專利名稱：回路供電現(xiàn)場設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定過程變量并經(jīng)由雙線電流回路向遠(yuǎn)程地點(diǎn)提供表示所述過程變量的測量信號的回路供電現(xiàn)場設(shè)備。本發(fā)明還涉及一種將來自雙線電流回路的功率提供給回路供電現(xiàn)場設(shè)備的回路接口電路和方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)場設(shè)備(諸如雷達(dá)物位計)適用于測量產(chǎn)品的高度，所述產(chǎn)品諸如過程流體、 顆粒料及其他材料。這樣的雷達(dá)物位計的示例可以包括微波單元，用于向表面?zhèn)魉臀⒉ú⑶医邮諒谋砻娣瓷涞奈⒉?；處理電路，其被設(shè)置成與微波單元通信并基于傳送的微波和接收到的微波之間的關(guān)系來確定高度；接口，用于在所述雷達(dá)物位計的外部連接處理電路； 以及功率管理電路，其為微波單元和處理電路提供運(yùn)行功率。
為了確保接收到的回波具有符合要求的信號電平，發(fā)射的微波必須具有足夠的功率電平。處理接收信號也需要足夠大的功率，并且在某些情況下在處理期間會增加處理器的時鐘頻率以便于能夠高速計算。綜合地，這導(dǎo)致了在測量周期的某些部分期間的功率的增加需求。對于調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)系統(tǒng)，功率需求尤其高。然而，因為在上文所討論的現(xiàn)場設(shè)備以及其他的現(xiàn)場設(shè)備中，能量通常為稀缺性資源，所以在實(shí)際中實(shí)現(xiàn)功率供給是相對困難的。
特別地，有限的可用功率在使用雙線電流回路來進(jìn)行通信及供電的系統(tǒng)中是個問題。用于測量罐內(nèi)的高度的雷達(dá)物位計以及其他類型的現(xiàn)場設(shè)備通?？梢越柚陔p線接口與遠(yuǎn)程地點(diǎn)(諸如控制室)通信，在該雙線接口中，只有兩條線既用于為傳感器提供有限的功率又用于傳達(dá)現(xiàn)場設(shè)備所確定的表示過程變量的測量信號。接口可以是具有或不具有疊加數(shù)字通信的4-20mA工業(yè)回路，或是其他的雙線現(xiàn)場總線，例如基金會現(xiàn)場總線(FF)或過程現(xiàn)場總線(Profibus)。
回路供電現(xiàn)場設(shè)備因此需要既能夠向雙線電流總線提供測量信號，又能夠從雙線電流總線汲取用于現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行的功率。
根據(jù)一個公知的配置，可控電流源和調(diào)節(jié)變換器沿雙線控制回路串聯(lián)。在這樣的配置中，使用可控電流源將測量信號提供到雙線電流總線，該可控電流源可以可控地控制雙線電流回路上的直流電流和/或調(diào)制所述電流以提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，且調(diào)節(jié)變換器將調(diào)節(jié)后的輸入電壓轉(zhuǎn)換成用于向現(xiàn)場設(shè)備供電的輸出電壓。
對于各種現(xiàn)場設(shè)備，特別是各種新近的雷達(dá)物位計，上述配置不能夠在所有運(yùn)行情況/條件下向現(xiàn)場設(shè)備提供足夠的功率。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決上述問題，并為回路供電現(xiàn)場設(shè)備提供更加有效的供電。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，因此提供了一種用于確定過程變量并經(jīng)由雙線電流回路向遠(yuǎn)程地點(diǎn)提供表示過程變量的測量信號的回路供電現(xiàn)場設(shè)備?；芈饭╇姮F(xiàn)場設(shè)備包括CN 102545586 A用于確定過程變量的測量設(shè)備；用于將測量信號提供到雙線電流回路并將來自雙線電流回路的功率提供到測量設(shè)備的回路接口電路，其中回路接口電路包括電流控制電路，該電流控制電路連接到雙線電流回路及測量設(shè)備，電流控制電路可由測量設(shè)備控制以將測量信號提供到雙線電流回路；第一轉(zhuǎn)換器，該第一轉(zhuǎn)換器具有與電流控制電路串聯(lián)從而連接到雙線電流回路的輸入、以及用于向測量設(shè)備提供功率的輸出；電壓調(diào)節(jié)電路，該電壓調(diào)節(jié)電路用于通過控制第一轉(zhuǎn)換器的輸入的輸入電壓將電流控制電路的電壓調(diào)向期望電壓。為此， 電壓調(diào)節(jié)電路可以連接到第一轉(zhuǎn)換器，并且被配置以調(diào)節(jié)第一轉(zhuǎn)換器的輸入端的輸入電壓，從而將電流控制電路的電壓調(diào)向期望電壓。
