весом его сигналов можно пренебречь, так что компенсированные выходные данные становятся все более сосредоточенными на значениях, обеспечиваемых датчиками абсолютного давления. Еще один пример включает в себя изучение величины последних изменений каждого количества и пренебрежение или не выбор количества, изменения в котором наиболее значительные, и последующее создание тревожного сигнала. Таким образом, если один из датчиков станет разомкнутой цепью, преобразователь должен немедленно переключиться в другой режим измерения, и создать тревожный сигнал. Это просто примеры того, как можно обеспечить компенсацию. Конечно, другие математические формулы и технологии не нарушают пределов и сущности воплощений настоящего изобретения.
Со ссылкой на блок 404, если измеренный перепад давлений лежит за пределами диапазона, сигнал управления переходит к блоку 418, где преобразователь перепада давлений обеспечивает оценку преобразователя давлений как разницы между APH и APL. В блоке 420 создается рассчитанный перепад давлений и тревожный сигнал, указывающий, что количество является расчетным. На Фиг.4 показано, что сигнал управления от блоков 416 и 420 возвращается в блок 402 по линии 422.
Фиг.5 изображает блок-схему способа для получения и сообщения значений абсолютного или относительного давлений в соответствии с воплощением настоящего изобретения. Способ 500 начинается в блоке 502, который по существу эквивалентен блоку 402, показанному со ссылкой на способ 400. По существу, преобразователь давления получает сигналы датчиков от обоих датчиков абсолютного/относительного давления, а также от датчика перепада давлений. Сигнал управления затем проходит к блоку 504, который определяет, если сигнал датчика высокого абсолютного давления (APH) является достоверным. Это может быть осуществлено просто путем проверки для определения, является ли датчик замкнутым или разомкнутым контуром. Более того, проверка на достоверность может включать в себя сравнение текущего показателя датчика с последними полученными показателями датчиков для определения возникновения значительного скачка или изменения в значении, чей скачок или изменение не отражается в показателях двух других датчиков. Если блок 504 определяет, что APH достоверное, сигнал управления проходит к блоку 506, где преобразователь давления осуществляет подобный анализ показателя датчика низкого абсолютного/относительного давления (APL). Если это значение также достоверно, сигнал управления проходит к блоку 508, где оба значения абсолютного/относительного давления сообщаются, или иным образом используются при расчетах преобразователя давления. Однако если один из датчиков абсолютного или относительного давления выходит из строя, можно оценить показание неисправного датчика. Например, в блоке 504, если APH недостоверно, сигнал управления проходит к блоку 510, где обеспечивается оценка APH как суммы нижнего абсолютного или относительно давления (APL) и измеренного значения перепада давлений. Подобным образом, в блоке 506, если сигнал датчика низкого абсолютного или относительного давления недостоверный, сигнал управления проходит от блока 506 к блоку 512, где выполняется оценка APL как APH минус перепад давлений.
Известно использование линейного давления для компенсации показателей перепада давлений. Однако воплощения настоящего изобретения обеспечивают возможность создания такой компенсации даже в случае неисправности одного из датчиков абсолютного или относительного давлений. Более того, высокий уровень диагностики обеспечивается, по существу, путем наблюдения за всеми тремя значениями (сигналами датчиков как абсолютного, так и относительного давления, и сигнала датчика перепада давлений) в ходе работы. Таким образом, преобразователь давлений может обеспечивать перепад давлений, а также линейное давление. Диапазон перепада давлений по существу совпадает с диапазоном чувствительного датчика перепада давлений и достигает перепада давлений полного давления в линии на одном порте и нулевого давления на другом порте, при расчете как разница показателей датчиков абсолютного и относительного давлений. В случае, когда датчик перепада давлений и/или связанная с ним схема измерения неисправна, преобразователь может перейти в режим защиты для расчета и проведения оценки перепада давлений как разницы между датчиками абсолютного или относительного давлений. В некоторых конфигурациях, это приведет к снижению точности измерения перепада давлений по сравнению с показателем датчика перепада давлений, но может позволять продолжать работу. Однако степень снижения точности зависит от конфигурации используемого датчика. Преобразователь давления будет также передавать тревожный сигнал или предупреждение, свидетельствующее о неисправности, системе управления или технику. В случае неисправности одного из датчиков абсолютного или относительного давления преобразователь может перейти в режим защиты, и этот показатель может быть определен, как сказано выше, на основании сигнала оставшегося датчика абсолютного или относительного давления и сигнала датчика перепада давлений. Снова тревожные сигналы или предупреждения будут сообщать о таком режиме защиты системе управления или технику.
Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные воплощения, специалистам в данной области техники будет очевидно, что в форме и подробностях могут быть выполнены изменения без выхода за рамки объема и сущности изобретения. Например, несмотря на то, что настоящее изобретение было описано в основном касательно пары датчиков абсолютного или относительного давления, используемых совместно с единственным датчиком перепада давлений, дополнительные датчики абсолютного или относительного давления могут также быть использованы для повышения эффективного диапазона измерений для таких абсолютных или относительных измерений.

Claims (16)

1. Преобразователь давления, содержащий
вход для первого давления технологической жидкости, выполненный с возможностью приема первого давления технологической жидкости;
вход для второго давления технологической жидкости, выполненный с возможностью приема второго давления технологической жидкости;
датчик перепада давлений, сообщающийся с первым и вторым давлениями технологической жидкости;
датчик первого давления, сообщающийся с первым давлением технологической жидкости;
датчик второго давления, сообщающийся со вторым давлением технологической жидкости; и
схему, функционально сообщающуюся с датчиками первого и второго давлений, и сообщающуюся с датчиком перепада давлений, при этом схема выполнена с возможностью измерять первое и второе технологические давления, а также перепад давлений, и обеспечивать выходные данные о компенсированном перепаде давлений по коммуникационному контуру процесса на основании измеренных первого и второго технологических давлений.
2. Преобразователь по п.1, в котором датчик первого давления представляет собой датчик абсолютного давления.
3. Преобразователь по п.2, в котором датчик второго давления представляет собой датчик абсолютного давления.
4. Преобразователь по п.3, дополнительно содержащий датчик атмосферного давления.
5. Преобразователь по п.2, в котором датчик второго давления представляет собой датчик относительного давления.
6. Преобразователь по п.1, в котором датчик первого давления представляет собой датчик относительного давления.
7. Преобразователь по п.6, в котором датчик второго давления представляет собой датчик относительного давления.
8. Преобразователь по п.7, дополнительно содержащий датчик абсолютного давления, сообщающийся с одним из входов датчиков для первого и второго давлений технологической жидкости.
9. Преобразователь по п.1, дополнительно содержащий по меньшей мере один дополнительный датчик давления, сообщающийся с одним из датчиков первого и второго давлений технологической жидкости.
10. Преобразователь по п.1, в котором схема включает в себя силовой блок, выполненный с возможностью приема электроэнергии от коммуникационного контура процесса для полного питания преобразователя энергией, полученной из коммуникационного контура процесса.
11. Преобразователь по п.1, в котором схема имеет такую конфигурацию, чтобы осуществлять по меньшей мере одну диагностическую функцию на основании сигналов от датчиков первого и второго давлений, и от датчика перепада давлений.
12. Преобразователь по п.1, в котором датчики первого и второго давлений и датчик перепада давлений выполнены в монолитном блоке датчиков.
13. Способ работы преобразователя давления, имеющего первый вход для технологической жидкости, выполненный с возможностью приема первого давления технологической жидкости, и второй вход для технологической жидкости, выполненный с возможностью приема второго давления технологической жидкости, причем способ содержит:
измерение первого давления технологической жидкости при помощи датчика первого давления преобразователя, и определение того, является ли первое измеренное давление технологической жидкости достоверным;
измерение второго давления технологической жидкости при помощи датчика второго давления преобразователя, и определение того, является ли второе измеренное давление технологической жидкости достоверным;
измерение перепада давлений между первым и вторым давлениями технологической жидкости, и определение того, является ли перепад давлений достоверным; и
обеспечение оценки давления технологической жидкости в случае сигнала неисправного датчика, в зависимости от сигналов по меньшей мере двух других достоверных датчиков.
