專利名稱：工業(yè)過(guò)程電力收集裝置和從工業(yè)過(guò)程獲得過(guò)程裝置電力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容整體上涉及用在工業(yè)過(guò)程監(jiān)控和控制系統(tǒng)中的工業(yè)過(guò)程裝置。更具體地，本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容涉及工業(yè)過(guò)程電力收集裝置和從工業(yè)過(guò)程獲得過(guò)程裝置電力的方法。
背景技術(shù)：
在工業(yè)設(shè)置中，控制系統(tǒng)監(jiān)控和控制工業(yè)和化學(xué)過(guò)程的各個(gè)方面。通常，控制系統(tǒng)與連接至工業(yè)工程的現(xiàn)場(chǎng)裝置通信。例如，現(xiàn)場(chǎng)裝置包括可以連接至與工業(yè)過(guò)程有關(guān)的管道的過(guò)程傳感器。術(shù)語(yǔ)“現(xiàn)場(chǎng)裝置”是指執(zhí)行在分布式控制或過(guò)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的功能的任何裝置，包括傳感器裝置、致動(dòng)器、其它裝置或其組合?？刂葡到y(tǒng)接收來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)裝置的與已測(cè)量的過(guò)程參數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)，且可以使用這樣的數(shù)據(jù)控制過(guò)程的各個(gè)方面。一些現(xiàn)場(chǎng)裝置包括過(guò)程變量傳感器。典型地，過(guò)程變量傳感器接收與過(guò)程參數(shù) (例如壓力、溫度或其它參數(shù))相關(guān)的輸入。在特定的例子中，現(xiàn)場(chǎng)裝置可以包括使得流體流中斷用于測(cè)量過(guò)程變量的元件。現(xiàn)場(chǎng)裝置可以包括將輸入轉(zhuǎn)換成具有不同形式的輸出的換能器。這樣的換能器包括分析設(shè)備、處理器、壓力傳感器、熱敏電阻、熱電偶、應(yīng)變儀、流量變送器、定位器、致動(dòng)器、螺線管、指示燈接口、其它的換能器部件或其的任意組合。通常，現(xiàn)場(chǎng)裝置利用電力來(lái)感測(cè)過(guò)程參數(shù)并將感測(cè)的參數(shù)轉(zhuǎn)換成可以被發(fā)送至控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。另外，發(fā)送數(shù)據(jù)至控制系統(tǒng)需要額外的電力。如果現(xiàn)場(chǎng)裝置包括處理器電路或本地顯示面板(諸如發(fā)光二極管指示燈面板或液晶顯示器)，那么需要更多的電力。

發(fā)明內(nèi)容
在特定實(shí)施例中，一種過(guò)程裝置，包括流體中斷產(chǎn)生元件，以在流經(jīng)與工業(yè)過(guò)程相關(guān)的管道的過(guò)程流體內(nèi)產(chǎn)生流體中斷；且包括過(guò)程變量傳感器，其連接至所述流體中斷產(chǎn)生元件以測(cè)量過(guò)程參數(shù)。所述過(guò)程裝置還包括發(fā)電元件，其適于響應(yīng)所述流體中斷而產(chǎn)生電輸出信號(hào)；和電力儲(chǔ)存部件，連接至所述發(fā)電元件。所述電力儲(chǔ)存部件適于基于所述電輸出信號(hào)積累電荷。在另一特定的例子中，公開(kāi)了一種用在與工業(yè)過(guò)程相關(guān)的控制系統(tǒng)中的過(guò)程裝置。所述過(guò)程裝置包括變送器外殼，其連接至運(yùn)載與工業(yè)過(guò)程相關(guān)的過(guò)程流體的管道。過(guò)程裝置還包括過(guò)程變量傳感器，其適于測(cè)量與所述過(guò)程流體相關(guān)的過(guò)程變量。過(guò)程裝置還包括換能器，該換能器連接至所述過(guò)程流體并適于從在所述管道中流動(dòng)的過(guò)程流體產(chǎn)生電輸出。過(guò)程裝置還包括電力儲(chǔ)存部件，連接至所述換能器且適于基于所述電輸出儲(chǔ)存電荷； 和包括電路，所述電路連接至所述電力儲(chǔ)存部件和所述過(guò)程變量傳感器。所述電路從所述電力儲(chǔ)存部件接收電力供給并提供與所述過(guò)程變量有關(guān)的輸出信號(hào)。在又一特定實(shí)施例中，公開(kāi)了一種從工業(yè)過(guò)程獲得過(guò)程裝置電力的方法，所述方法包括接收與過(guò)程流體的流體流動(dòng)有關(guān)的振動(dòng)，所述過(guò)程流體在與工業(yè)過(guò)程相關(guān)的管道內(nèi)；在與現(xiàn)場(chǎng)裝置相關(guān)的過(guò)程變量傳感器處感測(cè)過(guò)程變量，和使用所述收發(fā)器電路將與所述過(guò)程變量相關(guān)的數(shù)據(jù)發(fā)送至控制系統(tǒng)。所述方法還包括通過(guò)換能器將振動(dòng)轉(zhuǎn)成成電流， 和基于電流在電力儲(chǔ)存元件處積累電荷。在特定實(shí)施例中，所述方法包括在從換能器的上游的管道內(nèi)產(chǎn)生流體中斷。


圖1是過(guò)程控制系統(tǒng)的特定示例性實(shí)施例的附圖，該過(guò)程控制系統(tǒng)包括現(xiàn)場(chǎng)裝置，該現(xiàn)場(chǎng)裝置具有從工業(yè)過(guò)程獲得電力的發(fā)電元件；圖2是過(guò)程控制系統(tǒng)的第二特定示例性實(shí)施例的方塊圖，所述過(guò)程控制系統(tǒng)包括現(xiàn)場(chǎng)裝置，該現(xiàn)場(chǎng)裝置具有從工業(yè)過(guò)程獲得電力的發(fā)電元件；圖3是發(fā)電系統(tǒng)的特定示例性實(shí)施例的附圖，該發(fā)電系統(tǒng)包括發(fā)電元件和流體流中斷發(fā)電機(jī)以從流體中斷獲得電力；圖4是發(fā)電系統(tǒng)的第二特定示例性實(shí)施例的附圖，該發(fā)電系統(tǒng)包括發(fā)電元件和流體流中斷發(fā)電機(jī)以從流體中斷獲得電力；圖5是發(fā)電系統(tǒng)的第三特定示例性實(shí)施例的附圖，該發(fā)電系統(tǒng)包括發(fā)電元件和流體流中斷發(fā)電機(jī)以從流體中斷獲得電力；圖6是發(fā)電系統(tǒng)的特定實(shí)施例的橫截面視圖，該發(fā)電系統(tǒng)包括過(guò)程流量計(jì)裝置， 該過(guò)程流量計(jì)裝置具有中斷產(chǎn)生脫離桿和相關(guān)的發(fā)電元件；圖7是發(fā)電系統(tǒng)的一部分的特定實(shí)施例的視圖，該發(fā)電系統(tǒng)包括過(guò)程流量計(jì)裝置，該過(guò)程流量計(jì)裝置具有流體中斷產(chǎn)生元件，流體中斷產(chǎn)生元件帶有到發(fā)電渦輪的開(kāi)口以適于從過(guò)程流體流動(dòng)獲得電力；圖8是過(guò)程流量計(jì)裝置的一部分的橫截面視圖，所述過(guò)程流量計(jì)裝置包括圖7中的流體中斷產(chǎn)生元件；圖9是發(fā)電系統(tǒng)的特定實(shí)施例的視圖，該發(fā)電系統(tǒng)包括從流體流動(dòng)獲得電力的渦輪；圖10是發(fā)電系統(tǒng)的另一特定實(shí)施例的視圖，該發(fā)電系統(tǒng)包括連接至過(guò)程管道的壓力換能器；圖11是發(fā)電系統(tǒng)的又一特定示例性實(shí)施例的頂部平面視圖，該發(fā)電系統(tǒng)包括壓力換能器；圖12是圖11的發(fā)電系統(tǒng)的橫截面視圖；圖13是在管道內(nèi)連接至孔板的發(fā)電系統(tǒng)的特定實(shí)施例的橫截面視圖；圖14是發(fā)電系統(tǒng)的另一特定示例性實(shí)施例的視圖，該發(fā)電系統(tǒng)包括孔板和相關(guān)的發(fā)電元件；圖15是圖14的發(fā)電元件的橫截面視圖；圖16是發(fā)電系統(tǒng)的另一特定示例性實(shí)施例的視圖，該發(fā)電系統(tǒng)包括從流體流動(dòng)獲得電力的渦輪；圖17是圖16的發(fā)電系統(tǒng)的頂部平面視圖；圖18是圖16的發(fā)電系統(tǒng)的底視圖；圖19是發(fā)電系統(tǒng)的又一特定示例性實(shí)施例的視圖，該發(fā)電系統(tǒng)包括壓電元件；