第一轉(zhuǎn)換器將來自雙線電流回路的輸入功率轉(zhuǎn)換成用于向測量設(shè)備供電的輸出功率。為此，第一轉(zhuǎn)換器可以被配置以將輸入端的輸入電壓轉(zhuǎn)換成輸出端的輸出電壓。
電壓調(diào)節(jié)電路被設(shè)置成感測表示電流控制電路的電壓的性質(zhì)。從這個意義講，電壓調(diào)節(jié)電路可以說是被連接到電流控制電路。
特別地，電壓調(diào)節(jié)電路被配置成調(diào)節(jié)第一轉(zhuǎn)換器的輸入的輸入電壓從而在回路電壓變化時將電流控制電路的電壓調(diào)向期望電壓?；芈冯妷和ǔＳ蛇h(yuǎn)程主機(jī)確定，并且可以取決于特定配置而變化，例如取決于連接到雙線電流回路的現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)量、回路線有多長等而變化等，和/或取決于連接到雙線電流回路的現(xiàn)場設(shè)備的功耗而變化。
“現(xiàn)場設(shè)備”應(yīng)當(dāng)理解為確定過程變量并且向遠(yuǎn)程地點(diǎn)傳送表示過程變量的測量信號的任何設(shè)備。現(xiàn)場設(shè)備的示例包括用于確定過程變量諸如裝料高度、溫度、壓力、流體流動等的設(shè)備。
本發(fā)明基于如下實(shí)現(xiàn)可以在確保電流控制電路總是存在足夠的電壓以用于從現(xiàn)場設(shè)備向遠(yuǎn)程地點(diǎn)提供測量信號的情況下，通過允許轉(zhuǎn)換器的輸入端的電壓響應(yīng)于回路電壓的變化而變化，實(shí)現(xiàn)從雙線電流回路到現(xiàn)場設(shè)備的簡單而有效的供電。
因此，雙線電流回路上的總可用功率的一大部分可以用于為現(xiàn)場設(shè)備供電而不用考慮回路電壓。這與背景部分所描述的配置形成對比，在背景部分所描述的配置中，調(diào)節(jié)變換器設(shè)置成與電流控制電路串聯(lián)，并且該調(diào)節(jié)變換器將調(diào)節(jié)后的輸入電壓轉(zhuǎn)換成用于向現(xiàn)場設(shè)備供電的輸出電壓。
在這種現(xiàn)有技術(shù)配置中，調(diào)節(jié)變換器的輸入電壓保持恒定，這意味著調(diào)節(jié)后的輸入電壓不得不基于最小回路電壓來確定大小，以確保來自現(xiàn)場設(shè)備的測量信號可以被提供到雙線電流回路。結(jié)果，當(dāng)回路電壓高于最小雙線回路電壓時，雙線回路上的可用額外功率不可以用于向現(xiàn)場設(shè)備供電。
期望電壓可以是高于使得電流控制電路能夠提供測量信號所需的最小電壓的電壓。該最小電壓將取決于各種因素，例如測量信號及電流控制電路的類型。例如，與提供交流信號相比，提供直流信號所需要的最小電壓要低一些。
此外，期望電壓可以是已知為針對用于特定現(xiàn)場設(shè)備的所有相關(guān)運(yùn)行條件為足夠高的預(yù)定電壓，或者可以是動態(tài)確定的期望電壓。在后種情形中，期望電壓可以例如為流經(jīng)雙線電流回路的回路電流的函數(shù)。
有利地，第一轉(zhuǎn)換器可以是所謂的開關(guān)轉(zhuǎn)換器。在開關(guān)轉(zhuǎn)換器中，功率被轉(zhuǎn)換為處于期望的輸出電壓水平的輸出。
