布圖信息被存儲在存 儲器26中。該信息可以為識別管道32的一部分及其正常平均溫度的形式。這用于獲得管 道32的各個部分106的溫度特性或分布圖，輻射在過程的正常操作期間由所述溫度特性或 分布圖引起。在方框158處，如果還未完成學(xué)習(xí)過程，則控制返回到方框154。方框154和 156提供可以觀察正常過程操作的學(xué)習(xí)時間段或階段。學(xué)習(xí)時間段根據(jù)需要在方框158處 結(jié)束。例如，這可以在接收到指令的特定時間段之后或者基于其它事件。在學(xué)習(xí)時間段完 成之后，在方框160處開始監(jiān)測時間段或階段，在該時間段或階段，紅外輻射再次被檢測器 100感測。在方框162處，感測的輻射被標(biāo)準(zhǔn)化。存儲器26在學(xué)習(xí)時間段期間存儲的信息 被讀出，并且對于正在監(jiān)測的管道32的每一個位置來說從當(dāng)前溫度減去正常溫度值。在方 框164處，標(biāo)準(zhǔn)化溫度信息被分析以確定是提供線性分布圖還是由于例如圖2B中所示的溫 度異常而為非線性的。該分布圖通常根據(jù)沿著管道32的相鄰位置的標(biāo)準(zhǔn)化溫度值而形成。 為了確定分布圖是否為線性，沿著管道32的至少三個位置的溫度必須被監(jiān)測。此外，靈敏 度可以通過提供絕對量或相對量來調(diào)節(jié)，溫度分布圖由于該絕對量或相對量會偏離直線。 如果分布圖為線性，則控制返回到方框160且監(jiān)測時間段繼續(xù)。如果檢測到非線性，則控制 到達(dá)方框166且提供警報。這可以為使用圖3中顯示的I/O電路30例如在過程控制回路 18上的輸出，并且可以包括與檢測到的異常的位置和異常的強(qiáng)度相關(guān)的信息。
[0024] 圖6是紅外檢測器100的另一個示例性實(shí)施方式的簡化方框圖。在圖6的實(shí)施例 中，紅外檢測器100由紅外傳感器120-1... 120-N的陣列形成。該陣列例如可以為一維線性 陣列。在另一個結(jié)構(gòu)中，檢測器100為二維陣列或矩陣，例如如在熱成像系統(tǒng)中所發(fā)現(xiàn)的。 一個示例性熱成像系統(tǒng)為Optrix PI-160熱成像照相機(jī)。圖6顯示具有相應(yīng)的熱輻射輸出 104A-D的4個部分或切片106A、106B、106C和106D。紅外輻射104A-D被引導(dǎo)到傳感器100 上的不同位置，由此啟動不同的傳感器120。處理電路102接收與由傳感器120中的每一 個接收到的熱輻射的強(qiáng)度相關(guān)的信息。該信息通過處理電路102被提供到微處理器24,所 述處理電路包括模-數(shù)轉(zhuǎn)換器。微處理器24基于該信息可以識別過程異常的位置，如上所 述。
[0025] 紅外檢測器100和/或處理電路102可以被定位成遠(yuǎn)離裝置12并通過數(shù)據(jù)連接 進(jìn)行通信。數(shù)據(jù)連接可以為任何適當(dāng)類型的連接，包括配線技術(shù)，例如USB連接，以及無線 通信技術(shù)，包括WiiOlcssi L/Vini、BlucTooth=S:等。此外，紅外檢測器100和/或處理電 路102可以固定到裝置12的殼體或者與裝置12的殼體一體形成。在一個結(jié)構(gòu)中，紅外檢 測器100的方向可以在安裝期間通過操作者來調(diào)節(jié)以指向所需位置。在另一個示例性實(shí)施 例中，設(shè)置鍋（pan)和/或傾斜致動器，從而允許紅外檢測器100在操作期間移動。在一個 結(jié)構(gòu)中，在安裝期間使用手持式裝置或類似裝置，由此可以通過安裝人員觀察到來自檢測 器100的熱輸出，以確保紅外檢測器100根據(jù)期望指向。
[0026] 雖然已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例說明了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認(rèn)識到在不背 離本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的情況下可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的改變。過程異?？梢匀缟纤?述來檢測。簡單的比較和閾值可以被使用，或者可以實(shí)施更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，包括例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 或其它邏輯。另外，過程異常檢測可以基于一些另外的輸入，例如過程變量。