Электронный блок полевого прибора и полевой прибор (варианты) - RU2343554C1
Код документа: RU2343554C1
Чертежи
Показать все 13 чертежа(ей)
Описание
Текст описания приведен в факсимильном виде.
Реферат
Использование: для питания полевых приборов. Технический результат заключается в повышении КПД полевого прибора при оптимизации потребления мощности. Электронный блок полевого прибора содержит стабилизатор тока с протекающим в нем током питания под действием напряжения питания, обеспечиваемого внешним источником тока, внутреннюю операционно-анализирующую схему для управления полевым прибором и внутреннюю схему питания. Схема питания содержит регулятор напряжения, через который, по меньшей мере, временно протекает первый частичный ток питания и который обеспечивает электронный блок полевого прибора первым внутренним полезным напряжением, которое в основном постоянно отрегулировано и поддерживается на заданном первом уровне, а также второй регулятор напряжения, по которому, по меньшей мере, временно протекает второй частичный ток питания, который обеспечивает электронный блок полевого прибора вторым полезным напряжением, переменным в пределах задаваемого диапазона, и стабилизатор напряжения, по которому, по меньшей мере, временно протекает третий частичный ток питания и который служит для регулировки и поддержания внутреннего входного напряжения на заданном уровне. В операционно-анализирующей схеме протекает, по меньшей мере, временно как первый полезный ток под действием первого полезного напряжения, так и второй полезный ток под действием второго полезного напряжения. 3 н. и 38 з.п. ф-лы, 13 ил.
Формула
1. Электронный блок (20) полевого прибора с питанием от внешнего источника (70) тока, причем внешний источник (70) тока обеспечивает, в частности, униполярным напряжением питания (Uv) и протекающим под его воздействием, в частности, униполярным и/или бинарным током питания (I) переменной величины, при этом электронный блок (20) полевого прибора содержит стабилизатор тока (IS1) с протекающим по нему током питания (I) для регулировки и/или модуляции, в частности, тактирования тока питания (I), внутреннюю операционно-анализирующую схему (50) для управления полевым прибором и внутреннюю схему питания (40) с приложенным к нему раздельным от напряжения питания (Uv) внутренним входным напряжением (Ue) электронного блока (20) полевого прибора, питающую внутреннюю операционно-анализирующую схему (50) и содержащую первый регулятор напряжения (UR1), через который протекает, по меньшей мере, временно, в частности, первый частичный ток (I1) питания переменной величины и который обеспечивает электронный блок (20) полевого прибора первым внутренним полезным напряжением (UN1) на задаваемом первом уровне напряжения (UN1soll), пo существу, с постоянной регулировкой, второй регулятор напряжения (UR2), через который протекает, по меньшей мере, временно, в частности, второй частичный ток (I2) питания переменной величины и который обеспечивает электронный блок (20) полевого прибора вторым внутренним полезным напряжением (UN2); изменяющимся в задаваемом диапазоне, и стабилизатор напряжения (30), через который протекает, по меньшей мере, временно, в частности, третий частичный ток (I3) питания переменной величины и который предназначен для регулировки и поддержания внутреннего входного напряжения (Ue) электронного блока (20) полевого прибора на задаваемом, в частности, во время работы переменном уровне, причем через операционно-анализирующую схему (50) протекает, по меньшей мере, временно как первый, в частности, полезный ток (IN1) переменной величины, протекающий под действием первого полезного напряжения (UN1), так и второй, в частности, полезный ток (IN1) переменной величины, протекающий под действием второго полезного напряжения (UN2).
2. Электронный блок по п.1, в котором внутреннее входное напряжение (Ue) электронного блока полевого прибора регулируется в зависимости от мгновенного уровня напряжения (Uk) на зажимах, раздельного от напряжения питания (Uv) и снижающегося в электронном блоке полевого прибора.
3. Электронный блок по п.1, в котором второе полезное напряжение (UN2) регулируется в зависимости от мгновенного уровня напряжения (Uk) на зажимах, раздельного от напряжения питания (Uv) и понижающегося в электронном блоке полевого прибора.
4. Электронный блок по п.3, в котором внутреннее входное напряжение (Ue) электронного блока полевого прибора регулируется в зависимости от мгновенного уровня напряжения (Uk) на зажимах.
