本公开总体上涉及传感器，并且更具体地，涉及具有导电靶标运动感测的液位传感器。
背景技术：
液位传感器通常用于过程控制系统中，以改变或维持罐中存储的流体量。特别地，液位传感器包括可操作地耦合至开关的浮力浮动装置。基于前述浮力浮动装置的运动，控制开关以操作阀流体地耦合到罐，用于维持或调节罐中的流体液位。
技术实现要素：
示例性液位传感器包括：可操作地耦合到感测构件的杆；可操作地耦合到该杆的靶标，其中靶标包括导体；感应线圈，用于生成磁场并测量与靶标和磁场相关联的反馈特征标；以及处理器，用于基于反馈特征标来计算感测构件的位置。
确定液位传感器的感测构件的位置的示例性方法包括：向感应线圈提供电流以生成用于靶标的磁场，其中靶标可操作地耦合至由感测构件移动的杆，并且其中靶标具有位于其上的导体。该方法还包括：经由感应线圈获得与靶标和磁场相关联的反馈特征；以及通过利用至少一个处理器执行指令，基于反馈特征标来计算感测构件的位置。
示例性非暂时性机器可读介质包括存储在其上的指令，其中，所述指令在被执行时使处理器：至少使感应线圈生成磁场；确定与该磁场和由液位传感器的感测构件移动的靶标相关联的反馈特征标，其中靶标包括位于其上的导体；以及基于反馈特征标计算感测构件的位置。
附图说明
图1是根据本公开的教导的示例性液位感测系统的示意图。
图2是图1的示例性液位感测系统的示例性液位传感器的局部剖视图。
图3是图2的示例性液位传感器的一部分的细节图。
图4a和图4b描绘了可以在本文公开的示例中实现的示例性靶标。
图5示出了图3的示例性线圈阵列。
图6是可以在本文公开的示例中实现的液位传感器分析器的示意性概览图。
图7是表示机器可读指令的流程图，该机器可读指令可以被执行以实现本文公开的示例。
图8是构造用于执行图7中的指令来实现图1中的示例性液位传感系统和/或图6中的示例性液位传感器分析器的示例性处理平台框图。
附图未按比例绘制。取而代之的是，可以在附图中放大层或区域的厚度。通常，在整个附图和随附的说明书中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。如在本专利中使用的，声明任何部分以任何方式在(例如定位、位于、布置在或形成)另一部分上，表示所引用的部分或者与另一部分接触，或者所引用的部分在另一部分之上并且在它们之间存在一个或多个中间部分。除非另有说明，否则连接引用(例如，附接、耦合、连接和结合)应被广义地解释，并且可以包括元件集合之间的中间构件以及元件之间的相对运动。这样，连接引用不必推断两个元件直接连接并且彼此成固定关系。声明任何部分与另一部分“接触”意味着这两个部分之间没有中间部分。
当标识可被单独引用的多个元素或组件时，在本文中使用描述语“第一”、“第二”、“第三”等。除非基于使用上下文另外指定或理解，否则此类描述语无意于赋予优先级、物理顺序或列表中的排列或时间顺序的任何含义，而仅用作分别引用多个元素或组件的标签，以便于理解所公开的示例。在一些示例中，描述语“第一”可以用于指代说明书中的元素，而在权利要求中可以使用诸如“第二”或“第三”之类的不同描述语来引用相同的元素。在这样的情况下，应当理解，仅仅为了易于引用多个元素或组件而使用这样的描述语。
具体实施方式
公开了具有导电靶标运动感测的液位传感器。已知的液位传感器通常用于控制储存在罐中的流体(例如，液体)的量。通常，液位传感器的浮选装置可操作地耦合到控制流体阀的开关。特别地，通过开关操作流体阀以通过填充或排空罐来控制罐的液位。然而，由于许多机械部件和/或运动部件的实施，这些已知液位传感器可能易于随时间磨损或长期漂移。
本文公开的示例使得能够对附接到杆的感测构件(例如，浮动构件、浮动悬锤、浮标等)进行准确且可靠的位置感测。特别地，杆包括在其上限定有导体(例如，印刷导体、图案化导体、盘绕靶标、印刷线圈图案等)的靶标。根据本文公开的示例，由至少一个感应线圈生成磁场(例如，多个感应线圈生成重叠的感应场)，并且与靶标和磁场有关的合成反馈特征标在靶标被移动(例如，旋转移动、可平移地移动等)和/或随着杆和感测构件一起被移位时被一个或多个感应线圈和/或磁场传感器测量。进而，反馈特征标和/或反馈特征标的变化被分析以计算感测构件的位置和/或位移。换句话说，通过反馈特征标或其变化来测量和/或分析靶标的运动，以计算感测构件的运动程度。
本文公开的示例可以在很少或没有机械调节的情况下容易地适应和/或校准杆和/或感测构件的运动。此外，由于控制接口的实施，本文公开的示例还使得能够快速且相对容易地调整和设置过程控制参数(例如，液位校准数据、零值和跨度值等)，该控制接口可以容易地将与该靶标相关联的磁场测量适应相关过程控制装置的所需控制。此外，本文公开的示例使得能够存储设置和/或参数以减少通常需要的手动调整。
