專利名稱：用于過(guò)程設(shè)備的改進(jìn)的電能產(chǎn)生的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)過(guò)程控制和監(jiān)視系統(tǒng)。具體而言，本發(fā)明涉及針 對(duì)這種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的電能產(chǎn)生。
背景技術(shù)：
在工業(yè)環(huán)境下，控制系統(tǒng)用于監(jiān)視和控制工業(yè)和化學(xué)過(guò)程的盤(pán)存(inventory)等。典型地，控制系統(tǒng)使用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備執(zhí)行這些功能，現(xiàn) 場(chǎng)設(shè)備分布在工業(yè)過(guò)程中的關(guān)鍵位置，并通過(guò)過(guò)程控制環(huán)路與控制室 中的控制電路連接。術(shù)語(yǔ)"現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備"是指分布式控制或過(guò)程監(jiān)視系 統(tǒng)中執(zhí)行功能的任何設(shè)備，包括對(duì)工業(yè)過(guò)程的測(cè)量、控制和監(jiān)視中使 用的所有設(shè)備?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，這里也稱作過(guò)程設(shè)備，在過(guò)程控制和測(cè)量工業(yè)中用于 多種目的。這種設(shè)備通常具有現(xiàn)場(chǎng)硬化外殼(field-harden enclosure), 從而可以安裝在戶外相對(duì)惡劣的環(huán)境中，并能夠經(jīng)受溫度、濕度、振 動(dòng)、機(jī)械沖擊等方面的物候極限條件。這些設(shè)備也能夠典型地在相對(duì) 較低功率上工作。例如，目前可用的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備從公知的4-20mA環(huán)路 接收全部工作功率。這些設(shè)備不僅能夠在該環(huán)路上工作，還能夠通過(guò) 該環(huán)路，以模擬信號(hào)(實(shí)際上調(diào)制4-20mA信號(hào))和數(shù)字方式進(jìn)行通 信。一些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備包括換能器。換能器是指基于物理輸入而產(chǎn)生輸出 信號(hào)的設(shè)備，或者是基于輸入信號(hào)而產(chǎn)生物理輸出的設(shè)備。典型地， 換能器將輸入變換為形式不同的輸出。換能器的類型包括各種分析儀 器、壓力傳感器、熱敏電阻器、熱電偶、應(yīng)變儀、流量變送器、定位 器、致動(dòng)器、螺線管、指示燈及其他。典型地，每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備也包括通信電路，用于經(jīng)由過(guò)程控制環(huán)路 與過(guò)程控制室或其他電路進(jìn)行通信。在一些安裝中，過(guò)程控制環(huán)路也 用于向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備傳送調(diào)節(jié)后的電流和/或電壓，以向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供能。傳統(tǒng)上，模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通過(guò)二線式過(guò)程控制電流環(huán)路與控制室連 接，其中每個(gè)設(shè)備通過(guò)單個(gè)二線式控制環(huán)路與控制室連接。典型地， 對(duì)于模擬模式，兩線之間的電壓差分保持在12-45伏特的電壓范圍內(nèi)，而對(duì)于數(shù)字模式，范圍是9-15伏特。 一些模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備將流經(jīng)電流環(huán)路的電流調(diào)制為與感測(cè)到的過(guò)程變量成比例的電流，以向控制室傳輸 信號(hào)。其他模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以在控制室的控制下，通過(guò)控制流經(jīng)環(huán)路 的電流的幅度，執(zhí)行動(dòng)作。此外或作為備選，過(guò)程控制環(huán)路可以載送 用于與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通信的數(shù)字信號(hào)。相比于模擬通信，數(shù)字通信允 許更大程度進(jìn)行通信。進(jìn)行數(shù)字通信的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以有選擇地響應(yīng)控 制室和/其他現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備并與之通信。此外，這種設(shè)備可以提供額外的信 令，例如診斷和/或警報(bào)。在一些安裝中，已開(kāi)始使用無(wú)線技術(shù)來(lái)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信。無(wú)線操 作簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的配線和設(shè)置。在目前的無(wú)線安裝使用中，將現(xiàn)場(chǎng) 設(shè)備制造成包括內(nèi)部電池，由太陽(yáng)能電池對(duì)其進(jìn)行充電，而沒(méi)有任何 類型的有線連接。由于無(wú)線設(shè)備的能量需求可能依據(jù)設(shè)備報(bào)告速率、 設(shè)備元件等多種因素發(fā)生較大變化，所以使用內(nèi)部電池會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。在太陽(yáng)能不可靠的情況下，安裝也會(huì)遇到困難。例如，在會(huì)出現(xiàn) 一周七天、每天二十四小時(shí)全是陰天的區(qū)域、或在世界上太陽(yáng)隔離數(shù)(solar isolation number)非常小的地方，例如北極圈，使用太陽(yáng)能就很 成問(wèn)題。因此，在這種安裝中，使用太陽(yáng)能向無(wú)線過(guò)程設(shè)備供能是不 可靠的。由此， 一直以來(lái)都非常需要能夠使用不依賴于太陽(yáng)的充足可 更新能量源來(lái)進(jìn)行工作的無(wú)線過(guò)程設(shè)備。發(fā)明內(nèi)容一種過(guò)程設(shè)備包括控制器和無(wú)線通信模塊。無(wú)線通信模塊與控制 器連接。電能產(chǎn)生模塊設(shè)置為產(chǎn)生用于過(guò)程設(shè)備的電。電能產(chǎn)生模塊 可以放置在過(guò)程設(shè)備內(nèi)，或者可以是與過(guò)程設(shè)備連接的分離單元。
