專利名稱：用于工業(yè)過程控制系統(tǒng)的無法蘭壓差變送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及用在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中的過程裝置。更特別的是，本發(fā)明涉及一種具有一體的主元件的無法蘭壓差變送器。
背景技術(shù)：
工業(yè)過程變送器用于監(jiān)視工業(yè)過程流體的過程變量。例如，壓力變送器通常用在過程控制工業(yè)中來感測化學(xué)品或石油產(chǎn)品的壓力或流量。壓力變送器包括響應(yīng)于過程壓力中的變化而產(chǎn)生電輸出的傳感器或轉(zhuǎn)換器。例如，電容性壓力轉(zhuǎn)換器基于過程流體對該轉(zhuǎn)換器的電容的改變來產(chǎn)生變化的電信號。傳感器的電信號由變送器電路系統(tǒng)處理以產(chǎn)生可以作為過程流體的壓力指示來被監(jiān)視的電輸出。壓力變送器還包括將它們與過程控制系統(tǒng)連通的電子裝置和電路系統(tǒng)以通過控制回路或網(wǎng)絡(luò)來遠(yuǎn)程監(jiān)視電輸出，
或者例如使用LCD屏幕來在本地監(jiān)視。
典型的基于電容性的壓力變送器通過簡單的液壓系統(tǒng)連接到過程流體。該液壓系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)填滿精確量的填充流體的液壓通道，這些液壓通道將過程流體壓力與電容性變送器連通。在液壓通道的第一端上的是作為壓力傳感器的可變電容器板的傳感器膜片。在所述液壓通道的第二端上的是將填充流體與過程流體隔開的變送器隔離膜片。在壓力變送器中，所述變送器隔離膜片可以設(shè)置成使得它們沿著該變送器的底部上的裝配面共面。因此，該變送器底部可以使變送器隔離膜片延伸到變送器的外表面以適合與過程流體源配合。但是，因?yàn)樽兯推鞲綦x膜片一般與變送器底部的裝配面平齊，因此一般需要法蘭適配器接頭或過程法蘭來將過程流體源與變送器隔離膜片連接成密封的裝置。過程法蘭是連接裝置，其提供了將變送器底部與過程流體源機(jī)械緊固的裝置。例如，COPLANARJM過程法蘭可以從本發(fā)明的受讓人購得。典型的過程法蘭包括用于螺栓連接到變送器底部上的通孔的通孔，以及與變送器隔離膜片對齊的用于與過程流體管道連接的帶螺紋的通孔。因此，通過螺栓連接過程流體被帶到與變送器隔離膜片接觸。當(dāng)過程流體壓力波動時(shí)，過程流體在液壓系統(tǒng)的第一端處的隔離膜片上施加相應(yīng)的力，其通過填充流體調(diào)整了液壓系統(tǒng)的第二端處的電容性壓力傳感器的傳感器膜片的位置。此外，為了從變送器上獲得流量測量結(jié)果，還必須在過程管道中包括主流量元件，例如文氏管、孔板、皮拖管或流量噴嘴。因此，將過程流體源連接到壓力變送器通常需要多個(gè)額外的元件，這樣提供了潛在的泄漏點(diǎn)并增加了安裝過程控制系統(tǒng)的成本。因此，存在對具有數(shù)量減少的潛在的泄漏點(diǎn)的簡單且低成本的壓力變送器的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對一種用在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中的工業(yè)壓力變送器。該工業(yè)壓力變送器包括壓差傳感器和連接到所述壓差傳感器的一體的過程連接器。過程流體流輸送管延伸穿過所述過程連接器，并容納工業(yè)過程流體。主元件設(shè)置在所述過程流體流輸送管中，用于在該主元件兩側(cè)的過程流體中產(chǎn)生壓力差。所述壓差傳感器連接到所述過程流體流輸送管，以感測所述主元件兩側(cè)的壓力差。


圖1示出了包括本發(fā)明的無法蘭壓力變送器的過程控制系統(tǒng)。
圖2示出了圖1中的包括傳感器模塊和變送器外殼的無法蘭壓力變送器的分解視圖。
圖3是圖2的壓力變送器的側(cè)向剖視圖，示出了具有基于電容的壓差傳感器的傳感器模塊。
圖4是圖2的傳感器模塊的底部的頂向剖視圖。
圖5A示出了圖3的具有處于打開配置的外部閥和管道的無法蘭壓力變送器。
圖5B示出了圖5A的具有處于關(guān)閉配置的外部閥和管道的無法蘭壓
