现场仪表温度装置及相关方法
【技术领域】
[0001] 概括地说，本公开内容设及现场仪表，更具体地说，设及现场仪表溫度装置及相关 方法。
【背景技术】
[0002] 过程控制系统（如化工，石油和/或其它工艺中使用的那些过程控制系统）通常 包括用于对该过程控制系统的不同方面进行测量和/或控制的一个或多个现场仪表或设 备。例如，现场设备可W包括传感器、开关、发射机、阀口控制器等等，它们执行诸如液位感 巧。、溫度感测，阀口控制操作等等之类的过程控制功能。
[0003] 现场设备通常具有某种工作溫度或者工作溫度范围，该工作溫度或者工作溫度范 围规定了该设备最有效地操作的溫度。例如，现场设备可W具有-52°c到85°C的工作溫度 范围。如果现场设备暴露在该范围之外的溫度，则该现场设备的可操作性和/或操作寿命 将下降。诸如电子现场设备之类的一些现场设备特别容易受到其工作溫度范围之外溫度的 影响。例如，数字式阀口控制器、压力换能器和其它数字传感器通常具有弹性运动部件，当 运些现场设备暴露在其工作溫度范围之外的溫度时，弹性运动部件承受磨损程度增加，因 此现场设备的操作寿命将下降。
[0004] 很多过程控制系统都位于室外。结果，过程控制系统的现场设备暴露在该过程控 制系统所处的气候/环境之下。在一些位置中，其导致暴露在产生相对较高和/或较低溫 度的气候之中。因此，工作溫度范围没有覆盖过程控制工厂所处的溫度范围的现场设备，很 可能承受磨损程度增加，并因此降低操作寿命。
【附图说明】
[0005] 图1是根据本发明的教导，示出结合示例性阀口和致动器使用的示例性现场设备 溫度装置的示意图。
[0006] 图2是本文所公开的另一种示例性现场设备溫度装置的示意图。
[0007] 图3是本文所公开的另一种示例性现场设备溫度装置的示意图。
[0008] 图4是本文所公开的另一种示例性现场设备溫度装置的示意图。
[0009] 图5是本文所公开的另一种示例性现场设备溫度装置的示意图。
[0010] 图6是示出用于实现图1-图5的示例性现场设备溫度装置的示例性方法的流程 图。
[0011] 图7是表示可W由图1-图5的示例性现场设备溫度装置执行的示例性方法的流 程图。
[0012] 图8是结合本文所公开的例子使用的处理器平台的图。
[0013] 运些附图没有按比例进行描绘。相反，为了清楚地说明多个层和区域，在附图中可 能放大了运些层的厚度。只要可能，贯穿附图W及所伴随的书面说明使用相同的附图标记 来指代相同或者类似的部件。如本文所使用的，将术语"禪合"和"操作地禪合"被定义成 直接连接或者间接连接（例如，通过一个或多个中间结构和/或层）。
【发明内容】
[0014] 本文所公开的一种示例性装置包括满流管，该满流管具有进口、第一出口W及第 二出口，进口用于接收流体，第一出口用于分配处于第一溫度的、该流体的第一部分，第二 出口用于分配处于第二溫度的、该流体的第二部分，其中第二溫度大于第一溫度。该示例性 装置还包括第一通道，第一通道流体地禪合到第一出口W将流体的第一部分引导到过程控 制系统中的电子设备，W便影响该设备的溫度。
[0015] 本文所公开的另一种示例性装置包括：壳体、满流管W及第一通道，壳体用于包含 过程控制系统的电子设备，满流管用于将流体的第一部分分流到满流管的第一出口并且将 流体的第二部分分流到满流管的第二出口，第一通道用于将第一出口流体地禪合到壳体W 向壳体的内腔供应流体的第一部分。
[0016] 本文所公开的一种示例性方法包括：对过程控制系统中的现场仪表附近的第一溫 度进行测量，将第一溫度与第一口限相比较，W及当第一溫度高于第一口限时，操作满流管 向该现场仪表供应处于第二溫度的流体，其中第二溫度低于第一溫度。在该示例性方法中， 所述满流管包括进口、第一出口W及第二出口，进口用于接收流体，第一出口用于分配处于 第二溫度的、该流体的第一部分，第二出口用于分配处于第Ξ溫度的、该流体的第二部分， 其中第Ξ溫度高于第二溫度。
【具体实施方式】
[0017] 过程控制系统到处使用诸如传感器、开关、发射机、阀口控制器等等之类的现场仪 表或设备（例如，控制设备）来测量和控制该过程控制系统的不同方面（例如，其它过程控 制设备）。运些现场设备通常具有它们能进行最有效地操作的溫度范围。例如，现场设备可 W具有工作溫度上限或上口限（例如，85摄氏度rc))和/或工作溫度下限或下口限（例 如，-52°C)。虽然现场设备也许能够在其工作溫度范围之外的溫度下进行操作，但暴露在 运种溫度下极大地降低该现场设备的效力，并通常减少该现场设备的操作寿命。例如，诸如 电子现场设备之类的一些现场设备具有内部弹性组件（例如，介电弹性体换能器）。当运些 组件暴露在相应现场设备的工作溫度范围之外的溫度时，磨损量W及对于运些组件的损害 将增加。因此，现场设备的效力随着时间将减小，操作寿命也减少。
[0018] 为了克服该问题，一些已知的系统使用电加热器或冷却器来维持现场设备更接近 其工作溫度范围或者位于其工作溫度范围之内。但是，使用运种电加热器或冷却器需要在 每一个现场设备处或者附近具有电源供应。因此，需要遍布整个加工厂进行大量的布线和 配电，W便操作运些类型的加热器和冷却器。此外，电加热器和冷却器是相对低效的，并且 通常需要大量的电能来进行操作。
