压差传感器和压力传感器制造技术

一种用于测量过程变量的基于电容的压力传感器，其包括金属传感器主体，设置在金属传感器的腔内以形成可偏转的电容器极板的膜片，以及从端壁至所述腔延伸通过所述金属传感器主体的绝缘器。所述压力传感器还包括与所述腔流体连接的隔离管，该隔离管经过所述端壁延伸到所述绝缘器中；在所述腔中的所述绝缘器的表面上的固定的电容器极板，该固定的电容器极板与所述膜片间隔开；以及连接至所述固定的电容器极板并且平行于所述隔离管延伸穿过所述绝缘器且在所述端壁处离开所述绝缘器的电导线。填充流体在所述隔离管和所述腔内，以将压力施加到所述膜片上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用在工业过程变送器中的压力传感器，并且特别涉及一种基于电容的压力传感器。
技术介绍
通过产生响应于物理变化的电输出，基于电容的压力传感器用来测量工业过程系统中过程流体的压力。这样的示例性的基于电容的压力传感器描述在N0.6，295，875美国专利中。油和气工业经常在极端恶劣环境中使用压力传感器，该环境使压力传感器承受高管线压力和高温。对于可以运行在这些极端恶劣环境中的压力传感器，存在持续的需求。
技术实现思路
一种用于测量过程变量的基于电容的压差传感器，所述压差传感器包括:第一半单元、第二半单元、膜片、第一隔离管、第二隔离管、第一电导线、第二电导线、第三电导线、第一填充流体以及第二填充流体。所述第一半单元包括:第一金属主体，所述第一金属主体具有第一外端壁和第一内壁；第一绝缘体，所述第一绝缘体延伸穿过所述第一金属主体至所述第一内壁处的第一表面；以及第一电容器极板，所述第一电容器极板在所述第一表面处定位在所述第一绝缘体上。所述第二半单元包括:第二金属主体，所述第二金属主体具有第二外端壁和第二内壁；第二绝缘体，所述第二绝缘体延伸穿过所述第二金属主体至所述第二内壁处的第二表面；以及第二电容器极板，所述第二电容器极板在所述第二表面处定位在所述第二绝缘体上。所述膜片连接在所述第一半单元的第一内表面与所述第二半单元的第二内表面之间的接合部处。所述第一隔离管具有与第一内腔流体连通的第一端并且延伸穿过所述第一绝缘体以在所述第一外端壁处离开所述第一半单元。所述第二隔离管具有与第二内腔流体连通的第一端并且延伸穿过所述第二绝缘体以在所述第二外端壁处离开所述第二半单元。所述第一电导线具有与所述第一电容器极板接触的第一端并且平行于所述第一隔离管延伸穿过所述第一绝缘体以在所述第一外端壁处离开所述第一半单元。所述第二电导线具有与所述第二电容器极板接触的第一端并且平行于所述第二隔离管延伸穿过所述第二绝缘体以在所述第二外端壁处离开所述第二半单元。所述第三电导线具有与所述第一半单元或第二半单元接触的第一端。所述第一填充流体位于所述第一隔离管和所述第一内腔内。所述第二填充流体位于所述第二隔离管和所述第二内腔内。优选地，所述膜片可以通过所述第一金属主体和所述第二金属主体中的一个电连接至所述第三电导线。优选地，所述压差传感器可以包括多根第一电导线和多根第二电导线。优选地，所述第一隔离管可以包括邻近第一隔离膜片终止的第二端，而且其中所述第二隔离管可以包括邻近第二隔离膜片终止的第二端。优选地，所述第一电导线、第二电导线和第三电导线可以分别具有连接至电路以产生压差信号输出的第二端。优选地，所述第一金属主体可以为环形的并且围绕所述第一绝缘体，而且其中所述第二金属主体可以为环形的并且围绕所述第二绝缘体。优选地，所述绝缘体可以是玻璃基或陶瓷基材料。优选地，所述第一内壁的所述第一表面和所述第二内壁的所述第二表面可以分别为曲面。一种压差传感器，该压差传感器包括:单元主体，该单元主体具有第一外端壁、第二外端壁、圆柱形侧壁、第一内壁以及第二内壁，所述第一内壁和第二内壁彼此相对并且限定内腔，其中所述单元主体包括围绕第一绝缘体区域的第一半金属单元和围绕第二绝缘体区域的第二半金属单元，该第一绝缘体区域从所述第一外端壁延伸至所述内腔并且形成所述第一内壁的第一曲面，该第二绝缘体区域从所述第二外端壁延伸至所述内腔并且形成所述第二内壁的第二曲面。该压差传感器包括可偏转膜片，该可偏转膜片的外周缘连接在所述第一内壁和所述第二内壁之间，所述膜片将所述内腔分隔成第一腔和第二腔。所述压差传感器还包括所述第一表面上的第一电极，以及所述第二表面上的第二电极。所述压差传感器还包括第一电导线和第二电导线，其中，第一电导线从所述第一电极延伸穿过所述第一绝缘体区域并且从所述第一外端壁离开，并且第二电导线从所述第二电极延伸穿过所述第二绝缘体区域并且从所述第二外端壁离开。