5. Электронный блок по п.2 или 3, в котором с помощью стабилизатора напряжения (30) внутреннее входное напряжение (Ue) электронного блока (20) полевого прибора поддерживается на задаваемом, в частности, во время работы, переменном уровне, который ниже уровня напряжения (Uk) на зажимах.
6. Электронный блок по одному из пп.1-4, в котором уровень, на котором поддерживается внутреннее входное напряжение (Ue) с помощью стабилизатора напряжения (30), является во время работы, в частности, ступенчатым или, по существу, постоянно меняющимся.
7. Электронный блок по одному из пп.1-4, в котором второе полезное напряжение (UN2) регулируется в зависимости от мгновенного уровня внутреннего входного напряжения (Ue) электронного блока полевого прибора и/или второе полезное напряжение (UN2) регулируется в зависимости от мгновенного значения силы, по меньшей мере, одного из трех частичных токов (I1), (I2), (I3).
8. Электронный блок по одному из пп.1-4, в котором второе полезное напряжение (UN2) регулируется в зависимости от мгновенного значения силы третьего частичного тока (I3) и/или второе полезное напряжение (UN2) регулируется в зависимости от мгновенного значения силы второго частичного тока (I3) и мгновенного уровня внутреннего входного напряжения (Ue) электронного блока полевого прибора.
9. Электронный блок по одному из пп.1-4, в котором питающий внешний источник (70) тока обеспечивает напряжением питания (Uv) с переменным, в частности, колеблющемся уровнем, и/или под действием напряжения питания (Uv), обеспечиваемого внешним источником (70) тока, протекает ток питания (I) с переменной, в частности, в основном заранее не предсказуемой колеблющейся силой тока, и/или операционно-анализирующая схема (50) содержит накопительную схему (С) для временного накопления электрической энергии и/или стабилизатор напряжения (30) содержит компоненты (182) для рассеяния электрической энергии и отвода образующейся при этом тепловой энергии, в частности, полупроводниковый элемент с радиатором и пр. и/или операционно-анализирующая схема (50) содержит, по меньшей мере, один микропроцессор (μC), в котором первое полезное напряжение (UN1) или образованное от него вторичное напряжение используется, по меньшей мере, частично в качестве рабочего напряжения и/или операционно-анализирующая схема (50) содержит, по меньшей мере, один цифровой процессор обработки сигналов, в котором первое полезное напряжение (UN1) или образованное от него вторичное напряжение используется, по меньшей мере, частично в качестве рабочего напряжения и/или операционно-анализирующая схема (50) содержит, по меньшей мере, один усилитель, в котором используется, по меньшей мере, одно из обоих полезных напряжений (UN1, UN2) или образованное от них вторичное напряжение, по меньшей мере, частично в качестве рабочего напряжения и/или операционно-анализирующая схема содержит, по меньшей мере, один аналого-цифровой преобразователь, в котором первое полезное напряжение (UN1) или образованное от него вторичное напряжение используется, по меньшей мере, частично в качестве рабочего напряжения и/или операционно-анализирующая схема содержит, по меньшей мере, один цифроаналоговый преобразователь, в котором используется, по меньшей мере, одно из обоих полезных напряжений (UN1, UN2) или образованное от них вторичное напряжение, по меньшей мере, частично в качестве рабочего напряжения.
10. Электронный блок по одному из пп.1-4, в котором содержатся средства сравнения напряжений, понижающихся в электронном блоке (20) полевого прибора, и/или токов, протекающих в этом электронном блоке (20).
11. Электронный блок по одному из пп.1-4, в котором он образует тревожный сигнал (Xpwr fail) о своем недостаточном питании, по меньшей мере, в том случае, когда операционно-анализирующая схема обнаруживает снижение заданного минимального порогового значения второго полезного напряжения и/или снижение заданного минимального порогового значения третьего частичного тока.
12. Электронный блок полевого прибора по одному из пп.1-4, при этом он содержит по меньшей мере, один компаратор, который сравнивает образованное от третьего частичного тока питания считываемое напряжение с соответствующим опорным напряжением и/или, по меньшей мере, один компаратор, который сравнивает второе полезное напряжение, по меньшей мере, с соответствующим опорным напряжением.
13. Электронный блок по одному из пп.1-4, содержащий измерительно-регулировочный блок (60) для регистрации и регулировки понижающихся в электронном блоке полевого прибора напряжений, в частности, второго полезного напряжения, и/или протекающих в электронном блоке полевого прибора токов, в частности, второго и/или третьего частичного тока.