14. Способ по п.13, дополнительно содержащий создание уведомления в случае, если какой-либо из сигналов датчика недействителен.
15. Способ по п.13, в котором определение того, является ли перепад давлений достоверным, включает в себя определение того, не превышает ли перепад давлений диапазона измерений датчика перепада давлений.
16. Способ по п.13, дополнительно содержащий полное питание преобразователя давления электроэнергией, полученной от коммуникационного контура процесса.
RU2009104314/28A 2006-07-10 2007-05-02 Преобразователь давления с множеством датчиков эталонного давления RU2406986C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/483,977 2006-07-10
US11/483,977 US7467555B2 (en) 2006-07-10 2006-07-10 Pressure transmitter with multiple reference pressure sensors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009104314A RU2009104314A (ru) 2010-08-20
RU2406986C2 true RU2406986C2 (ru) 2010-12-20

Family

ID=38543806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009104314/28A RU2406986C2 (ru) 2006-07-10 2007-05-02 Преобразователь давления с множеством датчиков эталонного давления

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7467555B2 (ru)
EP (1) EP2049878B1 (ru)
JP (1) JP4987977B2 (ru)
CN (1) CN101490521B (ru)
CA (1) CA2656738A1 (ru)
RU (1) RU2406986C2 (ru)
WO (1) WO2008008110A1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2617893C2 (ru) * 2011-01-31 2017-04-28 Скотт Текнолоджиз, Инк. Система и способ автоматического регулирования установок и параметров датчика газа
RU2719321C1 (ru) * 2016-09-30 2020-04-17 Роузмаунт Инк. Преобразователь технологического давления с полимерной мембраной
RU227155U1 (ru) * 2023-10-19 2024-07-09 Акционерное общество "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (АО "УКБП") Генератор давления

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITMI20042329A1 (it) * 2004-12-03 2005-03-03 Elettrotec Srl Pressostato elettronico con possibilita' di settaggio rapido dei parametri principali di funzionamento
DE102008036747A1 (de) 2008-08-07 2010-03-25 Siemens Aktiengesellschaft Druckmessumformer sowie Verfahren zu dessen Betrieb
DE102009019055A1 (de) 2009-04-27 2010-11-04 Siemens Aktiengesellschaft Druckmessumformer sowie Verfahren zu dessen Betrieb
US8327713B2 (en) * 2008-12-03 2012-12-11 Rosemount Inc. Method and apparatus for pressure measurement using magnetic property
US7870791B2 (en) * 2008-12-03 2011-01-18 Rosemount Inc. Method and apparatus for pressure measurement using quartz crystal
US7954383B2 (en) * 2008-12-03 2011-06-07 Rosemount Inc. Method and apparatus for pressure measurement using fill tube
US8371175B2 (en) * 2009-10-01 2013-02-12 Rosemount Inc. Pressure transmitter with pressure sensor mount
DE202009017430U1 (de) * 2009-12-23 2011-05-05 Liebherr-Werk Ehingen Gmbh Sensor
US9557199B2 (en) * 2010-01-21 2017-01-31 Elkhart Brass Manufacturing Company, Inc. Firefighting monitor
US8429978B2 (en) 2010-03-30 2013-04-30 Rosemount Inc. Resonant frequency based pressure sensor
US8234927B2 (en) * 2010-06-08 2012-08-07 Rosemount Inc. Differential pressure sensor with line pressure measurement
US8276458B2 (en) 2010-07-12 2012-10-02 Rosemount Inc. Transmitter output with scalable rangeability
