高温压力传送器组件制造技术

一种用于测量过程流体的压力的压力传送器组件（４００）包括构造为联接到过程流体的隔离膜组件（４０２）。压力传感器（４０８）被联接到隔离膜组件（４０２），并构造为感应压力。隔离膜联接凸缘（４２０）设置为承载隔离膜组件（４０２），并包括切除部（４３０，４３２，４３４），以提供热隔离。

【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的那一类过程控制传 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传送器。
技术介绍
过程监视与控制系统用于工业过程的监视和控制操作。工业过程 用于制造生产诸如精制油、药品、纸张、食品等的各种产品。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。"传送器"已成为用于描述联接到过程设备并用于感应过程变量 的设备的术语。实例过程变量包括压力、温度、流量和其它。通常， 传送器位于远端位置(即在"现场")，并将感应的过程变量发回到位 于中央的控制室。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叫做双线过程控制回路的技术，其 中单对线既用于传送信息也为传送器供电。 一种较好定型的信息传输技术是经过程控制环将当前电流控制在4 mA和20 mA之间。在4-20 mA范围内的电流值能够被映射为过程变量的对应值。其它通信协议包 括:HAIH^通信协议，其中数字信号被调制在4-20 mA通信流模拟信号的顶部；Fieldbus协议，其中所有通信通过数字实现；无线协议，楚 寸。一种类型的传送器是压力传送器。通常，压力传送器是任何类型 的测量过程的流体压力的传送器(术语流体包括气体和液体及其组 合)。压力传送器能够被用于直接测量包括压差、绝对压或表压。此外， 使用已知技术，基于两个位置间的过程流体的压差，压力传送器能够 被用于测量过程流体的流动。典型地，压力传送器包括经隔离系统联接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 包括诸如油的基本不能压縮的流体。由于过程流体对隔离膜施加压力， 所施加压力的变化穿过隔离膜经隔离流体传递，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部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，典型的传送器具有250-300° F的最大工作温度。即使在传送器能够经受高 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 力传送器的最大温度的过程中，传送器本身的位置必须远离过程流体， 并使用长的毛细管联接到过程流体。毛线管能够长许多英尺，并且在 管中运送隔离流体。该管的一端经隔离膜安装到过程流体，管的另一 端联接到压力传送器。这种长的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，另外的部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传送器组件包括隔离膜组件 和压力传感器。隔离膜联接凸缘承载隔离膜组件，并包括切除部，以 提供热隔离。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传送器组件的图。图2是过程传送器偏置组件的横截面图。图3是包括传送器偏置组件的压力传送器组件的横截面图。图4是压力传送器组件的另一实施例的横截面图。图5是根据另一实施例的压力传送器组件的横截面图。图6A和图6B是显示过程温度对压力传送器组件的部件的影响的曲线。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是压力传送器组件的横截面图，其显示用于补偿压力传感器 的测量的温度传感器的位置。图8是包括切除部以提供热隔离的另一典型实施例的横截面视图。具体实施方式本专利技术针对用于测量过程流体的过程变量的那一类型的工业传送 器，其中过程流体与/或过程环境处于较高温度。利用本专利技术，压力传 感器和传送器电子装置与过程流体间隔开，以实现与过程流体的热隔 离。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 电子的工业压力传送器通常具有特殊要求。例如，它们经常需要测量 极高温度下的过程液体的压力。在两个"批量"加工之间的清洁过程期间，它们经常需要经受极高温度。该清洁过程被称作"原地清洁"(CIP) 与/或"原地消毒"(SIP)。这些过程将过程界面暴露于超过200°C的温 度。此外，期望地，压力测量传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 "批量"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。传统的工业压力发射器标称地能够经受并且在最高约85°C的温 度下运行。然而，超过这个温度，例如由于电子部件的过热，会出现 设备的实质误差与/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°C的温度。然而，这种构造具有许多 缺点。例如，实际测量误差会与增加的过程温度相关，差不多1-5%。 此外，该构造可能导致较差的温度瞬时行为，即大的误差和慢的恢复。 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非重 复性误差。它们也不能精确测量清洁过程期间的压力。本专利技术的工业压力传送器提供了在高温过程中和在经历诸如在箱体清洁(CIP和SIP)经受的间歇高温的过程中的改进性能。该构造很 适合象在生物技术、药品、食品和饮料加工中使用的卫生方式的压力 测量。这种改进包括提高高加工温度能力和可靠性；减小高加工温 度下测量期间的误差；减小从高温返回到正常操作时的误差；和提高 在CIP和SIP期间引起的瞬时温度的返回速度。图1是显示根据本专利技术的压力传送器组件106的工业过程装置 100的简图。过程装置100包括其中包含过程流体104的容器102。 该传送器组件106包括将传送器(传送器模块)108安装到容器102 的传送器偏置组件110。虽然传送器偏置组件110显示作为分离部 件，它可以是与传送器108成整体的部件。偏置组件110包括隔 离膜组件120;导管122;和传送器支架124。该隔离膜组件120包 括隔离膜128,其具有面对和接触过程流体104的过程界面侧。隔离 腔129限定在隔离膜128后，并与其过程界面侧相对。该毛细管122 联接到该腔129，并且该腔129和毛细管122填充有隔离填充流体。 这种隔离填充流体是基本不可压縮的液体，诸如油。毛细管122的与 隔离膜组件120相对的端部联接到压力传感器130。该压力传感器提 供对传送器电路132的输出。该传送器电路132示出为联接到双线 过程控制环134。利用电连接138，该压力传感器130被电联接到传 送器电子设备132。在一个具体实施例中，电连接138包括柔性电路。该隔离膜组件120可以是任何构造，并且图1中的膜仅用于说 明目的。类似地，导管122、传送器108、压力传感器130和传送器 电子设备132能够是任何期望的构造。该导管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。该传送器支架124以间隔开的方位将传送器108物理地安装到 隔离膜组件122。可以使用任何期望的传送器支架或构造。 一个实例 支架124是完全包围导管122以使导管122与过程环境隔离的支 架。另一实例传送器支架分开容器102和传送器108之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量过程流体的压力的压力传送器组件，包括：　压力传感器；　隔离膜组件，其包括构造为沿过程界面侧联接到过程流体的隔离膜，并且限定与该过程接口侧相对的隔离腔；　导管，其从由隔离膜限定的隔离腔延伸到压力传感器，并被构造为运送隔离填充流体，从而将施加到隔离膜的压力传送到压力传感器，以及　隔离膜联接凸缘，其构造为承载隔离膜组件，隔离膜联接凸缘具有切除部，以提供热隔离。

【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A布罗登，
申请(专利权)人：罗斯蒙德公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]