圖20是發(fā)電系統(tǒng)的特定示例性實(shí)施例的頂部平面視圖，該發(fā)電系統(tǒng)包括壓力/振動(dòng)頻率調(diào)節(jié)特征；圖21是圖20中的發(fā)電系統(tǒng)的橫截面視圖；圖22是從工業(yè)過(guò)程獲得過(guò)程裝置電力的方法的特定示例性實(shí)施例的流程圖；和圖23是從工業(yè)過(guò)程獲得過(guò)程裝置電力的方法的第二特定示例性實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1是過(guò)程控制系統(tǒng)100的特定示例性實(shí)施例的視圖，該過(guò)程控制系統(tǒng)100包括現(xiàn)場(chǎng)裝置102，該現(xiàn)場(chǎng)裝置102具有從工業(yè)過(guò)程獲得電力的發(fā)電元件118。過(guò)程控制系統(tǒng) 100還包括適于經(jīng)由通信鏈路106與現(xiàn)場(chǎng)裝置102通信的控制中心104，依賴于特定的實(shí)施方式該通信鏈路106可以是有線通信鏈路或無(wú)線通信鏈路?，F(xiàn)場(chǎng)裝置102是適于監(jiān)控過(guò)程變量參數(shù)(諸如壓力、流體流量、溫度)、其它過(guò)程變量參數(shù)或其任意組合的過(guò)程裝置或過(guò)程控制變送器裝置。現(xiàn)場(chǎng)裝置102連接至攜帶過(guò)程流體112的管道108。現(xiàn)場(chǎng)裝置102包括流體中斷產(chǎn)生元件114(諸如渦旋脫落桿或阿紐巴 (annular))，其適于產(chǎn)生流體中斷(諸如中斷116)?，F(xiàn)場(chǎng)裝置102包括發(fā)電元件118，其適于將與流體中斷116相關(guān)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)裝置102可以使用的電流。在特定的實(shí)施例中，現(xiàn)場(chǎng)裝置102可以包括電池或大的電容器，其適于基于來(lái)自發(fā)電元件118的電流而積累電荷?？梢允褂盟e累的電荷為現(xiàn)場(chǎng)裝置102中的電路提供電力。在特定例子中，微處理器、顯示器界面、其它電路或其任意組合可以由所述積累的電荷供電。通常，發(fā)電元件118適于從過(guò)程流體112獲得能量。獲得的能量可以被儲(chǔ)存在電力儲(chǔ)存部件中，給其它電路使用或任意組合使用。在特定的例子中，現(xiàn)場(chǎng)裝置102可能適于與控制中心104無(wú)線地通信。在這一例子中，現(xiàn)場(chǎng)裝置102可以從發(fā)電元件118獲得其工作電力。圖2是過(guò)程控制或監(jiān)控系統(tǒng)200的第二特定示例性實(shí)施例的方塊圖，該系統(tǒng)包括經(jīng)由有線或無(wú)線通信路徑206與控制中心204進(jìn)行通信的過(guò)程變送器裝置202。過(guò)程變送器裝置202連接至與工業(yè)過(guò)程相關(guān)的管道208。管道208運(yùn)載過(guò)程流體。過(guò)程變送器裝置 202連接至流體流中斷產(chǎn)生器210，該中斷產(chǎn)生器210定位在管道208中以在過(guò)程流體中產(chǎn)生流體中斷。在特定例子中，流體流中斷產(chǎn)生器210可以是孔板、阿紐巴、渦旋脫落桿、文氏管、其它流動(dòng)中斷元件或其任意組合。過(guò)程變送器裝置202也適于與發(fā)電元件212通信，發(fā)電元件可以連接至流體流中斷產(chǎn)生器210或可以關(guān)于流體流中斷產(chǎn)生器210定位以接收流體中斷。在特定實(shí)施例中，發(fā)電元件212適于從在管道208中流動(dòng)的過(guò)程流體引起的振動(dòng)、 從流體流中斷產(chǎn)生器210引起的流體中斷、從流體流中斷產(chǎn)生器210的移動(dòng)、從壓力波動(dòng)或其任意組合產(chǎn)生電流。過(guò)程變送器裝置202是現(xiàn)場(chǎng)裝置，其包括適于與控制中心204通信的輸入/輸出 (I/O)接口電路214。如果通信路徑206是無(wú)線通信路徑，那么I/O接口電路214可以包括實(shí)體地連接電線至過(guò)程變送器裝置202的有線連接器。如果通信路徑206是無(wú)線通信路徑， 那么I/O接口電路214可以包括用于發(fā)送和接收無(wú)線信號(hào)的天線。過(guò)程變送器裝置202還包括連接至I/O接口電路214的收發(fā)器電路216。收發(fā)器電路216適于產(chǎn)生數(shù)據(jù)，且通過(guò)I/O接口電路214發(fā)送數(shù)據(jù)至控制中心204和接收來(lái)自控制中心204的數(shù)據(jù)。過(guò)程變送器裝置202還包括適于控制過(guò)程變送器裝置202的操作的處理器電路 218。在特定例子中，處理器電路218適于與傳感器電路220通信，且處理從傳感器電路220 接收的測(cè)量信息。處理器218可以適于使用在儲(chǔ)存器222處存儲(chǔ)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)236來(lái)處理 (準(zhǔn)備)或以其他方式校準(zhǔn)來(lái)自傳感器電路220的測(cè)量信息，以及適于在儲(chǔ)存器22處儲(chǔ)存處理完的測(cè)量數(shù)據(jù)作為過(guò)程數(shù)據(jù)234。處理器218還可以提供已處理的測(cè)量數(shù)據(jù)至收發(fā)器電路216，以經(jīng)由I/O接口電路214將數(shù)據(jù)發(fā)送至控制中心204。過(guò)程變送器裝置202還包括功率變換器224，其適于接收來(lái)自發(fā)電元件212的電流。在特定的實(shí)施例中，功率變換器2M可以包括橋式整流器和濾波電路。功率變換器224 提供整流的電力供給至電力儲(chǔ)存部件226，該電力儲(chǔ)存部件可以是電池、大的電容器、另一電荷儲(chǔ)存部件或其任意組合。過(guò)程變送器裝置202包括功率調(diào)整器228，其適于將來(lái)自電力儲(chǔ)存部件226的電力提供至顯示界面230(諸如液晶顯示器(IXD)裝置、發(fā)光二極管(LED) 顯示器界面、其它的本地顯示器部件或其任意組合)。功率調(diào)整器2 還可以將來(lái)自電力儲(chǔ)存部件2 的電力提供至處理器電路218、至收發(fā)器電路2 (經(jīng)由未顯示出的鏈路)、至其它電路232或其任意組合。