高温压力变送器组件制造技术

用于测量过程流体（１０４）的压力的压力变送器组件（１０６）包括隔离膜组件（１２０）。压力传感器（１３０）与隔离膜组件（１２０）间隔开以提供热隔离。导管（１２２）从隔离膜组件（１２０）延伸到压力传感器（１３０），并被构造以输送隔离填充流体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于工业过程监视和控制系统中类型的过程控制变送器(或传送器)。更具体地说，本专利技术涉及在高温环境中测量过程变量的变送器。
技术介绍
过程监视与控制系统用于监视和控制工业过程的操作。工业过程用于制造诸如精制油、药品、纸张、食品等的各种产品的生产中。在大型仪器中，为了在期望的参数范围内操作，这些过程必须得到监视和控制。“变送器”已成为用于描述连接到过程设备并用于传感过程变量的设备的术语。示例过程变量包括压力、温度、流量和其它。通常，变送器位于远程位置(即在“现场”)，并将传感的过程变量送回到中央控制室。包括有线和无线通信的多种技术被用于发送过程变量。一种普通的有线通信技术使用称作双线过程控制回路，其中单对线用于传送信息以及为变送器供电。一种较好建立的信息传送技术是经过程控制回路将当前电流控制在4mA和20mA之间。在4-20mA范围内的电流值能够被映射为过程变量的对应值。一种类型的变送器是压力变送器。通常，压力变送器是测量过程的流体压力的任何类型的变送器(术语流体包括气体和液体及其组合)。压力变送器能够被用于直接测量包括压差、绝对压力或表压力的压力。此外，使用已知技术，基于两个位置间的过程流体的压差，压力变送器能够被用于测量过程流体的流动。典型地，压力变送器包括经隔离系统连接(或耦合)到过程流体的压力的压力传感器。该隔离系统例如可包括与过程流体物理接触的隔离膜；和在隔离膜和压力传感器之间延伸的隔离填充流体。该填充流体优选地包括诸如油的实质上不能压缩的流体。当过程流体对隔离膜施加压力，所施加压力的变化经隔离流体跨过隔离膜传递，并到达压力传感器。这种隔离系统防止了压力传感器的精密构件直接暴露于过程流体。在一些过程环境中，过程流体会经受相当高的温度。然而，典型的变送器具有250-300的最大工作温度。即使在变送器能够经受高温的情况中，极端的温度仍能够导致压力测量的误差。在温度超过压力变送器的最大温度的过程中，变送器本身的位置必须远离过程流体，并使用长的毛细管连接到过程流体。毛线管能够为许多英尺，并且在管中承载隔离流体。所述管的一端经隔离膜安装到过程流体，并且管的另一端连接到压力变送器。这种长毛细管和隔离膜通常称作“远程密封”。远程密封结构的引入增加了安装的成本和复杂性，并降低了压力测量的准确性。此外，附加的构件提供了另一可能的设备故障源。
技术实现思路
一种用于测量过程流体的压力的压力变送器组件包括隔离膜组件。所述隔离膜组件包括隔离膜，所述隔离膜构造为沿过程接口侧连接(或耦合)到过程流体的，并且限定了与过程接口侧相对的隔离腔。压力传感器被安装到隔离膜组件，并与隔离膜组件物理间隔开。导管从隔离腔延伸到压力传感器。还能够使用温度补偿。还提供一种方法。附图说明图1是显示其中压力传感器与隔离膜组件间隔开以提供热隔离的压力变送器组件的视图。图2是过程变送器偏置组件的横截面视图。图3是包括变送器偏置组件的压力变送器组件的横截面视图。图4是压力变送器组件的另一实施例的横截面视图。图5是根据另一实施例的压力变送器组件的横截面视图。图6A和图6B是显示过程温度对压力变送器组件的构件的影响的曲线。图6A针对现有技术结构，图6B针对根据本专利技术的结构。图7是显示用于补偿压力传感器测量的温度传感器的位置的压力变送器组件的横截面视图。具体实施例方式本专利技术针对用于测量过程流体的过程变量类型的工业变送器，其中过程流体和/或过程环境处于相对高温。利用本专利技术，压力传感器和变送器电子设备与过程流体间隔开，以实现与过程流体的热隔离(或热绝缘)。然而，本专利技术的构造不需要在
技术介绍
