用于指示觸底接觸的系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本公開涉及一種工業(yè)過程控制或監(jiān)視系統(tǒng)。更具體地，本公開涉及一種過程變量 變送器或該類型的傳感裝置，該變送器或傳感裝置使用平均皮托管（APT)探針或其他主要 的傳感探針以測量工業(yè)過程的過程變量。
【背景技術】
[0002] 在工業(yè)環(huán)境中，控制系統(tǒng)被用于檢測和控制工業(yè)過程等。典型地，執(zhí)行這些功能的 控制系統(tǒng)使用現場裝置，該現場裝置分布在工業(yè)過程中的關鍵位置且通過過程控制回路而 連接到控制室中的控制電路。術語"現場裝置"是指在分布式控制或過程監(jiān)視系統(tǒng)中執(zhí)行 功能的任何裝置，包括用在工業(yè)過程的測量、控制和監(jiān)視中的所有裝置。
[0003] 一些現場裝置包括連接到過程流體的轉換器。轉換器被理解為意味著基于物理輸 入產生輸出信號的裝置，或者基于輸入信號產生物理輸出的裝置。典型地，轉換器將輸入轉 換成具有不同形式的輸出。多種類型的轉換器包括各種分析設備、壓力傳感器、熱敏電阻 器、致動器、螺線管、指示燈等。
[0004] 諸如用在工業(yè)過程中的過程變量傳感器等的現場裝置可以被安裝在管道、箱體和 其他工業(yè)過程設備上的現場中。一種類型的過程變量傳感器是，例如可以測量流體流的量 的流量計。采用平均皮托管基本元件的一種類型的流量計是用于流動測量的常見裝置，因 為該元件可被插入到流動管線中且可從流動管線中撤回，該元件的低壓力損失、較低成本 和可靠性能。APT基本元件感測和平均化來自過程流體行進所通過的管道中的多個位置的 壓力。該平均壓力然后被用于與流量理論結合，并且實驗地確定數量以提供用于流體的流 量測量。一種類型的 APT 是可從 Emerson Process Management?購得的 AnnUbar? APT。 至少對于Annuhar? APT而言，優(yōu)選地，APT通過過程管道，從而一部分管道內的多個樣本 可以被平均以解釋通過該部分管道的流量的變化。
[0005] 用于壓力流量計的一些類型的APT基本元件可以在過程正運行的同時被安裝在 過程管道中。為了保證APT基本元件的壽命和精度，APT基本元件的頂端必須牢固地坐靠 在過程管道的APT基本元件安裝側的相對側。如果APT基本元件沒有完全地插入，那么APT 基本元件將由于渦流發(fā)散而振動并且向輔助元件（例如，變送器）發(fā)送劣質信號或者斷裂 對下游造成損壞。如果APT基本元件被過量插入，那么該APT基本元件將彎曲，因此造成與 沒有插到底的相同的問題，諸如劣質信號、斷裂和對管道造成損壞等。
[0006] 將APT基本元件插入到過程管道的常用的方法使用插入/撤回控制桿上的標記。 在保證適當的頂端的嘗試中，保證APT頂端觸底到過程管道的與此頂端相對的內壁的方法 是插入APT基本元件直到插入/撤回控制桿上的標記靠近用于控制插入的齒輪箱。一旦指 標靠近齒輪箱，安裝人員需要"感知"何時齒輪箱上的手搖曲柄變得較難轉動。轉動齒輪箱 上的把手的難度增加向安裝人員指示頂端已經觸底到了管道的相對側。然而，當頂端觸底 到相對的壁時，可能很難"感知"。這是因為用于插入APT基本元件的齒輪箱提供了機械上 的優(yōu)勢，從而與填料壓蓋的阻力和過程壓力的其他安裝力相比，頂端觸底的額外的力是可 忽略的。很難告知觸底的頂端和未觸底的頂端之間的不同，安裝人員很容易使得APT基本 元件不觸底或者使得APT基本元件過度負載并且損壞APT基本元件。由于劣質的安裝，這 將導致APT基本元件的失效率有時候高達5 %。
[0007] 以上的討論僅提供總體上的背景信息，并且不試圖用于幫助確定要求保護的主題 的范圍。 【實用新型內容】
[0008] 一種用于指示觸底接觸的系統(tǒng)，該觸底接觸是流體輸送導管的內壁和過程測量探 針的遠側頂端之間的觸底接觸，所述系統(tǒng)包括：
[0009] 過程裝置，所述過程裝置具有被構造為用于插入到所述流體輸送導管中的所述過 程測量探針；
[0010] 插入機構，所述插入機構被連接到所述過程測量探針并且被構造為施加力以將所 述過程測量探針插入到所述流體輸送導管中；以及
[0011] 觸底指示器，所述觸底指示器被構造為根據插入相關的力或壓力，提供所述過程 測量探針的遠側頂端適當地觸底靠在所述流體輸送導管的內壁上的指示。
[0012] 該【實用新型內容】和該摘要被提供從而以簡化的形式介紹在下文中的具體實施方 式中將進一步說明的選擇的概念。該【實用新型內容】和該摘要不試圖識別所要求保護的主題 的關鍵特征或基本特征，它們也不試圖被用于幫助確定所要求保護的主題的范圍。