此外，電流控制電路可以被可控為以第一時間常數(shù)調(diào)節(jié)流經(jīng)雙線電流回路的回路電流，并且電壓調(diào)節(jié)電路可以被配置成以第二時間常數(shù)調(diào)節(jié)第一轉(zhuǎn)換器的輸入的輸入電壓。有利地，第二時間常數(shù)基本上大于第一時間常數(shù)，例如至少大10倍。有利地，第二時間常數(shù)與第一時間常數(shù)之比可以更大，例如至少50倍或更大。相應(yīng)地，電流控制電路的調(diào)節(jié)可以基本上快于轉(zhuǎn)換器的輸入端的輸入電壓的調(diào)節(jié)。因此，電流控制電路的電壓被允許即刻變化以使得可以快速準(zhǔn)確地控制回路電流以經(jīng)由雙線控制回路向遠(yuǎn)程地點(diǎn)提供測量信號。這對于現(xiàn)場設(shè)備在雙線回路上的數(shù)字通信是特別有利地。這樣的數(shù)字通信標(biāo)準(zhǔn)的示例包括可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道的開放通信協(xié)議(HART)、基金會現(xiàn)場總線、過程現(xiàn)場總線坐寸o
根據(jù)各種不同的實(shí)施例，回路供電現(xiàn)場設(shè)備還可以包括連接到第一轉(zhuǎn)換器的能量存儲設(shè)備。通過提供這樣的能量存儲設(shè)備，可以將暫時過剩的能量存儲起來，并在之后當(dāng)現(xiàn)場設(shè)備工作所需的能量高于可以從雙線電流回路汲取的能量的時候，使用這些過剩能量。 能量存儲設(shè)備可以例如包括電容器、超級電容器和/或電池或任何其他能夠存儲電能的設(shè)備。
此外，回路供電現(xiàn)場設(shè)備可以包括輸入端連接到第一轉(zhuǎn)換器的輸出端的第二轉(zhuǎn)換器。通過提供這樣的第二轉(zhuǎn)換器，可以控制第一轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的任何變化，從而使得如果/當(dāng)這是期望的，可以向測量設(shè)備提供調(diào)節(jié)后的電壓。這對于包括存儲第一轉(zhuǎn)換器提供的能量的存儲設(shè)備的回路供電現(xiàn)場設(shè)備的實(shí)施例來說可以是特別有益的。
回路供電現(xiàn)場設(shè)備還可以包括用于限制第一轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的并聯(lián)調(diào)節(jié)器。并聯(lián)調(diào)節(jié)器可以連接在電壓調(diào)節(jié)器的輸出端之間以限制提供到測量設(shè)備的電壓。
有利地，回路供電現(xiàn)場設(shè)備可以是雷達(dá)物位計，雷達(dá)物位計包括微波單元，用于產(chǎn)生微波并將微波傳播向罐中所含的產(chǎn)品；以及處理電路，用于確定罐中所含的產(chǎn)品的裝料高度，并控制包括在回路接口電路內(nèi)的電流控制電路以向雙線電流回路提供表示裝料高度的測量信號。
根據(jù)一個實(shí)施例，微波單元可以適于發(fā)射脈沖信號，處理電路可以適于基于脈沖信號發(fā)射與反射信號接收之間的時間來確定容器的裝料高度。這種類型的測量被稱為脈沖測量。
根據(jù)第二實(shí)施例，微波單元可以適于發(fā)射一定頻率范圍的波，處理電路可以適于基于混合的發(fā)射信號與反射信號來確定容器的裝料高度。這種類型的測量被稱為FMCW(調(diào)頻連續(xù)波)。微波單元還可以適于發(fā)射具有多個不同頻率的脈沖波，這被稱為MFPW(多頻率脈沖波)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種經(jīng)由雙線電流回路向遠(yuǎn)程地點(diǎn)提供表示由測量設(shè)備所確定的過程變量的測量信號的回路接口電路，該回路接口電路包括電流控制電路， 用于向雙線電流回路提供測量信號；第一轉(zhuǎn)換器，該第一轉(zhuǎn)換器具有被設(shè)置成與電流控制電路串聯(lián)的、用于從雙線電流回路接收功率的輸入以及用于向測量設(shè)備提供功率的輸出； 以及電壓調(diào)節(jié)電路，用于通過控制第一轉(zhuǎn)換器的輸入的輸入電壓將所述電流控制電路的電壓調(diào)向期望電壓。
第一轉(zhuǎn)換器將來自雙線回路的輸入功率轉(zhuǎn)換成向測量設(shè)備供電的輸出功率。為此，第一轉(zhuǎn)換器可以被配置以將輸入端的輸入電壓轉(zhuǎn)換成輸出端的輸出電壓。
電壓調(diào)節(jié)電路被設(shè)置以感測表示電流控制電路的電壓的性質(zhì)。從這個意義講，電壓調(diào)節(jié)電路可以說是被連接到電流控制電路。