在一些示例中，基于上述感测构件的计算出的位置和/或位移来调节或控制阀致动器。在一些示例中，杆绕轴线枢转和/或旋转以移动靶标。附加地或可替代地，杆以平移运动来运动。在一些示例中，靶标包括通常为三角形或月牙形的导体。附加地或可替代地，靶标包括蚀刻的铜导体，其被限定在印刷板(例如，印刷电路板、未供电板等)上。
如本文所用，术语“感测构件”是指移动以感测状况的部件、组件和/或装置。因此，“感测构件”可以以旋转和/或平移运动来运动。如本文所使用的，术语“反馈特征标”是指表征来自所生成的磁场的影响的结果信号和/或参数。因此，术语“反馈特征标”可以涉及由有源供电或未供电的导体反射、改变和/或变化的信号。
图1是根据本公开的教导的示例性液位感测系统100的示意图。所示示例的液位感测系统100包括分析器102和传感器104，传感器包括延伸到罐106中的杆105。液位感测系统100还包括：感测构件(例如，浮动构件、浮动悬锤、平衡浮子等)108，其可操作地耦合到杆105并布置在罐106内；磁场传感器(例如，磁场传感器阵列等)110；过程控制器(例如，调节电子设备)111；可编程逻辑控制器(plc)112；以及阀致动器114，其可操作地耦合到阀116。
在操作中，罐106中的流体120使传感构件108移位，从而使传感器104的杆105移动。进而，由磁场传感器110测量杆105的移动。基于杆105的运动，所示示例的分析器102确定罐106内的流体高度和/或流体120的量。示例性过程控制器111基于要存储在罐106中的流体120的期望量来引导和/或控制阀致动器114，进而控制阀116。特别地，阀116控制流体120进入罐体106的程度。附加地或可替代地，阀116控制流体120从罐106排出的程度。
为了控制与分析器102、传感器104、阀致动器114和/或阀116相关联的设定点参数和/或校准，示例性plc112可以被实现为设置和/或定义与过程控制器111相关联的参数、指令等。在一些示例中，可编程功能(例如，基于检测到的条件、期望的设置、所选择的配置和/或传感器数据的功能)由plc112存储和/或执行。
在一些示例中，磁场传感器110和分析器102是一体的。在一些这样的示例中，磁场传感器110可以作为至少一个分立部件放置在分析器102的电路板上。尽管在该示例中示出了阀116，但是可以代替地实现任何其他适当的过程控制装置(例如，流体调节器、压力调节器、流体/液压开关等)。此外，本文公开的示例可以应用于涉及运动或位置感测的任何其他适当的应用。
图2是图1的示例性液位感测系统100的示例性液位传感器104的局部剖视图。在所示的示例中，液位传感器104包括：限定出内部空腔204的壳体202、底座206、感测构件108、杆210、运动转换器(例如，运动差速器、枢轴、枢转差速器)212、以及在该示例中被实现为臂214的杆105。此外，示例性液位传感器104包括底座216、218、凸缘底座220和指示器(例如，控制面板、用户界面等)222。所示示例的指示器222包括显示器226和用户输入界面228。
为了移动臂214，图1中所示的流体120中的感测构件108的浮力使得感测构件108与芯杆210一起运动。继而，(例如，当臂214被实现为扭矩管时)所示示例的运动转换器212引起臂214的平移(例如，枢转、线性)运动或旋转运动(如一般性地由双箭头230所指示)。换句话说，感测构件108的线性和/或旋转运动由于运动转换器212而被转换为臂214的运动，其可以是平移的或旋转的。
图1所示的示例性分析器102基于(即间接地基于)臂214的运动来确定感应元件108的位置和/或位移，用于与罐106有关的液位测定。如将在下文中参照图3-8更详细地讨论的那样，靶标(例如，导电靶标、印刷靶标、蚀刻靶标等)302(图3所示)可操作地耦合到臂214，并因此在感测构件108移位时与臂214一起移动。继而，关于靶标302的磁场测量被用来确定感测构件108的位置和/或位移。
图3是图1的示例性液位传感器104的一部分的细节图。在图3所示的视图中示出了感测构件108，其具有运动转换器212和带有相应纵轴301的臂214。前述示例性靶标302在图1所示的磁传感器110中实现，并且安装至枢轴304，枢轴在该示例中定位在臂214的远端。示例性靶标302包括具有导体(例如，导体、印刷图案、金属图案、蚀刻图案等)308的未供电板(例如，印刷电路板、接线板等)306。此外，示出的线圈阵列(例如，感应线圈阵列)310定位在示例性靶标302附近，并且包括线圈(例如，感应线圈、感应元件等)312(以下称为312a、312b、312c、312d等)。示例性线圈阵列310被实现在图1所示的磁场传感器110中。