圖1是示例現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的視圖，對(duì)于該現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，根據(jù)本發(fā)明的無(wú) 線供能和通信單元尤其有用。圖2是圖l所示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的框圖。圖3是包括有無(wú)線通信電路的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的框圖，無(wú)線通信電路用于與顯示或手持單元等遠(yuǎn)處設(shè)備進(jìn)行通信。圖4是安裝在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線供能和通信單元的正視圖。圖5A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線供能和通信單元的框圖。圖5B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的能量轉(zhuǎn)換模塊的框圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于過(guò)程設(shè)備的電能產(chǎn)生系統(tǒng)的視圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于過(guò)程設(shè)備的電能產(chǎn)生系統(tǒng)的視圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線過(guò)程設(shè)備的視圖。圖9A和9B分別是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的過(guò)程設(shè)備的正視圖和側(cè)視圖。圖10A和10B分別是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的過(guò)程設(shè)備的正視圖 和側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提出了使用鄰近現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的能量源來(lái)產(chǎn)生用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的 電能。另外，這些能量源不依賴于太陽(yáng)能。本發(fā)明的實(shí)施例包括提供 一種無(wú)線供能和通信單元，其允許設(shè)計(jì)用于有線通信的顯示設(shè)備可以 無(wú)線地進(jìn)行操作。此外，本發(fā)明的實(shí)施例包括使用放置在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備鄰 近的非太陽(yáng)能量源來(lái)為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備產(chǎn)生電能。本發(fā)明的實(shí)施例利用鄰近現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的非太陽(yáng)能量源，以產(chǎn)生顯示 設(shè)備使用的電能。這里所用的術(shù)語(yǔ)"非太陽(yáng)"包括由在物理上鄰近過(guò) 程設(shè)備的分子產(chǎn)生的電能的任何源。因此，非太陽(yáng)能量可以包括風(fēng)能、利用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備鄰近的氧的燃料電池技術(shù)、和/或利用過(guò)程流體本身中的 分子來(lái)產(chǎn)生能量的燃料電池技術(shù)。以下更詳細(xì)地描述這些實(shí)施例中的每一種。圖l和2是示例現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的視圖和框圖，對(duì)于該現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，根據(jù) 本發(fā)明的無(wú)線供能和通信單元尤其有用。過(guò)程控制或監(jiān)視系統(tǒng)10包括 通過(guò)二線式過(guò)程控制環(huán)路16與一個(gè)或更多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備14連接的控制 室或控制系統(tǒng)12。過(guò)程控制環(huán)路16的示例包括模擬4-20mA通信、 包括模擬和數(shù)字通信的混合協(xié)議(例如干線可尋址遠(yuǎn)程換能器 (HART⑧)標(biāo)準(zhǔn))、以及FOUNDATION Fieldbus標(biāo)準(zhǔn)等全數(shù)字協(xié)議。 過(guò)程控制環(huán)路協(xié)議一般既可以向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供能，又允許現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與其 他設(shè)備進(jìn)行通信。在本示例中，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備14包括經(jīng)由外罩23中的接線端子板21 與致動(dòng)器/換能器20以及過(guò)程控制環(huán)路16連接的電路18。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 14示出為過(guò)程變量(PV)生成器，其與過(guò)程連接，感測(cè)該過(guò)程的溫 度、壓力、pH、流量等方面或其他物理特性，并提供對(duì)這些方面或特 性的指示?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的其他示例包括閥、致動(dòng)器、控制器和顯示器?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的特點(diǎn)一般是能夠在"現(xiàn)場(chǎng)"進(jìn)行操作，這可能使它們 暴露給環(huán)境應(yīng)力，例如溫度、濕度和壓力。除了環(huán)境應(yīng)力，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 通常還必須經(jīng)受暴露在腐蝕、危險(xiǎn)和/或甚至爆燃性空氣中。此外，這 些設(shè)備也必須在存在振動(dòng)和/或電磁千擾的情況下進(jìn)行操作。圖1所示 類型的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備代表傳統(tǒng)設(shè)備的相對(duì)較大的安裝基底，傳統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì) 為以全有線方式進(jìn)行操作。圖3是無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的框圖?