US8132464B2 (en) 2010-07-12 2012-03-13 Rosemount Inc. Differential pressure transmitter with complimentary dual absolute pressure sensors
US8378872B2 (en) 2011-03-31 2013-02-19 Rosemount Inc. Dynamically adjusted A/D resolution
CN103344384B (zh) * 2011-12-23 2015-02-04 合肥工业大学 差压传感器的压力波动标定装置
IN2014MN01663A (ru) 2012-03-06 2015-05-29 Rosemount Inc
US9482220B2 (en) * 2012-06-07 2016-11-01 Asco Power Technologies, L.P. Dual redundancy in fire pump controllers
US8752433B2 (en) * 2012-06-19 2014-06-17 Rosemount Inc. Differential pressure transmitter with pressure sensor
CN102798497B (zh) * 2012-08-13 2014-03-19 国家海洋技术中心 智能大气压力测量装置
US20140245837A1 (en) * 2013-03-01 2014-09-04 Transducers Direct Llc Pressure Sensor
US9880063B2 (en) * 2013-03-13 2018-01-30 Invensense, Inc. Pressure sensor stabilization
WO2014181076A1 (en) * 2013-05-04 2014-11-13 Richard Steven Flow metering
US9442031B2 (en) 2013-06-28 2016-09-13 Rosemount Inc. High integrity process fluid pressure probe
EP2824438A1 (en) * 2013-07-12 2015-01-14 Siemens Aktiengesellschaft Pressure sensor
JP6425723B2 (ja) * 2013-07-19 2018-11-21 ローズマウント インコーポレイテッド ２ピース式の隔離プラグのある隔離部品を有する圧力伝送器
US9459170B2 (en) * 2013-09-26 2016-10-04 Rosemount Inc. Process fluid pressure sensing assembly for pressure transmitters subjected to high working pressure
US9234776B2 (en) 2013-09-26 2016-01-12 Rosemount Inc. Multivariable process fluid transmitter for high pressure applications
WO2015114553A1 (en) * 2014-01-31 2015-08-06 Nanotech Analysis S.R.L.S. Electro-mechanical miniaturized device for pressure measurements
DE102014102719A1 (de) * 2014-02-28 2015-09-03 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Differenzdruckmessaufnehmer
US10359415B2 (en) * 2014-05-02 2019-07-23 Rosemount Inc. Single-use bioreactor sensor architecture
US20160047681A1 (en) * 2014-08-15 2016-02-18 Honeywell International Inc. Fluctuation and phase-based method for detection of plugged impulse lines
US9638600B2 (en) 2014-09-30 2017-05-02 Rosemount Inc. Electrical interconnect for pressure sensor in a process variable transmitter
US10806625B1 (en) * 2014-12-05 2020-10-20 Vasper Systems, Llc Apparatus and method for remote pressure control of a fluidic bladder
CN106353030B (zh) * 2015-07-24 2022-04-19 常州市汇丰船舶附件制造有限公司 基于大气基准压力的微超压检测方法及其检测装置
US20170167939A1 (en) * 2015-12-15 2017-06-15 Honeywell International, Inc. Pressure sensor drift detection and correction
EP3199927B1 (en) * 2016-02-01 2023-11-01 ABB Schweiz AG A method and a system for metering flow through a fluid conduit
JP6483050B2 (ja) * 2016-06-02 2019-03-13 長野計器株式会社 物理量測定装置
US10520383B2 (en) * 2016-09-30 2019-12-31 Rosemount Inc. Temperature-compensating absolute pressure sensor
JP6871721B2 (ja) * 2016-11-17 2021-05-12 株式会社堀場エステック 圧力式流量計
JP6928705B2 (ja) * 2018-05-14 2021-09-01 横河電機株式会社 測定システム、測定方法及び圧力測定装置
JPWO2019235291A1 (ja) * 2018-06-08 2021-06-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ガス保安装置
CN109696273B (zh) * 2019-03-06 2021-11-26 武汉飞恩微电子有限公司 一种汽车刹车助力真空度压力传感器装置
JP2021117033A (ja) 2020-01-23 2021-08-10 アズビル株式会社 差圧式流量計
JP2021117073A (ja) 2020-01-24 2021-08-10 アズビル株式会社 差圧式流量計
JP2022047815A (ja) 2020-09-14 2022-03-25 アズビル株式会社 マスフローコントローラ
