温度测量点的在线核准制造技术

本发明专利技术公开一种温度测量系统，包括热电偶套管、主温度传感器、参考传感器和变送器。热电偶套管具有测量仪器连接件和侧面端口。主温度传感器通过测量仪器连接件延伸进入热电偶套管，并且参考传感器通过侧面端口延伸进入热电偶套管。变送器连接到主温度传感器和参考传感器中的每一个。变送器具有电路，该电路用于根据从主温度传感器接收到的信号测量温度，并且用于同时根据从参考传感器接收到的信号进行校准。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及温度测量，并且特别地，涉及温度测量点的校准。
技术介绍
温度测量点用在过程控制工业中以感测例如过程流体的温度。温度测量点通常包括连接到变送器的温度传感器。变送器通常位于远程位置中，并且可以通过4-20毫安电流回路、数字通信总线或无线网络上连接到控制室。温度传感器被放置以与过程流体热接触，并且提供与过程流体温度相关的输出。温度传感器，例如，可以是电阻式温度检测器(RTD)，电阻式温度检测器是温度相关的电阻或热电偶，热电偶是生产温度相关电压(temperaturedependent voltage)的装置。对于典型RTD，变送器向RTD注入电流，并且RTD两端产生的电压被用于测量电阻。使用模数转换器将该电压转换成数字格式并且提供到变送器中的测量电路。测量电路将所测量的电压转换表示温度的数字值。 在某些情况下，过程流体可能是对于温度传感器是危险的环境。在这种情况下，温度传感器被插入热电偶套管，热电偶套管插入过程流体中。热电偶套管是典型细长管或套管，在一端处开口以允许插入温度传感器，并且在尖端处关闭，以防止温度传感器直接接触过程流体。即使使用热电偶套管，RTD的电阻和温度之间的关系往往随着时间而改变。这些变化可以定期在系统处校准以保持温度测量的精度。例如，操作者(或用户)可能需要定期地到现场校准温度传感器。通过将温度传感器带到实验室校准，将RTD传感器放置在已知温度的恒温池中，并且监控从校准的仪表测得的温度输出。恒温池的实际温度和所测得的温度输出之间的差异用来作为校正系数，输入变送器的存储器，并且被存储用于测量电路的后续使用。热电偶套管和其它温度传感器进行类似的校准。就像温度传感器，变送器的精度也可能随时间而改变。变送器通常是通过从温度传感器分离并且将其连接到参考校准工具来校准。参考校准工具通常会产生已知的电气参数，如阻抗。预期电阻和测得的电阻之间的差别用来作为校准系数并存储在存储器中，用于测量电路的后续使用。不幸的是，这些校准技术可能是费时的。此外，这种校准需要变送器脱机一段时间，没有测量过程流体。在某些情况下，整个过程被关闭，直到所有的温度测量点重新在线。因此，校准可能昂贵，阻碍用户以其应该被校准的频率来校准温度测量点。
技术实现思路
根据本专利技术，温度测量系统包括热电偶套管、主温度传感器、参考传感器和变送器。热电偶套管具有测量仪器连接件和侧面端口。主温度传感器通过测量仪器连接件延伸进入热电偶套管，参考传感器通过侧面端口延伸进入热电偶套管。变送器连接到主温度传感器和参考传感器中的每一个。变送器具有用于根据从主温度传感器接收的信号测量温度并用于同时根据从参考传感器接收的信号进行校准的电路。另一个实施例包括一种使用电连接到第一输入端子和第二输入端子的测量电路校准变送器的方法，该方法包括步骤将主温度传感器连接到第一输入端子，将校准的参考装置连接到第二输入端子，以及根据从第二输入端接收的信号相对于第一输入端子校准测量电路，同时根据从第一输入端接收的信号测量温度。在另一个实施例中，一种温度变送器，包括第一输入端子和第二输入端子、多路复用器、模数转换器、微处理器。多路复用器具有分别地连接到第一输入端子和第二输入端子的第一通道和第二通道电。模数转换器电连接到多路复用器和微处理器。微处理器被配置以基于从第一通道接收的信号计算第一温度值，同时根据从第二通道接收的信号在微处理器中校准用于第一通道的测量编程。