压力感测装置的隔离腔的密封性监控制造方法及图纸

一种工业过程压差感测装置包括具有分别由第一膜片和第二膜片密封的第一隔离腔和第二隔离腔的壳体、压差传感器、静压力传感器、涡流位移传感器和控制器。静压力传感器被配置为输出基于第一隔离腔中的填充流体的压力的静压力信号。压差传感器被配置为输出指示第一隔离腔和第二隔离腔之间的压差的压差信号。涡流位移传感器被配置为输出位置信号，所述位置信号指示第一隔离膜片相对于壳体的位置。控制器被配置为基于位置信号、静压力信号和压差信号来检测隔离腔的密封性的丧失。

【技术实现步骤摘要】
压力感测装置的隔离腔的密封性监控
本公开的实施例涉及用于工业过程压力感测装置的隔离装置，并且更具体地，涉及用于监控隔离腔的密封破坏的技术。
技术介绍
工业过程压力感测设备，例如压力变送器和流量测量装置，被用于工业过程控制系统中，以使用压力传感器来监控过程介质的压力，该压力传感器响应于过程介质压力而提供输出。一种众所周知的类型的压力变送器是可从明尼苏达州的哈森市(Chanhassen)的罗斯蒙特公司购得的3051型变送器。例如，美国专利第5,094,109号也示出了压力变送器。压力传感器暴露于过程介质会损坏过程传感器并不利地影响压力测量。隔离装置用于将压力传感器与过程介质分开，同时允许压力传感器检测过程介质的压力。隔离装置通常包括暴露于过程介质的隔离膜片。隔离膜片通常是非常薄且柔性的构件，该构件响应于过程介质的压力而挠曲。代表过程介质的压力的隔离膜片的挠曲通过容纳在例如流体管线的隔离腔中的隔离流体或填充流体联接到压力传感器。因此，压力传感器能够在不会暴露于过程介质的情况下通过测量隔离流体的压力来测量过程压力。例如，由于隔离膜片暴露于腐蚀性或研磨性过程介质而破裂或密封失效，可能会破坏隔离腔的密封。隔离腔的密封的破坏会导致隔离流体泄漏，这从而导致压力测量的劣化。此外，过程介质可能会进入隔离腔中，这会由于过程流体而损坏压力传感器，并进一步使压力测量劣化。
技术实现思路
本公开的实施例总体上涉及一种工业过程压差感测装置、一种用于检测压差感测装置中的隔离装置的隔离腔的密封状态丧失的方法以及一种压差传感器隔离装置。工业过程压差感测装置的一个实施例包括具有分别由第一膜片和第二膜片密封的第一隔离腔和第二隔离腔的壳体、压差传感器、静压力传感器、涡流位移传感器和控制器。静压力传感器被配置为输出基于第一隔离腔中的填充流体的压力的静压力信号。压差传感器被配置为输出指示第一隔离腔和第二隔离腔之间的压差的压差信号。涡流位移传感器被配置为输出位置信号，所述位置信号指示第一隔离膜片相对于壳体的位置。控制器被配置为基于位置信号、静压力信号和压差信号来检测隔离腔的密封性的丧失。该方法的一个实施例涉及一种工业过程压差感测装置中的隔离装置，该隔离装置包括具有第一隔离腔和第二隔离腔的壳体、压差传感器、静压力传感器、将第一隔离腔的过程接口与工业过程介质密封隔离的第一隔离膜片、和将第二隔离腔的过程接口与过程介质密封隔离的第二隔离膜片。在该方法中，使用第一涡流位移传感器来检测第一隔离膜片相对于壳体的位置。使用静压力传感器获得第一隔离腔内的填充流体的静压力，并且使用压差传感器获得第一隔离腔和第二隔离腔之间的压差。使用控制器基于静压力和压差来获得第一隔离膜片相对于壳体的来自存储器的期望位置。当第一隔离膜片的被检测到的位置与第一隔离膜片的期望位置之间的差值超过阈值时，检测到第一隔离腔的密封性的丧失。使用控制器检测到密封性的丧失时，生成通知。压差传感器隔离装置被配置为将工业过程介质与压差传感器隔离。在一个实施例中，隔离装置包括具有分别暴露于压差传感器的第一隔离腔和第二隔离腔的壳体、容纳在隔离腔中的填充流体、第一隔离膜片和第二隔离膜片、以及涡流位移传感器。第一隔离膜片构造成在过程接口处将第一隔离腔与过程介质密封隔离。第二隔离膜片构造成在过程接口处将第二隔离腔与过程介质密封隔离。涡流位移传感器被配置为输出位置信号，所述位置信号指示第一隔离膜片相对于壳体的位置。位置信号指示第一隔离腔的密封状态。本
技术实现思路
被提供以简化形式介绍在下文的具体实施方式中被进一步描述的概念的选择。该
技术实现思路
不旨在识别要求保护的主题的关键特征或本质特征，也不旨在用作确定要求保护的主题的范围的辅助手段。要求保护的主题不受限于解决在