【附圖說明】
[0013] 圖1是根據示例實施例的用于監(jiān)視或控制過程流體的工業(yè)過程控制或監(jiān)測系統(tǒng) 的圖解示意圖，其中，該系統(tǒng)指示了導管的內壁和平均皮托管（APT)基本元件之間的觸底 接觸。
[0014] 圖2是根據示例實施例的在圖1中示出的系統(tǒng)和變送器的方塊圖。
[0015] 圖3是圖1和2的系統(tǒng)的觸底指示部件的第一實施例的圖解示意圖。
[0016] 圖4是圖1和2的系統(tǒng)的觸底指示部件的第二實施例的圖解示意圖。
[0017] 圖5-1至圖5-6是被構造為提供APT基本元件插入到導管中的各個階段的視覺指 示的部件的圖解示意圖。
【具體實施方式】
[0018] 公開的實施例提供了平均皮托管（APT)基本元件頂端觸底的方法、系統(tǒng)和設備， 其提供了何時APT基本元件已經適當地插入到流體輸送導管中的指示。然而，公開的實施 例適用于任何過程測量探針。在一些示例性實施例中，該方法、系統(tǒng)和設備直接測量或識別 插入和觸底力以保證APT基本元件的適當安裝。通過保證在安裝期間的適當的APT觸底， 可降低由于渦流發(fā)散而引起的振動以及造成的劣質信號。此外，可以防止或降低由于APT 基本元件的插入不足或過度插入（例如，防止APT基本元件彎曲變形）而造成的APT基本 元件的斷裂以及由此而造成的對下游的損壞。
[0019] 在一些公開的實施例中，插入機構被連接到流體流量計或者變送器的APT基本元 件以控制APT基本元件的插入以及APT基本元件從導管中撤回。觸底指示器被構造為根據 插入相關的力或壓力，提供APT基本元件的遠側頂端適當地觸底到流體輸送導管的內壁的 指示。在一些實施例中，一個或多個彈簧被包含在觸底指示器中以將力從插入機構傳遞到 APT基本元件。彈簧可以被選擇為響應于來自插入機構的到APT基本元件的力的施加而壓 縮，并且提供當APT基本元件適當地觸底時的視覺指示，從而不施加更多的力并且不會損 壞基本元件。也可以提供適當的觸底的其他視覺指示。在一些實施例中，觸底指示器被構 造為提供指示APT基本元件的遠側頂端適當觸底的輸出信號，從而輸出信號可以被直接或 間接地用于控制插入機構。因此，過程可以被自動化，同時還在不對APT基本元件造成損壞 的情況下保證APT基本元件的適當觸底。
[0020] 一些工業(yè)過程控制或監(jiān)視系統(tǒng)，例如，基于控制或監(jiān)測系統(tǒng)的一些壓差（DP)，采用 插入到諸如過程管道或管件等的導管中的APT探針或基本元件以測量與經過該導管的材 料流相關的壓差。在圖1中示出了一種工業(yè)過程控制或監(jiān)測系統(tǒng)100。圖1是示出用于監(jiān) 測或控制工業(yè)過程中的過程流體的系統(tǒng)100的簡化示意圖。系統(tǒng)100還提供了流體輸送導 管或過程管道的內壁和APT基本元件的遠側頂端之間的觸底接觸的指示。
[0021] 典型地，諸如過程變量變送器102的現場裝置在過程設備中位于遠程位置，并且 將感測到的過程變量傳送回中央定位的控制室104。多種技術可以用于傳送過程變量，包括 有線通信和無線通信。一個常用的有線通信技術使用已知的雙線過程控制回路106,其中， 單對導線被用于向變送器102輸送信息以及供電。用于傳送信息的一個技術是通過控制 經過過程控制回路106的4mA和20mA之間的電流強度。4-20mA范圍中的電流值被與相應 的過程變量數值相映射。示例數字通信協議包括HART? (由疊加在標準的4-20mA的模擬 信號上的數字通信信號組成的混合物理層），FOUNDATIONTM現場總線（1992年由美國儀器 協會頒布的全數字化通信協議），過程現場總線通信協議或其他協議。也可采用無線過程控 制回路協議，諸如包括根據IEC62591的W i ro I csslΙΛΚΤ?|的射頻通信技術。圖1中的過 程控制回路106表示變送器102和控制室104之間的通信連接的有線和無線實施例中的一 個或兩個。
[0022] 過程變量變送器102經由安裝系統(tǒng)或設備112而被連接。在圖1中示出的一個示 例實施例包括隔離閥405和插入/撤回機構150。APT基本元件或探針120可延伸到在示出 的示例性實施例中作為過程管道的流體輸送導管108中，并且被構造為測量過程管道108 中的過程流體的過程變量。示例的過程變量包括流量、溫度、壓強、液面、PH、電導率、濁度、 密度、含量、化學成分等