在特定的例子中，過(guò)程變送器裝置202通過(guò)無(wú)線通信路徑206與控制中心204無(wú)線通信。過(guò)程變送器裝置202從發(fā)電元件212產(chǎn)生工作電力，發(fā)電元件由與流過(guò)管道208的過(guò)程流體相關(guān)的振動(dòng)或其它的動(dòng)能產(chǎn)生電流。過(guò)程變送器裝置202在功率變換器2M處接收電流，且基于在電力儲(chǔ)存元件2 處的電流而積累和儲(chǔ)存電荷。過(guò)程變送器裝置202使用功率調(diào)整器228以提供電力至儲(chǔ)存器222、處理器電路218、傳感器電路220、收發(fā)器電路 216以及I/O接口電路214，以測(cè)量過(guò)程變量參數(shù)和經(jīng)由無(wú)線通信路徑206將與已測(cè)得的過(guò)程變量參數(shù)有關(guān)的數(shù)據(jù)通信至控制中心204。在另一特定實(shí)施例中，過(guò)程變送器裝置202經(jīng)由諸如通信路徑206的有線通信路徑接收來(lái)自控制中心204的工作電力。過(guò)程變送器裝置202還從發(fā)電元件212獲得過(guò)剩的工作電力，所述過(guò)剩的電力被經(jīng)由功率變換器2M整流且被在電力儲(chǔ)存部件2 處儲(chǔ)存。 功率調(diào)整器2 適于提供過(guò)剩的電力至顯示器界面230和其它的電路232。在特定的例子中，來(lái)自發(fā)電元件212的過(guò)剩的電力可以用于提供電力至處理器電路218，以用于本地?cái)?shù)據(jù)處理。在另一特定例子中，來(lái)自發(fā)電元件212的過(guò)剩的電力可以用于提供電力至本地顯示器(諸如顯示器接口 230)，為在過(guò)程變送器裝置202處的技術(shù)人員的使用，本地顯示器可以提供過(guò)程變量數(shù)據(jù)的可視顯示。過(guò)剩的電力可以用于進(jìn)行測(cè)試和本地根據(jù)請(qǐng)求而進(jìn)行的測(cè)量，從而允許技術(shù)人員與過(guò)程變送器裝置202互動(dòng)，以觸發(fā)過(guò)程變量參數(shù)的測(cè)量和經(jīng)由顯示器界面230接收與已測(cè)量的過(guò)程變量變送器相關(guān)的數(shù)據(jù)。圖3是發(fā)電系統(tǒng)300的特定示例性實(shí)施例的視圖，該發(fā)電系統(tǒng)300包括流體流中斷產(chǎn)生器(諸如阿紐巴件302)，且包括發(fā)電元件304。發(fā)電元件304包括連接至阿紐巴件 302并適于提供磁場(chǎng)的u形磁體306。發(fā)電元件304還包括導(dǎo)電線圈308，其適于響應(yīng)振動(dòng)和流體中斷而在磁場(chǎng)中相對(duì)于u形磁體306移動(dòng)。在特定的實(shí)施例中，阿紐巴件302和發(fā)電元件304定位在與工業(yè)過(guò)程相關(guān)的管道中。當(dāng)過(guò)程流體圍繞阿紐巴件302流動(dòng)時(shí)，阿紐巴件302擾亂流動(dòng)，從而使得過(guò)程流體分開(kāi)且在過(guò)程流體流中產(chǎn)生小的旋轉(zhuǎn)或漩渦，所述流體流交替地沿著和在所述阿紐巴件302的每一側(cè)的下面流下。在一些情形中，交替地“流下去”的流體流引起波動(dòng)壓力，該波動(dòng)壓力可以由傳感器檢測(cè)。另外，波動(dòng)壓力可以導(dǎo)致導(dǎo)電線圈308相對(duì)于u形磁體306的移動(dòng)，在導(dǎo)電線圈308中感應(yīng)出電流。感應(yīng)出的電流可以被提供至功率變換器電路，諸如在圖2中顯示的功率變換器224。在特定的實(shí)施例中，發(fā)電系統(tǒng)304可用于產(chǎn)生過(guò)剩的電力、工作電力或其任意組合。這樣產(chǎn)生的電力可以用于提供電力至現(xiàn)場(chǎng)裝置中的電路，諸如在圖1中顯示的現(xiàn)場(chǎng)裝置102或在圖2中顯示的過(guò)程變送器裝置202。圖4是發(fā)電系統(tǒng)400的第二特定示例性實(shí)施例的視圖，該發(fā)電系統(tǒng)包括流體流中斷產(chǎn)生器(諸如阿紐巴件402)，該流體流中斷產(chǎn)生器可以定位在與工業(yè)過(guò)程相關(guān)的管道中。發(fā)電系統(tǒng)400還包括發(fā)電元件404，該發(fā)電元件適于響應(yīng)由阿紐巴件402引起的流體中斷而產(chǎn)生電流。發(fā)電元件404包括連接至阿紐巴件402的連接部分406。連接部分406 包括夾在第一發(fā)電機(jī)410和第二發(fā)電機(jī)412之間的振動(dòng)梁408。第二發(fā)電機(jī)412包括音圈 414和可移動(dòng)磁體416，該可移動(dòng)磁體416被定位成沿著音圈414的軸線移動(dòng)以用音圈414 感應(yīng)出電流。第一發(fā)電機(jī)410也可以包括音圈和可移動(dòng)磁體。在可替代的實(shí)施例中，第一發(fā)電機(jī)410和第二發(fā)電機(jī)412可以共享音圈414和可移動(dòng)磁體416，可移動(dòng)磁體416可適于移動(dòng)通過(guò)振動(dòng)梁408中的開(kāi)口(未顯示)。在特定實(shí)施例中，由過(guò)程流體圍繞阿紐巴件402的流動(dòng)引起的流體漩渦使得振動(dòng)梁408振動(dòng)。振動(dòng)梁408的移動(dòng)使得可移動(dòng)磁體416相對(duì)于音圈414移動(dòng)，從而感應(yīng)出電流在音圈414中流動(dòng)。在特定的例子中，音圈414可以連接至過(guò)程裝置外殼中的電力儲(chǔ)存元件和功率變換器，所述外殼例如是與圖2中顯示的過(guò)程變送器裝置202相關(guān)的外殼。圖5是發(fā)電系統(tǒng)500的第三特定示例性實(shí)施例的視圖，該發(fā)電系統(tǒng)包括流體流中斷產(chǎn)生器502和包括發(fā)電元件504。發(fā)電元件504包括適于容納壓電晶體梁的模制的封裝 506，該壓電晶體梁被懸掛在封裝506的內(nèi)部。壓電晶體梁通常以標(biāo)記508表示。在特定的實(shí)施例中，模制的封裝506可以由不銹鋼形成，壓電晶體梁508可以定位在模制的封裝506 中且被夾在薄橡膠墊(未顯示)之間。發(fā)電元件504可以是焊接至流體流中斷產(chǎn)生器502 的激光器。在特定的實(shí)施例中，發(fā)電元件504響應(yīng)流體中斷而振動(dòng)。發(fā)電元件504的振動(dòng)使得模制封裝506中的壓電晶體梁508產(chǎn)生電流。在特定的例子中，來(lái)自壓電晶體梁508 的電流可以被提供至功率變換器和過(guò)程變送器中的電力儲(chǔ)存元件，諸如在圖2中顯示的過(guò)程變送器裝置202的電力儲(chǔ)存部件226和功率變換器224。圖6是發(fā)電系統(tǒng)的特定實(shí)施例的橫截面視圖，該發(fā)電系統(tǒng)包括具有中斷產(chǎn)生元件 (諸如阿紐巴件616)的過(guò)程流量計(jì)裝置600。過(guò)程流量計(jì)裝置600還包括發(fā)電元件620。 過(guò)程流量計(jì)裝置600適于與工藝過(guò)程的流量通信，以確定流體流率。過(guò)程流量計(jì)裝置600包括外殼602，其連接至外殼蓋604。外殼602和外殼蓋604限定了適于容納發(fā)電元件620和其它電路(未顯示)的腔605。