[发明专利]具有采样偏斜误差校正的过程设备

说明书

技术领域

本发明涉及工业过程控制和监视系统。更具体地，本发明涉及现 场设备，在该现场设备中，采样至少两个过程变量，以在监视或控制 工业过程中使用。

背景技术

在制造和精炼各种货物和日用品(比如油、食品、药剂、纸浆等 等)中使用工业过程。在这种系统中，一般由现场设备来测量过程流 体的过程变量。过程变量的示例包括：压力、温度、差压、液平面(level)、 流速等等。基于测量出的过程变量，如果使用反馈系统控制工业过程， 则过程变量可以用来调整或以其他方式控制工业过程的操作。

基于两个或更多其他过程变量的测量来测量或计算某些类型的过 程变量。例如，可以通过测量两个分离的过程流体压力并将两个测量 相减来测量差压。差压可以用于确定容器中的过程流体的流速或液平 面。然而，在使用两个分离的过程变量来确定第三过程变量时，可能 在确定中引入由于时间偏斜误差所产生的误差。

发明内容

一种用于监视或控制工业过程的工业过程设备包括：第一输入， 被配置为接收与第一过程变量相关的第一多个采样；以及第二输入， 被配置为接收与第二过程变量相关的第二多个采样。补偿电路被配置 为：补偿所述第一多个采样与所述第二多个采样之间的时间差值，以 及提供与所述第一过程变量和所述第二过程变量中的至少一个相关的 补偿输出。

附图说明

图1是示出了工业过程控制系统的简化框图，在该工业过程控制 系统中感测两个分离的过程变量。

图2是示出了图1的现场设备的更详细视图的简化框图。

图3A和图3B是公共模式信号对时间的图及其对感测过程变量的 设备的设备输出的效果的图。

图4是类似于图2的框图，其中，引入低通滤波器以提供对两个 设备之间的时间偏斜的补偿。

图5是示出了在测量电路中所示的补偿电路的简化框图。

图6是示出了针对斜坡公共模式信号的线性外插技术的图。

图7是示出了非线性外插的图。

图8是示出了使用二次多项式的内插技术的图。

图9A是示出了根据本发明的一个配置的示例步骤的简化框图， 以及图9B是设备输出对时间的图。

具体实施方式

如背景技术中所讨论的，在一些实例中，对过程变量的测量要求 对两个或多个不同的过程变量的测量。一个普通示例是对差压的测量， 其在一些实例中可以基于对两个分离的压力的测量(绝对的或量规 (gauge)的)，然后确定其差值。

在一些实例中，可以通过对来自两个分离的过程变量传感器的数 据进行采样来以电子方式实现该测量。然后使用采样数据以基于两个 采样信号之间的数学关系产生输出。在于1999年2月19日发布的授 予Gregory C.Brown和David A.Broden的标题为“DIFFERENTIAL  PRESSURE MEASUREMENT ARRANGEMENT UTILIZING  REMOTE SENSOR UNITS”的美国专利No.5,870,695中示意了一个 示例配置。

图1示出了工业过程控制器监视系统100，在该系统100中，将 过程变量变送器102示出为被配置为测量容器106(比如，罐)中的 过程流体104的液平面。变送器102包括主外壳110和远程传感器112。 使用已知的技术，主外壳110可以被配置为测量在容器106中的压力， 并通过连接114从远程传感器112接收表示容器中第二压力的电信号。 这两个压力可以用于确定容器106中的过程流体104的液平面。可以 将与该测量相关的信息通过过程控制环路120发送至远程位置，比如 过程控制室122。在图1中，将过程控制环路120示出为双线过程控 制环路，其耦合到过程控制室122或其他位置，同时过程现场设备102 可以位于远程位置。在这种配置下，过程控制环路120可以传送信息 (比如从现场设备102发送的数据)，以及被用作针对现场设备102 的唯一电源，使用来自控制室122的电力(被示意为与环路电阻124 串联的电池126)。然而，可以使用包括无线过程控制环路在内的任何 恰当的过程控制环路，在无线过程控制环路中，使用例如RF信令技 术来发送数据。