7力變送器。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了其中使用本發(fā)明的工業(yè)壓力變送器12的工業(yè)過程控制系統(tǒng)10。過程控制系統(tǒng)10包括無法蘭壓力變送器12、管線14、控制室16和控制回路18?？刂剖?6包括通訊系統(tǒng)20和電源22。在一個(gè)實(shí)施方式中，壓力變送器12是雙線變送器用來在4-20mA的封閉電路上操作。在該實(shí)施方式中，控制回路18包括一對用于從電源22向過程變送器12提供電力的電線?？刂苹芈?8還能夠使用通訊系統(tǒng)20使控制室16將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綁毫ψ兯推?2以及從壓力變送器12接收數(shù)據(jù)。 一般地，4mA的DC電流為操作過程變送器12的傳感器和變送器電路系統(tǒng)以及任何本地的顯示設(shè)備提供了足夠的能量。在其他實(shí)施方式中，過程變送器12通過數(shù)據(jù)總線、無線網(wǎng)絡(luò)或者通過手持裝置與控制室16通訊。
壓力變送器12包括壓力傳感器，以及基于所感測到的工業(yè)過程流體的壓力來產(chǎn)生電信號的變送器電路系統(tǒng)。壓力變送器12還包括其他的電元件和電子元件，用于通過控制回路18將所述電信號傳送到控制室16或諸如LCD屏幕之類的本地顯示裝置上，或者傳送到上述的二者上，并且用來處理傳感器輸出。壓力變送器12還包括變送器外殼24和傳感器模塊25以便于其直接與過程流體在其中流動的管線14連接，以獲得壓差測量結(jié)果。
傳感器模塊25包括一體的過程連接器26，管線14通過一體的過程流體流輸送管直接連接到所述過程連接器26。過程連接器26包括設(shè)置在過程流體流輸送管中的主元件(例如孔板)，以便于容易地獲得管線14中的過程流體的流量測量結(jié)果。 一體的過程連接器26還包括連接裝置以便于壓力變送器12可以直接連接到過程流體源(例如管線14)和固定元件(例如基部28)。因此，壓力變送器12是無法蘭的，所以不需要使用額外的過程法蘭、復(fù)式接頭、管道延伸裝置或主元件。
圖2示出了圖1的壓力變送器12的一個(gè)實(shí)施方式的分解圖。包括外殼24和傳感器模塊25的壓力變送器12配置成測量管線14中的過程流體的流量。壓力變送器12還包括電路系統(tǒng)30、接線端32、蓋34A和蓋34B。連接器26包括傳感器容納裝置36和基座38，管線14在過程流體流輸送管39處連接到所述基座38。流體流輸送管39可以制造成多種直徑以與過程管道的各種尺寸相接。容納裝置36包含壓差傳感器和電子電路系統(tǒng)以根據(jù)傳感器產(chǎn)生通過電纜4和插銷44傳送到變送器電路系統(tǒng)30的壓力信號。電路系統(tǒng)30和接線端32在轂46處固定在外殼24內(nèi)，所述轂46提供了用于將變送器12的元件緊固在外殼24內(nèi)部的錨定點(diǎn)。電路系統(tǒng)30基于容納裝置36內(nèi)的傳感器感測到的過程變量來產(chǎn)生輸出，并通過控制回路18將所述輸出傳送到控制室16，或者傳送到位于變送器電路系統(tǒng)30中的本地顯示裝置上，或者傳送到上述二者上。接線端32和電路系統(tǒng)30用蓋34A和34B密封在外殼24的迸入口中。蓋34A和34B提供了可重復(fù)的并且可重新密封的進(jìn)入變送器外殼24來接近電路系統(tǒng)30和接線端32的入口。蓋34A和34B —般通過至少七個(gè)帶螺紋的接合件螺紋連接到外殼24上，以防止水或其他污染物進(jìn)入變送器12，并且提供火焰淬火的功能。此外，控制回路18通過線管連接件38A和48B被帶入到外殼24中。使用例如塞子將線管連接件48A和48B圍繞控制回路18密封以便于在蓋34A和34B處隔離外殼內(nèi)的電路系統(tǒng)30和接線端32?；?8包括用于將壓力變送器12固定到固定基部28或者其他的一些這種固定裝置上的固定孔50A和50B。在其他實(shí)施方式中，變送器12僅由管線14的重量支撐在過程控制系統(tǒng)10中。壓力變送器12直接接合到管線14中以便于管線14的螺紋14A和14B直接擰到連接器26的輸送管39中。因此，不需要額外的固定件或法蘭來將變送器12與過程流體管線14連接。
