用于直接安装和双重隔间填充远程密封系统的热电加热、冷却和电力生成技术方案

用于测量工业过程的过程压力的压力变送器组件(702)包括被构造成用于感测过程压力的压力传感器(500)。过程连接件(606)使用具有填充流体毛细管(602)的细长壳体(610)将压力传感器连接至工业过程。在一个示例性构造中，至少一个热电元件(620)被包括在细长壳体中，以响应于施加的电流或信号向过程连接件施加热或将热传导远离过程连接件，允许填充流体被预热以便于冷启动或校准，并且在高温操作过程中提供过程连接件的冷却。

Thermoelectric heating, cooling and power generation for direct installation and double compartment filling remote sealing system

A pressure transmitter assembly (702) for measuring process pressure in an industrial process includes a pressure sensor (500) configured to sense process pressure. The process connector (606) connects the pressure sensor to an industrial process using a slender shell (610) with a filling fluid capillary (602). In an exemplary construction, at least one thermoelectric element (620) is included in a slender shell, which is heated in response to applied current or signal to a process connector or away from the process connector, allowing the filling fluid to be preheated to facilitate cold start or calibration, and to provide a process connector during the high temperature operation. Cooling.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于直接安装和双重隔间填充远程密封系统的热电加热、冷却和电力生成
本专利技术涉及用于工业过程监测和控制系统的该类型的过程控制变送器。更具体地，本专利技术涉及测量较高或较低温度环境中的过程变量的变送器。
技术介绍
过程监测和控制系统用于监控和控制工业过程的操作。工业过程用于制造以生产各种产品，诸如精炼油、医药品、纸、食物等。在大范围的实现方式中，这些过程必须被监控和控制以在需要的参数中操作。″变送器″已经变成一个术语，该术语用于描述连接到过程设备并且用于感测过程变量的装置。示例性过程变量包括压力、温度、流量等。通常，变送器定位在远程位置处(即，在″现场″)，并且将被感测的过程变量传输返回至位于中央的控制室。(然而，现场还可以包括本地定位的装置)。包括有线通信和无线通信的各种技术用于发送过程变量。一个常见的有线通信技术使用所谓的双线过程控制回路，其中一对导线用于携带信息以及向变送器提供电力。一个用于传输信息的成熟技术是将通过过程控制回路的电流强度控制在4mA和20mA之间。在4-20mA范围中的电流的值可以映射至过程变量的对应值。一个类型的变送器是压力变送器。总的来说，压力变送器是测量过程流体的压力的任何类型的变送器。(术语流体包括气体和液体以及其组合)。压力变送器可以用于直接地测量压力，压力包括压差、绝对压力或表压力。进一步地，使用已知技术，压力变送器可以用于基于过程流体在两个位置之间的压差来测量过程流体的流量或液位。通常地，压力变送器包括压力传感器，压力传感器通过隔离系统连接到过程流体的压力。