为了测量臂214的运动程度从而测量传感构件108的运动程度，示例性线圈阵列310的线圈312a、312b、312c、312d生成具有重叠感应场的磁场。因此，，导体308相对于线圈312a、312b、312c、312d的运动(如一般性地由箭头320所指示)引起由线圈312a、312b、312c、312d获得的在磁场测量中的变化。继而，与该变化相关联的反馈特征标被用于计算靶标302进而感测构件108的运动。反馈特征标可以基于互感，该互感通过靶标302与导体308之间的相对运动而变化。如将在下面结合图4a和4b更详细地讨论的，导体308被成形为改变和/或影响与由线圈312a、312b、312c、312d生成的磁场相对应的合成反馈特征标。此外，基于感测构件108与靶标302之间的已知关系(例如，已知运动学关系)来计算感测构件108的运动和/或位置。
尽管在该示例中示出了四个线圈312，但是取决于所需的精度和/或相关联的运动程度，可以代替地实现任何适当数量的线圈312(例如，一个、两个、三个、五个、十个、五十个、一百个等)。在该示例中，线圈312至少部分地由蚀刻的铜构成，并且板306被实现为(例如，印刷电路板等)，该印刷板具有印刷或蚀刻在其上的导体308。然而，可以代替地实现任何适当的其他材料和/或结构配置。在一些示例中，单个靶标被用于确定臂214的线性运动和旋转运动。在一些其他示例中，靶标302被布置在罐106中，而线圈312被定位在罐106的外部。
图4a和图4b描绘了可以在本文公开的示例中实现的示例性靶标配置。转到图4a，图3中的靶标302被示出带有导体308。特别地，示例性靶标302可以用于确定臂214(如图2和图3所示)的平移(或旋转)运动。在图4a的图示示例中，线圈位置402表示相对于靶标302的整体形状示出的线圈312中的至少一个。
所示示例的示例性靶标302总体上呈三角形，并包括侧面404、基部406和尖端(例如，会聚部)408。在该示例中，靶标302相对于线圈位置402的运动(如一般性地由双箭头412所指示)改变由线圈312和/或磁场传感器110中的至少一个线圈测量的合成反馈特征标和/或磁场。在一些示例中，上述三角形包括在各个角处的圆形。
图4b描绘了可替换的示例性靶标420。示例性靶标420类似于图图3和图4a的靶标302，但是其被代替地实现为测量(例如，臂214的)旋转运动和/或活动。靶标420包括一般是新月形的图案421，并且包括具有较窄的远端部分424的较宽部分422。在一些示例中，远端部分424彼此不同(例如，在长度、宽度等方面)以确定例如旋转方向。
在所示的示例中，代表图3的线圈312a、312b、312c、312d的线圈位置402相对于靶标420被示出。当靶标420绕轴线428旋转(如一般性地由双箭头430所指示)时，靶标420改变在线圈312a、312b、312c、312d处测量的反馈特征标。由此，可以确定靶标420的旋转位移和/或运动。在一些示例中，线圈312a、312b、312c、312d中的至少两个相对于轴线428同心地布置。在其他示例中，线圈312a、312b、312c、312d中的至少两个至轴线428的距离不同。
虽然4a和图4b的示例描绘了某些靶标形状，但是可以代替地实现任何适当的靶标形状(例如，矩形、椭圆形、菱形、多边形等)。此外，图4a和4b的示例可以相互结合使用(例如，它们的混合形状)。
图5示出了图3的示例性感应线圈阵列310。如从示出的示例中能看出的，所示出的线圈312a、312b、312c、312d以大致矩形的形式排布在板306上。在此示例中，线圈312a、312b、312c、312d分别耦合(例如，电耦合)到相应的电容器504(以下称为504a、504b、504c、504d等)，在该示例中，每个电容器具有大约160-200皮法拉(pf)(例如180pf)的电容。然而，可以代替地实现任何适当的电容值。在一些示例中，电容器504a、504b、504c、504d位于板306上和/或放置在板上。此外，虽然板306通常被描绘为矩形，但是板306可具有适当的形状和/或轮廓(例如，圆形、椭圆形、多边形等)。
图6是可以在本文公开的示例中实现的液位传感器分析器600的示意性概览图。示例性液位传感器分析器600可以在分析器102，过程控制器111和/或plc112中实现。在该特定示例中，液位传感器分析器600在分析器102中实现。所示示例的液位传感器分析器600示例包括计算部分602，其包括磁场表征器604、线圈阵列控制器/分析器606、靶标分析器608和过程控制导向器610。在一些示例中，液位传感器分析器600还包括磁场数据存储装置612，其可通信地耦合到计算部分602。在该示例中，线圈阵列控制器/分析器606可通信地耦合到线圈阵列310。