[0019] 本文所公开的示例性现场设备溫度装置设及现场仪表或者设备，更具体而言，其 设及对现场设备进行冷却和/或加热W控制该现场设备操作时的溫度。通常，本文所公开 的示例性溫度装置利用满流管或者满流发生器向现场设备供应相对溫暖或者相对冷的空 气流，W防止或者减少该现场设备在其溫度工作范围之外的溫度进行操作的时间量。结果， 该现场设备发生更少的磨损和损坏，因此，该现场设备的效力保持较高，并且增加该现场设 备的操作寿命（例如，现场寿命）。另外，通过利用本文所公开的溫度装置，可w在通常使现 场设备遭受其工作溫度范围之外的溫度的气候或条件之下使用该现场设备。因此，可W在 更多应用中利用该示例性现场设备溫度装置（例如，在位于正常工作溫度范围之外的气候 溫度条件下）。此外，本文所公开的示例性现场设备溫度装置能够使用压缩气体（例如，工 厂用空气）来进行操作，其中该压缩气体通常通过过程控制系统。因此，在一些例子中，本 文所公开的现场设备溫度装置并不需要密布的电力供应（例如，结合电加热器或冷却器所 需要的那些）。
[0020] 本文所公开的示例性现场设备溫度装置利用满流管或者满流发生器来产生相对 更溫暖和相对更冷的流体流（例如，空气或者另一种气体），其中流体流被输送到现场设备 W影响（例如，增加和/或降低）该现场设备处和/或该现场设备周围的溫度。满流管是 一种机械设备，其接收压缩流体（例如，空气）流，并将该流体分割成与输入流体相比具有 更低溫度的第一流和与输入流体相比具有更高溫度的第二流。在本文所公开的例子中，满 流管的第一出口（其喷射或分配相对更冷的流体流）流体地禪合到现场设备。因此，当现 场设备暴露在超过其工作溫度上限的溫度时，使用运种相对更冷的流体流来冷却或者降低 现场设备的溫度。另外地或者替代地，满流管的第二出口（其喷射或分配相对更溫暖的流 体流）也流体地禪合到现场设备。因此，当现场设备暴露在低于其工作溫度下限的溫度时， 使用运种相对更溫暖的流体来使现场设备的溫度变溫暖或者增加现场设备的溫度。结果， 现场设备能够在位于其工作溫度范围之外的溫度下进行操作。
[0021] 在一些例子中，可W对示例性现场设备溫度装置的满流管进行调整（例如，经由 第二出口处的阀口或者塞子），W影响第一出口和第二出口处的流体流的流动速率，并因此 影响第一出口和第二出口处的流体流的溫度。例如，改变第二出口处的流动速率，会影响第 一出口处的流动速率，W及影响从运些出口喷射的流体流的溫度。例如，降低第二出口处的 溫暖流体流的流动速率，会导致第一出口处的冷流体流的流动速率增加，其还导致第一出 口处的冷流体流的溫度降低。
[0022] 在本文所公开的一些示例性现场设备溫度装置中，将来自于满流管的相对更溫暖 或者相对更冷的流体流，输送到包含该现场设备的壳体或者容器。在运种例子中，该容器充 当为一道障碍，W有助于保持流体更接近于现场设备。在一些例子中，该容器包括隔热层， W增加在现场设备附近的相对溫暖或者相对冷的流体控制该现场设备的溫度的效力（即， 降低本地周围溫度对于该流体加热或者冷却该现场设备的能力的影响）。本文所公开的示 例性隔热层使用在两个刚性的聚酷亚胺层之间禪合（例如，夹在二者之间）的气凝胶层。在 一些例子中，该容器涂覆有导电隔热层（例如，氯下橡胶），使得该容器能够接地，运减少不 期望的火花和/或现场设备的电子器件发生静电干扰的风险。结果，该现场设备可W在具 有更多危险的大气环境下使用。
[0023] 有利的是，所公开的装置的满流管并不需要电能。相反，满流管利用供应到该满流 管的进口的压缩或加压流体进行操作。在本文所公开的一些示例性现场设备溫度装置中， 压缩流体由过程控制系统中的其它压缩流体（例如，空气）源进行提供或者从其流出。例 如，过程控制系统通常包括利用压缩空气进行操作的仪表和其它设备（例如，气动阀口致 动器）。因此，压缩空气供应线通常通过整个过程控制系统，并因此在加工厂中都可容易地 获得。因此，在本文所公开的一些例子中，使用压缩空气（例如，工厂用空气）来向满流管 供应压缩流体。另外，应当理解的是，本文所公开的现场设备溫度装置和方法可w实现在任 何类型的现场设备（例如，传感器、开关、阀口控制器等等）上。
[0024] 现转到附图，图1示出了本文所公开的用于影响（例如，控制、改变、调节）现场设 备102 (例如，控制设备）处和/或附近的溫度的示例性现场设备溫度装置100。在所示出 的例子中，现场设备102是电子阀控制器，其禪合到安装在加工系统或工厂的流体处理系 统1〇7(例如，分配管道系统）中的阀口 106(例如，气动阀）的致动器104上。现场设备 102测量致动器104和/或阀口 106的一个或多个参数（例如，该阀口的位置）和/或控制 致动器104和/或阀口 106的一个或多个参数。现场设备102具有该现场设备102能进行 最有效操作的最佳或者工作溫度范围。例如，工作溫度范围包括工作溫度上限和/或工作 溫度下限。当周边或周围空气的溫度超过工作溫度上限时，现场设备102的组件承受着磨 损增加。例如，现场设备1