圖3是壓力變送器12沿著圖2的剖面線3-3的示意性側(cè)視圖。壓力變送器12包括變送器外殼24和傳感器模塊25。變送器外殼包括電路系統(tǒng)30、接線端32、蓋34A、蓋34B、電纜43、插銷44、線管連接件48A和連接器54。傳感器模塊25包括一體的過程連接器26，該過程連接器26包括傳感器容納裝置36和基座38?？梢岳斫獾氖亲兯推魍鈿?4和傳感器模塊25可以選擇成型成一個(gè)整體單元。傳感器容納裝置36容納傳感器56和傳感器電子裝置57，同時(shí)傳感器基座38包括過程流體輸送管39 (包括螺紋接頭39A和39B)、填充流體通道58A和58B、沖動式管線60A和60B、隔離膜片62A和62B、主元件64、以及膜片基部68A和68B。在該實(shí)施方式中，電路系統(tǒng)30和接線端32在轂46處連接到外殼24。 接線端32接收來自于控制室16的過程控制回路18，以便于通訊系統(tǒng)20 和電源22與變送器12連接。接線端32通過連接器54連接到電路系統(tǒng)30， 電路系統(tǒng)30通過電纜43連接到傳感器電子裝置57。傳感器56基于過程 流體輸送管39中所感測到的壓力差來產(chǎn)生電輸出。所述電輸出被傳送到 傳感器電子裝置57，然后通過電纜43被傳送到變送器電路系統(tǒng)30。電路 系統(tǒng)30處理傳感器56的輸出信號，由此受壓流體的壓力可以被傳送到本 地顯示裝置上，例如傳送到與電路系統(tǒng)30連接的LCD屏幕69上，或者 通過控制回路18傳送到控制室16。在一個(gè)實(shí)施方式中，電路系統(tǒng)30產(chǎn)生 4至20mA的信號。在另一個(gè)實(shí)施方式中，電路系統(tǒng)30包括用于使用諸如 HART⑧或FOUNDATION Fieldbus之類的數(shù)字協(xié)議在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)上交互和 通訊的軟件、電路和其他電子元件。可選地，可以使用無線通訊網(wǎng)絡(luò)。
過程流體管線14的螺紋連接件14A和14B在螺紋接頭39A和39B處 連接到基座38?；?8可以是定制成具有多種螺紋形式以適于不同的工 業(yè)過程連接件。在各個(gè)實(shí)施方式中，螺紋接頭39A和39B包括1/4"的美 國標(biāo)準(zhǔn)錐管螺紋(national pipe thread, NPT)或1/8"的NPT圓錐外螺紋 (male pipe thread, MPT)。但是，在其他實(shí)施方式中，接頭39A和39B 可以包括其他的流體連接件，例如快速拆卸活節(jié)頭或者提升閥式的連接 器。過程流體流過輸送管39，例如從接頭39A流向接頭39B。主元件64 設(shè)置在輸送管39中的接頭39A與39B之間以便于在過程流體中產(chǎn)生壓力 差。
主元件64包括流量限制裝置，其用于產(chǎn)生過程流體中壓力差，同時(shí) 還用于允許過程流體流過輸送管39。在示出的實(shí)施方式中，主元件64包 括孔板，但是在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，主元件64包括文氏管、皮托 管或流量噴嘴。同樣地，在過程流體經(jīng)過主元件64時(shí)，在主元件兩側(cè)產(chǎn) 生壓力差，其中在主元件64的第一、高壓力側(cè)上的是第一壓力P1，在主 元件64的第二、低壓力側(cè)上的是第二壓力P2。所述壓力差由傳感器56