所示示例的磁场表征器604确定和/或表征由线圈阵列310测量的反馈特征标。在该示例中，磁场表征器604利用反馈特征标来计算或确定可操作地耦合到感测构件108的靶标302的位置和/或位移。例如，由线圈312a、312b、312c、312d生成的多个重叠场生成由线圈312a、312b、312c、312d获得的反馈特征标。尤其是当靶标302移动时，基于导体308与线圈312a、312b、312c、312d之间的互感，所生成的磁场产生在线圈312a、312b、312c、312d处测量的电流的变化，从而得到反馈特征标中的差异(例如，测量到的电流中的变化)。继而，反馈特征标中的差异被用于计算靶标302进而感测构件108的位置和/或位移。附加地或可替代地，磁场表征器604关联一个功能，该功能使反馈特征标与/或其改变与感测构件108的基于时间的运动有关(例如，基于时间的功能)，以确定感测构件108的位置和/或位移。
在一些示例中，磁场表征器604将测量的反馈特征标与存储的反馈特征标进行比较，以计算感测构件108和/或靶标302的位置和/或位移。在一些这样的示例中，存储的反馈特征标与靶标302的已知位置(例如，先前测量的位置)相关联(例如，与已知位置相关联的先前记录的反馈特征标)。附加地或可替代地，在线圈312a、312b、312c、312d处测量的电流信号中的差异限定了反馈特征标。在一些其他示例中，线圈312a、312b、312c、312d之间的电流差异被用于对靶标302的位置进行三角测量。
在所示的示例中，线圈阵列控制器/分析器606控制提供给线圈312的电流量。在一些示例中，线圈阵列控制器/分析器606将每个线圈312保持在相对相似的位置(例如，相同、彼此相差1％之内等)。可替代地，线圈阵列控制器/分析器606控制要提供给线圈312之一的不同电流值。在一些示例中，线圈阵列控制器/分析器606限定了线圈312中的一个特定线圈以向其提供电流。附加地或可替代地，线圈阵列控制器/分析器606控制各个线圈312的不同输出相位。
示例性靶标分析器608接收与所生成的磁场有关的磁场测量信号，并将该信号转换为反馈特征标和/或表征反馈特征标的数据。附加地或可替代地，靶标分析器608基于靶标302的位移指示差分磁场值。
在一些示例中，过程控制导向器610被实现为基于从图1所示的plc112接收到的校准值和/或可编程指令来控制阀致动器114和/或阀116。例如，过程控制导向器610基于反馈特征标利用感测构件108的计算出的位置来经由过程控制器111控制阀致动器114的运动。
在该示例中，磁场数据存储装置612存储与磁场值、反馈特征标、预期测量值、预定移动关系(例如，在感测构件108和臂214之间)相关联的数据，以用于确定感测构件108的位置和/或运动。附加地或可替代地，磁场数据存储器612存储与过程控制器111和/或过程控制导向器610相关联的校准数据(例如，当前校准数据、更新的校准数据等)。
在一些示例中，过程控制导向器610和/或过程控制器111提供4-20毫安(ma)的控制信号。在一些示例中，hart、现场总线、profibus、profinet和/或opc协议被实施。在一些这样的示例中，这些通信协议可以用于存储过程传感器数据(例如，最小值、最大值、平均值、平均值、发生变化的时间等)。
虽然在图6中图示了实现图6的液位传感器分析器600的示例性方式，但是可以组合、划分、重新布置、省略、消除图6中所示的一个或多个元件、过程和/或装置，和/或以任何其他方式实施。此外，图6的示例性过程控制器111、示例性磁场表征器604、示例性线圈阵列控制器/分析器606、示例性靶标分析器608和示例性过程控制导向器610和/或(更广泛地)示例性液位传感器分析器600可以通过硬件、软件、固件和/或硬件、软件和/或固件的任何组合来实现。因此，例如，示例过程控制器111、示例磁场表征器604、示例线圈阵列控制器/分析器606、示例靶标分析器608、示例过程控制导向器610和/或(更广泛地)液位传感器分析器600中的任一个可以由一个或多个模拟或数字电路、逻辑电路、一个或多个可编程处理器、一个或多个可编程控制器、一个或多个图形处理单元(gpu)、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、可编程逻辑器件(pld)和/或现场可编程逻辑器件(fpld)来实现。