用于診斷的磁場傳感器反饋的制作方法
【技術領域】
[0001]本專利總體涉及磁場傳感器，更特別的是涉及用于診斷的磁場傳感器反饋。
【背景技術】
[0002]數字液位控制器通常包括通過線性移動來響應液面和/或密度的浮筒(例如，浮子)。浮筒的直線運動被轉移到扭矩管的旋轉運動，該旋轉運動使具有附接的磁體或磁體組(例如，兩個到四十個磁體等)的杠桿組件發生位移。一個或多個磁體的運動改變在霍爾效應傳感器測量的磁場，使霍爾效應傳感器提供可用于確定一個過程控制值(例如，流體的位移測量)的輸出信號。通常情況下，單一的霍爾效應傳感器被放置在數字液位控制器中來探測磁體的運動。在實踐中，未經檢驗和拆卸數字液位控制器和/或拆除整個數字液位控制器，往往很難確定或診斷霍爾效應傳感器、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。
【發明內容】
[0003]所描述的一個示例性設備包括第一磁場傳感器以響應于耦合到過程控制設備的可動部分的磁體產生的磁場提供第一輸出信號，以及響應于所述磁場提供第二輸出信號的第二磁場傳感器。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產生與過程控制設備的反饋相關聯的診斷信息。
[0004]—不例性方法包括在第一磁場傳感器處響應于傳感器系統的磁體產生的磁場源產生第一輸出信號，在第二磁場傳感器處響應于所述磁場源產生第二輸出信號，以及使用處理器基于所述第一和第二輸出信號產生傳感器系統的工況的診斷信息。
[0005]示例性有形機器可讀介質在其上儲存有指令，指令在被執行時使得機器測量在第一磁場傳感器處產生的第一輸出信號，其中所述第一輸出信號是響應于傳感器系統的磁場源產生的磁場產生的，測量在第二磁場傳感器處產生的第二輸出信號，其中所述第二輸出信號響應于磁場產生，以及基于所述第一和第二輸出信號產生診斷信息以確定傳感器系統的工況。
【附圖說明】
[0006]圖1是在其中披露的例子可被實施的數字液位傳感器系統的視圖。
[0007]圖2是在其中披露的例子可被實施的傳感器組件的分解視圖。
[0008]圖3是根據本公開的教導的示例性磁場傳感器系統的橫截面圖。
[0009]圖4是圖3的磁場傳感器系統的示例性印刷電路板的局部視圖。
[0010]圖5是一個圖表，該圖表顯不了相對于本文披露的不例的變化磁場的主傳感器和偏移傳感器的輸出電壓。
[0011]圖6是一個圖表，該圖表顯不了相對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是一個代表可用于實施圖3的磁場系統的不例性方法的流程圖。
[0013]圖8是能夠執行機器可讀指令以實施圖7的示例性方法的示例性處理器平臺的框圖。
[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面描述中使用相同的附圖標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、區域或板)以任一方式定位在(例如，定位在，位于，設置在，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，一個或多個中間部件位于其間。言及一個部件與另一部件接觸是指這兩個部件之間沒有中間部件。
【具體實施方式】
[0015]本發明公開了用于診斷的磁場傳感器反饋。本發明公開的示例使傳感器系統生成傳感器系統運行工況的診斷信息。本發明公開的示例利用多個磁場傳感器(例如，霍爾效應傳感器)來測量磁場，該磁場由磁場源提供和/或受磁場源的影響，該磁場源例如是過程控制設備的可動部分上的磁體。本發明公開的示例的磁場傳感器提供輸出信號(如電壓信號)，該電壓信號用于生成與過程控制設備的反饋相關聯的診斷信息。
[0016]很多已知的傳感器系統(例如，數字液位儀)具有可動部分上的一組磁體和單個霍爾效應傳感器來隨著磁體移動通過磁場的變化來確定磁體位移。然而，在這些系統中，故障的具體因果確定是困難的，原因是這些系統可能會以這樣的方式出故障，其中不能表明該系統是如何故障的。尤其是，很難確定磁體、霍爾效應傳感器或任何其他組件是否已出現故障。另外，這種傳感器系統的目視檢查可能是不實際的，比如在難以到達傳感器系統的應用中。
[0017]本發明公開的示例使得能夠檢測故障，包括，但不是限于，過程控制設備的機械或電氣反饋故障。可通過監測磁場傳感器提供的輸出信號的關系確定具體的故障模式(例如，磁體故障、一個或多個磁場傳感器的故障、電路和/或電器組件的故障、機械故障等)。在一些例子中，磁場傳感器的輸出信號之間的關系要被周期性測量以生成傳感器系統工況診斷信息和/或監測(例如，周期性測量、反復測量等)傳感器系統的操作。
[0018]在一些例子中，磁場源(例如，磁體)固定到傳感器系統的可移動的杠桿(例如，杠桿臂)，和第一和第二磁場傳感器(例如，霍爾效應傳感器)位于和/或安裝在印刷電路板(PCB)上并設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傳感器分別響應于磁場生成的第一和第二輸出信號(例如，輸出電壓)，以生成診斷信息。在一些例子中，處理器是為了監測第一和第二輸出信號之間的關系(例如，線性關系)。在一些例子中，處理器比較第一和第二輸出信號之間的計算比率和存儲的比率和/或比率范圍，以確定傳感器系統是否工作正常。
[0019]圖1是在其中披露的例子可被實施的數字液位傳感器系統100的視圖。所述示例的該數字液位傳感器系統100是用來測量和/或監測流體高度、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，所述數字液位傳感器系統100包括數字液位控制器組件102和位移傳感器組件106。
[0020]所述數字液位控制器組件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，流體可流經一個或多個開口 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生位移。浮筒114的位移進而導致浮筒柄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，從而造成浮筒桿124繞軸線128樞轉。例如，浮筒桿124的樞轉導致扭矩管126例如通過驅動軸承進行旋轉運動。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的旋轉然后導致可耦合到扭矩管126的杠桿組件和附接到該杠桿組件的一個或多個磁體旋轉，從而改變由數字液位控制器組件102中的單個磁場傳感器檢測到的磁場。在這些已知的例子中，數字液位控制器組件102中的處理器從磁場傳感器接收輸入信號(例如，輸出電壓)，并將輸入信號轉換成將在指示器108上顯示的過程控制值(例如，浮筒114的位移值、流體參