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備34包括電能產(chǎn)生模塊38、 控制器35、無(wú)線通信模塊32和致動(dòng)器/換能器20。模塊38可以包括 內(nèi)部?jī)?chǔ)能單元，并適于向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備34供能。電能產(chǎn)生模塊38為設(shè)備 34發(fā)電。這種發(fā)電的方式可以采用多種形式，稍后在本說(shuō)明書(shū)中提供 諸如燃料電池和風(fēng)能發(fā)電機(jī)等具體示例。來(lái)自模塊38的電能對(duì)控制器 35供能，以與致動(dòng)器/換能器20和無(wú)線通信模塊32進(jìn)行交互。然后， 無(wú)線通信模塊32經(jīng)由天線26與參考數(shù)字24指示的其他設(shè)備進(jìn)行交 互。圖4是與虛線所示的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備14相連的無(wú)線供能和通信單元100的正視圖。單元100優(yōu)選地經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備導(dǎo)管(conduit) 102 與設(shè)備14相連。適合的導(dǎo)管連接的示例包括1/2-14 NPT、 M20xl.5、 Gl/2和3/8-18 NPT。單元100可以包括接頭(joint)，該接頭允許圍 繞軸106的轉(zhuǎn)動(dòng)104和圍繞軸110的轉(zhuǎn)動(dòng)108。此外，單元100的連 接區(qū)域U2優(yōu)選地是中空的，以允許其中的導(dǎo)體(conductor)將單元100 與設(shè)備14連接。在不需要對(duì)外罩(housing)進(jìn)行位置調(diào)整的實(shí)施例 中，連接區(qū)域112可以只是一段導(dǎo)管。單元100包括安裝在連接區(qū)域112上的外罩114。外罩114包含 電路(參照?qǐng)D8所述)，以允許單元100根據(jù)4-20mA、 HART⑧、 FOUNDATION Fieldbus、 Profibus-PA、 Modbus或CAN等標(biāo)準(zhǔn)工業(yè) 協(xié)議向設(shè)備14供能并與之通信。優(yōu)選地，協(xié)議包含數(shù)字通信，以提高 單元100與設(shè)備14之間的交互水平。因?yàn)閱卧?00在設(shè)備14外部，所以在依據(jù)該單元所要連接的現(xiàn)場(chǎng) 設(shè)備的具體功率需求而改變內(nèi)部電能產(chǎn)生模塊時(shí)，可以提供單元100 的多種變體。優(yōu)選地，單元100也包括與天線120連接的無(wú)線通信電 路(圖4中未示出)。相比于內(nèi)部天線，設(shè)置外部天線120利于無(wú)線通 信，這是因?yàn)樵S多現(xiàn)場(chǎng)硬化外殼是金屬的，可能會(huì)使無(wú)線信號(hào)衰減。 但是，也可以實(shí)現(xiàn)具有內(nèi)部天線的實(shí)施例，其中內(nèi)部天線鄰近外罩114 的無(wú)線電透明部分或電池116。但是，在單元100是現(xiàn)場(chǎng)硬化的情況 下，為了經(jīng)受與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的設(shè)計(jì)所針對(duì)的環(huán)境類似的環(huán)境，外部天線 實(shí)施例尤其有利。單元100也可以包括本地用戶接口。相應(yīng)地，單元100可以包括 顯示器，例如可以鄰近電池116之一而安裝的LCD顯示器122。為了 接收本地用戶輸入，單元100可以包括按鈕100等一個(gè)或更多個(gè)本地 輸入。本地用戶接口十分重要，因?yàn)楫?dāng)組合單元/現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備完全無(wú)線地 工作時(shí)，技術(shù)人員與本地用戶接口進(jìn)行交互更加方便，而不是試圖經(jīng) 由手持計(jì)算設(shè)備等來(lái)無(wú)線地訪問(wèn)該設(shè)備。本地接口可以用于訪問(wèn)該單 元、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或兩者。這里定義的"本地用戶接口"表示具有本地用 戶輸入(例如按鈕)、本地用戶輸出(例如LCD)或者兩者的組合。 如圖4所示，LCD可以與電池116協(xié)同定位。圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線供能和通信單元的框圖。單元360包括控制器362、儲(chǔ)能設(shè)備364 (示出為電池)、能量轉(zhuǎn)換器365、環(huán) 路通信器368和無(wú)線通信接口模塊366?？刂破?62優(yōu)選地包括低功率微處理器和適當(dāng)?shù)某潆婋娐罚摮?電電路將合適量的能量從電池116和/或儲(chǔ)能設(shè)備364傳送至供能單元 360和與連接區(qū)域112連接的任何現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。此外，控制器362還將 來(lái)自電池116和/或轉(zhuǎn)換器365的過(guò)剩能量引導(dǎo)至儲(chǔ)能設(shè)備364?？刂?器362還可以與可選的溫度測(cè)量電路連接，以便在設(shè)備364開(kāi)始變得 過(guò)熱時(shí)，控制器362可以減小至儲(chǔ)能設(shè)備364的充電電流。例如，溫 度測(cè)量電路可以包含合適的溫度感測(cè)元件，例如與儲(chǔ)能設(shè)備364連接 的熱電耦。然后，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將來(lái)自熱電耦的信號(hào)轉(zhuǎn)換為該信號(hào)的數(shù) 字表示，并將該數(shù)字信號(hào)提供給控制器362?？梢酝ㄟ^(guò)硬件、軟件或兩者來(lái)配置控制器362，以主動(dòng)管理控制 器本身和所連接的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的功率。在這方面，控制器362可以使自 己或任何所需現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)入低功率睡眠模式。睡眠模式是降低功耗的 任何工作模式。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備而言，可以通過(guò)命令現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備將其工作 電流設(shè)定在其可允許的最低電流軌條(current rail)處，獲得睡眠模式。 可以促使進(jìn)入低功率模式的事件包括活動(dòng)時(shí)段到期、來(lái)自一個(gè)或更 多個(gè)本地用戶輸入的輸入、來(lái)自一個(gè)或多個(gè)所連接的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的通信、 或無(wú)線通信。