具有改进的温度补偿的远程密封系统技术方案

远程密封系统，包括具有构造成暴露于过程流体的第一侧的远程膜片。导管联接到远程膜片，并包括与远程膜片的第二侧流体连通的填充流体。温度传感器热联接到导管并构造成感测填充流体的温度。在一替代示例中，远程感测组件包括具有联接到与过程流体流体连通的远程膜片的第一端和延伸从第一端到过程流体压力变送器的长度的第二端的柔性细长导管。基本不可压缩的填充流体布置在柔性细长导管内。过程流体压力变送器构造成基于填充流体中的对应压力产生指示过程流体中的压力的输出值。温度检测器联接到柔性细长导管，并构造成提供指示沿着柔性细长导管的填充流体的平均温度的信号。补偿系统基于平均温度计算热膨胀值并基于热膨胀值调节压力信号。

【技术实现步骤摘要】
具有改进的温度补偿的远程密封系统
技术介绍
在一些过程控制系统设施中，使用压力变送器远程地监控导管中或储箱中过程流体的压力。压力变送器包括测量或以其它方式获得与监控压力的远程位置流体联接的压力传感器的电指示的电路。压力传感器信号的幅值表示远程位置处过程流体的压力。远程密封件或远程膜片组件有时用于将压力变送器(其包括多个电子电路)与危险测量环境隔开，或用于将压力变送器联接到位置不便的过程流体测量位置。例如，远程过程密封件可用于腐蚀性、高温过程流体，诸如在精炼厂或化学工厂中使用的那些。在这些实例中，具有膜片组件和毛细管的机械远程密封件用于使远程位置的压力与定位在安全距离之远的压力变送器相关。远程密封件中的柔性膜片将过程流体与毛细管中的填充流体隔离。在隔离膜片移动时，(基本不可压缩的)填充流体通过毛细管将压力变化转换到位于压力变送器中或在压力变送器上的压力传感器。压力变送器的压力传感器(其可包括感测膜片)通过填充流体感测远程压力，并产生与过程流体的压力相关的信号。毛细管能够延伸数十米，以便于将压力变送器与过程流体联接。由于与定制毛细管长度相关的成本和困难，远程密封组件通常可由标准/库存长度(stocklengths)的毛细管来制得。毛细管的显著长度以及毛细管和/或填充流体的热膨胀和/或其它热学特性会在压力传感器的测量中产生温度诱发的误差。因此，提供具有温度补偿的改进远程密封系统将提高这种远程密封系统的准确性，由此促进更有效的过程控制。
技术实现思路
一种远程密封系统，包括远程膜片，所述远程膜片具有被构造成暴露于过程流体的第一侧。导管联接到所述远程膜片，并且包括与所述远程膜片的第二侧流体连通的填充流体。温度传感器热联接到所述导管并且被构造成感测所述填充流体的温度。在一示例中，远程感测组件包括柔性细长导管，所述柔性细长导管具有：第一端和第二端，所述第一端联接到与过程流体流体连通的远程膜片，所述第二端延伸从所述第一端到过程流体压力变送器的长度。基本不可压缩的填充流体布置在所述柔性细长导管内。所述过程流体压力变送器被构造成基于所述填充流体中的对应压力产生指示所述过程流体中的压力的输出值。温度检测器联接到所述柔性细长导管，并且被构造成提供指示沿着所述柔性细长导管的填充流体的平均温度的信号。补偿系统基于所述平均温度计算热膨胀值并且基于所述热膨胀值调节压力信号。附图说明图1是根据本专利技术实施例的使用具有毛细补偿的远程密封件的过程流体压力测量系统的示意图。图2是根据本专利技术实施例的远程密封系统的示意图。图3是根据本专利技术另一实施例的远程密封系统的示意图。图4是例示根据本专利技术实施例的可用于平均RTD的三种不同材料(铂、铜和镍)的各种基于温度的电阻特性的图表。图5是根据本专利技术实施例的在过程压力变送器内的电子器件的示意图。图6是根据本专利技术另一实施例的用毛细管温度补偿过程流体压力的系统的示意图。图7是根据本专利技术实施例的制造远程密封系统的方法的流程图。具体实施方式如以上提出的，远程密封系统一般包括毛细管，用于将来自一个或更多个远处测量点的压力传送到压力传感器以用于测量。在毛细管竖向延伸或即使具有竖向分量的实例中，填充流体的流体动力学压力可导致压力测量中的误差。另外，毛细管中填充流体的密度可随温度变化，这可导致压力测量中与密度变化和毛细管支腿的高度成比例的进一步误差。此外，毛细管内填充流体以及毛细管本身材料的温度诱发的热膨胀或收缩也可产生附加的误差源。因为密度主要依赖于温度，因此温度诱发的密度变化可以用处理系统(诸如压力变送器的微处理器或过程控制室中的计算机)在数学上补偿。提供这种补偿的一个困难在于，温度实际中可能在毛细管的整个长度上变化。这种变化可能因毛细管的部分上的局部日晒或局部遮荫、局部暴露于过程条件或环境温度梯度而引起。这使得难以使用单个点测量来提供对远程密封设施的温度的充分表示。另外，难以将外部温度传感器安装到毛细管上或安装在附近环境条件中以执行热补偿，因为该补偿通常需要对设施运行附加的导管和布线。本文提供的实施例大体便于经由用毛细管制成或被组装到毛细管上的特定温度传感器来获得整个毛细管温度梯度的准确表示。所述特定传感器可提供单个量，诸如指示整个毛细管上的温度的平均值或其它聚合函数的基于温度的电阻或基于温度的电压。图1是根据本专利技术实施例的使用具有毛细补偿的远程密封件的过程流体压力测量系统的示意图。如图1所示，压力变送器100经由相应的毛细管106、108流体联接到远程密封件102、104。毛细管106、108可以是数十米长。但是，如本文限定的，毛细管是具有至少一米的长度的柔性细长导管。在所示的示例中，远程密封件可操作地联接到流体容纳罐110。有时，来自远程密封件104和远程密封件102的指示之间的压力差可提供关于罐110内流体水平的指示。如所示的，毛细管108具有由括号112指示的显著的竖向分量。另外，由于额外毛细管管线的显著部分卷绕成线圈114且安装到机座116，所以毛细管106具有较少的竖向分量。如可理解的，毛细管108可设置成在阳光直射下，而毛细管106可以布置在阴凉处。另外，显示为设置成比毛细管108低的线圈114因其接近地面，因此可以处于与毛细管108略不同的温度。另外，如果罐110处于升高的温度，则毛细管108与罐110的接近可导致毛细管108比毛细管106热，毛细管106主要缠绕在远离罐110布置的线圈114中。由此，真实世界设施的细节可形成非常复杂的热系统，这样的热系统可影响到过程流体压力变送器100内的压力传感器从毛细管106、108最终读取的压力。图2是根据本专利技术实施例的远程密封系统的示意图。远程密封系统150包括一对安装凸缘152、154，所述一对安装凸缘152、154经由螺栓凸缘连接156安装到一起，以密封地提供与过程流体容器或导管(诸如罐110)的过程流体直接接触的隔离膜片158。图2中未示出过程流体导管，但过程流体导管将位于凸缘154的左侧。隔离膜片的与过程流体相反的一侧与填充流体160流体接触，填充流体160经由端部162流体联接到压力变送器或传感器，诸如过程流体压力变送器100。根据本专利技术实施例，平均RTD元件164围绕毛细管166卷绕，并且在一个实施例中基本延伸毛细管166的整个长度。在一个实施例中，平均RTD164是细绝缘电线，其材料的电阻与温度和距离成比例。虽然大多数RTD材料的电阻在高精度测量方面稍微非线性，但对于在毛细管设施的典型温度范围上提供毛细管的有效平均温度是充分线性的。对于毛细管的填充流体在随温度变化的密度方面同样如此。平均温度传感器164联接到过程流体压力变送器100内的合适电子器件或者单独的温度变送器，以基于传感器的电阻确定平均温度值。该平均温度值因此可用于针对随温度而变的密度和/或热膨胀或收缩的变化补偿远程过程流体压力值。在一个实施例中，可以使用存储在过程流体压力变送器100的处理器或者任何合适的过程控制器内的查找表来执行该补偿。因此，应注意，可以在过程流体压力变送器100内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种远程密封系统，包括：/n远程膜片，所述远程膜片具有被构造成暴露于过程流体的第一侧；/n具有填充流体的导管，所述填充流体与所述远程膜片的第二侧流体连通；和/n温度传感器，所述温度传感器热联接到所述导管并且被构造成感测所述填充流体的温度。/n

