具有傾斜顯示器的過程變送器的製作方法

2023-12-05 14:41:56 2

專利名稱：具有傾斜顯示器的過程變送器的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於監測和控制工業過程的裝置。具體而言，本發明涉及變換器用顯示器，所述變換器被用於測量工業過程的過程變量。
背景技術：
工業過程被用於監測和控制過程流體，諸如用於製造或者提煉。示例的工業過程包括煉油廠、食物製造廠、紙漿製備企業等。
在工業過程中，操作者經常必須獲得關於過程操作的信息。遠程單元，稱為「變送器」，被耦合至過程並將與過程變量相關的信息(壓力、溫度、流速等)傳送到控制室。過程變量可以在控制室中用設備觀察或者操作。
在一些情況下，操作者需要從過程變送器中直接觀察信息。因此，一些過程變送器包括顯示器，所述顯示器被用於在變送器的表面上直接顯示被測量的過程變量或者其它與變送器相關的其它信息。例如，操作者可以使用顯示器以校正或者配置過程變送器。
儘管過程變送器具有許多物理結構，通常的設計包括殼體，所述殼體具有過程耦合(coupling)側或者過程耦合表面，以及圓柱腔，其容納不同的變送器電路。圓柱殼體被安置垂直於過程耦合表面並用螺絲連接到圓柱體的各端的端蓋密封。當顯示器被添加到這樣的變送器，其典型地被安置靠近端蓋之一。端蓋可以具有透明窗口以從外部觀察。顯示器本身典型地是矩形並且被方形地安置在變送器殼體上，即，其被取向這樣矩形顯示器的長側平行於變送器的寬度，短側平行於變送器的高度。信息然後在橫過矩形顯示器的寬度上以標準的方式顯示，被顯示的字符和符號與顯示器的側面相對齊。

發明內容
一種用於監測工業過程的過程控制系統中使用的變送器，包括殼體，所述殼體具有頂部和底部，以及在其間延伸的高度。過程變量傳感器被構造以傳感過程的過程變量，並將過程變量輸出提供給變送器電路，所述變送器電路提供顯示輸出。平行四邊形顯示器被安置到殼體，平行四邊形顯示器的側面相對殼體的高度以角度安置。另外一方面，符號與平行四邊形顯示器以角度對齊。


圖1是包括現有技術顯示器的變送器的側面平面圖；圖2是根據本發明的示例實施例，包括顯示器的變送器的側面平面圖；圖3A和3B是圖2的顯示器的顯示的側面平面圖並說明了不同類型的信息的顯示；圖3C是顯示顯示段的顯示器的主視平面圖；圖4是包括圖3A-4的顯示器的變送器的分解透視圖。
具體實施例方式
本發明包括具有相對變送器的高度和寬度成角度的顯示器的過程控制變送器。此結構允許額外的信息橫過顯示器被顯示。一方面，成角度的平行四邊形顯示器被構造以在水平和/或者垂直方向顯示符號或者數據。由於顯示器相對變送器的高度和寬度成角度，水平和垂直方向與顯示器的側面形成角度，所述角度在0°到90°之間。在一個特定的實施例中，所述角度大約是45°。一方面，平行四邊形顯示器被提供，其中顯示器上的字符相對顯示器的側面成角度。
圖1是現有技術的變送器10的側面平面圖，用於監測工業過程的過程控制系統中。變送器10包括殼體12，所述殼體12耦合至過程管道系統16和過程聯接器14。殼體12在高度的方向H上延伸，所述高度方向H是離開過程聯接器14的方向。寬度方向是垂直於高度方向的方向。
如圖1中所示，變送器10包括顯示器20。顯示器20是矩形顯示器，所述矩形顯示器在高度和寬度方向上矩形安置，即，顯示器的矩形的短側平行於高度方向取向，矩形的長側垂直於高度方向取向。此外，顯示器20上的字符也與矩形的側面相對齊。經常地，LCD(液晶顯示器)被使用，其中信息通過激活細長的液晶線段而被傳輸。儘管使用線段的顯示器在可以被顯示的圖像和符號的類型上受到限制，具有七段的顯示器可以被安置，這樣所有的數字可以被顯示。此外，具有十四段的顯示器除了數字字符之外可以被用於顯示字母字符。更為複雜的圖像可以使用點矩陣來顯示。
圖2是根據本發明的一個實施例的變送器40的側面平面圖。變送器40包括殼體42和過程聯接器44，所述過程聯接器耦合到過程管道系統16。在如圖2所示的布置中，平行四邊形顯示器，特別地顯示器50被取向，這樣方形或者矩形顯示器的側面與變送器的高度方向成角度。在一個實施例中，所述矩形包括方形，所述側面相對變送器40的高度和寬度方向是45度角度。此外，顯示器50上的字符可以被安置在相對顯示器的側面的角度上。在此實施例中，一些字符相對顯示器50的側面的角度與顯示器50的側面相對變送器40的高度和寬度的角度相同，這樣字符在與高度方向垂直的方向相對齊。當使用段式顯示器時，被用於形成數字的許多段垂直於高度方向和平行於高度方向取向。
儘管本發明包括平行四邊形的顯示器，在一個優選的實施例中，平行四邊形的兩個側面相平行以由此形成矩形或者方形。儘管矩形(特別地是方形)顯示器被顯示，在一方面平行四邊形顯示器可以被使用。