這些事件也可以用于將單元360和/或任何連接的現(xiàn)場(chǎng)設(shè) 備從睡眠模式中喚醒。此外，控制器362可以基于控制器362內(nèi)的編 程指令中包含的任何邏輯或規(guī)則以及/或者經(jīng)由無(wú)線通信模塊366接 收到的無(wú)線通信，有選擇地使任何連接的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)入睡眠模式。優(yōu) 選地，諸如按鈕124等本地輸入是用戶可配置的。因此，單個(gè)按鈕可 以用于在用戶可選的時(shí)段上喚醒現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，如果這樣配置，再次按下 按鈕，使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備返回睡眠模式。在一個(gè)實(shí)施例中，可配置的本地輸 入按鈕使用跳線(jumper)或開(kāi)關(guān)來(lái)預(yù)設(shè)如下功能用于激活的按鈕按下時(shí)間-選擇1、 1.5、 2或3秒?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備忽略 持續(xù)時(shí)間比預(yù)設(shè)時(shí)間短的按鈕按壓。單元開(kāi)啟時(shí)間-選擇10、 15、 30秒或者5、 15、 30、 60分鐘。如果緊接著按壓按鈕兩次，則現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備在預(yù)設(shè)時(shí)段(例如60分鐘) 上保持開(kāi)啟，然后返回睡眠模式。如果在預(yù)設(shè)間隔(例如5秒)之后第二次按壓按鈕，則現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 返回睡眠模式。優(yōu)選地，控制器362也可以使單元360或所連接的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備內(nèi)的 部分電路進(jìn)入睡眠模式。例如，無(wú)線通信模塊366可以是商業(yè)可用的 通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(GPRS)蜂窩電話模塊，該模塊具有正常工作模式 和睡眠模式。當(dāng)未保證重要的無(wú)線通信時(shí)，來(lái)自控制器362的信號(hào)可 以使模塊366進(jìn)入睡眠模式。能量轉(zhuǎn)換器365可以是能夠產(chǎn)生為過(guò)程設(shè)備所用的電能的任何設(shè) 備。轉(zhuǎn)換器365優(yōu)選地可以包括與可移動(dòng)組件連接的發(fā)電機(jī)(612)， 從而浪或風(fēng)等環(huán)境運(yùn)動(dòng)可以發(fā)電。此外，轉(zhuǎn)換器365可以包括燃料電 池408。此外，轉(zhuǎn)換設(shè)備365可以采用熱電堆設(shè)備702 (圖5B所示)， 以使用珀耳帖效應(yīng)(Peltier Effect),根據(jù)完全不同的溫度來(lái)發(fā)電。此 外，過(guò)程可以提供壓縮氣體等形式的能量源，可以使用基于壓縮氣體 的發(fā)電機(jī)704 (如圖5B所示)將該能量源轉(zhuǎn)換為電。最后，在儲(chǔ)能設(shè) 備具有比應(yīng)用的能量需求相對(duì)較大的容量的實(shí)施例中，可以省略轉(zhuǎn)換 器365。顯而易見(jiàn)，可以想到采用圖5B所示的多種轉(zhuǎn)換模塊的組合。無(wú)線通信模塊366與控制器362連接，并基于來(lái)自控制器362的 命令和/或數(shù)據(jù)，經(jīng)由天線120與外部無(wú)線設(shè)備進(jìn)行交互。依據(jù)應(yīng)用， 無(wú)線通信模塊366可以適于根據(jù)任何合適的無(wú)線通信協(xié)議進(jìn)行通信， 無(wú)線通信協(xié)議包括但不限于無(wú)線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(例如由加利福尼亞州歐 文市的Linksys構(gòu)建的IEEE 802.11b無(wú)線接入點(diǎn)和無(wú)線聯(lián)網(wǎng)設(shè)備)、蜂 窩或數(shù)字聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(例如加利福尼亞州圣何塞市的Aeris Communication Inc.的Microburst逸)、超寬帶、自由空間光學(xué)、全球移 動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)、通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(GPRS)、碼分多址(CDMA)、 展布頻譜技術(shù)、紅外通信技術(shù)、SMS(短消息收發(fā)業(yè)務(wù)/文本消息收發(fā)) 或其他任何合適的無(wú)線技術(shù)。此外，可以采用公知的數(shù)據(jù)沖突技術(shù)， 從而多個(gè)單元可以在彼此的無(wú)線工作范圍內(nèi)共存。這種沖突防止可以 包括使用多個(gè)不同的無(wú)線電頻率通道和/或展布頻譜技術(shù)。無(wú)線通信模塊366也可以包括針對(duì)多種無(wú)線通信方法的換能器。例如，可以使用GSM或GPRS等距離相對(duì)較長(zhǎng)的通信方法來(lái)執(zhí)行主 要無(wú)線通信，而使用IEEE 802.11b或藍(lán)牙等向技術(shù)人員或單元附近的 操作員提供輔助或附加通信方法。一些無(wú)線通信模塊可以包括能夠與全球定位系統(tǒng)(GPS)進(jìn)行交 互的電路。有利地，可以在單元360中為移動(dòng)設(shè)備采用GPS，以允許 在遠(yuǎn)程位置處找到獨(dú)立單元360。但是，也可以使用基于其他技術(shù)的 位置感測(cè)。圖5所示的存儲(chǔ)器370與控制器362相分離，實(shí)際上，存儲(chǔ)器370 可以是控制器362的一部分。存儲(chǔ)器370可以是任何適當(dāng)類型的存儲(chǔ) 器，包括易失性存儲(chǔ)器(例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、非易失性存儲(chǔ)器(例 如閃存、EEPROM存儲(chǔ)器等)及其任何組合。存儲(chǔ)器370可以包含針 對(duì)控制器362的程序指令、以及針對(duì)360的任何適當(dāng)?shù)墓芾黹_(kāi)銷數(shù)據(jù)。 存儲(chǔ)器370可以包含針對(duì)單元360的專有標(biāo)識(shí)符，從而單元360可以 區(qū)別針對(duì)自身的無(wú)線通信和其他無(wú)線通信。這種標(biāo)識(shí)符的示例可以包 括介質(zhì)訪問(wèn)控制器(MAC)地址、電子序列號(hào)、全球電話號(hào)碼、互聯(lián) 網(wǎng)協(xié)議(IP)地址或其他任何適當(dāng)?shù)臉?biāo)識(shí)符。