【技术特征摘要】
20181228 US 16/234,9001.一种远程密封系统，包括：
远程膜片，所述远程膜片具有被构造成暴露于过程流体的第一侧；
具有填充流体的导管，所述填充流体与所述远程膜片的第二侧流体连通；和
温度传感器，所述温度传感器热联接到所述导管并且被构造成感测所述填充流体的温度。


2.根据权利要求1所述的远程密封系统，其中，所述温度传感器在沿着所述导管的多个离散位置处感测所述填充流体的温度。


3.根据权利要求1所述的远程密封系统，其中，所述温度传感器产生指示所述填充流体的平均温度的温度信号。


4.根据权利要求1所述的远程密封系统，其中，所述温度传感器是电阻温度器件(RTD)。


5.根据权利要求5所述的远程密封系统，其中，所述电阻温度器件是沿着所述导管的至少一部分延伸的平均RTD元件。


6.根据权利要求1所述的远程密封系统，其中，所述温度传感器包括沿着所述导管布置的多个热电堆。


7.根据权利要求1所述的远程密封系统，其中，所述导管包括：
导管覆盖层，所述导管覆盖层围绕所述导管的外径布置。


8.根据权利要求7所述的远程密封系统，其中，所述温度传感器围绕所述导管覆盖层内的所述导管布置。


9.根据权利要求1所述的远程密封系统，其中，所述导管被构造成联接到过程流体压力变送器。


10.根据权利要求1所述的远程密封系统，其中，所述远程膜片响应于所述过程流体中的压力增加而朝向所述导管偏转，并且其中所述远程膜片朝向所述导管的偏转使得所述导管内的填充流体的压力增加。


11.根据权利要求1所述的远程密封系统，其中，所述导管具有至少一米的长度。


12.一种制造远程密封系统的方法，所述方法包括：
形成导管，所述导管从第一端延伸到第二端并且被构造成在其中容纳填充流体；
将膜片密封联接到所述第一端和所述第二端中的一端；
围绕所述导管的外径布置保护性材料；和
沿着所述导管遍布温度传感器。


13.根据权利要求12所述的方法，其中，遍布温度传感器包括：
沿着所述导管的长度设置一系列温度感测元件，每个温度感测元件设置为在所述导管的所述第一端与所述第二端之间的相应位置处感...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维·R·洛宗，斯科特·R·汤普森，
申请(专利权)人：罗斯蒙特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US