傳感器56例如是基于電容的壓力盒，其中壓力傳感器56的電容根據(jù) 膜片70的位置而變化。過程流體的壓力Pl和P2改變時(shí)膜片70的位置改變，其是通過填充流體及通道58A和58B呈現(xiàn)的。傳感器膜片70在通道 58A和58B之間提供了柔性的隔板，其響應(yīng)于通道60A與60B之間的壓 力差(例如主元件64兩側(cè)的壓力差，或P1—P2)的改變而彎曲。因此， 基于Pl和P2之間的壓力差，傳感器56的電容的變化可以用來確定輸送 管39中的過程流體的多個(gè)參數(shù)，例如體積或質(zhì)量流量。在其他實(shí)施方式 中，傳感器56基于其他公知的感測原理來工作，例如使用壓阻應(yīng)變儀技 術(shù)。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式， 一體的過程連接器26 —般是澆鑄的并通過機(jī)械 加工，以便于基座38和容納裝置36是一個(gè)整體件。在本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施 方式中，基座38和容納裝置36是由諸如不銹鋼、HASTELLLOYtm或 MOELTM之類的合金構(gòu)成的。容納裝置36主要包括用來容納基座38上方 的傳感器56以及填充流體通道58A和58B的挖空的腔體。在其他的實(shí)施 方式中，容納裝置36可以焊接到基座38上，然后設(shè)置一個(gè)蓋。 一體的過 程連接器26的容納裝置36和基座38 —起提供了允許傳感器56與過程流 體輸送管39和控制室16連通的結(jié)構(gòu)。壓差傳感器56通過電路系統(tǒng)30和 57以及控制回路18連接到控制室16。傳感器56使用來自于輸送管39的 兩個(gè)不同的壓力來表示，并且通過液壓系統(tǒng)來感測來自輸送管39中的壓 力差。液壓系統(tǒng)包括填充流體通道58A和58B、沖動式管線60A、和60B 以及隔離膜片62A和62B。
如此制造基座38，使得沖動式管線60A和60B與輸送管39整體包括 在內(nèi)，以提供與沖動式管線60A和60B的防漏連接。沖動式管線60A和 60B —般包括在輸送管39與膜片基部68A和68B之間的基座38中加工出 來的窄的通道。在一個(gè)實(shí)施方式中，使用電火花加工(EDM)來生成沖動 式管線60A和60B。同樣地，直接在基座38上加工出輸送管39。沖動式 管線60A自主元件54的第一側(cè)上的輸送管39延伸，該管線60A填充有 管線14的過程流體。同樣地，壓力Pl由過程流體傳遞到隔離膜片62A。 類似地，沖動式管線60B自主元件64的第二側(cè)上的輸送管39延伸并且填 充有過程流體，以便于壓力P2由所述過程流體傳遞到隔離膜片62B。膜 片62A和62B將沖動式管線60A和60B密封，以防止過程流體進(jìn)入通道 58A和58B。填充流體通道58A和58B —般包括通過與膜片基部68A和68B連接 的焊接連接裝置連接到?jīng)_動式管線60A和60B的不銹鋼管段。膜片基部 68A和68B包括焊到基座38的容納裝置36中的孔上的不銹鋼圓板。膜片 基部68A和68B包括鉆出的或機(jī)械加工的孔，所述孔分別從基部68A和 68B的頂面接納填充流體通道58A和58B。膜片62A和62B —般包括柔 性的金屬隔膜，所述金屬隔膜分別焊接或固定到膜片基部68A和68B的 底面上。通道58A和58B以及成型在膜片基部68A和68B與膜片62A和 62B之間的腔體分別填充有液壓填充流體，并在它們的第一端由柔性膜片 62A和62B密封，且在它們的第二端由傳感器56密封。液壓填充流體是 由壓力傳遞液壓流體構(gòu)成的，其可以是現(xiàn)有技術(shù)中任何己知的合適的液壓 流體。這些液壓填充流體一般是惰性的、穩(wěn)定的而且基本不可壓縮的。此 外，液壓流體具有使它們適合于用在基于電容的傳感器中的絕緣特性。在 多個(gè)實(shí)施方式中，第一和第二液壓流體是由從美國密歇根州米德蘭市的 Dow Corning公司可購得的DC 200 、 DC 704 或Syltherm XLT⑧的硅油 構(gòu)成的。在其他實(shí)施方式中，可以使用類似的流體，例如美國新澤西州 River Edge白勺Halocarbon Products公司的Halocarbon 。填充流體將過程 流體的壓力從沖動式管線60A和60B傳送到容納裝置36中的傳感器56。 膜片基部68A和68B提供有耐用的焊點(diǎn)來將膜片62A和62B固定到基座 38上。