此外，存儲(chǔ)器370可以包 括與所連接的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備有關(guān)的消息，例如它們的專有標(biāo)識(shí)符、配置和 能力。最后，控制器362可以通過(guò)使用存儲(chǔ)器370，以任何適當(dāng)形式 提供單元360的輸出。例如，可以將單元360和/或一個(gè)或更多個(gè)相關(guān) 聯(lián)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的配置和交互作為超文本標(biāo)記語(yǔ)言(HTML)網(wǎng)頁(yè)而提 供。所示的時(shí)鐘372與控制器362連接，但是也可以是控制器362的 一部分。時(shí)鐘372允許控制器362提供增強(qiáng)的操作。例如，時(shí)鐘372 可以用于對(duì)上述關(guān)于可配置按鈕125而描述的時(shí)段進(jìn)行計(jì)時(shí)。此外， 控制器362可以存儲(chǔ)來(lái)自一個(gè)或更多個(gè)所連接的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信息，并 將該信息與時(shí)間關(guān)聯(lián)，以識(shí)別趨勢(shì)。此外，控制器362可以在經(jīng)由無(wú) 線通信模塊366發(fā)送從一個(gè)或更多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接收的信息之前，向該 信息補(bǔ)充時(shí)間信息。此外，時(shí)鐘372可以用于自動(dòng)產(chǎn)生針對(duì)單元360 和/或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的周期性睡眠/喚醒命令。時(shí)鐘372的周期性使用的另一形式是使控制器362經(jīng)由模塊366向外部無(wú)線設(shè)備發(fā)布對(duì)可接受狀 態(tài)進(jìn)行周期性指示的心跳型(heartbeat type)信號(hào)。環(huán)路通信器368與控制器362連接，并使控制器360與連接至一 個(gè)或更多個(gè)連接區(qū)域112的一個(gè)或更多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行交互。環(huán)路通 信器368是公知電路，用于產(chǎn)生適當(dāng)?shù)男盘?hào)，以根據(jù)諸如上述工業(yè)協(xié) 議來(lái)進(jìn)行通信。在單元360與根據(jù)不同協(xié)議進(jìn)行通信的多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 連接的實(shí)施例中，可以想到，使用多個(gè)環(huán)路通信器，以允許控制器362 與多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行交互。通過(guò)連接區(qū)域112實(shí)現(xiàn)的物理連接允許單 元360向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供能并與之通信。在一些實(shí)施例中，這可以實(shí)現(xiàn)為 經(jīng)由用于通信的相同導(dǎo)體(例如二線式環(huán)路)來(lái)提供電能。但是，也 可以想到，本發(fā)明的實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)為，在與用于通信的導(dǎo)體不同的 分離導(dǎo)體上向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備提供電能。為了方便技術(shù)人員訪問(wèn)，單元360 可以包括鄰近環(huán)路通信器368或連接區(qū)域112的兩個(gè)或更多個(gè)端子， 以方便連接手持配置設(shè)備，例如從明尼蘇達(dá)州伊甸草原市的羅斯蒙德 有限公司可獲得的型號(hào)375手持設(shè)備。圖5還以虛線示出了與控制器362連接的可選的操作員按鈕塊 374和LCD顯示器塊376。該圖旨在示出所有本地輸入，無(wú)論在單獨(dú) 的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、無(wú)線供能和通信單元360還是兩者上，都與控制器362 連接。此外，每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、無(wú)線供能和通信單元360或兩者上的本 地用戶顯示器也與控制器362連接。這允許控制器362基于來(lái)自現(xiàn)場(chǎng) 設(shè)備、與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的可配置按鈕、鄰近單元360而放置的一個(gè) 或更多個(gè)按鈕或者無(wú)線通信的輸入，單獨(dú)地與每個(gè)本地顯示器進(jìn)行交 互。圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于過(guò)程設(shè)備的電能產(chǎn)生系統(tǒng)的視 圖。所示系統(tǒng)360是在過(guò)程設(shè)備外部的模塊，但是也可以制成與過(guò)程 設(shè)備集成為一體的。模塊360包括可與過(guò)程設(shè)備連接的外罩400。外 罩400包括由熱障406分離開(kāi)來(lái)的一對(duì)隔間(compartment)。形狀系 數(shù)(form factor)較小的甲醇燃料電池408放置在隔間402中。電子 器件控制和功率管理系統(tǒng)410包括多個(gè)功率管理部件和電路，并放置 在隔間404中。電子器件模塊410可以包括超高容量的電容器和/或電池，以處理峰值傳輸功率需求。模塊410中采用的實(shí)際電路的有關(guān)其他細(xì)節(jié)將參照?qǐng)D7提供。優(yōu)選地，也將電子器件模塊410封裝起來(lái)， 以進(jìn)一步將模塊410中的電子器件與燃料電池408的放熱反應(yīng)所產(chǎn)生 的熱進(jìn)行熱隔離。液體甲醇源412適于存儲(chǔ)在隔間404中并在模塊410 之上。液體甲醇存儲(chǔ)系統(tǒng)412可經(jīng)由凹槽414與甲醇燃料電池408連 接。第一燃料電池基于H2+02~>H20+2e—。因?yàn)镠2難以存儲(chǔ)并且處理 起來(lái)很危險(xiǎn)，所以調(diào)查了備選的燃料電池方案。 一種較有吸引力的燃 料電池技術(shù)是基于甲醇燃料電池。甲醇燃料電池是目前公知的，并可 以實(shí)際構(gòu)造。甲醇催化分解成H2+lbyproductsl+lheat。周圍空氣用在氧 氣(02)源。這種燃料電池的非常重要的優(yōu)點(diǎn)是其緊湊小型的尺寸。 可以構(gòu)造基于微電機(jī)系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的甲醇燃料電池，其能夠向 無(wú)線過(guò)程變量發(fā)送機(jī)提供足夠的電能。