本發(fā)明的第二方面的實(shí)施例以及通過所述第二方面所獲得的效果大部分類似于以上本發(fā)明的第一方面中所描述的。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種使用回路接口電路以將來自雙線電流回路的功率提供給回路供電現(xiàn)場設(shè)備的方法，所述回路接口電路包括電流控制電路，用于經(jīng)由雙線控制回路向遠(yuǎn)程地點(diǎn)提供來自回路供電現(xiàn)場設(shè)備的測量信號；以及第一轉(zhuǎn)換器，具有與電流控制電路串聯(lián)的輸入、以及用于向回路供電現(xiàn)場設(shè)備提供功率的輸出。該方法包括以下步驟控制電流控制電路以調(diào)節(jié)流經(jīng)雙線電流回路的回路電流，由此提供測量信號；以及通過控制第一轉(zhuǎn)換器的輸入的輸入電壓將電流控制電路的電壓調(diào)向期望電壓。
有利地，電流控制電路可以被控制為以第一時間常數(shù)調(diào)節(jié)回路電流，并且可以以基本上大于第一時間常數(shù)的第二時間常數(shù)調(diào)節(jié)第一轉(zhuǎn)換器的輸入端的輸入電壓。
本發(fā)明的第三方面的實(shí)施例以及通過該第三方面所獲得的效果大部分類似于以上對本發(fā)明的第一及第二方面的描述。


參照示出了本發(fā)明當(dāng)前的優(yōu)選實(shí)施例的附圖，現(xiàn)在將更加詳細(xì)地描述本發(fā)明的這些方面以及其他方面，在附圖中
圖I以安裝在示例性的罐中的雷達(dá)物位計的形式，示意性示出了回路供電現(xiàn)場設(shè)備;
圖2是示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的回路供電現(xiàn)場設(shè)備的示例性實(shí)施例的框圖3a_c是示意性示出了圖2中的回路供電現(xiàn)場設(shè)備的不同配置的框圖；以及
圖4是示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例將功率從雙線電流回路提供到回路供電現(xiàn)場設(shè)備的方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
在當(dāng)前的詳細(xì)描述中，參照非接觸式雷達(dá)物位計系統(tǒng)來討論根據(jù)本發(fā)明的回路供電現(xiàn)場設(shè)備的示例性實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意，這并不意味著限制本發(fā)明的范圍，而是同樣地可使用其他的回路供電現(xiàn)場設(shè)備，例如導(dǎo)波雷達(dá)系統(tǒng)、溫度傳感器、壓力傳感器等等。此外，雙線電流回路可以根據(jù)各種不同的通信標(biāo)準(zhǔn)來配置運(yùn)行，所述通信標(biāo)準(zhǔn)例如為4-20mA、HART、基金會現(xiàn)場總線、過程現(xiàn)場總線等。
圖I以安裝在示例性罐2中的雷達(dá)物位計I的形式示意性示出了回路供電現(xiàn)場設(shè)備。雷達(dá)物位計I經(jīng)由雙線回路4連接到主機(jī)3，該雙線回路4還用于為雷達(dá)物位計I提供功率。罐2包含產(chǎn)品6，并且當(dāng)運(yùn)行時，雷達(dá)物位計I通過確定射向產(chǎn)品的表面7 (在產(chǎn)品的表面7上，微波信號朝著雷達(dá)物位計I反射回去)的微波信號的行程時間來確定罐2中的產(chǎn)品6的裝料高度L。根據(jù)微波信號的行程時間及傳播速率，可以確定到產(chǎn)品6的表面7 的距離。利用罐2的尺寸的知識，該距離可以被轉(zhuǎn)換成裝料高度L。
在確定了作為過程變量的示例的裝料高度L之后，雷達(dá)物位計經(jīng)由雙線電流回路 4向遠(yuǎn)程主機(jī)3提供表示裝料高度L的測量信號以下將參照圖2更加詳細(xì)地描述向雙線電流回路4提供測量信號&以及將來自雙線電流回路路4的功率提供給回路供電現(xiàn)場設(shè)備I。
圖2是示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的回路供電現(xiàn)場設(shè)備的示例性實(shí)施例的框圖，所述回路供電現(xiàn)場設(shè)備例如為圖I中的雷達(dá)物位計I。
圖2中的回路供電現(xiàn)場設(shè)備10包括用于確定諸如上述裝料高度L的過程變量的測量設(shè)備11 ;回路接口電路12，用于向雙線電流回路4提供表示過程變量的測量信號&以及用于將來自雙線電流回路4的功率提供給測量設(shè)備11。