在另一个实施例中，热电偶套管包括套管和孔腔，套管具有外表面和内表面，孔腔由内表面限定。孔腔从在套管的近端处的测量仪器连接件延伸到在套管的远端处的密封顶端。连接部位于近端和远端之间的外表面上。侧通道从外表面上的外侧面端口延伸到内表面上的内侧面端口。内侧面端口在近端和远端之间，外侧面端口在近端和连接部之间。套管的近端更靠近外侧面端口而不是更靠近内侧面端口。 附图说明图I是温度测量点的示意图。图2A是具有法兰的热电偶套管的侧视图。图2B是具有过程连接螺纹的热电偶套管的侧视图。图3是校准温度测量点的第一种方法的流程图。图4是校准温度测量点的第二种方法的流程图。图5是校准温度测量点的第三种方法的流程图。图6是校准温度测量点的第四种方法的流程图。图7是根据校准温度测量点的第四种方法的校准限制曲线图。具体实施例方式在一般情况下，本专利技术提供用于校准温度测量点的仪器和方法。变送器被配置为能够根据一个通道校准，同时使用另一个通道继续测量温度。热电偶套管具有孔腔和侧通道，孔腔被配置以允许插入温度传感器，侧通道被配置以允许插入参考装置，其中参考装置搁在靠近用于校准的温度传感器的位置。多种方法允许校准变送器、温度传感器或两者。在每种方法中，温度传感器保持连接到变送器，温度传感器保持位于热电偶套管中，或同时保持这两种状态。图I是温度测量点10的示意图。温度测量点10包括第一温度传感器12、第二温度传感器14、参考装置16和变送器18。变送器18包括第一输入端子20、第二输入端子22、第三输入端子24、第一通道26、第二通道28、第三通道30、多路复用器32、模数(A/D)转换器34、参考部件35、微处理器36、本地操作者界面(LOI) 37、通信电路38和远程用户界面39。第一和第二温度传感器12和14可以是被配置以通过电子手段测量温度的几乎任何种类的温度传感器，诸如电阻式温度检测器(RTD)或热电偶(thermocouple)。参考装置16可以是参考传感器，诸如被配置以通过电子手段测量温度的几乎任何种类的温度传感器。参考装置16可以独立于温度测量点10被校准，并且在前连接到温度测量点10被校准。在另一个实施例中，参考装置16可以是参考校准工具，其产生具有预定值的可测量电气参数。例如，参考装置16可以产生预先设定的电阻，以模拟测量特定温度的特定类型的RTD。可替换地，参考装置16可以产生预定电压，以模拟测量特定温度的特定类型的热电偶。据说这样的参考校准工具模拟传感器，并且通常被称为传感器模拟器。第一温度传感器12、第二温度传感器14和参考装置16分别地在第一输入端子20、第二输入端子22、第三输入端子24处连接到变送器18。第一输入端子20、第二输入端子22、第三输入端子24分别地将第一温度传感器12、第二温度传感器14和参考装置的16连接到第一通道26、第二通道28、第三通道30。在不同的实施例中，温度测量点10可以包括比图示实施例或多或少的温度传感器、端子和通道。多路复用器32接收来自第一通道26、第二通道28、第三通道30的模拟信号，并在单条线上输出信号到A/D转换器34。变送器18包括用于处理来自多路复用器32的信号的测量电路和校准电路。在图示实施例中， A/D转换器34、参考部件35和微处理器36结合，以起测量电路和校准电路两者的功能。参考部件35可以包括电压源或电阻器，以提供相对可预测的参考测量，从而提高来自第一通 道26、第二通道28和第三通道30中的每一个的测量精度。A/D转换器34将从多路复用器32和从参考部件35接收的模拟信号转换成数字信号，并提供数字信号到微处理器36。微处理器36可以用固件编程，用于操作变送器18。固件可以包括测量编程，用于基于从A/D转换器34接收的数字信号计算温度值。微处理器36可以电连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳伦·迈克尔·安格斯塔德，迪尔克·维利·鲍施科，杰森·哈洛德·鲁德，
申请(专利权)人：罗斯蒙德公司，
类型：发明
国别省市：