外殼602包括具有各自的開(kāi)口 608和609的凸緣部分606 和607，所述開(kāi)口適于容納緊固件(諸如螺栓)，以將外殼602固定至與工業(yè)過(guò)程相關(guān)的結(jié)構(gòu)(諸如管道)。過(guò)程流量計(jì)裝置600還包括阿紐巴安裝套管節(jié)610，該安裝套管節(jié)610連接至外殼602和0形環(huán)密封件612，以防止圍繞阿紐巴安裝套管節(jié)610的流體流進(jìn)入腔605 中。過(guò)程流量計(jì)裝置600還包括高壓旋轉(zhuǎn)密封件614，以進(jìn)一步隔離腔605與過(guò)程流體，和防止過(guò)程流體在過(guò)程流量計(jì)裝置600和管道(諸如圖1顯示的管道108)之間的聯(lián)結(jié)處從該管道逸出。過(guò)程流量計(jì)裝置600包括扭曲彈簧618，其連接至扭曲彈簧錨定器619。扭曲彈簧 618可以用于調(diào)節(jié)與發(fā)電元件620相關(guān)的張力，該張力可以調(diào)節(jié)振蕩頻率、阻尼張力、彈簧彈力、或施加至可移動(dòng)磁體622的其它的力。發(fā)電元件620包括可移動(dòng)磁體622，該可移動(dòng)磁體622適于響應(yīng)從阿紐巴件616接收的振動(dòng)而沿著與內(nèi)音圈624和外音圈626相關(guān)的軸線移動(dòng)。發(fā)電元件620設(shè)置在腔605的電力產(chǎn)生室628中且適于響應(yīng)從阿紐巴件616接收的振動(dòng)而在內(nèi)和外音圈624和626中產(chǎn)生電流。在特定實(shí)施例中，電流可以提供至外殼602 內(nèi)的功率變換器，且可以儲(chǔ)存在電力儲(chǔ)存部件中，諸如圖2中顯示的功率變換器224和電力儲(chǔ)存部件226。圖7是過(guò)程流量計(jì)裝置的發(fā)電系統(tǒng)700的特定實(shí)施例的視圖，該過(guò)程流量計(jì)裝置包括壓差產(chǎn)生桿(諸如阿紐巴件702)，具有到發(fā)電渦輪710(在圖8和9中顯示出)的開(kāi)口 706，其中發(fā)電渦輪710適于從過(guò)程流體流獲得電力。發(fā)電系統(tǒng)700包括適于連接至過(guò)程流量計(jì)裝置外殼(諸如圖6中顯示的外殼602)的阿紐巴套管節(jié)704。發(fā)電系統(tǒng)700還顯示出電流產(chǎn)生器708的一部分。在特定的例子中，電流產(chǎn)生器708的所述一部分可以包括功率變換器電路(諸如在圖2中顯示的功率變換器224)。在特定的實(shí)施例中，過(guò)程流體流入到阿紐巴件702中的開(kāi)口 706中，且轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電渦輪710以產(chǎn)生能被提供至電流產(chǎn)生器708的電流，用于提供電力而提供工作電力至與過(guò)程流量計(jì)裝置相關(guān)的電路。圖8是過(guò)程流量計(jì)裝置的發(fā)電系統(tǒng)700的橫截面視圖800，該過(guò)程流量計(jì)裝置包括壓差產(chǎn)生桿(諸如圖7中顯示的阿紐巴件702)。發(fā)電系統(tǒng)700包括至發(fā)電渦輪710的開(kāi)口 706，而發(fā)電渦輪連接至電流產(chǎn)生器708。電流產(chǎn)生器708包括凸緣部分820，其經(jīng)由緊固件822(諸如螺紋栓)連接至阿紐巴套管節(jié)704。在特定的實(shí)施例中，過(guò)程流體流過(guò)開(kāi)口 706且圍繞發(fā)電渦輪710，從而導(dǎo)致發(fā)電渦輪710轉(zhuǎn)動(dòng)。發(fā)電渦輪710的轉(zhuǎn)動(dòng)提供動(dòng)能至電流產(chǎn)生器708，電流產(chǎn)生器708將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電流。圖9是發(fā)電系統(tǒng)900的特定實(shí)施例的視圖，該發(fā)電系統(tǒng)包括具有相關(guān)的凸緣部分 820的電流產(chǎn)生器708和發(fā)電渦輪710。發(fā)電渦輪710包括第一渦輪葉片930、第二渦輪葉片932以及第三渦輪葉片934，所述渦輪葉片適于響應(yīng)流過(guò)開(kāi)口(諸如圖7和8中顯示的開(kāi)口 706)的過(guò)程流體而轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電渦輪710。在特定的例子中，過(guò)程流體圍繞發(fā)電渦輪710流動(dòng)，第一、第二和第三渦輪葉片 930,932和934使得發(fā)電渦輪710轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣的轉(zhuǎn)動(dòng)代表動(dòng)能，所述動(dòng)能可以由電流產(chǎn)生器708轉(zhuǎn)換成電流。電流可以被提供至電力轉(zhuǎn)換器和電力儲(chǔ)存部件，諸如在圖2中顯示的電力轉(zhuǎn)換器224和電力儲(chǔ)存部件226。圖10是發(fā)電系統(tǒng)的視圖，該發(fā)電系統(tǒng)包括連接至過(guò)程管道1004的發(fā)電裝置1002。 發(fā)電裝置1002包括經(jīng)由螺紋緊固件1008連接至管道延長(zhǎng)部1010的壓力換能器1006。壓力換能器1006適于將來(lái)自過(guò)程管道1004內(nèi)的過(guò)程流體的流體壓力脈沖轉(zhuǎn)換成可以由電線 1012運(yùn)載的電流。在特定實(shí)施例中，電線1012可以連接至電力轉(zhuǎn)換器和/或電力儲(chǔ)存部件，諸如在圖2中顯示的電力轉(zhuǎn)換器224和電力儲(chǔ)存部件226。在特定的例子中，管道延長(zhǎng)部1010可以是適于將與過(guò)程流體相關(guān)的聲音噪音引導(dǎo)至發(fā)電裝置1002的共振管道。在這種情形中，壓力換能器1006可適于接收聲音噪音并從與聲音噪音相關(guān)的壓力波動(dòng)產(chǎn)生電流。在特定例子中，所關(guān)心的聲音波動(dòng)頻率可以是在 60-80赫茲的范圍內(nèi)。在另一特定的例子中，管道延長(zhǎng)部可以配置成利用能夠產(chǎn)生的駐波。 尤其是，管道延長(zhǎng)部1010的長(zhǎng)度(L)可以被選擇以將噪聲集中在期望的頻率范圍內(nèi)，發(fā)電裝置1002可以被調(diào)諧至該期望的頻率范圍。在特定的例子中，聲音振動(dòng)的頻率(F)與聲音的速度(V，。除以管道延長(zhǎng)部的長(zhǎng)度(L)有關(guān)，期望的長(zhǎng)度可以根據(jù)下述公式確定L = V聲咅/F(公式 1)在過(guò)程管道中的駐波可以使得聲音噪音波動(dòng)。這樣的波動(dòng)可以通過(guò)壓電元件、通過(guò)其中線圈和磁體彼此相對(duì)地移動(dòng)的線圈/磁體系統(tǒng)、通過(guò)另一換能器或其任意組合而轉(zhuǎn)換成電流。圖11是發(fā)電系統(tǒng)1100的第二特定示例性實(shí)施例的頂部平面視圖。發(fā)電系統(tǒng)1100 包括具有隔膜1104的發(fā)電裝置1102，該隔膜適于如彈簧一樣工作。發(fā)電裝置1102還包括設(shè)置在發(fā)電系統(tǒng)1100的外殼1106中的電流產(chǎn)生器1108。外殼1106包括管道螺紋部分1112 和螺母部分1110，它們可以用于連接外殼1106至管道。