阀门诊断系统

摘要

一种可由一位置控制器(9)通过一驱动装置(6)加以操作的阀门(2)，其中，所述位置控制器(9)具有一壳体(18)并借助所述壳体固定在所述阀门(2)上。所述壳体(18)上或所述壳体(18)中装有一第一温度传感器(12)和一第二温度传感器(20)。所述两个传感器的定位情况使得所述第一温度传感器(12)所测量到的温度相对更受所述阀门(2)影响，所述第二温度传感器(20)所测量到的温度相对更受周围环境影响。如果所述阀门(2)漏气，就会产生温差，对这一温差进行评价以进行泄漏诊断。这种诊断系统特别容易实现。

权利要求

1.一种用于一阀门（2）的诊断系统，所述阀门可由一位置控制器（9）通过一驱动装置（6）加以操作，其中，所述位置控制器（9）具有一壳体（18）并借助所述壳体固定在所述阀门（2）上，其特征在于，所述位置控制器（9）的壳体（18）上或壳体（18）中设有一第一温度传感器（12），所述第一温度传感器与所述阀门（2）之间的热耦合较好，与周围环境之间的热耦合较差，所述位置控制器（9）的壳体（18）上或壳体（18）中设有一第二温度传感器（20），所述第二温度传感器与所述阀门（2）之间的热耦合比所述第一温度传感器（12）差，以及与周围环境之间的热耦合比所述第一温度传感器（12）好，一评价设备（14）用于将所述第一温度传感器（12）所检测到的一第一温度值与所述第二温度传感器（20）所检测到的一第二温度值进行比较，并且在所述第一温度值低于所述第二温度值且其差值超过一规定最大偏差的情况下，发出一用以指示阀门泄漏的信号。

2.根据权利要求1所述的诊断系统，其特征在于，

所述评价设备（14）整合在所述位置控制器（9）的壳体（18）中。

3.根据权利要求1或2所述的诊断系统，其特征在于，

借助在阀门完好无损且在工作期间轻微打开时所检测到的一温度偏差来测定所述最大偏差并加以保存。

说明书

阀门诊断系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的用于一阀门的诊断系统，所述阀门可由一位置控制器通过一驱动装置加以操作。

背景技术

[0002] 在工艺与能源技术的众多领域，系统能否顺利运行取决于所使用的控制阀和截止阀能否正常工作。为了避免耗资巨大的非常规运行中断，应当尽早(即在阀门故障引发系统停运之前)识别阀门受损情况。举例而言，受损阀座所引发的泄漏会产生宽带声发射。因此，对这种阀门声发射进行记录与评价有助于阀门受损情况的早期识别。阀门受损会引发故障并产生高昂的后续费用，因此进行相应的故障诊断，必要时辅以自动检测及可编程评估(programmierbare Bewertung)，用处非常大。对诊断数据进行统计评价既有助于养护流程的优化以达到及时更换受损阀门的目的，又有助于对阀门制造商的定性评估与分级，或者有助于对特定阀门相对于不同处理类型的适用能力进行评估。

[0003] DE 199 24 377 A1揭示一种用于阀门的诊断系统，所述阀门可由位置控制器通过驱动装置加以操作，这种诊断系统具有一个用于对在该阀门上所测量到的结构声谱进行检测、存储与评价的设备。为了实现特别可靠的阀门诊断，所述用于检测、存储与评价的设备内可存储一个在阀门完好无损且轻微打开时所检测到的结构声谱。诊断时将阀门关闭时所检测到的结构声谱与所存储的结构声谱进行比较，并且将二者的相似性作为判断阀门密封不严的判据。但这种已知诊断系统的缺点是，通过检测、存储与评价结构声谱来测定泄漏的方法比较复杂。而有些阀门，尤其是ESD(紧急关断)阀需要的是简单的诊断系统，系统运营方能借以确定是否存在阀门泄漏情况。

发明内容

[0004] 因此，本发明的目的是提供一种用于一阀门的诊断系统，所述阀门可由一位置控制器通过一驱动装置加以操作，这种诊断系统能以特别简单的方式可靠诊断泄漏情况。

[0005] 为了达成上述目的，前述新型诊断系统具有权利要求1特征部分所述的特征。从属权利要求给出的是有利改进方案。

[0006] 本发明基于这样一种认识：阀门泄漏点上的气体膨胀会导致温度下降。本发明用第一温度传感器和第二温度传感器检测这一相对于周围环境的温度下降并进行泄漏诊断评价，其中，第一温度传感器的测量值受阀门影响程度相对更大，第二温度传感器与周围环境的热耦合效果相对更好。如果阀门无泄漏，则两个温度传感器测量到的是大体相同的温度，即环境温度。如果阀门漏气，则阀门温度将会下降，而且与第二温度传感器上测量到的温度相比，第一温度传感器上的温度下降幅度明显。因此，借助两个很容易就能从市场上购得的普通温度传感器可以特别简单的方式进行阀门诊断，以检查阀门是否存在不允许的泄漏情况。与借助结构声信号进行阀门诊断的传统方法相比，本发明的优点是不必使用结构声传感器，也不必进行较为复杂的结构声谱评价。此外，由于两个温度传感器均安装在所述位置控制器的壳体上或壳体中，这就省去了复杂的温度传感器安装工作，也不必敷设用于将这些温度传感器连接至评价设备的电缆。由此将获得一个特别容易实现的诊断系统。