例如在背景技術(shù)中描述的現(xiàn)有技術(shù)的變送器，膜片一般連接到變送器 底部上的平的裝配面上以便于它們能夠容易地與過程法蘭等連接。但是， 膜片的焊點(diǎn)會變?yōu)槭軕?yīng)力狀態(tài)，因?yàn)樵谒ń拥竭^程法蘭時(shí)它們被機(jī)械拉 緊。對于本發(fā)明，膜片62A和62B被移入基座38的內(nèi)部，遠(yuǎn)離了任何機(jī) 械連接件。裝有膜片基部68A和68B的凹槽伸入基座38 —定深度以減小 膜片62A和62B周圍的應(yīng)力點(diǎn)。這些凹槽還伸入到基座38中，以便于膜 片基部68A和68B彼此基本共面，盡管它們不需要是可操作的?；?8A 和68B的圓板成型成與它們要插入的所述凹槽的形狀相配，使得膜片62A 和62B完全封裝在基座38與基部68A和68B的底部之間，并且使得基部 68A和68B的頂部與基座38的頂部平齊。在一個(gè)實(shí)施方式中，膜片基部 68A和68B大約0.125英寸( 0.3175cm)到大約0.25英寸( 0.635cm)厚。在一個(gè)實(shí)施方式中，膜片基部68A和68B的底部位于基座38的頂面 與輸送管39的頂面之間的中點(diǎn)上。膜片基部68A和68B凹入基座38內(nèi)， 以為膜片62A和62B提供降低應(yīng)力的容納裝置。膜片62A和62B上的應(yīng) 力借助于基座38的整體結(jié)構(gòu)而得到進(jìn)一步降低。因此，由于傳感器模塊 26的結(jié)構(gòu)，包括主元件64和壓力傳感器56的變送器12可以通過降低應(yīng) 力的連接裝置直接連接到過程流體管線14，而不需要額外的過程法蘭或復(fù) 式接頭。
圖4示出了傳感器模塊26的基座38的一個(gè)實(shí)施方式沿圖2的剖面線 4一4的剖視圖?；?8包括過程流體輸送管39、固定孔50A、固定孔50B、 主元件64、以及沖動式管線60A和60B。過程管線14使用螺紋接頭39A 和39B連接到輸送管39。主元件64基本位于輸送管39的中心，在沖動 式管線60A和60B之間。在示出的實(shí)施方式中，主元件64包括孔板，其 整體澆鑄并加工成基座38的一部分。因此，主元件64直接成型在輸送管 39中并且由輸送管39成型。正如上面所述，主元件64在通過沖動式管線 60A和60B傳遞到傳感器56的過程流體中產(chǎn)生壓力差。因此，過程流體 持續(xù)地流過基座38和主元件64，以便于傳感器56可以得到壓差信號。
輸送管39—般澆鑄在基座38中，以便于傳感器模塊包括緊湊的、一 體的結(jié)構(gòu)?；?8可以澆鑄成毛坯，然后加工出所需的尺寸。例如，輸 送管39以及螺紋接頭39A和39B的尺寸可以在澆鑄之后基于與其一起使 用的工業(yè)過程控制系統(tǒng)來加工出最終的尺寸。還有，主元件64可以大尺 寸地澆鑄在輸送管39中，然后加工出孔板或者其他具有所需的流量限制 作用的元件。在其他的實(shí)施方式中，基座38可以澆鑄并加工成使得主元 件64不包括開口，并且照這樣將輸送管39分成單獨(dú)的兩半或彼此隔離的 兩個(gè)隔室。因此，變送器12可以用作標(biāo)準(zhǔn)的壓差變送器，或者與遠(yuǎn)程密 封系統(tǒng)結(jié)合使用。壓差連接裝置可以連接到接頭39A和39B。在該結(jié)構(gòu)中， 輸送管39提供了與基座38的防漏連接。因此不需要銅焊接點(diǎn)或焊接接點(diǎn) 就可以構(gòu)造基座38。
基座38的整體結(jié)構(gòu)因此無需將變送器12與諸如復(fù)式接頭或過程法蘭 之類的外部過程控制裝置連接。這樣降低了變送器12的成本，因?yàn)椴恍?要大量的螺栓和固定件。這樣增強(qiáng)了變送器12的穩(wěn)定性進(jìn)而增強(qiáng)其可靠。例如，過程變送 器一般在其底面栓接到過程法蘭，而隔離膜片位于該底面。但是，螺栓連 接在某些應(yīng)用中會導(dǎo)致變送器不穩(wěn)定。例如，在溫度變化大和大范圍降低 的情況下，螺栓連接會松弛，這樣會改變過程法蘭與變送器的隔離膜片之 間的接觸面，從而造成壓力測量結(jié)果的改變并產(chǎn)生誤差。 一體的過程連接 器26的整體結(jié)構(gòu)省去了過程流體源與隔離膜片之間的螺紋連接，從而消 除了由于栓接而導(dǎo)致的潛在的誤差根源。一體的過程連接器26的基座38允許變送器12僅用單個(gè)過程流體接 頭連接到多個(gè)工業(yè)過程流體管道。例如，固定孔50A和50B伸入基座38 以便于壓力變送器12可以利用例如帶螺紋的周定件固定到基部28上，或 者固定到一些其他這種固定裝置上。