檢測可以另外 為當(dāng)前時間、感測的過程變量、過程中的特定狀態(tài)、周圍溫度等的函數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)化溫度分布圖 中的走向還可以被觀察到并用于異常檢測。在此說明的診斷電路可以在硬件或軟件來實(shí) 現(xiàn)，并且包括模擬和數(shù)字設(shè)備。例如，處理電路102和微處理器24中的一個或兩個可以實(shí) 現(xiàn)診斷電路。在另一個示例性實(shí)施例中，熱像信息被傳送到診斷電路所在的另一個位置。 熱分布圖信息還可以在制造期間被加載或者在裝置的投入運(yùn)轉(zhuǎn)期間被加載。分布圖不需要 如上所述來學(xué)習(xí)，而可以從許多標(biāo)準(zhǔn)化分布圖或者基于模型信息來選擇。如果檢測到熱異 ?；蚶洚惓＃瑒t裝置12可用于預(yù)測即將發(fā)生的故障，從而允許在期望時間安排維修?？梢?提供指示管道由于管道內(nèi)的材料的過度堵塞（build up)應(yīng)該被清理的輸出。管道的各個 區(qū)域相對于其它區(qū)域的溫度變化的速率可以提供過程動態(tài)的變化的指示，例如流量或材料 堵塞的變化。除了如上所述的陣列之外還可以使用單獨(dú)的點(diǎn)傳感器。收集的熱信息可以被 傳送到另一個位置，例如控制室以用于更詳細(xì)的評價。其它技術(shù)也可以用于檢測過程異常。 在此使用的術(shù)語"確定"包括檢測和/或診斷。除了診斷輸出之外，還可以提供根據(jù)接收的 紅外輻射表示過程管道的溫度的溫度輸出。要注意的是識別多個像素輸出之間的非線性關(guān) 系的過程包括將信息存儲在存儲器中。在該上下文中，用于識別非線性關(guān)系的存儲信息為 "熱分布圖信息"。存儲器中存儲的熱分布圖信息可以為與正常溫度水平相關(guān)的信息，可以 為在過程操作期間變化的動態(tài)信息或者可以為其它類型。典型地，過程裝置12為安裝在固 定位置處的固定現(xiàn)場裝置。所述裝置可以被構(gòu)造成持續(xù)監(jiān)測過程管道。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種診斷現(xiàn)場裝置，用于檢測工業(yè)過程中的過程管道的狀態(tài)，包括： 紅外檢測器，所述紅外檢測器包括多個像素，所述多個像素被構(gòu)造成從所述過程管道 接收紅外輻射并以響應(yīng)的方式提供多個像素輸出，其中所述多個像素中的第一像素被構(gòu)造 成從所述過程管道上的第一位置接收紅外輻射，所述多個像素中的第二像素被構(gòu)造成從所 述過程管道上的第二位置接收紅外輻射； 存儲器，所述存儲器含有熱分布圖信息，所述熱分布圖信息使來自所述第一像素的輸 出與第一溫度相關(guān)，并使來自所述第二像素的輸出與第二溫度相關(guān)； 微處理器，所述微處理器被構(gòu)造成根據(jù)來自所述第一像素和所述第二像素的輸出以及 所述熱分布圖信息識別過程異常；和 輸出電路，所述輸出電路被構(gòu)造成提供指示識別的過程異常的診斷輸出。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷現(xiàn)場裝置，包括第三像素，所述第三像素被構(gòu)造成從所 述過程管道上的第三位置接收紅外輻射并以響應(yīng)的方式提供輸出。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的診斷現(xiàn)場裝置，其中，根據(jù)來自所述第一像素、所述第二像素 和所述第三像素的輸出之間的非線性關(guān)系來檢測所述過程異常。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷現(xiàn)場裝置，其中，所述紅外檢測器包括像素陣列。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的診斷現(xiàn)場裝置，其中，所述第一位置的圖像使用多個第一像 素而獲得，所述第二位置的圖像使用多個第二像素而獲得。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的診斷現(xiàn)場裝置，其中，所述異常檢測基于來自所述多個第一 像素的輸出的第一平均值和來自所述多個第二像素的輸出的第二平均值。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的診斷現(xiàn)場裝置，包括多個第三像素，所述多個第三像素被布 置成獲得所述過程管道上的第三位置的圖像，其中所述異常檢測還是來自所述多個第三像 素的輸出的平均值的函數(shù)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的診斷現(xiàn)場裝置，其中，所述多個第一像素、所述多個第二像素 和所述多個第三像素被布置成獲得所述過程管道的圖像切片。