外殼1106還包括高壓開(kāi)口 1114。圖12是圖11中的發(fā)電系統(tǒng)1100的橫截面視圖1200。發(fā)電系統(tǒng)1100包括具有管道螺紋部分1112和螺母部分1110的外殼1106。發(fā)電系統(tǒng)1100連接至運(yùn)載過(guò)程流體的管道1202。管道1202包括孔板1206，其具有過(guò)程流體可以流過(guò)的開(kāi)口(流孔)。管道1202 還包括高壓開(kāi)口 1210，該高壓開(kāi)口通過(guò)管1204連接至發(fā)電系統(tǒng)1100的高壓開(kāi)口 1114。發(fā)電系統(tǒng)1100還包括隔膜1104和電流產(chǎn)生器1108。電流產(chǎn)生器1108包括在磁體外殼1222 內(nèi)的中心磁體1220，且包括圍繞中心磁體1220和磁體外殼1222的音圈1224。管道螺紋部1112延伸通過(guò)管道1202的壁且包括適于與管道1202配合的鎖定螺母1228。鎖定螺母 1228圍繞延伸至閥1226的流體腔1230，閥1226通過(guò)磁體外殼1222連接至中心磁體1220。在特定的實(shí)施例中，發(fā)電系統(tǒng)1100連接至在管道1202內(nèi)的孔板1206的低壓側(cè)處的管道，所述管道1202運(yùn)載工業(yè)過(guò)程流體。高壓開(kāi)口 1114通過(guò)管1204和高壓開(kāi)口 1210 連接至孔板1206的高壓側(cè)。在第一狀態(tài)中，隔膜1104使磁體1220和磁體外殼1222向下移動(dòng)以關(guān)閉閥1226。在過(guò)程流體壓力聚積高達(dá)特定水平時(shí)，流體壓力克服了隔膜1104的向下的力。流體壓力向上推動(dòng)中心磁體1220，直到壓力通過(guò)低壓開(kāi)口 1230在閥1226處排出為止。低壓閥1226再次關(guān)閉，電流產(chǎn)生器1108重復(fù)所述過(guò)程。隨著中心磁體1220被沿著音圈1224的軸線1250平移，中心磁體1220的移動(dòng)導(dǎo)致了閥1226的打開(kāi)和關(guān)閉，從而感應(yīng)出電流在音圈1224中流動(dòng)。通常，如圖12所示，發(fā)電系統(tǒng)1100可以定位在管道1202的外面。在另一特定的實(shí)施例中，發(fā)電系統(tǒng)1100可以定位在過(guò)程管道1202內(nèi)。圖13是發(fā)電系統(tǒng)1300的特定實(shí)施例的橫截面視圖。發(fā)電系統(tǒng)1300包括連接至孔板1342的發(fā)電機(jī)1302?？装?342定位在運(yùn)載過(guò)程流體的管道1340中?？装?342包括過(guò)程流體可以流過(guò)的開(kāi)口(流孔)1344。孔板1342還包括延伸通過(guò)孔板至發(fā)電機(jī)1302的高壓開(kāi)口 1310的高壓開(kāi)口 1346。發(fā)電機(jī)1302包括隔膜1304和電流產(chǎn)生器1308。電流產(chǎn)生器1308包括在電磁外殼1322中的中心磁體1320，并包括圍繞中心磁體1320和磁體外殼 1322的音圈1324。管道螺紋部1312圍繞延伸至閥1326的流體腔1330，該閥1326通過(guò)磁體外殼1322連接至中心磁體1320。在特定的實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)1302連接至孔板1342且適于接收在孔板1342的低壓側(cè)上的過(guò)程流體壓力。流體壓力脈沖推動(dòng)抵靠閥1326，從而使得中心磁體1320和磁體外殼1322相對(duì)于音圈1324移動(dòng)，感應(yīng)出在音圈1324中流動(dòng)的電流。隔膜1304抵抗磁體1320 和磁體外殼1322的移動(dòng)，且向下推動(dòng)磁體1320以關(guān)閉閥1326。在過(guò)程流體壓力積累高達(dá)特定水平時(shí)，中心磁體1320被向上推動(dòng)，直到壓力被通過(guò)低壓開(kāi)口 1330穿過(guò)閥1326排出， 隔膜1304使得磁體1320和磁體外殼1322向下移動(dòng)以關(guān)閉閥1326。低壓開(kāi)口 1330提供壓力排放以平衡壓力并允許隔膜1320關(guān)閉閥1326。發(fā)電裝置1302的所產(chǎn)生的操作導(dǎo)致閥 1326的打開(kāi)和關(guān)閉，以響應(yīng)流體壓力脈沖而沿著音圈1324的中心軸線1350平移中心磁體 1320。中心磁體1320相對(duì)于音圈1324的平移感應(yīng)出電流在音圈1324中流動(dòng)。圖14是發(fā)電系統(tǒng)1400的另一特定示例性實(shí)施例的視圖，包括孔板1402和相關(guān)的發(fā)電元件1406。孔板1402可以定位在工業(yè)過(guò)程的管道中，以產(chǎn)生壓差。孔板1402包括開(kāi)口或流孔1404，發(fā)電元件1406靠近開(kāi)口 1404定位。發(fā)電元件1406包括第一隔膜1412和第二隔膜1414。發(fā)電元件1406還包括固定的音圈1418和夾在第一和第二隔膜1412和1414 之間的可移動(dòng)磁體1416。發(fā)電元件1406包括適于連接至孔板1402中的電線開(kāi)口 1422的電線開(kāi)口 1420。在特定的例子中，電線連接至音圈1418，且穿過(guò)電線開(kāi)口 1420和1422，以將配線布置至管道外部的電力儲(chǔ)存元件。在特定例子中，孔板1402代表流體流動(dòng)阻塞物，其在過(guò)程流體中產(chǎn)生了流體壓力差動(dòng)和流體流中斷。流體壓力差動(dòng)和/或流體流中斷施加隨時(shí)間變化的壓力到第一和第二隔膜1412和1414，從而使磁體1416相對(duì)于音圈1418上下移動(dòng)。磁體1416的這種移動(dòng)感應(yīng)出電流在音圈1418內(nèi)流動(dòng)，所述電流可以通過(guò)延伸通過(guò)電線開(kāi)口 1420和1422的電線運(yùn)載至電力儲(chǔ)存元件。圖15是圖14顯示的發(fā)電元件1406的橫截面視圖1500。另外，發(fā)電元件1406包括第一隔膜1412、第二隔膜1414以及夾在第一和第二隔膜1412和1414之間的磁體1416。 發(fā)電元件1406還包括音圈1418，該音圈定位成圍繞磁體1416。磁體1416包括第一磁體架1530和第二磁體架1534，所述架可以通過(guò)厭氧性的環(huán)氧樹(shù)脂連接至磁體1416。發(fā)電元件1406還包括電線開(kāi)口 1420和用于將電線固定至音圈1418的電線鉚釘1540，用于從磁體 1416相對(duì)于音圈1418的移動(dòng)獲得能量。在特定的實(shí)施例中，第一磁體架1530和第二磁體架1534可以分別被激光焊接至第一和第二隔膜1412和1414。在另一特定的實(shí)施例中，發(fā)電元件1406可以相對(duì)于文氏管或另一壓差產(chǎn)生元件(諸如阿紐巴件)定位。圖16是發(fā)電系統(tǒng)1600的第三特定示例性實(shí)施例的視圖，該發(fā)電系統(tǒng)包括用于從流體流動(dòng)獲得電力的渦輪1610。發(fā)電系統(tǒng)1600包括外殼1602，該外殼包括螺母部分1604 和管道部分1606。管道部分1606包括流體開(kāi)口 1608以允許過(guò)程流體接近渦輪1610。