用于診斷的磁場(chǎng)傳感器反饋的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利總體涉及磁場(chǎng)傳感器，更特別的是涉及用于診斷的磁場(chǎng)傳感器反饋。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字液位控制器通常包括通過(guò)線性移動(dòng)來(lái)響應(yīng)液面和/或密度的浮筒(例如，浮子)。浮筒的直線運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)移到扭矩管的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使具有附接的磁體或磁體組(例如，兩個(gè)到四十個(gè)磁體等)的杠桿組件發(fā)生位移。一個(gè)或多個(gè)磁體的運(yùn)動(dòng)改變?cè)诨魻栃?yīng)傳感器測(cè)量的磁場(chǎng)，使霍爾效應(yīng)傳感器提供可用于確定一個(gè)過(guò)程控制值(例如，流體的位移測(cè)量)的輸出信號(hào)。通常情況下，單一的霍爾效應(yīng)傳感器被放置在數(shù)字液位控制器中來(lái)探測(cè)磁體的運(yùn)動(dòng)。在實(shí)踐中，未經(jīng)檢驗(yàn)和拆卸數(shù)字液位控制器和/或拆除整個(gè)數(shù)字液位控制器，往往很難確定或診斷霍爾效應(yīng)傳感器、磁體或這種液位控制器的其他組件是否已性能退化或正失靈。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]所描述的一個(gè)示例性設(shè)備包括第一磁場(chǎng)傳感器以響應(yīng)于耦合到過(guò)程控制設(shè)備的可動(dòng)部分的磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)提供第一輸出信號(hào)，以及響應(yīng)于所述磁場(chǎng)提供第二輸出信號(hào)的第二磁場(chǎng)傳感器。所述示例性裝置還包括處理器以使用所述第一和第二輸出信號(hào)產(chǎn)生與過(guò)程控制設(shè)備的反饋相關(guān)聯(lián)的診斷信息。
[0004]—不例性方法包括在第一磁場(chǎng)傳感器處響應(yīng)于傳感器系統(tǒng)的磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)源產(chǎn)生第一輸出信號(hào)，在第二磁場(chǎng)傳感器處響應(yīng)于所述磁場(chǎng)源產(chǎn)生第二輸出信號(hào)，以及使用處理器基于所述第一和第二輸出信號(hào)產(chǎn)生傳感器系統(tǒng)的工況的診斷信息。
[0005]示例性有形機(jī)器可讀介質(zhì)在其上儲(chǔ)存有指令，指令在被執(zhí)行時(shí)使得機(jī)器測(cè)量在第一磁場(chǎng)傳感器處產(chǎn)生的第一輸出信號(hào)，其中所述第一輸出信號(hào)是響應(yīng)于傳感器系統(tǒng)的磁場(chǎng)源產(chǎn)生的磁場(chǎng)產(chǎn)生的，測(cè)量在第二磁場(chǎng)傳感器處產(chǎn)生的第二輸出信號(hào)，其中所述第二輸出信號(hào)響應(yīng)于磁場(chǎng)產(chǎn)生，以及基于所述第一和第二輸出信號(hào)產(chǎn)生診斷信息以確定傳感器系統(tǒng)的工況。
【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1是在其中披露的例子可被實(shí)施的數(shù)字液位傳感器系統(tǒng)的視圖。
[0007]圖2是在其中披露的例子可被實(shí)施的傳感器組件的分解視圖。
[0008]圖3是根據(jù)本公開(kāi)的教導(dǎo)的示例性磁場(chǎng)傳感器系統(tǒng)的橫截面圖。
[0009]圖4是圖3的磁場(chǎng)傳感器系統(tǒng)的示例性印刷電路板的局部視圖。
[0010]圖5是一個(gè)圖表，該圖表顯不了相對(duì)于本文披露的不例的變化磁場(chǎng)的主傳感器和偏移傳感器的輸出電壓。
[0011]圖6是一個(gè)圖表，該圖表顯不了相對(duì)于本文披露的不例中的主傳感器輸出電壓的偏移傳感器輸出電壓。
[0012]圖7是一個(gè)代表可用于實(shí)施圖3的磁場(chǎng)系統(tǒng)的不例性方法的流程圖。
[0013]圖8是能夠執(zhí)行機(jī)器可讀指令以實(shí)施圖7的示例性方法的示例性處理器平臺(tái)的框圖。