回路接口電路12包括可控電流源14形式的電流控制電路、第一轉(zhuǎn)換器15和電壓調(diào)節(jié)電路16。
在回路供電現(xiàn)場設(shè)備10的運(yùn)行期間，可控電流源14由測量設(shè)備11控制以向雙線電流回路4提供測量信號測量信號&可以是回路電流U直流電流電平)的形式和/或疊加在回路電流k上的交流信號的形式。后種情形的示例可以是根據(jù)HART協(xié)議在 4-20mA電流回路上的通信。
在圖2中示意性示出的示例性情形中，假定以4mA到20mA之間的一定回路電流込的形式提供測量信號&，如圖2所示。
第一轉(zhuǎn)換器15具有輸入端18a、18b和輸出端19a、19b,其中輸入端18a、18b與可控電流源14串聯(lián)從而連接到雙線電流回路4，輸出端連接到測量設(shè)備11以將來自雙線電流回路4的功率提供給測量設(shè)備11。
電壓調(diào)節(jié)電路16監(jiān)測電流源14的電壓Ves，并且當(dāng)回路電壓八變化時控制第一轉(zhuǎn)換器的輸入電壓Vin以使電流源14的電壓Ncs基本上恒定保持在預(yù)定值，比如2V。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過各種方式實(shí)現(xiàn)上述情況。例如，第一轉(zhuǎn)換器15可以是所謂的“降壓/升壓”型的開關(guān)轉(zhuǎn)換器。這樣的轉(zhuǎn)換器例如可以以所謂的單端初級電感(SEPIC)轉(zhuǎn)換器的形式來實(shí)現(xiàn)，這對于電氣工程師是公知的?？梢酝ㄟ^例如使用脈寬調(diào)制來控制轉(zhuǎn)換器中的開關(guān)晶體管來控制SEPIC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓。
然而，實(shí)際上任何開關(guān)轉(zhuǎn)換器都可以用于根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的現(xiàn)場設(shè)備。 例如，可以使用正激式轉(zhuǎn)換器和反激式轉(zhuǎn)換器。
在轉(zhuǎn)換器15的輸出側(cè)，可以提供附加電路21，其取決于期望功能可以具有不同的配置。這樣的附加電路21的一些示例將參照圖3a_c的示意性框圖在下文作進(jìn)一步的描述。
當(dāng)要將新的測量信號&提供到雙線電流回路4時，可控電流源14被測量設(shè)備11 控制以向雙線電流回路提供新的回路電流込。為了修改回路電流Iy可控電流源的電壓L 應(yīng)當(dāng)暫時允許被改變。然而，電壓調(diào)節(jié)電路力圖將可控電流源14的電壓保持為常數(shù)。為了允許測量信號快速準(zhǔn)確的變化，并在同時保持可控電流源的電壓基本上隨時間恒定不變， 可控電流源14的控制可以優(yōu)選地快于(具有較小的時間常數(shù))第一轉(zhuǎn)換器15的輸入端 18a、18b之間的電壓Vin的控制。
根據(jù)圖3a中示意性示出的第一示例性配置，附加電路21可以包括能量存儲設(shè)備， 例如圖3a中所示的電容器25。應(yīng)當(dāng)注意，電容器25只是能量存儲設(shè)備的簡單示例，還應(yīng)當(dāng)注意，附加電路可以包括另外的部件，例如一個或若干個電阻器等。
還參照圖2，當(dāng)測量設(shè)備11需要比目前由第一轉(zhuǎn)換器15所提供的功率更多的功率時，電容器25將會放電，從而提供所需的額外功率。當(dāng)電流回路中的可用電流較低時，這將是特別重要的。
根據(jù)圖北中示意性示出的第二示例性配置，附加電路21可以包括并聯(lián)調(diào)節(jié)器，例如圖北中所示的齊納二極管觀。通過提供這樣的并聯(lián)調(diào)節(jié)器，到測量設(shè)備11(圖2中)的輸入電壓可以被限制為低于一定的最大電壓。最終，根據(jù)圖3c中示意性示出的第三示例性配置，附加電路21可以包括能量存儲設(shè)備25、并聯(lián)調(diào)節(jié)器觀和第二轉(zhuǎn)換器30。利用圖3c中的配置，可以存儲能量，同時可以向測量設(shè)備11(圖幻提供具有低紋波的調(diào)節(jié)后的電壓。或者，第二轉(zhuǎn)換器30可以被包括在測量設(shè)備11中。