优选地，所述压差传感器还可以包括:第一流体通道，所述第一流体通道从所述第一腔至所述第一外端壁延伸通过所述第一绝缘体区域；以及第二流体通道，所述第二流体通道从所述第二腔至所述第二外端壁延伸通过所述第二绝缘体区域。优选地，所述压差传感器可以包括多根第一电导线和多根第二电导线。优选地，所述第一内壁的所述第一表面和所述第二内壁的所述第二表面可以是曲面。优选地，所述压差传感器还可以包括:第三电导线，该第三电导线具有与所述第一半金属单元或所述第二半金属单元接触的第一端，其中所述可偏转膜片通过所述第一半金属单元和所述第二半金属单元中的一个电连接至所述第三电导线。优选地，所述第一电导线、所述第二电导线和所述第三电导线可以分别具有连接至电路以产生压力信号输出的第二端。优选地，所述绝缘体可以是玻璃基或陶瓷基材料。一种用于测量过程变量的基于电容的压力传感器，其包括金属传感器主体，设置在金属传感器的腔内以形成可偏转的电容器极板的膜片，以及从端壁通过所述金属传感器主体延伸至所述腔的绝缘体。所述压力传感器还包括与所述腔流体连接的隔离管，该隔离管经过所述端壁延伸到所述绝缘体中。该压力传感器还包括在所述腔中的所述绝缘体的表面上的固定的电容器极板，该固定的电容器极板与所述膜片间隔开；连接至所述固定的电容器极板并且平行于所述隔离管延伸穿过所述绝缘体且在所述端壁处离开所述绝缘体的电导线；以及填充流体，所述填充流体在所述隔离管和所述腔内，以将压力施加到所述膜片上。优选地，所述压力传感器还可以包括多根电导线。 优选地，所述金属传感器主体可以为环形的。优选地，所述隔离管的第一端可以与所述腔流体连通，并且所述隔离管的第二端可以邻近隔离膜片终止。优选地，所述绝缘体可以是玻璃基或陶瓷基材料。【附图说明】图1是用于测量过程流体压力的系统的一个实施例的示意图。图2是在图1所见的系统中的基于电容的压差传感器的一个实施例的剖视分解图。图3A图示了隔离管和电导线的出口点的图2的基于电容的压差传感器的端视图。图3B图示了隔离管和电导线的出口点的另一实施例的图2的基于电容的压差传感器的端视图。【具体实施方式】一般地，本专利技术是使用固定的电容器极板和柔性的传导膜片以产生用于过程流体压差测量的电容的基于电容的压力传感器。压力传感器设计具有特定的特征部，该特定的特征部允许该压力传感器在使压力传感当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量过程变量的基于电容的压差传感器，所述压差传感器包括：第一半单元，所述第一半单元包括：第一金属主体，所述第一金属主体具有第一外端壁和第一内壁；第一绝缘体，所述第一绝缘体延伸穿过所述第一金属主体至所述第一内壁处的第一表面；以及第一电容器极板，所述第一电容器极板在所述第一表面处定位在所述第一绝缘体上；第二半单元，所述第二半单元包括：第二金属主体，所述第二金属主体具有第二外端壁和第二内壁；第二绝缘体，所述第二绝缘体延伸穿过所述第二金属主体至所述第二内壁处的第二表面；以及第二电容器极板，所述第二电容器极板在所述第二表面处定位在所述第二绝缘体上；膜片，所述膜片连接在所述第一半单元的第一内表面与所述第二半单元的第二内表面之间的接合部处；第一隔离管，所述第一隔离管具有与第一内腔流体连通的第一端并且延伸穿过所述第一绝缘体以在所述第一外端壁处离开所述第一半单元；第二隔离管，所述第二隔离管具有与第二内腔流体连通的第一端并且延伸穿过所述第二绝缘体以在所述第二外端壁处离开所述第二半单元；第一电导线，所述第一电导线具有与所述第一电容器极板接触的第一端并且平行于所述第一隔离管延伸穿过所述第一绝缘体以在所述第一外端壁处离开所述第一半单元；第二电导线，所述第二电导线具有与所述第二电容器极板接触的第一端并且平行于所述第二隔离管延伸穿过所述第二绝缘体以在所述第二外端壁处离开所述第二半单元；第三电导线，所述第三电导线具有与所述第一半单元或第二半单元接触的第一端；第一填充流体，所述第一填充流体位于所述第一隔离管和所述第一内腔内；以及第二填充流体，所述第二填充流体位于所述第二隔离管和所述第二内腔内。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：戴维·安德鲁·布罗登，查尔斯·雷·威尔科克斯，唐纳德·爱德华·哈拉森，
申请(专利权)人：罗斯蒙特公司，
类型：新型
国别省市：美国;US