外殼1610還包括電流產(chǎn)生器1612，其連接至渦輪1610以將來(lái)自渦輪1610的旋轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換成電流，所述電流可用于提供電力至過(guò)程變送器裝置的各種電路部件，諸如在圖2中顯示的過(guò)程變送器裝置202。圖17是圖16的發(fā)電系統(tǒng)1600的頂視圖1700。發(fā)電系統(tǒng)1600包括具有螺母部分 1604和管道部分1606的外殼1602。外殼1610還包括電流產(chǎn)生器1612。管道部分1606包括允許流體接近渦輪1610的流體開(kāi)口 1608。管道部分1606還包括第二開(kāi)口 1710，以允許過(guò)程流體流經(jīng)流體開(kāi)口 1608，繞過(guò)在渦輪1610且流經(jīng)第二開(kāi)口 1710。圖18是圖16的發(fā)電裝置1600的底部視圖1800。底部視圖1800包括外殼1602的螺母部分1604和管道部分1606。管道部分1606限定了尺寸適于裝配渦輪1610的開(kāi)口 1802。渦輪1610包括第一葉片1820、第二葉片1822和第三葉片1824，所述葉片適于響應(yīng)過(guò)程流體流動(dòng)而旋轉(zhuǎn)渦輪1610。在特定的實(shí)施例中，渦輪1610可以定位在過(guò)程管道中，使得開(kāi)口 1608和第二開(kāi)口 1710定向成允許過(guò)程流體在渦輪1610周圍流動(dòng)。渦輪1610響應(yīng)過(guò)程流體流動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。渦輪1610的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生了動(dòng)能，所述動(dòng)能可以被電流產(chǎn)生器1612轉(zhuǎn)換成電流。電流可以在電力儲(chǔ)存部件，諸如圖2顯示的電力儲(chǔ)存部件226，處被儲(chǔ)存。可替代地，電流可以用于給連接至發(fā)電裝置1600的電路(例如適于與控制系統(tǒng)通信的收發(fā)器電路和適于提供與過(guò)程流體相關(guān)的本地讀數(shù)，諸如流量、壓力讀數(shù)、其它數(shù)據(jù)或其任意組合的本地界面電路)供電，。圖19是發(fā)電系統(tǒng)1900的第四特定示例性實(shí)施例的視圖。發(fā)電系統(tǒng)1900包括管道部分1902、螺母部分1904、鎖定螺母部分1906以及發(fā)電部分1908。發(fā)電部分1908包括環(huán)1912，以關(guān)于壓電產(chǎn)生器1916固定隔膜1914。發(fā)電機(jī)部分1908還包括諸如螺釘1919 的緊固件，以固定壓電產(chǎn)生器1916。在特定的例子中，壓電產(chǎn)生器916是壓電晶體梁。發(fā)電裝置1900還包括開(kāi)口 1918和延伸橫跨開(kāi)口 1918的銷1920。銷1920工作作為阿紐巴件或渦旋脫落桿以產(chǎn)生不對(duì)稱的豎直流動(dòng)，使隔膜1914響應(yīng)過(guò)程流體中的波動(dòng)而振動(dòng)。這樣的波動(dòng)導(dǎo)致隔膜1914移動(dòng)且在壓電產(chǎn)生器1916中感應(yīng)出電流流動(dòng)。在特定實(shí)施例中，壓電產(chǎn)生器1916可以與隔膜1914 一起振動(dòng)，從而感應(yīng)出電流在壓電產(chǎn)生器1916 中流動(dòng)。圖20是發(fā)電系統(tǒng)2000的特定示例性實(shí)施例的頂部平面視圖，包括壓力/振動(dòng)頻率調(diào)節(jié)螺釘2010，其可以被旋轉(zhuǎn)以改變與發(fā)電系統(tǒng)2000相關(guān)的振動(dòng)頻率和/或壓力。發(fā)電系統(tǒng)2000包括具有螺母部分2004和管道部分2006的外殼2002。外殼2002還包括高壓開(kāi)口 2008，所述高壓開(kāi)口可以連接至壓差產(chǎn)生裝置(諸如阿紐巴件、孔板、另一壓差產(chǎn)生裝置或其任意組合)的高壓側(cè)。發(fā)電系統(tǒng)2000還包括壓力/振動(dòng)頻率調(diào)節(jié)螺釘2010和用于連接壓力/振動(dòng)頻率調(diào)節(jié)螺釘2010至外殼2002的鎖定螺母2012。外殼2002適于容納電流產(chǎn)生器2014，所述電流產(chǎn)生器適于從過(guò)程流體產(chǎn)生電流。在特定實(shí)施例中，發(fā)電系統(tǒng)2000連接至工業(yè)過(guò)程的管道，以產(chǎn)生與從管道接收的動(dòng)能有關(guān)的電流。在特定的例子中，發(fā)電系統(tǒng)2000適于從流體壓力、振動(dòng)和其他的過(guò)程流體參數(shù)產(chǎn)生電流。圖21是圖20的發(fā)電系統(tǒng)2000的橫截面視圖2100。發(fā)電系統(tǒng)2000包括壓力/振動(dòng)頻率調(diào)節(jié)螺釘2010、鎖定螺母2012以及外殼2002，該外殼包括螺母部分2004和管道部分2006。外殼2002包括高壓開(kāi)口 2008且適于容納電流產(chǎn)生器2014。發(fā)電裝置2000包括具有彈簧2122和彈簧蓋2124的活塞2120。電流產(chǎn)生器2014包括被音圈2130圍繞的磁體外殼2126內(nèi)的磁體2126。磁體外殼2126適于作為相對(duì)于壓力開(kāi)口 2132的閥而操作。發(fā)電系統(tǒng)2000還包括連接至過(guò)程管道的鎖定螺釘2134。在特定實(shí)施例中，發(fā)電系統(tǒng)2000連接至過(guò)程管道且適于在高壓開(kāi)口 2008處接受過(guò)程流體。與過(guò)程流體相關(guān)的流體壓力使磁體外殼2128和磁體2126向上移動(dòng)。這樣的移動(dòng)壓縮彈簧2122。當(dāng)磁體外殼2128被充分移動(dòng)時(shí)，通過(guò)低壓開(kāi)口 2132排出高壓，并且彈簧2122迫使閥關(guān)閉低壓開(kāi)口 2132 (通過(guò)向下推動(dòng)磁體2126和磁體外殼2128關(guān)閉低壓開(kāi)口 2132)。流體壓力再次推抵閥，從而使磁體外殼2128和磁體2126向上移動(dòng)，而重復(fù)所述循環(huán)。磁體2126相對(duì)于音圈2130的移動(dòng)在音圈2130中感應(yīng)出電流，所述電流可以在電力儲(chǔ)存部件處被儲(chǔ)存以及用于給各種電路供電。例如，音圈2130可以連接至電力轉(zhuǎn)換器和電力儲(chǔ)存部件，諸如圖2中顯示的電力轉(zhuǎn)換器224和電力儲(chǔ)存部件226。在特定實(shí)施例中，發(fā)電系統(tǒng)1800定位在另一壓差產(chǎn)生裝置或孔板的低壓側(cè)。高壓開(kāi)口 2008連接至另一壓差產(chǎn)生裝置或孔板的高壓側(cè)。圖22是從工業(yè)過(guò)程獲得過(guò)程裝置電力的方法的特定示例性實(shí)施例的流程圖。在步驟2202，在現(xiàn)場(chǎng)裝置的換能器處接受與流體流動(dòng)相關(guān)的振動(dòng)，該現(xiàn)場(chǎng)裝置連接至與工業(yè)過(guò)程相關(guān)的管道中的過(guò)程流體。前進(jìn)至步驟2204，通過(guò)換能器將振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電流。繼續(xù)至步驟2206，基于電流在電力儲(chǔ)存元件上積累電荷。