現(xiàn)在描述了根據(jù)本發(fā)明的回路供電現(xiàn)場設(shè)備11的示例性實(shí)施例，最后將參照圖4 中的流程圖以及圖2中的框圖進(jìn)行描述根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例。在第一步驟101中，可控電流源14由測量設(shè)備11控制，以調(diào)節(jié)回路電流込從而向遠(yuǎn)程主機(jī)提供測量信號&。在可以與第一步驟101同時發(fā)生、但卻適合具有其他(較長)時間常數(shù)的第二步驟102中，轉(zhuǎn)換器15的輸入端18a、18b之間的輸入電壓Vin被控制，以針對變化的回路電壓 Vl使可控電流源14的電壓V。s基本上保持恒定不變。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員認(rèn)識到，本發(fā)明不限制于上述的優(yōu)選實(shí)施例。相反，可以在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)進(jìn)行各種修改和變型。在權(quán)利要求中，術(shù)語“包括”不排除其他的元件或步驟，并且未指明單數(shù)或復(fù)數(shù)的術(shù)語名詞不排除復(fù)數(shù)。某些措施描述在相互不同的從屬權(quán)利要求中的這一事實(shí)并不表示不可以有利地利用這些措施的組合。
權(quán)利要求
1.一種用于確定過程變量并且經(jīng)由雙線電流回路向遠(yuǎn)程地點(diǎn)提供表示所述過程變量的測量信號的回路供電現(xiàn)場設(shè)備，所述回路供電現(xiàn)場設(shè)備包括測量設(shè)備，用于確定所述過程變量；以及回路接口電路，用于將所述測量信號提供到所述雙線電流回路以及用于將來自所述雙線電流回路的功率提供到所述測量設(shè)備；其中所述回路接口電路包括電流控制電路，所述電流控制電路連接到所述雙線電流回路和所述測量設(shè)備，所述電流控制電路能被所述測量設(shè)備控制為向所述雙線電流回路提供所述測量信號；第一轉(zhuǎn)換器，該第一轉(zhuǎn)換器具有與所述電流控制電路串聯(lián)從而連接到所述雙線電流回路的輸入、以及用于向所述測量設(shè)備提供功率的輸出；以及電壓調(diào)節(jié)電路，用于通過控制所述第一轉(zhuǎn)換器的所述輸入的輸入電壓將所述電流控制電路的電壓調(diào)向期望電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的回路供電現(xiàn)場設(shè)備，其中，所述期望電壓高于使得所述電流控制電路能夠提供所述測量信號所需的最小電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的回路供電現(xiàn)場設(shè)備，其中，所述期望電壓為預(yù)定電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2中任一項所述的回路供電現(xiàn)場設(shè)備，其中，所述第一轉(zhuǎn)換器為開關(guān)轉(zhuǎn)換器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2中任一項所述的回路供電現(xiàn)場設(shè)備，其中，所述電流控制電路能被控為以第一時間常數(shù)調(diào)節(jié)流經(jīng)所述雙線電流回路的回路電流，并且所述電壓調(diào)節(jié)電路被配置成以基本上大于所述第一時間常數(shù)的第二時間常數(shù)調(diào)節(jié)所述第一轉(zhuǎn)換器的所述輸入的所述輸入電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的回路供電現(xiàn)場設(shè)備，其中，所述第二時間常數(shù)至少比所述第一時間常數(shù)大10倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2中任一項所述的回路供電現(xiàn)場設(shè)備，還包括連接到所述第一轉(zhuǎn)換器的能量存儲設(shè)備。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2中任一項所述的回路供電現(xiàn)場設(shè)備，包括第二轉(zhuǎn)換器，所述第二轉(zhuǎn)換器具有連接到所述第一轉(zhuǎn)換器的所述輸出端的輸入端。