带验证的振动叉式液位开关的制作方法

背景技术：

1、本发明涉及用于检测液体过程流体的液位的振动叉式液位开关。更具体地，本发明涉及振动叉式液位开关的操作的验证。

2、振动叉式液位开关通常用于检测储罐中的流体的表面何时处于特定液位，该液位是叉被定位在储罐中的高度。通常，振动叉式液位开关被配置为通过电子电路中的正反馈回路自振荡，其中发射元件和接收元件之间的相位延迟被仔细地调谐以确保正反馈信号同相。

3、在操作中，在“正常干燥”应用中，当叉在空气中(“干燥”)时振动频率将处于一个水平，但当储罐中的液体上升到与叉接触(“湿润”)时，振动频率将下降。在“正常湿润”应用中，相反的情形适用，并且频率将随着液体下降到叉的水平之下而升高。

4、期望验证振动叉式液位开关的操作以确保其能够准确地检测过程流体的液位。一种类型的验证过程需要操作者改变过程条件。在这种验证测试(或“证明测试”)中，操作者在调节液位使得开关的叉从湿润条件改变到干燥条件或从干燥条件改变到湿润条件时监测来自液位开关的输出。操作者监测来自振动叉式液位开关的输出，以确保该输出在预期时间段内改变。然而，出于多种原因，这种测试是有问题的。例如，如果在执行证明测试时开关失效或发生安全事件，则测试可能导致储罐被过度填充。此外，测试需要操作者手动控制液位。

技术实现思路

1、一种振动叉式液位开关包括振动叉组件，该振动叉组件被布置成在与过程流体接触时以第一频率振动，并且在与空气接触时以第二频率振动。连接到振动叉组件的驱动电路被配置为驱动振动叉组件振荡。感测电路感测该振动叉组件的振荡频率。输出电路系统在感测到的振荡频率处于第一频率时提供第一输出，并且在感测到的振荡频率处于第二频率时提供第二输出。第一输出和第二输出各自指示湿润条件和干燥条件中的一者。控制电路系统控制由驱动电路在第一功率水平与第二功率水平之间施加到振动叉组件的功率。验证电路系统在由驱动电路施加到振动叉组件的功率改变时验证振动叉组件的振荡频率。

技术特征：

1.一种振动叉式液位开关，包括：

2.如权利要求1所述的振动叉式液位开关，所述振动叉式液位开关包括由所述控制电路系统操作的开关，以选择性地将所述驱动电路与所述振动叉组件断开连接，从而控制施加到所述振动叉组件的所述功率。

3.如权利要求2所述的振动叉式液位开关，其中当所述开关闭合时，所述验证电路系统测量所述振动叉组件的第一振荡频率。

4.如权利要求3所述的振动叉式液位开关，其中所述控制电路将所述开关断开一段时间，随后闭合所述开关，并且所述验证电路系统测量在所述开关随后闭合时所述振动叉组件的第二振荡频率。

5.如权利要求4所述的振动叉式液位开关，包括频率比较器，所述频率比较器通过比较所述第一振荡频率和所述第二振荡频率来验证所述振动叉组件的所述振荡频率。

6.如权利要求1所述的振动叉式液位开关，其中所述控制电路系统调节由所述驱动电路施加到所述振动叉组件的功率水平。

7.如权利要求1所述的振动叉式液位开关，其中所述控制电路系统将由所述驱动电路施加至所述振动叉组件的功率控制为所述第一功率水平、随后控制为所述第二功率水平并且随后控制为所述第一功率水平。

8.如权利要求7所述的振动叉式液位开关，其中当所述驱动电路处于所述第二功率水平之前的所述第一功率水平时，所述验证电路系统测量所述振荡频率。

9.如权利要求8所述的振动叉式液位开关，其中当所述驱动电路在以所述第二功率水平操作之后以所述第一功率水平操作时，所述验证电路测量所述振动叉组件的第二振荡频率。

10.如权利要求9所述的振动叉式液位开关，其中所述验证电路系统将所述第一振荡频率与所述第二振荡频率进行比较，并且响应性地提供验证输出。

11.如权利要求1所述的振动叉式液位开关，其中所述验证电路系统在微控制器中实施。

12.如权利要求1所述的振动叉式液位开关，其中响应于接收到本地接收的命令，执行由所述验证电路系统进行的验证测试。

13.如权利要求1所述的振动叉式液位开关，其中响应于接收到从远程位置接收的命令，执行由所述验证电路系统进行的验证测试。

14.如权利要求1所述的振动叉式液位开关，其中所述第一输出和所述第二输出在两线过程控制回路上提供。

15.一种用于操作振动叉式液位开关的方法，包括：

16.如权利要求15所述的方法，包括控制开关以选择性地将驱动电路与所述振动叉组件断开连接。

17.如权利要求15所述的方法，包括调节由所述驱动电路施加到所述振动叉组件的功率水平。

18.如权利要求15所述的方法，包括将施加到所述振动叉组件的功率控制到所述第一功率水平，随后控制到所述第二功率水平，并且随后控制到所述第一功率水平。

19.如权利要求19所述的方法，其中验证包括当振动叉组件处于所述第二功率水平之前的所述第一功率水平时测量所述振荡频率。

20.如权利要求19所述的方法，其中验证包括在所述驱动电路在以所述第二功率水平操作之后以所述第一功率水平操作时，测量所述振动叉组件的第二振荡频率。

21.如权利要求20所述的方法，其中验证包括将所述第一振荡频率与所述第二振荡频率进行比较，并且响应性地提供验证输出。

22.如权利要求15所述的方法，其中响应于接收到命令而执行所述验证。

技术总结
本发明提供了一种振动叉式液位开关，该振动叉式液位开关包括振动叉组件，该振动叉组件被布置成在与过程流体接触时以第一频率振动，并且在与空气接触时以第二频率振动。连接到振动叉组件的驱动电路被配置为驱动振动叉组件振荡。感测电路感测该振动叉组件的振荡频率。输出电路系统在感测到的振荡处于第一频率时提供第一输出，并且在感测到的振荡处于第二频率时提供第二输出。控制电路系统控制由驱动电路在第一功率水平与第二功率水平之间施加到振动叉组件的功率。验证电路系统在由驱动电路系统施加到振动叉组件的功率改变时验证振动叉组件的振荡频率。

技术研发人员：肖恩·丹尼尔·科林斯-迪佩尔
受保护的技术使用者：罗斯蒙特公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15