例如，隔离系统可以包括与过程流体物理接触的隔离膜片和在隔离膜片以及压力传感器之间延伸的隔离填充流体。填充流体优选地包括大致地不能压缩的流体，诸如油。由于过程流体在隔离膜片上施加压力，所以施加压力的改变被传送通过膜片、通过隔离流体并且至压力传感器。该隔离系统防止压力传感器的易坏部件直接地暴露给过程流体。在一些过程环境中，过程流体可以经受相对较高的温度。然而，变送器可以具有185°F的最大操作温度。设计用于高温操作的某些变送器可以将其延伸至250°F到300°F的范围。温度极限仍然可以导致压力测量值的误差。在具有超过压力变送器的最大温度的温度的过程中，变送器自身必须从过程流体远程地定位并且使用毛细管连接到过程流体。毛细管可以行进许多英尺，并且隔离流体被携带在管中。管的一个端部通过隔离膜片安装至过程，并且管的另一个端部连接到压力变送器。该毛细管和隔离膜片通常称为″远程密封件″。在一些远程密封件应用中，可以有利的是利用填充流体，填充流体可以进一步地增加变送器可以在其下工作的过程温度范围。为了处理更高的过程温度，能够在更高温度下工作的填充流体可以被使用。然而，一些该填充流体在寒冷环境温度下是固体的或非常粘性的，并且甚至可以在室温下是固体的或非常粘性的。期望允许变送器在室温下校准，和/或能够在热处理完全地达到温度之前在寒冷环境条件下以合理的时间量传输和读取压力。如果在室温下填充流体是固体的或太粘性的，则该校准可能是行不通的。加热装置可以用于将变送器或远程密封件加热到以下温度，在该温度下，高温填充流体具有足够小的粘性，但是变送器或远程密封件的一些构件可能在这些更高的温度下被损坏。例如，甚至使用高温填充流体时，在低温极限下，中间填充流体将通常地用于在高温填充流体和压力传感器之间传输过程压力。该中间填充流体可能不能够经受加热。
技术实现思路
用于测量工业过程的过程压力的压力变送器组件包括被构造成用于感测过程压力的压力传感器。过程连接件将压力传感器连接至工业过程。在一个示例性构造中，在过程连接件中携带的相变材料被构造成用于通过响应于来自工业过程的热来改变相，从而减少从工业过程至过程变量传感器的传热。在另一示例性构造中，热电偶电动冷却(TEC)元件连接到过程连接件，并且被构造成用于响应于施加的电流以将热传导远离连接件。用于测量工业过程的过程压力的压力变送器组件包括被构造成用于感测过程压力的压力传感器。过程连接件使用具有填充流体毛细管的细长壳体将压力传感器连接至工业过程。在一个示例性构造中，至少一个热电元件被包括在细长壳体中，以响应于施加的电流或信号向过程连接件施加热或将热传导远离过程连接件，允许填充流体被预热以便于冷启动或校准，并且在高温操作过程中提供过程连接件的冷却。该
技术实现思路
和摘要被提供从而以简化形式介绍在下文具体实施方式中被进一步描述的概念的选择。本
技术实现思路
和摘要不旨在识别被要求保护的主题的关键特征或本质特征，它们电不旨在被用作确定被要求保护的主题的范围的辅助手段。附图说明图1是连接到工业过程的过程变量变送器组件的侧平面图。图2是图1的过程变量变送器组件的放大透视图。图3A是图1的过程变量变送器组件的侧视透视图。图3B是图1的过程变量变送器组件的侧平面图。图3C是图示散热器、相变材料和热电冷却元件的侧平面剖视透视图。图4是图1的过程变量变送器组件的简化方框图。图5是过程变量变送器组件的过程连接件的另一个实施例的透视图。图6是图示图5示出的过程连接件的细长壳体内部的构件的图解端视图。图7是包括图5示出的过程连接件的过程变量变送器实施例的简化方框图。具体实施方式本专利技术涉及用于测量过程流体的过程变量的该类型的工业变送器，其中过程流体和/或过程环境可以经历相对较高的温度。构造被提供以减少从工业过程传送至过程变量传感器和变送器电子器件的热。在一个示例性构造中，相变材料被用于减少传热。在另一示例性构造中，热电动或热电冷却(TEC)元件被提供以用于减少传热。这些构造可以独立地或组合地执行。构造不要求在
技术介绍