当阅读本专利的任何设备或系统权利要求以涵盖纯软件和/或固件实现时，示例性过程控制器111、磁场表征器604、示例性线圈阵列控制器/分析器606、示例性靶标分析器608和/或示例性过程控制导向器610中的至少一个在此明确定义为包括非暂时性计算机可读存储装置或存储磁盘，例如存储器、数字多功能磁盘(dvd)、光盘(cd)、蓝光光盘等，包括软件和/或固件。更进一步地，图6的示例性液位传感器分析器600包括除了或代替图6中所示的那些元件以外的一个或多个元件、过程和/或装置，和/或可以包括一个以上的或全部的所示元件、过程和装置。如本文中所使用的，短语“在通信中”、包括其变体，涵盖了通过一个或多个中间组件的直接通信和/或间接通信，并且不需要直接的物理(例如，有线)通信和/或固定通信，而是此外还包括定期间隔、计划间隔、非周期性间隔的选择性通信、和/或一次性事件中的选择性通信。
在附图7中示出的流程图表示用于实现图6的液位传感器分析器600的示例性硬件逻辑、机器可读指令、硬件实现的状态机和/或它们的任何组合。机器可读指令可以是一个或多个可执行程序或可执行程序的一个或多个部分，以由诸如下面结合图8讨论的示例性处理器平台800中示出的处理器812之类的计算机处理器来执行。程序可以体现在软件中，该软件存储在非暂时性计算机可读存储介质中，例如cd-rom、软盘、硬盘驱动器、dvd、蓝光磁盘或与处理器关联的存储器812中，但是整个程序和/或其部分可以可替换地由除处理器812以外的装置执行和/或以固件或专用硬件体现。此外，尽管参考图7中所示的流程图描述了示例性程序，可替换地也可以使用实现示例液位传感器分析器600的许多其他方法。例如，可以改变框的执行顺序，和/或可以改变、消除或组合所描述的一些框。附加地或可替代地，任何或所有框可以由构建用于在不执行软件或固件的情况下实施相应操作的一个或多个硬件电路(例如，离散和/或集成的模拟和/或数字电路、fpga、asic、比较器、运算放大器(op-放大器)、逻辑电路等)来实现。
本文描述的机器可读指令可以以压缩格式、加密格式、分段格式、编译格式、可执行格式、打包格式等中的一种或多种存储。本文描述的机器可读指令可以被存储为可用于创建、制造和/或产生机器可执行指令的数据(例如，指令的一些部分、代码、代码的表示等)。例如，机器可读指令可以被分段并且存储在一个或多个存储装置和/或计算装置(例如，服务器)上。机器可读指令可能需要以下各项中的一项或多项：安装、修改、改编、更新、合并、补充、配置、解密、解压缩、解包、分发、重新分配、编译等，以便使其直接可读、可解释、和/或可由计算装置和/或其他机器执行。例如，机器可读指令可以存储在多个部分中，这些部分被分别压缩、加密并存储在单独的计算装置上，其中，这些部分在解密、解压缩和组合后形成了一组可执行指令，这些可执行指令实现了诸如本文所述的程序。
在另一示例中，机器可读指令可以以它们可以被计算机读取的状态存储，但是需要添加库(例如，动态链接库(dll))、软件开发包(sdk)、应用程序编程接口(api)等，以便在特定的计算装置或其他装置上执行指令。在另一个示例中，在机器可读指令和/或一个或多个相应程序可以被整体或部分执行之前，可能需要配置机器可读指令(例如，存储的设置、数据输入、记录的网络地址等)。因此，所公开的机器可读指令和/或一个或多个相应程序旨在涵盖这样的机器可读指令和/或一个或多个程序，而与机器可读指令和/或一个或多个程序在被存储、或者另外在休息或运送时的特定格式或状态无关。
本文描述的机器可读指令可以由任何过去、现在或将来的指令语言、脚本语言、编程语言等来表示。例如，可以使用以下任何一种语言来表示机器可读指令：c++、java、c#、perl、python、javascript、超文本标记语言(html)、结构化查询语言(sql)、swift等。
如上所述，可以使用存储在非暂时性计算机和/或机器可读介质上的可执行指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实现图7的示例性过程，非暂时性计算机和/或机器可读介质例如是硬盘驱动器、闪存、只读存储器、光盘磁盘、数字光碟、高速缓存、随机存取存储器和/或其中存储信息的任何其他存储装置或存储盘，用于任何持续时间(例如，用于延长的时间段、永久的、用于短暂的情况、用于临时缓冲、和/或用于缓存信息)。如本文中所使用的，术语“非暂时性计算机可读介质”被明确地定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘，并且排除传播信号并且排除传输介质。