過程流體輸送管39和過程流體接頭 39A和39B允許變送器12直接連接到過程流體源，例如管線14。主元件 64布置在輸送管39內(nèi)部以便于變送器直接與流體流量測定裝置連接。因 此，可以快速簡單地將完整的壓力感測系統(tǒng)并入到必須僅進(jìn)行單一的濕對 接(即過程流體流過的連接)的工業(yè)過程中。但是，時(shí)常需要停止流體流 過主元件64以便于變送器12可以執(zhí)行多種功能，或者在變送器12上進(jìn) 行維修。因此，基座38可以與外部的旁路管道系統(tǒng)連接。圖5A和5B示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，其中傳感器模塊26的基 座38配置成包括旁路支管或旁路管道72、第一旁路閥74、第二旁路閥76 和排放閥78。管線14通過接頭39A和39B連接到基座38。正如上面解 釋的，接頭39A和39B可以包括任何類型的可重復(fù)連接的連接器，例如 螺紋接頭、快速拆卸活節(jié)頭或者提升閥式的連接器或者任何其他合適的連 接器。旁路管道72接到管線14的上游，即過程流體進(jìn)入基座38的地方。 管道72在裝有閥的接合點(diǎn)處接在管線14上以便于流動或過程流體可以通 過輸送管39傳送或繞過輸送管39傳送。圖5A示出了在正常操作條件下的傳感器模塊26，其中閥74， 76和 78關(guān)閉以引導(dǎo)過程流體通過輸送管39，以用主元件64來測量流量。因此， 壓力傳感器56能夠從膜片62A和62B與過程流體的相互作用中獲得壓力 讀數(shù)。有時(shí)需要對變送器12或傳感器56進(jìn)行診斷測試或者其他的維修， 因此需要停止過程流體流通過輸送管39。所以，可以調(diào)整閥74， 76和78程流體流通過管線14。圖5B示出了配置成引導(dǎo)過程流體從管線12到達(dá)旁路管道72的閥74， 76和78。在該結(jié)構(gòu)中，過程流體停止在膜片62A和62B上施加壓力，因 此壓力傳感器65不產(chǎn)生響應(yīng)于過程流體壓力的壓力信號?？梢源蜷_排放 閥78來使輸送管39泄壓到大氣壓狀態(tài)。同樣地，可以對包括變送器電路 系統(tǒng)30和傳感器56的變送器12進(jìn)行各種測試、維修和診斷。閥74， 76 和78可以包括任何形式的適于在過程控制系統(tǒng)中控制過程流體流動的閥。 特別地，閥74和76包括可選擇地在輸送管39與管道72之間引導(dǎo)流體的 閥。在本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式中，閥74， 76和78包括在工業(yè)中公知的帶 螺紋的閥銷、換向閥、提升式閥、T或L型球閥或標(biāo)準(zhǔn)泄壓/排水閥。在其 他的實(shí)施方式中，變送器12與控制閥和用來自動操作過程流體通過管線 14流向變送器12的比例-積分-微分(PID)控制器結(jié)合使用。盡管已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了描述，然而本領(lǐng)域的技術(shù) 人員可以了解，在不脫離本發(fā)明的原理和精髓的情況下可以在形狀和細(xì)節(jié) 上做出改變。
權(quán)利要求
1.一種用在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中的壓力變送器，該壓力變送器包括傳感器模塊，該傳感器模塊包括壓差傳感器，用于感測過程流體中的壓力差；基座，具有用于容納所述過程流體的過程流體流輸送管；位于所述過程流體流輸送管中的主元件；自所述主元件的兩側(cè)上的流體流輸送管延伸的兩個(gè)沖動式管線；將兩個(gè)沖動式管線與所述壓差傳感器連接的兩個(gè)填充流體通道；和一對隔離膜片，用于將所述沖動式管線與所述填充流體通道隔離；和連接到所述傳感器模塊的變送器外殼，該變送器外殼含有用于處理所述壓力傳感器的輸出的變送器電路系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器，其中所述主元件引起所述過 程流體中的所述壓力差。