[0007] 根据一种特别有利的设计方案，所述用于对所述两个温度测量值进行处理以获得一诊断叙述的评价设备整合在所述位置控制器中。因为为了执行控制任务，位置控制器一般都配有经相应编程的微控制器。这样就只需在该微控制器的程序存储器内加载一个用于实现所述评价设备的附加例程。与传统位置控制器相比，这种诊断系统只需增设软件，而所增设的软件可以在既有硬件上运行，因而附加费用比较低。

[0008] 所述两个温度测量值之间的最大偏差一旦被超过，就可以确定存在泄漏，根据本发明的有利实施方案，如果借助在阀门完好无损且在工作期间轻微打开时所检测到的一温度偏差来测定所述最大偏差并加以保存，就能得到特别可靠的诊断叙述。为此可以将一完好无损的阀门打开一条例如占其调节范围2％的小缝隙。优选用如果所述阀门安装在工艺技术系统中则也会从该阀门中流过的同一种介质进行上述参比测量。为了使参比值在具体应用时特别具有阐释力，最好在所述阀门在工艺技术系统内所进行的调试过程中检测并保存该参比值，以便在未来的关闭阀门泄漏诊断中提供参照。因此，这个参比值与具体的工艺环境及样本有关。

[0009] 根据本发明的有利实施方案，如果所述位置控制器、所述温度传感器和所述评价设备共用一个壳体，就能极大简化安装工作。对于易爆领域的应用而言，这种方案的另一优点是只需为一个壳体采用耐压封装材料。

附图说明

[0010] 本案唯一一个附图为一包括诊断系统的调节阀的基本结构图。

具体实施方式

[0011] 下文将借助附图及其所示的实施例对本发明及其设计方案与优点进行详细说明。

[0012] 如图所示，在一个此处未作详细图示的工艺技术系统的管道1中装有阀门2，该阀门通过与阀座3配合作用的关闭元件4的相应行程对介质5的流量进行控制。这一行程由气动式驱动装置6产生并由阀杆7传递给关闭元件4。驱动装置6通过轭形元件8及法兰19与阀门2的壳体连接。轭形元件8上装有位置控制器9，这个位置控制器在其输入端通过卡接在阀杆7上的连接件10检测所述行程，将该行程与现场总线通过数据接口11传输过来的额定值进行比较，并在其输出端对气动式驱动装置6进行控制以补偿调差。位置控制器9的壳体18的紧固螺钉上装有用于产生第一温度信号13的第一温度传感器12。提供第二温度信号21的第二温度传感器20安装在距轭形元件8更远的位置上，因而与阀门
2之间的热耦合明显更差。这两个温度信号13和21被传输给评价设备14。这个评价设备包括信号处理电路15，温度信号13和21在此得到滤波及数字化处理。下游的计算单元16用于计算借助第一温度信号13所获得的第一温度值与借助第二温度信号21所获得的第二温度值之间的差值，并将该差值与保存在存储器17中的参比值进行比较。如果第一温度值低于第二温度值且其差值超过了被规定为所述参比值的最大偏差，评价设备14就确定阀门泄漏并通过数据接口11发出相应报警作为阀门泄漏的指示信号。阀门诊断定期进行或者由数据接口11触发，通过该数据接口还能询问诊断结果。位置控制器9、第一温度传感器12、第二温度传感器20和评价设备14共用一个壳体18，该壳体采用了适用于易爆领域的耐压封装材料。这样就不需要在调节阀的电子组件之间敷设外露连接电缆。

[0013] 调节阀2在所述工艺技术系统中例如起ESD阀作用，保存在存储器17中的参比值是在该调节阀的调试过程中予以测定。此时，阀门完好无损，关闭时尚无任何泄漏。为了模拟泄漏，将阀门打开一条大约占其最大打开程度2％的小缝隙。由于从阀门2中流过的气体发生膨胀，第一温度传感器12上所形成的温度低于第二温度传感器20上的温度。将由此测定的温差保存为参比值，并在未来在阀门关闭状态下进行的阀门诊断中加以利用。