“包含”和“包含”(及其所有形式和时态)在本文中用作开放式术语。因此，每当权利要求采用任何形式的“包括”或“包含”(例如，包括、包含、具有等)作为序言或在任何种类的权利要求叙述中时，应理解为在不超出相应权利要求或陈述的范围的情况下，可以存在其他元素、术语等。如本文中所使用的，当例如在权利要求的序言中使用短语“至少”作为过渡术语时，与术语“包括”和“包括”是开放式相同，该术语也是开放式的。术语“和/或”例如以诸如a、b、和/或c的形式使用时，是指a，b，c的任何组合或子集，例如(1)仅a、(2)仅b、(3)仅c、(4)a与b、(5)a与c、(6)b与c、以及(7)a与b和c。如本文在描述结构、部件、项目，对象和/或事物时在上下文中所使用的，短语“a和b中的至少一个”旨在表示包括以下各项中任一个的实现方式：(1)至少一个a、(2)至少一个b、和(3)至少一个a和至少一个b。类似地，如本文在描述结构、部件、项目，对象和/或事物时在上下文中所使用的，短语“a或b中的至少一个”旨在表示包括以下各项中任一个的实现方式：(1)至少一个a，(2)至少一个b、和(3)至少一个a和至少一个b。如本文在描述过程、指令、动作、活动和/或步骤的实施或执行时在上下文中所使用的，短语“a和b中的至少一个”旨在表示包括以下各项中任一个的实现方式：(1)至少一个a、(2)至少一个b、和(3)至少一个a和至少一个b。类似地，如本文在描述过程、指令、动作、活动和/或步骤的实施或执行时在上下文中所使用的，短语“a或b中的至少一个”旨在表示包括以下各项中任一个的实现方式：(1)至少一个a、(2)至少一个b、和(3)至少一个a和至少一个b。
如本文中所使用的，单数引用(例如，“一”、“一个”、“第一”、“第二”等)不排除多个。如本文所用，术语“一”或“一个”实体是指该实体中的一个或多个。术语“一”(或“一个”)、“一个或多个”和“至少一个”在本文中可以互换使用。此外，尽管被单独列出，但是多个装置、元件或方法动作可以由例如单个单元或处理器来实现。另外，尽管各个特征可以被包括在不同的示例或权利要求中，但是这些特征可以被组合，并且包含在不同的示例或权利要求中并不意味着特征的组合是不可行和/或有利的。
当通过经由阀致动器114操作阀116来测量(例如，周期性地测量)并控制布置在罐106中的流体120的液位时，开始图7的示例性方法700。
在框702处，在一些示例中，线圈阵列控制器/分析器606控制和/或提供至线圈阵列310的线圈312的一定量电流。在一些示例中，所提供的电流量基于期望的精度而改变，和/或所提供的电流量基于改变与靶标302相关联的检测范围而改变。
在方框704中，靶标分析器608引导磁场传感器110和/或与磁场传感器110通信，以获得与靶标302的位移和/或运动相关联的反馈特征标。附加地或可替代地，测量磁场值和/或与靶标302相关联的反馈特征标差异(例如，在至少一个磁场测量中随时间的变化)。
在方框708中，磁场表征器604基于上述反馈特征标和/或反馈特征标中的变化来计算感测构件108的位置和/或位移。反馈特征标可以涉及在测量的电流和/或测量的电流差中的变化。在该示例中，磁场表征器604确定靶标302的旋转或平移位移，以计算感测构件108的位置(例如，基于已知的机械或运动学关系)。在一些示例中，磁场表征器604从磁场数据存储器612中查询预期的磁场测量和/或功能，以基于靶标302的运动来确定/计算感测构件108的位移。
在框710中，所示示例的过程控制导向器610基于感测构件108的计算的位置和/或位移来调整过程。在该示例中，过程控制导向器610指示过程控制器111移动以相应地移动阀致动器114。
在框712处，确定是否重复该过程。如果要重复该过程(框712)，则过程的控制返回到框702，否则，过程结束。
图8是示例性处理器平台800的框图，处理器平台800被构造成执行图7的指令以实现图6的液位传感器分析器600。处理器平台800可以是例如服务器、个人计算机、工作站、自学习机(例如，神经网络)、移动装置(例如，手机、智能电话、诸如ipadtm的平板电脑)、个人数字助理(pda)、互联网设备、dvd播放器、cd播放器、数字录像机、蓝光播放器、游戏主机、个人录像机、机顶盒、头戴式耳机或其他可穿戴装置、或任何其他类型的计算装置。
所示示例的处理器平台800包括处理器812。所示示例的处理器812是硬件。例如，处理器812可以由来自任何期望的家族或制造商的一个或多个集成电路、逻辑电路、微处理器、gpu、dsp或控制器来实现。硬件处理器可以是基于半导体的(例如，基于硅的)装置。在该示例中，处理器实现示例性磁场表征器604、示例性线圈阵列控制器/分析器606、示例性靶标分析器608、示例性过程控制导向器610和过程控制器111。