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2中任一項所述的回路供電現(xiàn)場設(shè)備，還包括用于限制所述第一轉(zhuǎn)換器的所述輸出電壓的并聯(lián)調(diào)節(jié)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2中任一項所述的回路供電現(xiàn)場設(shè)備，其中，所述現(xiàn)場設(shè)備為雷達(dá)物位計，所述雷達(dá)物位計包括微波單元，用于產(chǎn)生微波并向罐中所含的產(chǎn)品傳播所述微波；以及處理電路，用于確定罐中所含的產(chǎn)品的裝料高度，并且用于控制包括在所述回路接口電路內(nèi)的所述電流控制電路向所述雙線電流回路提供表示裝料高度的所述測量信號。
11.一種用于經(jīng)由雙線電流回路向遠(yuǎn)程地點(diǎn)提供表示由測量設(shè)備所確定的過程變量的測量信號的回路接口電路，所述回路接口電路包括電流控制電路，用于向所述雙線電流回路提供所述測量信號；第一轉(zhuǎn)換器，所述第一轉(zhuǎn)換器具有被設(shè)置成與電流控制電路串聯(lián)并用于接收來自所述雙線電流回路的功率的輸入、以及用于向所述測量設(shè)備提供功率的輸出端；以及電壓調(diào)節(jié)電路，用于通過控制所述第一轉(zhuǎn)換器的所述輸入的輸入電壓將所述電流控制電路的電壓調(diào)向期望電壓。
12.一種使用回路接口電路將來自雙線電流回路的功率提供給回路現(xiàn)場設(shè)備的方法， 所述回路接口電路包括電流控制電路，用于經(jīng)由所述雙線控制回路向遠(yuǎn)程地點(diǎn)提供來自所述回路供電現(xiàn)場設(shè)備的測量信號；以及第一轉(zhuǎn)換器，該第一轉(zhuǎn)換器具有與所述電流控制電路串聯(lián)的輸入端、以及用于向所述回路供電現(xiàn)場設(shè)備提供功率的輸出端；所述方法包括以下步驟控制所述電流控制電路以調(diào)節(jié)流經(jīng)所述雙線電流回路的回路電流，由此提供所述測量信號；以及通過控制所述第一轉(zhuǎn)換器的所述輸入的輸入電壓將所述電流控制電路的電壓調(diào)向期望電壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述期望電壓高于使得所述電流控制電路能夠提供所述測量信號所需的最小電壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其中，所述電流控制電路被控制為以第一時間常數(shù)調(diào)節(jié)所述回路電流，并且以基本上大于所述第一時間常數(shù)的第二時間常數(shù)調(diào)節(jié)所述第一轉(zhuǎn)換器的所述輸入的所述輸入電壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述第二時間常數(shù)至少比所述第一時間常數(shù)大10倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定過程變量并且經(jīng)由雙線電流回路向遠(yuǎn)程地點(diǎn)提供表示過程變量的測量信號的回路供電現(xiàn)場設(shè)備，回路供電現(xiàn)場設(shè)備包括用于確定過程變量的測量設(shè)備；用于將測量信號提供到雙線電流回路并將來自雙線電流回路的功率提供到測量設(shè)備的回路接口電路。該回路接口電路包括電流控制電路，該電流控制電路連接到雙線電流回路及測量設(shè)備，并且電流控制電路可由測量設(shè)備控制以向雙線電流回路提供測量信號；第一轉(zhuǎn)換器，具有與電流控制電路串聯(lián)從而連接到雙線電流回路的輸入、以及用于向測量設(shè)備提供功率的輸出；以及電壓調(diào)節(jié)電路，用于通過控制第一轉(zhuǎn)換器的輸入的輸入電壓將電流控制電路的電壓調(diào)向期望電壓。
文檔編號H02M3/156GK102545586SQ20111028984
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者瓦爾特·尼爾森 申請人:羅斯蒙特儲罐雷達(dá)股份公司