技术介绍
中指出的任何缺点或所有缺点的实现方式。附图说明图1是根据本公开的实施例的示例性工业过程测量系统的简化图；图2是根据本公开的实施例的具有隔离装置的示例性工业过程压力感测装置的简化图；图3是根据现有技术的示例性压力传感器和隔离装置的简化图；图4是示出根据本公开的实施例的用于检测隔离腔的密封性的丧失的示例性方法的流程图；图5是根据本公开的实施例的示例性涡流位移传感器的简化图；图6是示出在密封的隔离腔和未密封的隔离腔的状态下在一定范围的静流体填充压力下的隔离膜片偏转的图；图7是根据本公开的实施例的示例性工业过程压差感测装置的一部分的简化截面图；图8是示出根据本公开的实施例的检测在工业过程压差感测装置中的隔离腔的密封性的丧失的示例性方法的流程图。具体实施方式在下文中参照附图更全面地描述本公开的实施例。使用相同或类似附图标记被识别的元件指相同或类似的元件。本公开的各种实施例可以以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为限于在此阐述的特定实施例。相反，提供这些实施例是为了使本公开透彻和完整，并且将本公开的范围充分地传达给本领域技术人员。图1是根据本公开的实施例的示例性工业过程测量系统100的简化图。系统100可以用于材料的处理中，以将材料从价值较低的状态转变为价值更高和更有用的产品，例如石油，化学制品，纸张，食品等。例如，系统100可以用于执行工业过程的炼油厂，工业过程可以将原油加工成汽油、燃油和其他石化产品。系统100包括变送器102，变送器102利用压力传感器来测量或感测与过程介质104有关的压力(例如，静压或压差)。在一些实施例中，过程介质104可以是流体(即，液体或气体)，流体被容纳在过程容器106中或运输通过过程容器106，例如管道(示出)、罐或另一过程容器。变送器102可以例如通过适配器108、歧管110和过程接口112联接到容器106。变送器102可以与计算机控制单元114传输过程信息。控制单元114可以远离变送器102定位，例如位于系统100的控制室116中，如图1所示。过程信息可以包括例如静压力、压差或相关的过程参数，例如流体的流过容器的基于压差的流量。控制单元114可以通过合适的物理通信链路(例如，双线控制回路118或无线通信链路)通信地联接到变送器102。控制单元114和变送器102之间的根据常规的模拟和/或数字通信协议的通信可以通过控制回路118来执行。在一些实施例中，控制回路118包括4-20毫安控制回路，其中过程变量可以由流过控制回路118的回路电流I的强度来表示。示例性数字通信协议包括数字信号的成为双线控制回路118的模拟电流强度的例如根据通信标准的调制。也可以采用其他纯数字技术，包括FieldBus和Profibus通信协议。变送器102也可以被配置为使用常规的无线通信协议与控制单元114进行无线通信。例如，变送器102可以被配置为执行无线网状网络协议，诸如(IEC62591)或ISA100.11a(IEC62734)，或者另一无线通信协议，诸如WiFi，LoRa，Sigfox，BLE，或任何其他合适的协议。可以从任何合适的电源向变送器102供电。例如，变送器102可以由流过控制回路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业过程压差感测装置，包括：/n壳体，所述壳体包括第一隔离腔和容纳在第一隔离腔中的填充流体，以及第二隔离腔和容纳在第二隔离腔中的填充流体；/n第一隔离膜片，所述第一隔离膜片构造成将第一隔离腔的过程接口与过程介质密封隔离；/n第二隔离膜片，所述第二隔离膜片构造成将第二隔离腔的过程接口与过程介质密封隔离；/n静压力传感器，所述静压力传感器被配置为输出基于第一隔离腔中的填充流体的压力的静压力信号；/n第一涡流位移传感器，所述第一涡流位移传感器被配置为输出指示第一隔离膜片相对于壳体的位置的第一位置信号；/n压差传感器，所述压差传感器暴露于第一隔离腔和第二隔离腔的传感器接口，并且配置成输出指示第一隔离腔和第二隔离腔中的填充流体之间的压差的压差信号；和/n控制器，所述控制器被配置为基于第一位置信号、静压力信号和压差信号来检测第一隔离腔的密封性的丧失。/n