部分中讨论的远程密封技术。还能够利用温度补偿。在诸如制药、生物技术、食品和饮料技术等的加工工业中使用的电子工业压力变送器通常具有特殊要求。例如，它们经常需要测量极高温度的过程液体的压力。在两个“批次”的处理之间出现的清洁过程期间，它们经常需要经受极高温度。所述清洁过程被称作″现场(或原地)清洁″(CIP)和/或″现场(或原地)消毒″(SIP)。这些过程将过程接口暴露于超过200℃的温度。此外，期望地，压力测量变送器不仅经历清洁过程，而且还要在清洁过程期间和之后提供最小的误差。这使得下一“批次”尽快地开始。如果在清洁过程期间存在误差，则期望测量设备快速返回其校正参数，且不会在清洁处理后的输出中存在偏差。传统的工业压力变送器能够标称地经受最高约85℃的温度和在最高约85℃的温度运行。然而，超过这个温度，例如由于电子构件的过热，会出现设备的实质误差和/或完全故障。如在背景部分中讨论的，远程密封(辅助填充系统，也称作化学密封)能够用于满足高温处理环境的需要。这些密封通常能够经受超过200℃的温度。然而，这种构造具有许多缺点。例如，实质的测量误差会与增加的过程温度相关，差不多1-5％。此外，所述构造可能导致较差的温度瞬时特性，即大的误差和慢恢复。在从高温清洁返回到基线工作温度时，这种构造也引入了漂移和不可重复误差。它们也不能精确测量清洁处理期间的压力。本专利技术的工业压力变送器提供了在高温过程中和在经历诸如在箱清洁(CIP和SIP)期间经受的间歇高温的过程中的改进性能。所述构造很适合如在生物技术、药品、食品和饮料处理中使用的卫生方式的压力测量。这种改进包括增高的高过程温度能力和可靠性；减小的高过程温度下测量期间的误差；减小的从高温返回到正常操作时的误差；和提高的从CIP和SIP期间引起的瞬时温度的返回速度。图1是说明根据本专利技术的压力变送器组件106的工业过程装置100的简图。过程装置100包括其中容纳过程流体104的容器102。所述变送器组件106包括将变送器(变送器模块)108安装到容器102的变送器偏置(offset)组件110。虽然变送器偏置组件110显示作为分离的构件，它可以是与变送器108成一体的构件。偏置组件110包括隔离膜组件120；导管(毛细管)122；和变送器支撑件124。所述隔离膜组件120包括隔离膜128，隔离膜128具有过程界面侧，所述过程界面侧面对和接触过程流体104。隔离腔129被确定在隔离膜128后，并与隔离膜128的过程界面侧相对。所述毛细管122连接到隔离腔129，并且隔离腔129和毛细管122填充有隔离填充流体。这种隔离填充流体是诸如油的实质上不可压缩的液体。与隔离膜组件120相反的毛细管122的端部连接到压力传感器130。所述压力传感器提供了到变送器电路132的输出。所述变送器电路132显示为连接到双线过程控制回路134。利用电连接138，所述压力传感器130被电连接到变送器电子设备(或电子仪器)132。在一个具体实施例中，电连接138包括柔性电路。所述隔离膜组件120能够是任何构造，并且图1中的膜仅提供用于说明目的。类似地，导管122、变送器108、压力传感器130和变送器电子设备132能够是任何期望的构造。所述导管122无需如图1中所示是直的或管状，并且在可选构造中可以使用任何数目的导管。所述变送器支撑件124以间隔开的方位将变送器108物理地安装到隔离膜组件122。能够使用任何期望的变送器支撑件或构造。一个示例支撑件124是完全包围导管122以使导管122免受过程环境影响的支撑件。另一示例变送器支撑件分开容器102和变送器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量过程流体的压力的压力变送器组件，包括：　　　　隔离膜组件，所述隔离膜组件包括隔离膜，所述隔离膜构造为沿过程接口侧连接到过程流体并且限定了与过程接口侧相对的隔离腔；　　　　压力传感器，所述压力传感器被连接到隔离膜组件，并与所述隔离膜组件物理间隔开，以提供与隔离膜组件附近的过程流体的热隔离；和　　　　从由隔离膜限定的隔离腔延伸到压力传感器的导管，所述导管构造为输送隔离填充流体，从而将施加到所述隔离膜的压力传送到所述压力传感器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维安德鲁布罗德，凯丽M奥瑟，乍德迈克麦奎尔，弗雷德查尔斯席德勒，
申请(专利权)人：罗斯蒙德公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]