中讨论的远程密封件技术。在这些和/或其它的构造中，热可以被一个或多个热电元件或装置施加至过程连接件的毛细管中的预热高温填充流体以允许冷启动或校准。热施加构造可以被独立地或与热减少构造组合地执行。用于过程工业中的电子工业压力变送器经常具有特别的要求，过程工业诸如为制药、生物技术、食物和饮料技术等。例如，电子工业压力变送器经常可以用于在非常高的温度下测量过程流体的压力。电子工业压力变送器经常用于在发生两个″批″处理之间的清选过程中经受非常高的温度。清选过程被称为″原位清洗″(CIP)和/或″原位杀菌″(SIP)。这些过程将过程界面暴露到超过超过℃的温度。进一步地，期望压力测量变送器不仅经受清洗过程，还在清洗过程中和在清洗过程之后提供最少的误差。这允许下一″批″尽快开始处理。如果在清洗过程中存在误差，则期望测量装置快速地返回到其校准参数并且在清洗过程随后的输出中没有漂移。常规的工业压力变送器能够名义上在达到约185°F的温度下承受和执行。被构造成用于高温操作的一些具体设计的变送器可以将其延伸到250°F至300°F的范围。然而，超过这些温度，例如由于电子部件的过热，装置的大量误差和/或完全失效可能发生。如在
技术介绍
中所述，远程密封件(第二填充系统，也称为化学密封件)可以用于满足高温过程环境的需要。这些密封件可能经常经受超过400°F的温度。然而，该构造具有多个缺陷。例如，多达15％的大量测量误差可能与增加的过程温度相关联。进一步地，构造可能导致较差的温度暂态特性，即，较大的误差和较慢的恢复。当从高温清洗返回至基线操作温度时，构造还引入漂移和不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过程连接件，所述过程连接件用于将过程变量变送器连接到工业过程的过程流体，所述过程连接件包括：细长壳体，所述细长壳体具有被构造成用于连接到过程流体的过程座架和被构造成用于连接到过程变量变送器的相反的变送器连接件；细长壳体中的毛细管，所述毛细管将位于过程座架处的过程压力传送到变送器连接件；至少一个热电元件，所述至少一个热电元件定位在细长壳体中并且邻近毛细管，并且被构造成用于响应施加的电信号向过程连接件施加热，或将热远离过程连接件地传导。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种过程连接件，所述过程连接件用于将过程变量变送器连接到工业过程的过程流体，所述过程连接件包括：细长壳体，所述细长壳体具有被构造成用于连接到过程流体的过程座架和被构造成用于连接到过程变量变送器的相反的变送器连接件；细长壳体中的毛细管，所述毛细管将位于过程座架处的过程压力传送到变送器连接件；至少一个热电元件，所述至少一个热电元件定位在细长壳体中并且邻近毛细管，并且被构造成用于响应施加的电信号向过程连接件施加热，或将热远离过程连接件地传导。2.根据权利要求1所述的过程连接件，并且进一步地包括：散热器，所述散热器定位在细长壳体中位于所述至少一个热电元件和毛细管之间，所述散热器被构造成用于在毛细管和所述至少一个热电元件之间传导热能以向毛细管中的填充流体施加热，或将热远离所述填充流体地传导。3.根据权利要求2所述的过程连接件，其中：散热器沿着毛细管的长度围绕毛细管。4.根据权利要求2所述的过程连接件，其中：散热器与所述至少一个热电元件和毛细管接触。5.根据权利要求2所述的过程连接件，其中：所述至少一个热电元件包括多个热电元件，所述多个热电元件中的每个都定位在细长壳体中。6.一种压力变送器组件，所述压力变送器组件用于测量工业过程的过程压力，所述压力变送器组件包括：压力传感器，所述压力传感器被构造成用于感测过程压力；和过程连接件，所述过程连接件被构造成用于将压力传感器连接至工业过程，所述过程连接件包括：细长壳体，所述细长壳体具有被构造成用于连接到工业过程的过程流体的过程座架和被构造成用于连接到压力传感器的相反的连接件；细长壳体中的毛细管，所述毛细管从邻近过程座架的过程端延伸至邻近相反连接件的压力端，所述毛细管具有包含在其中的填充流体，所述填充流体将位于过程座架处的过程压力传送到相反的连接件；至少一个热电元件，所述至少一个热电元件定位在细长壳体中并且邻近毛细管，并且被构造成用于响应施加的电信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·赖安·费德尔，
申请(专利权)人：匹艾器件有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US