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷現(xiàn)場裝置，其中，所述診斷輸出包括與所述過程管道的 即將發(fā)生的故障相關(guān)的信息。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷現(xiàn)場裝置，其中，所述診斷輸出包括指示所述過程管道 需要維修的信息。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷現(xiàn)場裝置，其中，根據(jù)來自所述第一像素和所述第二像 素的輸出之間的相對變化速率來檢測所述過程異常。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的診斷現(xiàn)場裝置，其中，所述診斷輸出包括指示過程流體的 流量已經(jīng)發(fā)生變化的信息。13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的診斷現(xiàn)場裝置，其中，所述診斷輸出包括指示所述管道中 的材料已經(jīng)發(fā)生堵塞的信息。14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的診斷現(xiàn)場裝置，其中，所述過程管道包括過程管線。15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的診斷現(xiàn)場裝置，其中，所述診斷輸出通過過程控制回路提 供。16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷現(xiàn)場裝置，其中，所述輸出電路還提供基于接收到的所 述紅外輻射指示所述過程管道的溫度的輸出。17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷現(xiàn)場裝置，其中，所述輸出電路通過過程控制回路提供 輸出。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的診斷現(xiàn)場裝置，其中，所述過程控制回路包括無線過程控 制回路。19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷現(xiàn)場裝置，包括用于將所述診斷現(xiàn)場裝置安裝在固定 位置的安裝件。20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷現(xiàn)場裝置，其中，所述診斷現(xiàn)場裝置被構(gòu)造成持續(xù)監(jiān)測 所述過程管道。21. -種使用診斷現(xiàn)場裝置檢測工業(yè)過程中的過程管道的狀態(tài)的方法，包括以下步 驟： 通過具有多個像素的紅外輻射檢測器接收紅外輻射，所述紅外輻射檢測器被構(gòu)造成從 所述過程管道接收所述紅外輻射并以響應(yīng)的方式提供多個像素輸出，其中所述多個像素中 的第一像素被構(gòu)造成從所述過程管道上的第一位置接收紅外輻射，所述多個像素中的第二 像素被構(gòu)造成從所述過程管道上的第二位置接收紅外輻射； 從存儲器獲得熱分布圖信息，所述熱分布圖信息使來自所述第一像素的輸出與所述第 一位置處的第一溫度相關(guān)并使來自所述第二像素的輸出與所述第二位置處的第二溫度相 關(guān)； 根據(jù)來自所述第一像素和所述第二像素的輸出以及所述熱分布圖信息識別異常；和 提供指示過程異常的診斷輸出。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于檢測過程管道的狀態(tài)的診斷現(xiàn)場裝置及其方法。診斷現(xiàn)場裝置包括紅外檢測器，所述紅外檢測器包括多個像素，所述多個像素被構(gòu)造成從過程管道接收紅外輻射并以響應(yīng)的方式提供多個像素輸出。多個像素中的第一像素被構(gòu)造成從過程管道上的第一位置接收紅外輻射。多個像素中的第二像素被構(gòu)造成從過程管道上的第二位置接收紅外輻射。存儲器含有熱分布圖信息，所述熱分布圖信息使來自第一像素的輸出與第一位置處的第一溫度相關(guān)，并使來自第二像素的輸出與第二位置處的第二溫度相關(guān)。微處理器根據(jù)來自第一像素和第二像素的輸出識別過程異常。輸出電路提供指示識別的過程異常的診斷輸出。
【IPC分類】H04L29/06, F17D5/00
【公開號】CN104948914
【申請?zhí)枴緾N201410366848
【發(fā)明人】杰森·哈洛德·魯?shù)?
【申請人】羅斯蒙特公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2014年7月29日
【公告號】CN204062501U, US20150276491, WO2015147972A1