圖3A和3B是顯示顯示信息的不同類型的顯示器50的主視平面圖。顯示器50被顯示具有圖形顯示器52，所述圖像顯示器52包括圍繞平行四邊形的頂部拐角64取向的條線圖的圖像顯示器52。可以理解通過順應平行四邊形的角度，可以對顯示區域進行有效地使用。文字數字信息54也顯示在所述顯示器50上。文字數字信息54也相對顯示器的側面56以角度安置。在此實施例中，文字數字信息對顯示器50的四個側面56是45度角度。顯示器50具有高度H和寬度W，文字數字信息與寬度W相平行並垂直於高度H。文字數字信息使用細長的顯示段來形成，例如液晶線段。對於用於顯示數字信息的液晶線段，所述線段平行於顯示器50的寬度或者高度對齊。如此處所使用，「字符軸線」是沿著其字符被對齊的軸線，諸如平行於寬度或者高度的方向。此結構允許所述信息在平行四邊形顯示器的兩個相對拐角60、68之間顯示信息。使用這樣的結構，相對較大的文字數字或者其它信息可以在兩個相對的側拐角60、62之間顯示。信息還可以更小的形式在顯示器50的頂部拐角64和底部拐角66中顯示。可以理解一些字符可以平行於顯示器的寬度，同時其它字符可以順應顯示器的側面和/或者角度(即，上部拐角內所示的條形圖)或者可以被安置在任何理想的角度以更好地利用顯示器區域。
圖3C是顯示不同的字符和顯示器線段的顯示器50的主視平面圖。顯示器50包括數字顯示部分80，所述數字顯示部分80包括幾個單獨的7段顯示元件和安置橫過顯示器50的相對拐角的相鄰句號。圖3C中也顯示了文字數字部分82，所述文字數字部分82包括一行五個或者一行六個單獨十四段顯示元件，所述顯示元件被安置橫過顯示器50的寬度。固定的顯示器元件84也被顯示在圖3C中。在此示例中，它們包括開方根符號、負號、百分號和文字「ERROR」。本發明也包括其它顯示結構和形式。在一個實施例中，本發明使用液晶顯示器或者發光二極體元件實施。但是，任何的顯示技術可以被使用。儘管顯示器50被顯示包括線段或者固定的顯示元件，本發明的顯示器也可以包括獨立的點以形成點矩陣或者其它的顯示技術。點矩陣顯示器提供了更多的靈活性，因為點可以被安置以顯示任何所需的符號。
圖4是顯示承載在殼體42內的不同元件的變送器40的分解視圖。殼體42包括圓柱部分90，所述圓柱部分90通過端蓋92、94密封。圓柱部分90之內的是變送器電路100和接線盒102。變送器電路100被構造以耦合到過程變量傳感器104。傳感器104可以安置到殼體42之內或者外部。來自傳感器104的過程變量數據通過變送器電路100所接收並通過接線盒102連接到雙線過程控制環路110。過程控制環路110耦合到控制室112。過程控制環路110可以符合任何合適的技術或者標準。例如，在一個優選的實施例中，環路112包括雙線過程控制環路，所述雙線過程控制環路承載電流的電平在4毫安到20毫安之間。在一些實施例中，包括顯示器50的變送器電路100完全用在環路110之上所接收的電源供電。
顯示器50可以被構造以使用補翼120夾入(snap into)電路100，所述補翼120與容器補翼122相匹配。顯示器50上的電插頭通過電路插頭124所容納。
本發明的顯示器的角度設計允許顯示器的玻璃區域的可使用性增加，尤其是中間字符組，所述字符組橫過顯示器的寬度延伸。其它技術也可以被使用於增加顯示器區域，諸如使用圓形顯示器。但是，這對獲取或者製造更加困難，因此也就更為昂貴。用於連接到這樣的顯示器的電觸點也可能是有問題的。在此處說明的特定的實施例中，大約240段來顯示，這需要42個電觸點，所述電觸點沿著用於顯示器的玻璃的兩個側面被分開。被旋轉的顯示器的使用相對較為便宜，並沿著用於顯示所需的信息的顯示器的邊緣提供充分數目的觸點。
儘管本發明的顯示器被顯示具有特定的變送器結構，所述顯示器可以與其它的過程控制工具(包括任何的過程裝置，所述過程控制裝置安置在諸如控制元件的領域中)一起使用，其中這對於顯示信息是有利的。本發明有效地利用工具的表面上可獲得的空間。用於在過程裝置上顯示信息的外空間受到限制。本發明允許額外的數據被顯示，或者以更為可讀的形式來顯示，然後以典型的現有技術來設計。儘管平行四邊形，特別是矩形結構被說明，本發明可以用包括矩形的其它結構一起使用。還可以理解平行四邊形顯示器不需要圓形或彎曲的拐角(諸如圓形顯示器)。這樣的圓形或者彎曲的拐角難於製造並增加了製造成本。
儘管對本發明的一些實施例進行了說明，普通技術人員可以理解在不背離本發明的精神和原則的情況下可以對本發明進行修改和變化，其範圍由所附權利要求書所限定。傳感器和/或者顯示器可以相對變送器或者變送器電路遠程安置。
權利要求