[0014]這些附圖并非按比例繪制。相反，為了清楚地顯示多層和多區(qū)域，層的厚度可能在附圖中被放大了。在任何可能的情況下，在所有附圖和所附的書(shū)面描述中使用相同的附圖標(biāo)記代表相同或相似部件。如在本專利中所使用的，言及任何部件(例如，層、膜、區(qū)域或板)以任一方式定位在(例如，定位在，位于，設(shè)置在，或形成在等)另一部件上，是指所指部件可以與另一部件接觸，也可以指所指部件在所述另一部件之上，一個(gè)或多個(gè)中間部件位于其間。言及一個(gè)部件與另一部件接觸是指這兩個(gè)部件之間沒(méi)有中間部件。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明公開(kāi)了用于診斷的磁場(chǎng)傳感器反饋。本發(fā)明公開(kāi)的示例使傳感器系統(tǒng)生成傳感器系統(tǒng)運(yùn)行工況的診斷信息。本發(fā)明公開(kāi)的示例利用多個(gè)磁場(chǎng)傳感器(例如，霍爾效應(yīng)傳感器)來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)由磁場(chǎng)源提供和/或受磁場(chǎng)源的影響，該磁場(chǎng)源例如是過(guò)程控制設(shè)備的可動(dòng)部分上的磁體。本發(fā)明公開(kāi)的示例的磁場(chǎng)傳感器提供輸出信號(hào)(如電壓信號(hào))，該電壓信號(hào)用于生成與過(guò)程控制設(shè)備的反饋相關(guān)聯(lián)的診斷信息。
[0016]很多已知的傳感器系統(tǒng)(例如，數(shù)字液位儀)具有可動(dòng)部分上的一組磁體和單個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器來(lái)隨著磁體移動(dòng)通過(guò)磁場(chǎng)的變化來(lái)確定磁體位移。然而，在這些系統(tǒng)中，故障的具體因果確定是困難的，原因是這些系統(tǒng)可能會(huì)以這樣的方式出故障，其中不能表明該系統(tǒng)是如何故障的。尤其是，很難確定磁體、霍爾效應(yīng)傳感器或任何其他組件是否已出現(xiàn)故障。另外，這種傳感器系統(tǒng)的目視檢查可能是不實(shí)際的，比如在難以到達(dá)傳感器系統(tǒng)的應(yīng)用中。
[0017]本發(fā)明公開(kāi)的示例使得能夠檢測(cè)故障，包括，但不是限于，過(guò)程控制設(shè)備的機(jī)械或電氣反饋故障?？赏ㄟ^(guò)監(jiān)測(cè)磁場(chǎng)傳感器提供的輸出信號(hào)的關(guān)系確定具體的故障模式(例如，磁體故障、一個(gè)或多個(gè)磁場(chǎng)傳感器的故障、電路和/或電器組件的故障、機(jī)械故障等)。在一些例子中，磁場(chǎng)傳感器的輸出信號(hào)之間的關(guān)系要被周期性測(cè)量以生成傳感器系統(tǒng)工況診斷信息和/或監(jiān)測(cè)(例如，周期性測(cè)量、反復(fù)測(cè)量等)傳感器系統(tǒng)的操作。
[0018]在一些例子中，磁場(chǎng)源(例如，磁體)固定到傳感器系統(tǒng)的可移動(dòng)的杠桿(例如，杠桿臂)，和第一和第二磁場(chǎng)傳感器(例如，霍爾效應(yīng)傳感器)位于和/或安裝在印刷電路板(PCB)上并設(shè)置有恒定電流源或電壓源。在這些例子中，處理器使用第一和第二磁場(chǎng)傳感器分別響應(yīng)于磁場(chǎng)生成的第一和第二輸出信號(hào)(例如，輸出電壓)，以生成診斷信息。在一些例子中，處理器是為了監(jiān)測(cè)第一和第二輸出信號(hào)之間的關(guān)系(例如，線性關(guān)系)。在一些例子中，處理器比較第一和第二輸出信號(hào)之間的計(jì)算比率和存儲(chǔ)的比率和/或比率范圍，以確定傳感器系統(tǒng)是否工作正常。
[0019]圖1是在其中披露的例子可被實(shí)施的數(shù)字液位傳感器系統(tǒng)100的視圖。所述示例的該數(shù)字液位傳感器系統(tǒng)100是用來(lái)測(cè)量和/或監(jiān)測(cè)流體高度、流體的高度變化、液體密度變化和/或兩種流體之間的界面的高度。在此示例中，所述數(shù)字液位傳感器系統(tǒng)100包括數(shù)字液位控制器組件102和位移傳感器組件106。
[0020]所述數(shù)字液位控制器組件102包括指示器108、終端盒110和換能器112。所述位移傳感器組件106包括浮筒(例如，浮子)114、浮筒柄116、具有開(kāi)口 120的套管118、浮筒柄端件122、浮筒桿124，和扭矩管126。
[0021]在操作中，流體可流經(jīng)一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口 120以便與浮筒114接觸，該浮筒114由于其在流體中的浮力、流體的密度變化和/或流體之間的界面變化而發(fā)生位移。浮筒114的位移進(jìn)而導(dǎo)致浮筒柄116和浮筒柄端件122線性(例如，圖1所示的向上或向下方向)移動(dòng)，從而造成浮筒桿124繞軸線128樞轉(zhuǎn)。例如，浮筒桿124的樞轉(zhuǎn)導(dǎo)致扭矩管126例如通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸承進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。浮筒桿124例如可與扭矩管126—體。在一些已知的例子中，扭矩管126的旋轉(zhuǎn)然后導(dǎo)致可耦合到扭矩管126的杠桿組件和附接到該杠桿組件的一個(gè)或多個(gè)磁體旋轉(zhuǎn)，從而改變由數(shù)字液位控制器組件102中的單個(gè)磁場(chǎng)傳感器檢測(cè)到的磁場(chǎng)。在這些已知的例子中，數(shù)字液位控制器組件102中的處理器從磁場(chǎng)傳感器接收輸入信號(hào)(例如，輸出電壓)，并將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成將在指示器108上顯示的過(guò)程控制值(例如，浮筒114的位移值、流體參