所示示例的处理器812包括本地存储器813(例如，高速缓存)。所示示例的处理器812经由总线818与包括易失性存储器814和非易失性存储器816的主存储器通信。易失性存储器814可以由同步动态随机存取存储器(sdram)、动态随机存储器存取存储器(dram)、
所示示例的处理器平台800还包括接口电路820。接口电路820可以通过任何类型的接口标准来实现，例如以太网接口、通用串行总线(usb)、
在所说明的实例中，一个或一个以上的输入装置822耦合到接口电路820。(一个或多个)输入装置822允许用户将数据和/或命令输入到处理器812中。(一个或多个)输入装置可以通过例如音频传感器、麦克风、照相机(静止或视频)、键盘、按钮、鼠标、触摸屏、触控板、轨迹球、光学条形码识别和/或语音识别系统来实现。
一个或多个输出装置824也耦合到所示示例的接口电路820。输出装置824可以例如由显示装置(例如，发光二极管(led)、有机发光二极管(oled)、液晶显示器(lcd)、阴极射线管显示器(crt))、平面转换(ips)显示器、触摸屏等)、触觉输出装置、打印机和/或扬声器来实现。因此，所示示例的接口电路820通常包括图形驱动器卡、图形驱动器芯片和/或图形驱动器处理器。
示示例的接口电路820还包括通信设备，诸如发射机、接收机、收发机、调制解调器、住宅网关、无线接入点和/或网络接口，以促进经由网络826与外部机器(例如，任何种类的计算装置)进行数据交换。通信可以经由例如以太网连接、数字用户线(dsl)连接、电话线连接、同轴电缆系统、卫星系统、站点线无线系统、蜂窝电话系统等。
所示示例的处理器平台800还包括一个或多个用于存储软件和/或数据的大容量存储装置828。这种大容量存储装置828的示例包括软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、蓝光磁盘驱动器、独立磁盘冗余阵列(raid)系统和数字多功能磁盘(dvd)驱动器。
图7的机器可执行指令832可以被存储在大容量存储装置828中、易失性存储器814中、非易失性存储器816中和/或可移动非暂时性计算机可读存储介质(例如cd或dvd)上。
示例1包括一种液位传感器，该液位传感器具有：可操作地耦合到感测构件的杆；可操作地耦合到杆的靶标，其中靶标包括导体；感应线圈，用于生成磁场并测量与靶标和磁场相关联的反馈特征标；以及处理器，用于基于反馈特征标来计算感测构件的位置。
示例2包括示例1中定义的液位传感器，还包括阀致动器，其通信地耦合到处理器。
示例3包括示例2中定义的液位传感器，其中，阀致动器控制阀以将流体提供至罐，感测构件至少部分地布置在该罐中。
示例4包括示例1中定义的液位传感器，其中，杆基于感测构件的移动而在枢轴处旋转。
示例5包括示例1中定义的液位传感器，其中，感测构件包括浮标，浮标布置在存储流体的罐中。
示例6包括示例5中定义的液位传感器，其中，靶标布置在罐中。
示例7包括示例1中定义的液位传感器，其中，靶标的导体包括印刷图案。
示例8包括示例7所定义的液位传感器，其中，印刷图案包括三角形或月牙形中的至少一种。
示例9包括一种确定液位传感器的感测构件的位置的方法。该方法包括：将电流提供给感应线圈以生成用于靶标的磁场，其中该靶标可操作地耦合至由感测构件移动的杆，并且其中该靶标具有在其上的导体。该方法还包括：经由感应线圈获得与靶标和磁场相关联的反馈特征标；以及通过利用至少一个处理器执行指令，基于反馈特征标来计算感测构件的位置。
示例10包括示例9所定义的方法，还包括：通过利用至少一个处理器执行指令，基于所计算出的位置来调整过程控制装置。
示例11包括示例10所述的方法，其中，过程控制装置包括阀，以控制其中布置有感测构件的罐中的流体量。
示例12包括示例9所定义的方法，该方法还包括：通过利用至少一个处理器执行指令，基于反馈特征标来确定与感测构件相关联的零值和跨度值。
示例13包括示例9中定义的方法，还包括：将反馈特征标与已知反馈特征标进行比较，以计算感测构件的位置。
示例14包括示例9中定义的方法，其中，基于反馈特征标之间的差异来计算位置。
示例15包括一种非暂时性机器可读介质，该非暂时性机器可读介质包括存储在其上的指令，其中该指令在被执行时使处理器至少：使感应线圈生成磁场；确定与该磁场和由液位传感器的感测构件移动的靶标相关联的反馈特征标，其中该靶标包括在其上的导体；以及基于反馈特征标计算感测构件的位置。