甲醇燃料電池的當(dāng)前發(fā)展技術(shù) 指示出，大約一副紙牌大小的設(shè)備可以向無(wú)線過(guò)程變量現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備提供 足夠的燃料存儲(chǔ)和發(fā)電。因?yàn)榧状嫉拇呋纸猱a(chǎn)生熱，所以將電池408與電子器件410和 液體存儲(chǔ)箱進(jìn)行熱分隔。此外，散熱蓋416放置在外罩400之上，以 釋放由電池408產(chǎn)生的熱。重要的是確保由甲醇的催化分解產(chǎn)生的熱 被耗散，并防止其將電子器件410加熱到超過(guò)安全工作溫度。在供能 系統(tǒng)外殼400由金屬制成的實(shí)施例中，該產(chǎn)生的熱通過(guò)對(duì)流和輻射而 耗散。此外，熱障406幫助保護(hù)電子器件410。外罩400也包括通風(fēng) 口 (vent) 418，以允許周圍氧氣與電池408相互作用。在通風(fēng)可能不 被允許的實(shí)施例中，可以設(shè)置在小型密封的管道中的微型風(fēng)扇，作為 備選實(shí)施例。圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于過(guò)程設(shè)備的電能產(chǎn)生系統(tǒng)的視 圖。電子器件模塊410與甲醇燃料電池408電連接，并經(jīng)由線路420 接收來(lái)自甲醇燃料電池408的電能?；诩状嫉娜剂想姵胤胖迷诟糸g 402內(nèi)，隔間402經(jīng)由熱障406與電子器件模塊410熱隔離。甲醇存 儲(chǔ)箱412經(jīng)由電控閥422與甲醇燃料電池408連接。閥422從燃料開(kāi) (fud-cm )輸出線路424接收來(lái)自模塊410的控制信號(hào)。通過(guò)線路420將燃料電池408中產(chǎn)生的電提供給充電和控制電路426。充電和控制 電路426通過(guò)二極管430提供輸出428，設(shè)置二極管430以確保能量 不會(huì)通過(guò)燃料電池408回流。如果提供有附加的能量存儲(chǔ)單元，則將 該單元與V。ut線路432連接。優(yōu)選地，使用比較器將節(jié)點(diǎn)434上的電 壓與最小閾值電壓相比較。如果節(jié)點(diǎn)434上的電壓低于最小閾值電壓， 則經(jīng)由線路436進(jìn)行充電。但是，如果節(jié)點(diǎn)434上的電壓高于最小閾 值電壓，則沿線路438提供信號(hào)，以對(duì)過(guò)程變量發(fā)送機(jī)和無(wú)線通信器 提供電能。因此，如果來(lái)自基于甲醇的燃料電池的可用電能不足以運(yùn) 行過(guò)程變量發(fā)送機(jī)和/或無(wú)線發(fā)送機(jī)，則供能電路集中在存儲(chǔ)足夠能 量，以在稍后時(shí)間運(yùn)行過(guò)程變量發(fā)送機(jī)或無(wú)線通信器。圖7也示出了 單元控制器和睡眠模式定時(shí)器438，其產(chǎn)生向過(guò)程變量發(fā)送機(jī)和無(wú)線 通信器發(fā)送的使能信號(hào)。因此，單元控制器和睡眠模式定時(shí)器438可 以使過(guò)程變量發(fā)送機(jī)、無(wú)線通信器或兩者進(jìn)入睡眠模式(過(guò)程變量發(fā) 送機(jī)和無(wú)線通信器中的一個(gè)或兩者汲取極其低的功率)，同時(shí)燃料電池 408可以對(duì)能量存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行充電。此外，當(dāng)電能存儲(chǔ)元件的輸出電 壓下降到低于預(yù)定值(Vmin)時(shí)，甲醇燃料電池對(duì)電能存儲(chǔ)元件進(jìn)行 再充電，以確保成功操作。僅當(dāng)電能存儲(chǔ)元件不處于放電狀態(tài)時(shí)，才 為過(guò)程變量檢查或無(wú)線發(fā)送提供電能。選擇預(yù)定電壓電平(Vmin)，以 使在高于該電平的任何電壓上，存儲(chǔ)的能量足以進(jìn)行完整的過(guò)程變量 檢査或無(wú)線發(fā)送。在發(fā)起額外的過(guò)程變量檢查或無(wú)線發(fā)送之前，優(yōu)選 地，重新檢查電壓，以驗(yàn)證該電壓仍然在閾值之上。根據(jù)需要，電子 器件410可以執(zhí)行其他控制和通信活動(dòng)。將甲醇燃料電池作為過(guò)程設(shè)備電源的一個(gè)明顯優(yōu)點(diǎn)在于其提供的 服務(wù)間隔。據(jù)估計(jì)，每公升甲醇，甲醇燃料電池產(chǎn)生大約1,000瓦特 時(shí)。因此，利用半公升甲醇，無(wú)線過(guò)程變量發(fā)送機(jī)可以工作大約10 年。相比于目前作為無(wú)線過(guò)程設(shè)備的非系留(untethered)電源標(biāo)準(zhǔn)的 凝膠電池(gel cell battery)的期望保質(zhì)/最佳服務(wù)壽命5年，10年的 服務(wù)間隔非常有利。通過(guò)在與燃料電池相同的物理外罩中提供電池或超級(jí)電容器等能 量存儲(chǔ)設(shè)備，得到的協(xié)作優(yōu)勢(shì)在于，由燃料電池產(chǎn)生的熱可以用于幫助保持能量存儲(chǔ)設(shè)備處于更加高效的溫度工作范圍中。在使用可再充 電電池來(lái)滿足峰值能量需求的實(shí)施例中，可以將鎳金屬氫化物 (NiMH)電池與甲醇燃料電池結(jié)合用于戶外應(yīng)用。這是因?yàn)榧状既?料電池產(chǎn)生的熱可以用于保持電池的溫度足夠高，以進(jìn)行充電。雖然參照?qǐng)D4-8示出的實(shí)施例示出了與功率管理電路協(xié)同定位的天線和相關(guān)聯(lián)無(wú)線電路，但是容易想到，如果引起無(wú)線信號(hào)干擾的對(duì) 象在供能系統(tǒng)外罩附近，則可以將天線和無(wú)線電路定位在較遠(yuǎn)處。因 此，本發(fā)明的實(shí)施例包括將所有電能產(chǎn)生和無(wú)線電路設(shè)置在同一外罩 內(nèi)，該外罩可以是過(guò)程設(shè)備的一部分或在過(guò)程設(shè)備的外部。此外，電 能產(chǎn)生電路或無(wú)線電路可以位于分離的隔間中，電能產(chǎn)生電路和無(wú)線 電路之一也可以在實(shí)際過(guò)程設(shè)備本身的內(nèi)部。圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線過(guò)程設(shè)備的視圖。過(guò)程設(shè)備500 與導(dǎo)管502連接，導(dǎo)管502中有基于碳?xì)浠衔?hydrocarbon-based) 的過(guò)程流體504。設(shè)備500與無(wú)線通信模塊506和燃料電池模塊508 連接。與參照?qǐng)D6和7所述的實(shí)施例不同，燃料電池508不包括燃料 電池存儲(chǔ)箱，而是，燃料電池508經(jīng)由歧管(manifold) 510與過(guò)程連 接，從而從過(guò)程本身汲取燃料。因此， 一些過(guò)程流體504經(jīng)由導(dǎo)管512 傳送至燃料電池508。為了提高效率，燃料電池508優(yōu)選地設(shè)計(jì)為以 預(yù)計(jì)類型的基于碳?xì)浠衔锏倪^(guò)程流體進(jìn)行操作。例如，如果過(guò)程流 體504是液態(tài)甲醇，則508可以與以上參照?qǐng)D6所述的燃料電池408 等同。