14. Электронный блок полевого прибора по одному из пп.1-4, содержащий, по меньшей мере, один компаратор, сравнивающий второе полезное напряжение, по меньшей мере, с соответствующим опорным напряжением, причем измерительно-регулировочный блок управляет стабилизатором напряжения таким образом, что третий частичный ток протекает лишь в том случае, когда компаратор, сравнивающий второе полезное напряжение, по меньшей мере, с соответствующим опорным напряжением, сигнализирует о превышении заданного максимального предельного значения второго полезного напряжения.
15. Электронный блок по одному из пп.1-4, в котором измерительно-регулировочный блок с помощью входного напряжения (Ue) и/или напряжения (Uk) на зажимах задает до заданного уровня, в частности, до 1 В или более, разницу (Uk-Ue) между входным напряжением (Ue) и напряжением (Uk) на зажимах.
16. Электронный блок по одному из пп.1-4, содержащий резисторы считывания (R1, R2, R3) для получения в основном пропорционального току считываемого напряжения.
17. Электронный блок по одному из пп.1-4, который подключен к внешнему источнику тока только через одну пару проводов (2L).
18. Полевой прибор для измерения и/или контроля, по меньшей мере, одного заданного физического и/или химического параметра, в частности, расхода, плотности, вязкости, уровня заполнения, давления, температуры, показателя рН и пр., в частности, транспортируемой по трубопроводу и/или в емкости среды, причем полевой прибор содержит электронный блок по любому из пп.1-17 и физико-электрический измерительный датчик (10), который электрически связан с электронным блоком полевого прибора, реагирует на изменения, по меньшей мере, одного параметра и вырабатывает, по меньшей мере, временно, по меньшей мере, один измерительный сигнал (S1, S2), соответствующий параметру, в частности, переменное напряжение сигнала и/или ток сигнала переменной величины.
19. Полевой прибор по п.18, в котором операционно-анализирующая схема электронного блока полевого прибора образует, по меньшей мере, временно с помощью, по меньшей мере, одного измерительного сигнала мгновенно измеряемую величину (ХM), в частности, в цифровом виде, отображающую, по меньшей мере, один измеряемый и/или контролируемый параметр.
20. Полевой прибор по п.18, в котором измерительно-регулировочный блок (60) образует вместе со стабилизатором тока, в частности, линейный регулятор тока, причем регулятор тока задает ток питания с учетом измеряемой величины, мгновенно отображающей, по меньшей мере, один измеряемый и/или контролируемый параметр.
21. Полевой прибор по п.20, в котором током питания служит постоянный ток переменной величины, при этом регулятор тока устроен таким образом, чтобы измеряемую величину можно было модулировать, по меньшей мере, временно с учетом амплитуды тока питания.
22. Полевой прибор по п.20, в котором током питания служит, по меньшей мере, временно тактированный ток, при этом регулятор тока выполнен с расчетом тактирования тока питания.
23. Полевой прибор по п.19, в котором операционно-анализирующая схема содержит, по меньшей мере, один формирователь (50 В) для измерительного датчика (10), причем в этом формирователе (50 В) второе полезное напряжение или образованное от него вторичное напряжение используется, по меньшей мере, частично в качестве рабочего напряжения.
24. Полевой прибор по п.23, в котором формирователь содержит, по меньшей мере, один операционный усилитель и/или формирователь содержит, по меньшей мере, один цифроаналоговый преобразователь и/или формирователь содержит, по меньшей мере, один, в частности, цифровой генератор ведущего сигнала.
25. Полевой прибор по п.18, в котором измерительный датчик содержит, в частности, переменное электрическое полное сопротивление, в частности, магнитную катушку с переменной индуктивностью и/или измерительный конденсатор переменной емкости.
26. Полевой прибор по п.25, в котором электрическое полное сопротивление измерительного датчика изменяется в зависимости, по меньшей мере, от одного измеряемого и/или контролируемого параметра.
27. Полевой прибор по п.26, в котором в качестве измерительного сигнала используется напряжение сигнала, понижающееся при прохождении через переменное полное сопротивление, и/или ток сигнала, протекающий через переменное полное сопротивление.
28. Полевой прибор по п.19, в котором операционно-анализирующая схема содержит, по меньшей мере, один аналого-цифровой преобразователь, по меньшей мере, для одного сигнала датчика, в котором первое полезное напряжение или образованное от него вторичное напряжение используется, по меньшей мере частично в качестве рабочего напряжения.