示例16包括示例15中定义的非暂时性机器可读介质，其中，指令使处理器基于所计算的位置来控制过程控制装置。
示例17包括示例15中定义的非暂时性机器可读介质，其中，位置是基于反馈特征标的变化来计算的。
示例18包括示例15中定义的非暂时性机器可读介质，其中，指令使处理器基于反馈特征标来确定与感测构件相关联的零值和跨度值。
示例19包括示例15中定义的非暂时性机器可读介质，其中，指令使处理器将反馈特征标与对应于感测构件的已知位置的已知反馈特征标进行比较，以计算位置。
示例20包括示例15所定义的非暂时性机器可读介质，其中，位置是基于感测构件与靶标的已知运动关系来计算的。
根据前述内容，将理解的是，已经公开了示例性方法、设备和制品，其使得能够可靠且精确地感测感测构件(例如，用于液位传感器的浮动构件)的位置和/或位移。本文公开的示例使得能够减少和/或消除容易随着时间的流逝而磨损或老化的运动部件。本文公开的示例使得能够容易且快速地调整与过程控制系统相关联的过程参数和/或校准参数。
尽管本文已经公开了某些示例性方法、设备和制品，但是本专利的覆盖范围不限于此。相反，本专利涵盖了完全落入本专利权利要求范围内的所有方法、设备和制造物品。
所附权利要求据此通过引用结合到本详细描述中，每个权利要求独立地作为本公开的单独实施例。
1.一种液位传感器，包括：
可操作地耦合到感测构件的杆；
可操作地耦合到所述杆的靶标，其中所述靶标包括导体；
感应线圈，用于生成磁场并测量与所述靶标和所述磁场相关联的反馈特征标；以及
处理器，用于基于所述反馈特征标来计算所述感测构件的位置。
2.根据权利要求1所述的液位传感器，还包括阀致动器，所述阀致动器通信地耦合到所述处理器。
3.根据权利要求2所述的液位传感器，其中，所述阀致动器控制阀以将流体提供至罐，所述感测构件至少部分地布置在所述罐中。
4.根据权利要求1所述的液位传感器，其中，所述杆基于所述感测构件的运动而在枢轴处旋转。
5.根据权利要求1所述的液位传感器，其中，所述感测构件包括浮标，所述浮标布置在存储流体的罐中。
6.根据权利要求5所述的液位传感器，其中，所述靶标布置在所述罐中。
7.根据权利要求1所述的液位传感器，其中，所述靶标的所述导体包括印刷图案。
8.根据权利要求7所述的液位传感器，其中，所述印刷图案包括三角形或月牙形中的至少一种图案。
9.一种确定液位传感器的感测构件的位置的方法，所述方法包括：
将电流提供给感应线圈以生成用于靶标的磁场，所述靶标可操作地耦合至由所述感测构件移动的杆，所述靶标具有在所述靶标上的导体；
经由所述感应线圈获得与所述靶标和所述磁场相关联的反馈特征标；以及
通过利用至少一个处理器执行指令，基于所述反馈特征标来计算所述感测构件的所述位置。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：通过利用所述至少一个处理器执行指令，基于所计算的所述位置来调节过程控制装置。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述过程控制装置包括阀，以控制其中布置有所述感测构件的罐中的流体量。
12.根据权利要求9所述的方法，还包括：通过利用所述至少一个处理器执行指令，基于所述反馈特征标来确定与所述感测构件相关联的零值和跨度值。
13.根据权利要求9所述的方法，还包括：将所述反馈特征标与已知反馈特征标进行比较，以计算所述感测构件的所述位置。
14.根据权利要求9所述的方法，其中，基于所述反馈特征标之间的差异来计算所述位置。
15.一种非暂时性机器可读介质，包括存储在其上的指令，其中，所述指令在被执行时使处理器至少：
使感应线圈生成磁场；
确定与所述磁场和由液位传感器的感测构件移动的靶标相关联的反馈特征标，所述靶标具有在所述靶标上的导体；以及
基于所述反馈特征标计算所述感测构件的位置。
16.根据权利要求15所述的非暂时性机器可读介质，其中，所述指令使所述处理器基于所计算的所述位置来控制过程控制装置。
17.根据权利要求15所述的非暂时性机器可读介质，其中，所述位置是基于所述反馈特征标的变化来计算的。
18.根据权利要求15所述的非暂时性机器可读介质，其中，所述指令使所述处理器基于所述反馈特征标来确定与所述感测构件相关联的零值和跨度值。
19.根据权利要求15所述的非暂时性机器可读介质，其中，所述指令使所述处理器将所述反馈特征标与对应于所述感测构件的已知位置的已知反馈特征标进行比较，以计算所述位置。
20.根据权利要求15所述的非暂时性机器可读介质，其中，所述位置是基于所述感测构件与所述靶标的已知运动关系来计算的。
技术总结