進(jìn)行至步驟2208，在與現(xiàn)場(chǎng)裝置相關(guān)的過(guò)程變量傳感器處感測(cè)過(guò)程變量。運(yùn)行至步驟2210，使用收發(fā)器電路將與過(guò)程變量相關(guān)的數(shù)據(jù)傳送至控制系統(tǒng)。所述方法終止于步驟2212。在特定實(shí)施例中，所述方法還包括提供來(lái)自電力儲(chǔ)存元件的電力至現(xiàn)場(chǎng)裝置的顯示器界面，以顯示與感測(cè)的過(guò)程變量有關(guān)的數(shù)據(jù)。在另一特定例子中，由電力儲(chǔ)存元件給過(guò)程變量傳感器和收發(fā)器電路供電。在特定實(shí)施例中，換能器是壓電部件，該壓電部件適于響應(yīng)流體壓力而彎曲以產(chǎn)生電流。在另一特定例子中，換能器包括固定的導(dǎo)電線圈以及可移動(dòng)磁體，所述可移動(dòng)磁體適于響應(yīng)流體壓力而相對(duì)于固定的導(dǎo)電線圈移動(dòng)以感應(yīng)出電流流過(guò)固定的導(dǎo)電線圈。在另一例子中，換能器可以包括可移動(dòng)的導(dǎo)電線圈和靜止的磁體。在特定例子中，換能器可以包括隔離隔膜，該隔離隔膜連接至過(guò)程流體且適于響應(yīng)流體壓力而移動(dòng)從而改變可移動(dòng)磁體或可移動(dòng)導(dǎo)電線圈的位置。在又一特定例子中，換能器可以包括隔膜，該適于響應(yīng)流體壓力以感應(yīng)出電流在壓電產(chǎn)生器中流動(dòng)。在另一例子中，換能器可以包括可調(diào)節(jié)彈簧，其連接至可移動(dòng)磁體且適于使得可移動(dòng)磁體沿著固定的導(dǎo)電線圈的軸線往復(fù)移動(dòng)。在另一特定實(shí)施例中，換能器包括渦輪，該渦輪適于響應(yīng)過(guò)程流體流動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)以產(chǎn)生動(dòng)能，該動(dòng)能可以轉(zhuǎn)換成電流。渦輪可以包含在流量計(jì)中，該流量計(jì)具有允許過(guò)程流體在渦輪周圍流動(dòng)的開(kāi)口。圖23是從工業(yè)過(guò)程獲得過(guò)程裝置電力的方法的第二特定示例性實(shí)施例的流程圖。在步驟2302處，動(dòng)能在連接至工業(yè)過(guò)程的發(fā)電元件處被接收。動(dòng)能可以被從泄渦、過(guò)程流體流動(dòng)噪音、聲音噪音、過(guò)程振動(dòng)、壓力波動(dòng)、其它流體中斷、其它動(dòng)能源或其任意組合得到。在特定實(shí)施例中，由于流體中斷產(chǎn)生元件(諸如主要元件)，可以從過(guò)程流體的中斷獲得動(dòng)能，該流體中斷產(chǎn)生元件可以與過(guò)程控制測(cè)量發(fā)送器(諸如流量計(jì)或壓力換能器) 相關(guān)。這樣的過(guò)程控制測(cè)量發(fā)送器可以包括主要元件，所述主要元件定位在過(guò)程流體流動(dòng)流中以產(chǎn)生流體中斷，諸如壓差。主要元件可以包括孔板、阿紐巴件或渦旋脫落桿、文氏管、 其它流動(dòng)中斷產(chǎn)生元件、或其任意組合。進(jìn)行至步驟2304，動(dòng)能通過(guò)換能器轉(zhuǎn)換成電流。在特定例子中，可以使用壓電晶體梁發(fā)電機(jī)、磁體/音圈發(fā)電機(jī)、渦流發(fā)電機(jī)、另一電力換能器、或其任意組合轉(zhuǎn)換動(dòng)能。進(jìn)行至步驟2306，基于電流在電力儲(chǔ)存元件處積累電荷。在特定例子中，電力儲(chǔ)存元件可以是電池、電容器、另一電力儲(chǔ)存部件或其任意組合。進(jìn)行至步驟2308，電力被從電力儲(chǔ)存元件供給到至少一個(gè)電路。在特定例子中，電力調(diào)節(jié)器電路可以從電力儲(chǔ)存元件將電力引導(dǎo)至顯示器界面(諸如發(fā)光二極管顯示器、液晶顯示器、另一顯示器界面、或其任意組合)。在另一特定例子中，電力儲(chǔ)存元件可以提供過(guò)剩的電力至處理器或至其它電路以執(zhí)行各種功能，而不必從中心控制系統(tǒng)抽取電力。所述方法終止于步驟2310。 雖然參考優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行變化。
權(quán)利要求
1.一種過(guò)程裝置，包括流體中斷產(chǎn)生元件，用于在流經(jīng)與工業(yè)過(guò)程相關(guān)的管道的過(guò)程流體內(nèi)產(chǎn)生流體中斷；過(guò)程變量傳感器，連接至所述流體中斷產(chǎn)生元件以測(cè)量過(guò)程參數(shù)；發(fā)電元件，適于響應(yīng)所述流體中斷而產(chǎn)生電輸出信號(hào)；和電力儲(chǔ)存部件，其連接至所述發(fā)電元件，所述電力儲(chǔ)存部件適于基于所述電輸出信號(hào)積累電荷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)程裝置，還包括連接至所述電力儲(chǔ)存部件的顯示器界面， 所述顯示器界面適于使用來(lái)自所述電力儲(chǔ)存部件的積累電荷而運(yùn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)程裝置，其中所述發(fā)電元件包括壓電元件，所述壓電元件配置成響應(yīng)所述流體中斷而彎曲以產(chǎn)生所述電輸出信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)程裝置，其中所述發(fā)電元件包括渦輪，所述渦輪適于響應(yīng)所述流體中斷而轉(zhuǎn)動(dòng)以產(chǎn)生所述電輸出信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)程裝置，其中所述發(fā)電元件包括導(dǎo)電線圈和磁體，其中所述磁體和所述導(dǎo)電線圈適于響應(yīng)所述流體中斷而相對(duì)于彼此移動(dòng)，以在所述導(dǎo)電線圈內(nèi)產(chǎn)生所述電輸出信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的過(guò)程裝置，其中所述發(fā)電元件經(jīng)由連接臂連接至所述流體中斷產(chǎn)生元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)程裝置，其中所述發(fā)電元件包括隔離隔膜，適于響應(yīng)所述流體中斷而變形；固定的導(dǎo)電線圈，其靠近所述隔離隔膜；和磁體，其連接至所述隔離隔膜且適于響應(yīng)所述隔離隔膜的變形而相對(duì)于所述固定的導(dǎo)電線圈移動(dòng)，以在所述固定的導(dǎo)電線圈中感應(yīng)出所述電輸出信號(hào)。