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器，其中所述主元件是從由文氏 管、孔板、皮拖管或流量噴嘴構(gòu)成的組中選出的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器，其中所述主元件由所述過程 流體流輸送管成型，以便于所述主元件與所述傳感器模塊成為一體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器，其中所述過程流體流輸送管 包括用來將過程流體源連接到所述傳感器模塊的接頭。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器，其中所述傳感器模塊包括用 于將所述壓力變送器固定到基部固定裝置上的連接件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器，其中所述傳感器模塊包括用 于容納所述壓差傳感器的傳感器容納裝置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器，其中所述壓力變送器包括旁 路支管。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓力變送器，其中所述旁路支管包括旁路流輸送管，用于將所述過程流體流輸送管的第一端與所述過程流 體流輸送管的第二端在所述底座的外部連接；第一旁路閥，其位于所述旁路流輸送管與所述過程流體流輸送管的所 述第一端之間；和第二旁路閥，其位于所述旁路流輸送管與所述過程流體流輸送管的所 述第二端之間。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器，其中所述的一對隔離膜片固 定到一對過程膜片基部上，所述的一對過程膜片基部凹入在所述兩個(gè)沖動 式管線與所述兩個(gè)填充流體通道之間的所述傳感器模塊中。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的壓力變送器，其中所述過程流體流輸送 管從所述傳感器模塊的第一側(cè)延伸到所述傳感器模塊的第二側(cè)，并且所述 兩個(gè)沖動式管線從所述過程流體流輸送管的頂部延伸到所述的一對過程 膜片基部。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的壓力變送器，其中所述的一對過程膜片 基部是彼此共面的。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器，其中所述傳感器模塊和所述 變送器外殼構(gòu)成了一個(gè)整體的單元。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器，其中所述主元件將所述流體 流輸送管隔離成兩個(gè)單獨(dú)的隔室。
15. —種用在工業(yè)過程變送器中的傳感器模塊，該傳感器模塊包括 壓差傳感器，用于感測過程流體中的壓力差；基座，具有用于容納所述過程流體的過程流體流輸送管； 主元件，位于所述過程流體流輸送管中，并用于引起所述過程流體中 的所述壓力差；自所述主元件的兩側(cè)上的流體流輸送管延伸的沖動式管線； 將沖動式管線與所述壓差傳感器連接的填充流體通道；和 用于將所述沖動式管線與所述填充流體通道隔離的隔離膜片。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的傳感器模塊，其中所述過程流體流輸送管、主元件和沖動式管線由所述基座成型，使得該傳感器模塊具有一體的結(jié)構(gòu)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的傳感器模塊，其中所述過程流體流輸送 管包括用于將過程流體源連接到該傳感器模塊的接頭，并且該傳感器模塊 還包括用于將所述壓力變送器固定到基部固定裝置上的固定件。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的傳感器模塊，其中所述壓力變送器包括旁路支管。