雖然該實(shí)施例與前述實(shí)施例不同，但是從兩個(gè)實(shí)施例都利用在 過(guò)程設(shè)備外部并鄰近過(guò)程設(shè)備的非太陽(yáng)能分子來(lái)向設(shè)備供能的方面來(lái) 講，實(shí)施例是相似的。圖6和7的實(shí)施例至少使用氧分子，而參照?qǐng)D 8的實(shí)施例至少使用過(guò)程流體的分組，并且根據(jù)公知的燃料電池技術(shù)， 也可能使用氧分子。通過(guò)依賴于過(guò)程流體本身對(duì)燃料電池508供能，實(shí)際上，可以從 過(guò)程中獲得無(wú)限的能量源。因此，可以向經(jīng)由有線連接與設(shè)備500連 接的其他本地設(shè)備供電。這種有線連接可以采用過(guò)程控制環(huán)路的形式， 或者按照需要，采用其他任何合適的配線布置。在一些情況下，設(shè)計(jì) 過(guò)程設(shè)備，從而以與導(dǎo)管502中流動(dòng)的過(guò)程流體的量成比例的速率，將過(guò)程流體轉(zhuǎn)換為電能。因此，可以測(cè)量并校正燃料電池502的電輸出，以反映導(dǎo)管502中實(shí)際的過(guò)程流體的流動(dòng)。燃料電池508的重要 電能產(chǎn)生能力的另一重要應(yīng)用是向加熱器供電，以將傳感器保持在固 定溫度，最小化密閉輸送應(yīng)用等的溫度誤差。圖9A、 9B、 lOA禾f] 10B示出了本發(fā)明的實(shí)施例，其利用過(guò)程設(shè) 備附近的分子來(lái)為過(guò)程設(shè)備發(fā)電。具體而言，這些實(shí)施例將分子的動(dòng) 能(以風(fēng)的形式)轉(zhuǎn)換為電能。圖9A和9B分別是相對(duì)于將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置602的過(guò)程設(shè) 備600的正視圖和側(cè)視圖。優(yōu)選地，這些風(fēng)能實(shí)施例也包括用于補(bǔ)充 能量的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)604。風(fēng)能轉(zhuǎn)換器602包括優(yōu)選地經(jīng)由傳統(tǒng)導(dǎo) 管連接而安裝到過(guò)程設(shè)備上的支架(support) 606。安裝在支架606 上的風(fēng)可移動(dòng)元件608優(yōu)選地包括至少兩個(gè)部分。首先，風(fēng)向標(biāo)610 適于提供表面區(qū)域，從而風(fēng)會(huì)使風(fēng)向標(biāo)610定位在下游，從而將螺旋 槳(pr叩eller) /葉輪(impeller)部分612直接定位到風(fēng)中。由此，可移 動(dòng)部分608可以關(guān)于支架606旋轉(zhuǎn)，如箭頭614所示?？赊D(zhuǎn)動(dòng)的葉輪/ 螺旋槳612在機(jī)械上于發(fā)電機(jī)615連接，發(fā)電機(jī)615向過(guò)程設(shè)備600 提供電能。發(fā)電機(jī)可以是本領(lǐng)域公知的或未來(lái)開(kāi)發(fā)的任何合適設(shè)備。圖10A和10B分別是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的與風(fēng)電轉(zhuǎn)換器620 連接的過(guò)程設(shè)備600的正視圖和側(cè)視圖。轉(zhuǎn)換器620包括鄰近補(bǔ)充太 陽(yáng)能轉(zhuǎn)換器604而安裝的支架622。風(fēng)可移動(dòng)組件623包括風(fēng)向標(biāo)610 和經(jīng)由橫梁632與支架622連接的風(fēng)可移位組件624、 628和630。如 上所述，作用在風(fēng)向標(biāo)610上的風(fēng)壓引起組件624關(guān)于支架622轉(zhuǎn)動(dòng)， 從而將螺旋槳(airfoil) 624、 628和630直接放置到風(fēng)中。當(dāng)風(fēng)經(jīng)過(guò) 螺旋槳624、 628和630時(shí)，螺旋槳引起沿橫梁632的由箭頭634指示 的方向上的位移。位于橫梁632上或橫梁632與支架622的接合處的 壓電換能器655將橫梁632的位移變換為電能，然后該電能傳送給過(guò) 程設(shè)備600。參照?qǐng)D9A、 9B、 IOA和10B所示的兩個(gè)實(shí)施例也可以具有護(hù)罩 (shroud)或護(hù)蓋，以幫助保護(hù)免受惡劣應(yīng)用下的污垢?？梢圆捎闷渌愋偷霓D(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)能轉(zhuǎn)換器，例如類似風(fēng)速計(jì)的實(shí)施例。這是通常用于測(cè)量風(fēng)速的轉(zhuǎn)杯(rotating cup)設(shè)備。雖然這種設(shè)備在 從風(fēng)中提取能量的效率上遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于螺旋槳，但是它們確實(shí)提供了方向 性上的優(yōu)勢(shì)。因此，不需要使用可轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)向標(biāo)。因?yàn)檫^(guò)程設(shè)備的能量 需求相對(duì)較低，所以這種單方向性轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)能轉(zhuǎn)換器的較低效率不成問(wèn) 題。本發(fā)明的實(shí)施例利用過(guò)程設(shè)備附近的分子中可用的勢(shì)能或動(dòng)能的 其他來(lái)源。由此，這種實(shí)施例不需要太陽(yáng)能，也不存在僅用內(nèi)部電池 來(lái)向過(guò)程設(shè)備供能的缺點(diǎn)。此外，如上參照實(shí)施例所述的，能量產(chǎn)生 的程度可以較大，從而其他過(guò)程設(shè)備可以有線連接到根據(jù)本發(fā)明實(shí)施 例進(jìn)行操作的過(guò)程設(shè)備，并由該過(guò)程設(shè)備供能。雖然參照優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí) 到，在不背離本發(fā)明精神和范圍的前提下，可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的 改變。
權(quán)利要求