CN112229475A (zh) * 2020-10-08 2021-01-15 山东泰山热电有限公司 一种水位测量传输装置
JP7259827B2 (ja) * 2020-10-30 2023-04-18 横河電機株式会社 フィールド機器ケース及びフィールド機器
CN112504547A (zh) * 2020-11-25 2021-03-16 成都凯天电子股份有限公司 一种长期稳定性的高精度动压测量方法及系统
JP2022139616A (ja) 2021-03-12 2022-09-26 Tdk株式会社 圧力センサおよびセンサシステム

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3735639A (en) 1972-04-17 1973-05-29 Beckman Instruments Inc Gauge pressure transmitter with interchangeable range elements and rupture protection
JPS5331635B2 (ru) 1972-11-01 1978-09-04
US4086815A (en) * 1975-07-24 1978-05-02 Fuji Electric Co., Ltd. Device for use in sensing pressures
US4131088A (en) 1976-11-08 1978-12-26 The Bendix Corporation Multiple function pressure sensor
US4466290A (en) * 1981-11-27 1984-08-21 Rosemount Inc. Apparatus for conveying fluid pressures to a differential pressure transducer
US4598381A (en) 1983-03-24 1986-07-01 Rosemount Inc. Pressure compensated differential pressure sensor and method
JPS59212902A (ja) 1983-05-18 1984-12-01 Hitachi Ltd 多重化制御装置
US4572000A (en) * 1983-12-09 1986-02-25 Rosemount Inc. Pressure sensor with a substantially flat overpressure stop for the measuring diaphragm
JPS6183930A (ja) * 1984-09-29 1986-04-28 Toshiba Corp 圧力・差圧伝送器
US4790192A (en) 1987-09-24 1988-12-13 Rosemount Inc. Silicon side by side coplanar pressure sensors
US4818994A (en) 1987-10-22 1989-04-04 Rosemount Inc. Transmitter with internal serial bus
US5022270A (en) 1989-06-15 1991-06-11 Rosemount Inc. Extended measurement capability transmitter having shared overpressure protection means
US4949581A (en) 1989-06-15 1990-08-21 Rosemount Inc. Extended measurement capability transmitter having shared overpressure protection means
FR2671877B1 (fr) 1991-01-22 1993-12-03 Centre Nal Recherc Scientifique Procede et dispositif de mesure de vitesse d'ecoulement instationnaire.
JPH05296867A (ja) 1992-04-23 1993-11-12 Hitachi Ltd 差圧伝送器
JP2783059B2 (ja) 1992-04-23 1998-08-06 株式会社日立製作所 プロセス状態検出装置、及び半導体センサおよびその状態表示装置
WO1995007522A1 (en) 1993-09-07 1995-03-16 Rosemount Inc. Multivariable transmitter
USD358782S (en) 1993-09-20 1995-05-30 Rosemount, Inc. Housing for a multivariable transmitter
US5606513A (en) 1993-09-20 1997-02-25 Rosemount Inc. Transmitter having input for receiving a process variable from a remote sensor
US5583294A (en) * 1994-08-22 1996-12-10 The Foxboro Company Differential pressure transmitter having an integral flame arresting body and overrange diaphragm
US5764928A (en) 1994-09-30 1998-06-09 Rosemount Inc. Microprocessor communication protocol in a multiprocessor transmitter
JPH08178782A (ja) * 1994-12-27 1996-07-12 Yokogawa Electric Corp 差圧測定装置
US6484585B1 (en) * 1995-02-28 2002-11-26 Rosemount Inc. Pressure sensor for a pressure transmitter
US5637802A (en) 1995-02-28 1997-06-10 Rosemount Inc. Capacitive pressure sensor for a pressure transmitted where electric field emanates substantially from back sides of plates
US5616861A (en) 1995-06-07 1997-04-01 Rosemount Aerospace Inc. Three pressure pseudo -Δ-P sensor for use with three pressure air data probe
US5672832A (en) * 1996-02-15 1997-09-30 Nt International, Inc. Chemically inert flow meter within caustic fluids having non-contaminating body