29. Полевой прибор по п.28, в котором операционно-анализирующая схема содержит, по меньшей мере, один микрокомпьютер, подключенный к аналого-цифровому преобразователю, в частности, состоящий из микропроцессора и/или процессора обработки сигналов и предназначенный для выработки измеряемой величины, причем первое полезное напряжение используется, по меньшей мере, частично в качестве рабочего напряжения микрокомпьютера.
30. Полевой прибор по п.18, в котором измерительный датчик содержит, по меньшей мере, одну измерительную трубу (13) для подачи среды, расположенную в трубопроводе по ее ходу, в частности, вибрирующую во время работы, по меньшей мере, временно.
31. Полевой прибор по п.30, в котором на измерительном датчике расположена, по меньшей мере, одна магнитная катушка (26, 36) для образования, в частности, переменного магнитного поля.
32. Полевой прибор по п.31, в котором через магнитную катушку (26, 36) протекает во время работы измерительного датчика (10), по меньшей мере, временно ток возбуждения (iexc); создающий магнитное поле, являющийся, в частности, биполярным и/или обладающий переменной силой и протекающий под действием второго полезного напряжения или образованного от него вторичного напряжения.
33. Полевой прибор по п.32, в котором магнитная катушка (26, 36) взаимодействует с втяжным якорем (27, 37) через магнитное поле, причем магнитная катушка и втяжной якорь выполнены подвижными по отношению друг к другу.
34. Полевой прибор по п.33, в котором, по меньшей мере, одна измерительная труба (13) измерительного датчика, приводимая в действие электромеханическим, в частности электродинамическим устройством возбуждения, состоящим из магнитной катушки и втяжного якоря, вибрирует, по меньшей мере, временно во время работы измерительного датчика.
35. Полевой прибор по п.34, в котором измерительный датчик содержит две расположенные в трубопроводе по его ходу измерительные трубы для подачи среды, вибрирующих во время работы, по меньшей мере, временно.
36. Полевой прибор по 34, в котором измерительный датчик используется для регистрации, по меньшей мере, одного параметра, содержащей среду емкости, в частности уровня заполнения, причем измерительный датчик содержит для этого, по меньшей мере, один измерительный зонд, выступающий во внутренний канал емкости или, по меньшей мере, сообщенный с ним, в частности микроволновую антенну, проводник Губуна, вибрирующее погружное тело и пр.
37. Полевой прибор по п.18, в котором он связан, по меньшей мере, временно с расположенным на расстоянии от него внешним контрольно-управляющим блоком через систему передачи данных, причем электронный блок полевого прибора содержит для этого связную схему (СОМ), контролирующую связь через систему передачи данных.
38. Полевой прибор по п.37, в котором первое полезное напряжение (UN1) или образованное от него вторичное напряжение используется, по меньшей мере, частично в качестве рабочего напряжения для связной схемы (СОМ).
39. Полевой прибор по одному из пп.18-38, в котором электронный блок полевого прибора электрически связан с внешним источником (70) тока через одну пару проводов (2L), причем электронный блок (20) полевого прибора передает измеряемую величину (ХM), образованную, по меньшей мере, временно и отображающую, по меньшей мере, один измеряемый и/или контролируемый параметр мгновенно, в частности, в цифровом виде, по одной паре проводов (2L) в схему обработки результатов (80), содержащуюся во внешнем источнике (70) тока и/или подключенную к нему.
40. Полевой прибор по п.39, в котором мгновенная сила тока питания, в частности, заданная равной величине от 4 до 20 мА, отображает мгновенно образуемую измеряемую величину (ХM).
41. Полевой прибор для регулировки, по меньшей мере, одного заданного физического и/или химического параметра, в частности расхода, плотности, вязкости, уровня заполнения, давления, температуры, показателя рН и пр., в частности, транспортируемой по трубопроводу и/или в емкости среды, содержит электронный блок по любому из пп.1-18 и электрически связанный с этим блоком полевого прибора электрофизический регулирующий элемент, реагирующий на изменения, по меньшей мере, одного принятого управляющего сигнала, в частности, переменного напряжения сигнала и/или тока сигнала переменной величины в виде перемещения регулирующего элемента, воздействующего на регулируемый параметр.
Приоритет по пунктам:
29.12.2004 по пп.1, 3, 8-41;
10.03.2005 по пп.2, 4-7.