【技术特征摘要】
20190930 US 16/588,4891.一种工业过程压差感测装置，包括：
壳体，所述壳体包括第一隔离腔和容纳在第一隔离腔中的填充流体，以及第二隔离腔和容纳在第二隔离腔中的填充流体；
第一隔离膜片，所述第一隔离膜片构造成将第一隔离腔的过程接口与过程介质密封隔离；
第二隔离膜片，所述第二隔离膜片构造成将第二隔离腔的过程接口与过程介质密封隔离；
静压力传感器，所述静压力传感器被配置为输出基于第一隔离腔中的填充流体的压力的静压力信号；
第一涡流位移传感器，所述第一涡流位移传感器被配置为输出指示第一隔离膜片相对于壳体的位置的第一位置信号；
压差传感器，所述压差传感器暴露于第一隔离腔和第二隔离腔的传感器接口，并且配置成输出指示第一隔离腔和第二隔离腔中的填充流体之间的压差的压差信号；和
控制器，所述控制器被配置为基于第一位置信号、静压力信号和压差信号来检测第一隔离腔的密封性的丧失。


2.根据权利要求1所述的工业过程压差感测装置，其中：
第一涡流位移传感器从第一隔离膜片偏移；以及
第一隔离腔在第一涡流位移传感器和第一隔离膜片之间延伸。


3.根据权利要求1所述的工业过程压差感测装置，其中所述控制器被配置为：
基于静压力和所述压差，获得第一隔离膜片相对于壳体的期望位置；
确定第一位置信号指示的位置与第一隔离膜片的期望位置之间的第一差值；以及
当第一差值超过第一阈值时，检测到第一隔离腔的密封性的丧失。


4.根据权利要求3所述的工业过程压差感测装置，其中：
所述第一涡流位移传感器包括线圈，所述线圈由所述壳体支撑并且被配置为在所述第一隔离膜片中感应出涡流；以及
所述位置信号基于所述线圈的阻抗。


5.根据权利要求4所述的工业过程压差感测装置，其中：
所述工业过程压差感测装置包括温度传感器，所述温度传感器具有指示容纳在第一隔离腔中的填充流体的温度的温度信号；以及
控制器被配置为基于温度信号来检测第一隔离腔的密封性的丧失。


6.根据权利要求3所述的工业过程压差感测装置，还包括第二涡流位移传感器，所述第二涡流位移传感器被配置为输出指示所述第二隔离膜片相对于所述壳体的位置的第二位置信号，其中，
所述控制器被配置为基于第二位置信号、静压力信号和压差信号来检测第二隔离腔的密封性的丧失。


7.根据权利要求6所述的工业过程压差感测装置，其中所述控制器被配置为：
基于静压力和所述压差，获得第二隔离膜片相对于壳体的期望位置；
确定第二位置信号指示的位置与第二隔离膜片的期望位置之间的第二差值；以及
当第二差值超过第二阈值时，检测到第二隔离腔的密封性的丧失。


8.根据权利要求7所述的工业过程压差感测装置，其中：
所述第一涡流位移传感器包括第一线圈，所述第一线圈由所述壳体支撑并且被配置为在所述第一隔离膜片中感应出涡流；以及
从第一位置传感器输出的位置信号基于第一线圈的阻抗；
所述第二涡流位移传感器包括第二线圈，所述第二线圈由所述壳体支撑并且被配置为在所述第二隔离膜片中感应出涡流；以及
从第二位置传感器输出的位置信号基于第二线圈的阻抗。


9.根据权利要求8所述的工业过程压差感测装置，其中：
所述装置工业过程压差感测包括温度传感器，所述温度传感器具有温度信号，所述温度信号指示容纳在第一隔离腔和第二隔离腔中的填充流体的温度；以及
控制器被配置为基于温度信号来检测第一隔离腔的密封性的丧失和第二隔离腔的密封性的丧失。


10.根据权利要求1所述的工业过程压差感测装置，其中：
所述控制器被配置为基于使所述静压力与所述第一隔离膜片的位置变化相关联的特性来检测所述第一隔离腔的密封性的丧失。


11.一种检测在工业过程压差感测装置中的隔离装置的隔离腔的密封性的丧失的方法，所述工业过程压差感测装置包括具有第一隔离腔和第二隔离腔的壳体、压差传感器、静压力传感器、将第一隔离腔的过程接口与工业过程介质密封隔离的第一隔离膜片、以及将第二隔离腔的过程接口与过程介质密封隔离的第二隔离膜片，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·保罗·舒尔特，尤金·柯罗雷夫，
申请(专利权)人：罗斯蒙特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US