19，根據(jù)權(quán)利要求18所述的傳感器模塊，其中所述旁路支管包括旁路流輸送管，用于將所述過程流體流輸送管的第一端與所述過程流體流輸送管的第二端在所述底座的外部連接；第一旁路閥，位于所述旁路流輸送管與所述過程流體流輸送管的所述 第一端之間；和第二旁路閥，位于所述旁路流輸送管與所述過程流體流輸送管的所述 第二端之間。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的傳感器模塊，其中所述的隔離膜片固定 到一對過程膜片基部上，所述的一對過程膜片基部凹入在所述傳感器模塊 的在所述流體流輸送管上方的表面中。
21. —種用在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中的工業(yè)壓力變送器，該工業(yè)壓力變 送器包括壓差傳感器；連接到所述壓差傳感器的一體的過程連接器；過程流體流輸送管，延伸穿過所述一體的過程連接器，并用于容納工 業(yè)過程流體；位于所述過程流體流輸送管中的主元件，用于在該主元件兩側(cè)在所述 過程流體中產(chǎn)生壓力差；并且其中所述壓差傳感器連接到所述過程流體流輸送管以感測所述主元 件兩側(cè)的壓力差。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的工業(yè)壓力變送器，其中所述壓力傳感器 通過液壓系統(tǒng)連接到所述過程流體流輸送管，所述液壓系統(tǒng)包括自所述主元件的兩側(cè)上的流體流輸送管延伸的沖動式管線； 將沖動式管線與所述壓差傳感器連接的填充流體通道；和 用于將所述沖動式管線與所述填充流體通道隔離的隔離膜片。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的工業(yè)壓力變送器，其中所述隔離膜片凹入到所述一體的過程連接器的頂面中。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的工業(yè)壓力變送器，其中所述主元件是從由文氏管、孔板、皮拖管或流量噴嘴構(gòu)成的組中選出的。
25. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的工業(yè)壓力變送器，其中所述主元件由所述過程流體流輸送管成型，使得所述主元件與所述一體的過程連接器是一個(gè)整體。
26. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的工業(yè)壓力變送器，其中所述一體的過程連接器包括旁路支管。
27. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的工業(yè)壓力變送器，其中所述旁路支管包括旁路流輸送管，用于將所述過程流體流輸送管的第一端與所述過程流體流輸送管的第二端在所述一體的過程連接器的外部連接；第一旁路閥，位于所述旁路流輸送管與所述過程流體流輸送管的所述第一端之間；和第二旁路閥，位于所述旁路流量輸送管與所述過程流體流輸送管的所述第二端之間。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的工業(yè)壓力變送器，還包括位于所述第一旁路閥與所述過程流體流輸送管的所述第一端之間的排放閥。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的工業(yè)壓力變送器，還包括用于與工業(yè)過程控制系統(tǒng)通訊的變送器電子裝置。
全文摘要
一種用在工業(yè)過程控制系統(tǒng)(10)中的工業(yè)壓力變送器(12)，包括壓差傳感器(56)和連接到所述壓差傳感器(56)的一體的過程連接器(26)。過程流體流輸送管(39)延伸穿過所述過程連接器(26)，并容納工業(yè)過程流體。主元件(64)設(shè)置在所述過程流體流輸送管(39)中，用于在該主元件(64)兩側(cè)的過程流體中產(chǎn)生壓力差。壓差傳感器(56)連接到所述過程流體流輸送管(39)，用于感測所述主元件(64)兩側(cè)的壓力差。
文檔編號G01F1/44GK101675322SQ200880014798
公開日2010年3月17日 申請日期2008年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月4日
發(fā)明者羅伯特·C·黑特克 申請人:羅斯蒙德公司