8.一種用在與工業(yè)過(guò)程相關(guān)的控制或監(jiān)控系統(tǒng)中的過(guò)程裝置，所述過(guò)程裝置包括變送器外殼，連接至運(yùn)載與工業(yè)過(guò)程相關(guān)的過(guò)程流體的管道；過(guò)程變量傳感器，適于測(cè)量與所述過(guò)程流體相關(guān)的過(guò)程變量；換能器，耦合至所述過(guò)程流體，所述換能器適于從在所述管道中流動(dòng)的過(guò)程流體產(chǎn)生電輸出；電力儲(chǔ)存部件，連接至所述換能器且適于基于所述電輸出儲(chǔ)存電荷；和電路，連接至所述電力儲(chǔ)存部件和所述過(guò)程變量傳感器，所述電路適于從所述電力儲(chǔ)存部件接收電力供給以及提供與所述過(guò)程變量相關(guān)的輸出信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的過(guò)程裝置，還包括流體中斷產(chǎn)生元件，其適于在所述過(guò)程流體內(nèi)引起流體中斷。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的過(guò)程裝置，其中所述中斷產(chǎn)生元件包括文氏管、阿紐巴件、 流體渦旋脫落桿和孔板中的一個(gè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的過(guò)程裝置，其中所述換能器包括壓電換能器，其適于響應(yīng)所述流體中斷產(chǎn)生所述電輸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的過(guò)程裝置，其中所述換能器連接至所述中斷產(chǎn)生元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的過(guò)程裝置，其中所述中斷產(chǎn)生元件包括接收所述過(guò)程流體的開(kāi)口，其中所述換能器設(shè)置在所述中斷產(chǎn)生元件中且適于通過(guò)所述開(kāi)口接收所述過(guò)程流體。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的過(guò)程裝置，還包括壓差產(chǎn)生元件，其中所述換能器定位在所述管道內(nèi)壓差產(chǎn)生元件的下游。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的過(guò)程裝置，其中所述換能器包括延伸到所述管道中的流體渦輪，所述流體渦輪適于響應(yīng)所述過(guò)程流體而轉(zhuǎn)動(dòng)以產(chǎn)生所述電輸出。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的過(guò)程裝置，還包括收發(fā)器，所述收發(fā)器適于通過(guò)無(wú)線通信路徑發(fā)送與所述輸出信號(hào)有關(guān)的數(shù)據(jù)至控制中心，所述收發(fā)器適于從所述電力儲(chǔ)存元件接受工作電力。
17.根據(jù)權(quán)利要求8所述的過(guò)程裝置，其中所述換能器包括導(dǎo)電線圈和磁體，其中所述磁體和所述導(dǎo)電線圈適于響應(yīng)所述流體中斷而相對(duì)于彼此移動(dòng)，以在所述導(dǎo)電線圈中產(chǎn)生所述電輸出信號(hào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求8所述的過(guò)程裝置，其中所述換能器包括 隔離隔膜，適于響應(yīng)所述流體中斷而變形；固定的導(dǎo)電線圈；和磁體，連接至所述隔離隔膜且適于響應(yīng)所述隔離隔膜的變形而相對(duì)于所述固定的導(dǎo)電線圈移動(dòng)，其中所述磁體的相對(duì)移動(dòng)在所述固定的導(dǎo)電線圈中感應(yīng)出所述電輸出。
19.一種從工業(yè)過(guò)程獲得過(guò)程裝置電力的方法，所述方法包括在現(xiàn)場(chǎng)裝置的換能器處接收與流體流動(dòng)有關(guān)的振動(dòng)，所述換能器耦合至與工業(yè)過(guò)程相關(guān)的管道內(nèi)的過(guò)程流體；通過(guò)所述換能器將所述振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電流； 基于所述電流在電力儲(chǔ)存元件處積累電荷； 在與所述現(xiàn)場(chǎng)裝置相關(guān)的過(guò)程變量傳感器處感測(cè)過(guò)程變量；和使用收發(fā)器電路將與所述過(guò)程變量有關(guān)的數(shù)據(jù)發(fā)送至控制系統(tǒng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括使用定位在所述換能器上游的流體中斷元件在所述過(guò)程流體內(nèi)產(chǎn)生流體中斷。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括將電力從所述電力儲(chǔ)存元件提供至所述現(xiàn)場(chǎng)裝置的顯示器界面，以顯示與所述感測(cè)的過(guò)程變量相關(guān)的數(shù)據(jù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述過(guò)程變量傳感器和所述收發(fā)器電路由所述電力儲(chǔ)存元件供電。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述換能器包括壓電部件，所述壓電部件適于響應(yīng)所述流體壓力而彎曲以產(chǎn)生所述電流。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述換能器包括 固定的導(dǎo)電線圈；和可移動(dòng)磁體，適于響應(yīng)所述流體壓力而相對(duì)于所述固定的導(dǎo)電線圈移動(dòng)，以感應(yīng)出流經(jīng)所述固定的導(dǎo)電線圈的電流。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法，其中所述換能器還包括隔離隔膜，耦合至所述過(guò)程流體，所述隔離隔膜適于響應(yīng)所述流體壓力而移動(dòng)以改變所述可移動(dòng)磁體的位置；和可調(diào)節(jié)彈簧，其連接至所述可移動(dòng)磁體并適于使所述可移動(dòng)磁體沿著所述固定的導(dǎo)電線圈的軸線往復(fù)移動(dòng)。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述換能器包括渦輪，所述渦輪適于響應(yīng)所述流體壓力而旋轉(zhuǎn)，所述渦輪用于產(chǎn)生所述電流。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的方法，其中所述現(xiàn)場(chǎng)裝置包括渦流流量計(jì)，所述渦流流量計(jì)包括開(kāi)口，其中所述渦輪定位在所述渦流流量計(jì)中且適于通過(guò)所述開(kāi)口接收所述過(guò)程流體。
全文摘要
一種過(guò)程裝置(202)，包括流體中斷產(chǎn)生元件(210)，以在流經(jīng)與工業(yè)過(guò)程相關(guān)的管道的過(guò)程流體內(nèi)產(chǎn)生流體中斷，和過(guò)程變量傳感器，其連接至所述中斷產(chǎn)生元件(210)以測(cè)量過(guò)程參數(shù)。所述過(guò)程裝置(202)還包括發(fā)電元件(212)，該發(fā)電元件適于響應(yīng)所述流體中斷而產(chǎn)生電輸出信號(hào)；和電力儲(chǔ)存部件(226)，該電力儲(chǔ)存部件連接至所述發(fā)電元件(212)。所述電力儲(chǔ)存部件(226)適于基于所述電輸出信號(hào)積累電荷。
文檔編號(hào)G05B15/02GK102203686SQ200980143770
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月3日
發(fā)明者盧良駒, 戴維·A·布羅登, 羅伯特·C·海德克 申請(qǐng)人:羅斯蒙德公司