1.一種用於監測工業過程的過程控制系統中使用的變送器，包括殼體，所述殼體具有頂部和底部，以及在其間延伸的高度；過程變量傳感器，所述過程變量傳感器被構造以傳感過程的過程變量，並響應提供過程變量輸出；殼體中中的變送器電路，所述變送器電路被構造以提供顯示輸出；平行四邊形顯示器，所述平行四邊形顯示器被安置到殼體，所述平行四邊形顯示器的側面相對高度的角度大於0度且小於90度；以及顯示器，所述顯示器被構造以顯示響應顯示器輸出的信息。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，平行四邊形包括矩形或者方形。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，平行四邊形顯示器的側面和高度之間的角度是45度。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，平行四邊形顯示器包括至少一個具有長度的顯示段，並且顯示段長度通常平行於高度。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於，包括對高度成角度安置的第二顯示段。
6.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，平行四邊形顯示器包括至少一個具有長度的顯示段，並且顯示段長度通常垂直於高度。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特徵在於，包括高度成角度安置的第二顯示段。
8.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，包括被構造耦合至此過程的底座，並且高度是離開此底座的方向。
9.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，傳感器從變送器殼體遠程安置並通過電連接耦合到變送器電路。
10.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，傳感器被容納在變送器殼體中。
11.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，顯示器從變送器電路遠程安置。
12.一種用於監測工業過程的過程控制系統中使用的變送器，包括殼體；過程變量傳感器，所述過程變量傳感器被構造以傳感過程的過程變量，並響應提供過程變量輸出；在殼體中共存的變送器電路，所述變送器電路被構造以提供顯示輸出；以及平行四邊形顯示器，所述平行四邊形顯示器被構造以顯示與顯示器輸出相關的顯示信息並具有四個側面，同時被安裝到殼體，所述平行四邊形顯示器被構造以顯示多個與字符軸線對齊的字符，所述字符軸線被安置對平行四邊形顯示器的側面在大於0度小於90度的角度上安置。
13.根據權利要求12所述的裝置，其特徵在於，至少字符的一部分與顯示器的側面相對齊。
14.根據權利要求13所述的裝置，其特徵在於，字符軸線和平行四邊形顯示器的側面之間的角度是大約45°。
15.根據權利要求13所述的裝置，其特徵在於，平行四邊形包括矩形或者方形。
16.根據權利要求12所述的裝置，其特徵在於，殼體具有頂部和底部，以及在其間延伸的高度，平行四邊形顯示器的側面相對高度的角度大於0度和小於90度。
17.根據權利要求16所述的裝置，其特徵在於，平行四邊形顯示器的側面和高度之間的角度是45度。
18.根據權利要求16所述的裝置，其特徵在於，平行四邊形顯示器包括至少一個具有長度的顯示段，並且顯示段長度通常平行於高度。
19.根據權利要求16所述的裝置，其特徵在於，平行四邊形顯示器包括至少一個具有長度的顯示段，並且顯示段長度通常垂直於高度。
20.根據權利要求16所述的裝置，其特徵在於，包括被構造耦合至此過程的底座，並且高度是離開此底座的方向。
21.根據權利要求12所述的裝置，其特徵在於，傳感器從變送器殼體遠程安置並通過電連接耦合到變送器電路。
22.根據權利要求12所述的裝置，其特徵在於，傳感器被容納在變送器殼體中。
全文摘要
一種用於監測工業過程的過程控制系統中使用的變送器(40)，包括殼體(42)，所述殼體(42)具有頂部和底部，以及在其間延伸的高度(H)。平行四邊形顯示器(50)被安裝到殼體(42)上。平行四邊形顯示器(50)的側面(52)相對殼體(42)的高度以角度安置。
文檔編號G12B11/00GK1678887SQ03820173
公開日2005年10月5日 申請日期2003年8月28日 優先權日2002年9月6日
發明者斯科特·D·尼爾森, 約翰·布魯爾 申請人:羅斯蒙德公司