US5680109A (en) * 1996-06-21 1997-10-21 The Foxboro Company Impulse line blockage detector systems and methods
JP2001511884A (ja) 1996-07-10 2001-08-14 ハネウェル データ インスツルメンツ インコーポレイテッド 誤差補償を有する圧力変換器
GB9618344D0 (en) 1996-09-03 1996-10-16 Expro North Sea Ltd Improved annular flow monitoring apparatus
US6176262B1 (en) 1998-09-14 2001-01-23 Spencer M. Nimberger Two-piece manifold system for pressure sensing transmitters
US6508131B2 (en) 1999-05-14 2003-01-21 Rosemount Inc. Process sensor module having a single ungrounded input/output conductor
US6473711B1 (en) * 1999-08-13 2002-10-29 Rosemount Inc. Interchangeable differential, absolute and gage type of pressure transmitter
US6643610B1 (en) 1999-09-24 2003-11-04 Rosemount Inc. Process transmitter with orthogonal-polynomial fitting
EP1172640A1 (de) * 2000-07-13 2002-01-16 Endress + Hauser GmbH + Co. Differenzdrucksensor
US6647794B1 (en) * 2002-05-06 2003-11-18 Rosemount Inc. Absolute pressure sensor
US6907790B2 (en) 2003-03-21 2005-06-21 Rosemount Inc. Gage pressure output from an absolute pressure measurement device
DE202004021565U1 (de) * 2004-04-21 2009-02-19 Abb Research Ltd. Vorrichtung zur Zustandsüberwachung eines Druckmesswerks

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ 8.052-73 «Дифференциальные манометры с пневматическими выходными сигналами. Методы и средства поверки». 1973. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2617893C2 (ru) * 2011-01-31 2017-04-28 Скотт Текнолоджиз, Инк. Система и способ автоматического регулирования установок и параметров датчика газа
RU2719321C1 (ru) * 2016-09-30 2020-04-17 Роузмаунт Инк. Преобразователь технологического давления с полимерной мембраной
RU227155U1 (ru) * 2023-10-19 2024-07-09 Акционерное общество "Ульяновское конструкторское бюро приборостроения" (АО "УКБП") Генератор давления

Also Published As

Publication number Publication date
CN101490521B (zh) 2012-07-18
JP2009543093A (ja) 2009-12-03
WO2008008110A1 (en) 2008-01-17
CA2656738A1 (en) 2008-01-17
JP4987977B2 (ja) 2012-08-01
US20080006094A1 (en) 2008-01-10
RU2009104314A (ru) 2010-08-20
CN101490521A (zh) 2009-07-22
EP2049878A1 (en) 2009-04-22
US7467555B2 (en) 2008-12-23
EP2049878B1 (en) 2018-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2406986C2 (ru) Преобразователь давления с множеством датчиков эталонного давления
CA2804458C (en) Differential pressure transmitter with complimentary dual absolute pressure sensors
US5870695A (en) Differential pressure measurement arrangement utilizing remote sensor units
CN101495846B (zh) 冗余机械和电子遥控密封系统
US7630861B2 (en) Dedicated process diagnostic device
JP4790180B2 (ja) 差分および／または絶対圧力を測定するための圧力送信機
US8683366B2 (en) Field device with means for performing diagnostic methods
JP5323848B2 (ja) 振動センサを有するプロセス制御トランスミッタ
JP2015520400A (ja) 圧力センサを有する差圧伝送器
JP5820368B2 (ja) 計測確度報告機能を有するフィールド機器およびプロセスパラメータの計測方法
US11181403B2 (en) Process variable sensor testing
JP2012524935A5 (ja) 計測確度報告機能を有するフィールド機器
CN216385756U (zh) 过程流体多变量测量系统和多变量热电偶套管
JP2822816B2 (ja) 半導体センサ、伝送器及びプロセス状態表示装置
CN216361282U (zh) 安全阀监测装置及蒸汽系统
WO2023278493A1 (en) Level sensor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190503