1.一種過(guò)程設(shè)備，包括控制器；無(wú)線通信模塊，與控制器連接；以及電能產(chǎn)生模塊，放置在過(guò)程設(shè)備內(nèi)部，電能產(chǎn)生模塊與控制器并與無(wú)線通信模塊連接，電能產(chǎn)生模塊配置為轉(zhuǎn)換在過(guò)程設(shè)備鄰近的風(fēng)能，以進(jìn)行發(fā)電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)程設(shè)備，還包括換能器，與控制器 連接，并且可與過(guò)程連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)程設(shè)備，其中電能產(chǎn)生模塊是基于風(fēng) 的供能模塊，適于將過(guò)程設(shè)備鄰近的風(fēng)轉(zhuǎn)換為電。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的過(guò)程設(shè)備，其中基于風(fēng)的供能模塊包括 風(fēng)向標(biāo)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的過(guò)程設(shè)備，其中基于風(fēng)的供能模塊包括 與發(fā)電機(jī)連接的葉輪。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的過(guò)程設(shè)備，其中基于風(fēng)的供能模塊包括 與壓電元件連接的至少一個(gè)風(fēng)可移動(dòng)螺旋槳。
7. —種過(guò)程設(shè)備，包括 控制器；無(wú)線通信模塊，與控制器連接；以及電能產(chǎn)生模塊，放置在過(guò)程設(shè)備內(nèi)部，電能產(chǎn)生模塊與控制器并 與無(wú)線通信模塊連接，電能產(chǎn)生模塊包括基于碳?xì)浠衔锏娜剂想姵亍?br>
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的過(guò)程設(shè)備，還包括存儲(chǔ)箱，與燃料電 池連接，以向燃料電池提供存儲(chǔ)的燃料源。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的過(guò)程設(shè)備，其中燃料電池是甲醇燃料電池。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的過(guò)程設(shè)備，其中燃料電池在操作上可 與過(guò)程連接，以接收過(guò)程流體來(lái)作為燃料電池的燃料。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的過(guò)程設(shè)備，還包括換能器，與控制 器連接，并且可與過(guò)程連接。
12. —種無(wú)線供能和通信單元，用于向過(guò)程設(shè)備提供無(wú)線操作， 所述單元包括外罩；連接區(qū)域，與外罩連接，并可與過(guò)程設(shè)備連接； 電能產(chǎn)生模塊，放置在外罩內(nèi)部； 環(huán)路通信器，放置為經(jīng)由連接區(qū)域與過(guò)程設(shè)備連接； 控制器，與電源和環(huán)路通信器連接，控制器配置為使用環(huán)路通信 器與過(guò)程設(shè)備進(jìn)行交互；無(wú)線通信模塊，與控制器連接，并配置用于無(wú)線通信； 其中電能產(chǎn)生模塊適于使用在所述單元鄰近的外部分子來(lái)發(fā)電。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的單元，其中電能產(chǎn)生模塊包括燃料電池。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的單元，還包括存儲(chǔ)箱，與燃料電池連接，以向燃料電池提供存儲(chǔ)的燃料源。
15. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的單元，其中燃料電池是基于碳?xì)浠?物的燃料電池。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的單元，其中燃料電池是甲醇燃料電池。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的單元，其中燃料電池在操作上可與過(guò) 程連接，以接收過(guò)程流體來(lái)作為燃料電池的燃料。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的單元，其中電能產(chǎn)生模塊是基于風(fēng)的 電能產(chǎn)生模塊，適于將所述單元鄰近的風(fēng)轉(zhuǎn)換為電。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的單元，其中基于風(fēng)的電能產(chǎn)生模塊包 括風(fēng)向標(biāo)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的單元，其中基于風(fēng)的電能產(chǎn)生模塊包 括與發(fā)電機(jī)連接的葉輪。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的單元，其中基于風(fēng)的電能產(chǎn)生模塊包 括與壓電元件連接的至少一個(gè)風(fēng)可移動(dòng)螺旋槳。
22. —種用于向過(guò)程設(shè)備供能的方法，包括使用在過(guò)程設(shè)備外部的鄰近的分子進(jìn)行反應(yīng)； 基于使用所述分子的反應(yīng)，進(jìn)行發(fā)電；以及 向過(guò)程設(shè)備供電。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述分子是氧氣。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中將所述分子提供給與過(guò)程 設(shè)備連接的過(guò)程。
25. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述反應(yīng)包括與所述分子 的動(dòng)能發(fā)生反應(yīng)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述分子是運(yùn)動(dòng)的空氣分子。
27. —種用于向過(guò)程設(shè)備供能的方法，包括 在過(guò)程設(shè)備內(nèi)提供基于碳?xì)浠衔锏娜剂想姵兀?將燃料電池與過(guò)程設(shè)備電連接；以及 利用燃料電池產(chǎn)生的電，向過(guò)程設(shè)備供能。
全文摘要
一種過(guò)程設(shè)備(34，360，500，600)包括控制器(36，362)和無(wú)線通信模塊(32，366，506)。無(wú)線通信模塊(32，366，506)與控制器(36，362)連接。電能產(chǎn)生模塊(38，365，508，602，604，620)提供來(lái)為過(guò)程設(shè)備(32，366，506)發(fā)電。電能產(chǎn)生模塊(38，365，508，602，604，620)可以放置在過(guò)程設(shè)備(32，366，506)內(nèi)，或者可以是與過(guò)程設(shè)備(32，366，506)連接的分離單元。
文檔編號(hào)G05B15/02GK101273313SQ200680035248
公開(kāi)日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2006年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月27日
發(fā)明者史蒂文·R·特林布爾, 安德魯·J·克洛辛斯基, 格雷戈里·C·布朗, 馬克·C·范德賴 申請(qǐng)人:羅斯蒙德公司