一种非金属流过式无电极电导率传感器设有导管，该导管具有初级过程流体流动通路和次级过程流体流动通路，以形成流体回路。至少一个激励环形体和一个传感环形体包绕流体回路上的导管。提供给激励环形体的电压通过流体回路在传感环形体中感应出电流，以消除对与过程流体相接触的金属电极的任何需求。至少一个附加的激励环形体和／或传感环形体设置在流体回路上，以增强感应。可选的是，一个或多个传感线圈设置成在流体回路外围绕导管，以抵消杂散的电噪声。沿导管设置的可选的导体通过其阻抗的变化来检测任何流体泄漏。温度检测器在伸入流体流动通路中的非导电的保持器内得到支承，以便使检测器不与流体进行物理接触。可选的外壳设有端口，以使使用者能够清除穿透导管壁的任何气体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电导率传感器，并且更具体地涉及构造成用以检测流 过导管的过程流体的电导率的无电极电导率传感器。2. 背景信息在本申请中，通过引证引入了各种出版物、专利和^Hf的专利申 请。在此通过引用而将本申请所参考的出版物、专利和^Hf的专利申 请的公开内容并入本文中。通过在一对电极上施加电压并且将其浸入溶液中，可进行对化学 溶液的电导率测量。经过该系统的电流与溶液的电导率成比例。然而， 如果待测溶液与金属电极在化学上不相容，例如，造成化学侵蚀或溶 液和/或电极的污染，则该项技术就不适宜。另一种方法涉及无电极的环形电导率测量。在该方法中，通过使 用激励器环形线圈和传感器环形线圈包绕至少部分地由受测溶液所 形成的'磁芯(core)'，有效地产生变压器。该环形体通常设置在电绝缘、 磁透过的壳体内，该壳体具有轴向穿过其间的流体流动通路。激励器 供给有电压，该电压在经过流动通路的溶液中感应出电i兹场，因而在传感线圏中感应出电流。该感应电流与受测溶液的电导率成比例。Reese的美国专利No.5,157，332公开了 一种此类环形电导率传感 器的实例。公知的类似传感器的商业实例是可从Invensys Systems, Inc.(Foxboro, Massachusetts)得到的871EC 侵入式电导率传感器。如 图l所示，这种无电极电导率传感器20的截面包括装入壳体21中的 环形线圏11,12,13,其可浸入4寺测流体中。壳体21限定中心孔19， 该中心孔19容许流体沿轴向穿过环形体11，12，13而不与它们接触。'磁 芯，的感应回^各通过传感器浸入其内的过程溶液形成。在待测流体流过导管的情况下，将传感器浸入该流体中也许不可 行或不希望。在这种情况下，激励器环形线圏和传感器环形线圈可环 绕运送该液体的管。公知的这种传感器的商业实例是 871FT (Invensys Systems,Inc.)。然而，为了产生感应，则必须在线圏 外侧形成电回路，通常是通过在该环形体的上游和下游将金属带夹在 管的金属部分上。然而，这种方法的缺点在于，当过程流体侵蚀或以 其它方式与金属不相容时，就不可使用金属管部分。作为备选，通过提供绕过一个或多个环形体的次级流动通路，可 由流体自身形成感应回路。在授予给Fidlden的美国专利No.2,709，785 中公开了这种流体回路的实例。这种方法的缺点在于，有限的截面、 相对较长的长度以及流体自身的高阻抗会将纯阻抗添加到感应电流 中，这趋于对电导率测量的灵敏度产生不利影响。旨在提高电导率传 感器的灵敏度的方法包括Ogawa在美国专利No.4,740,755中所公开 的。Ogawa公开了具有一定尺寸的流体回路上的环形体，将该尺寸计 算成"为流体流动回路长度与流动通路截区域的比提供较低的值，这继 而又会提供良好的灵敏度"(Ogawa第2栏第42至47行)。这种方法的 缺点在于，所揭示的Ogawa的环形体是共面的且物理地分开的，以便 减少变压器之间的泄漏耦合。(Ogawa第l栏第34至38行，第2栏第 47至52行，第4栏第49至55行)。上述侵蚀和污染问题对于涉及金属性不相容的过程流体的应用还使得温度检测有问题。这种不相容性会对在流体流动通路内的金属 温度检测器的常规安置产生影响。旨在避免该问题的 一种方法在于， 将温度检测器安置在流体流动导管的外壁上，且因此依靠穿过导管壁 的热传导来获取温度数据。然而，包含腐蚀性流体的导管通常由聚合物制成，例如PFA(全氟烷氧基聚合树脂)、PTFE(聚四氟乙烯)、聚氯 乙烯(PVC)或它们的不同组合，如全氟烷氧基-聚四氟乙烯共聚物。这 些材料相对较弱的导热性趋于不利地影响由此类外部温度检测方法 所提供的准确度和响应时间。因此，需要一种系统，其测量流过导管的过程流体的温度，解决上述^:点中的 一个或多个。专利技术概述根据本专利技术的一个方面， 一种无电极电导率传感器包括非导电的 导管，该导管在入口的下游分成第一分支和第二分支，并且在出口的 上游重新汇合，以在入口与出口之间形成流体流动回路。构造为激励线圈或传感线圈的第一环形体和第二环形体均设置成围绕第一分支 和第二分支中的一者。非导电的长形保持器延伸到导管中，以在其内 支承温度检测器，使得沿下游方向流动的过程流体经过温度检测器的对置侧，同时保持不与温度^r测器进行物理接触。一种用于以无电极电导率传感器测量过程流体的温度的方法，包 括提供非金属导管用于过程流体沿下游方向从入口流至出口 。该导管 在入口的下游分成第一分支和第二分支，且在出口的上游重新汇合， 以在入口与出口之间形成流体流动回路。至少一个第一类环形体设置 成围绕第一分支和第二分支中的一者，而至少一个第二类环形体设置 成围绕第一分支和第二分支中的一者，第一类线圈和第二类线圈选自 由激励线圏和传感线圏所组成的组。非导电的保持器延伸进导管中， 该保持器在其内支承温度检测器，使得沿下游方向流动的过程流体经 过温度检测器的对置侧，同时保持不与温度检测器进行物理接触。附图简述结合附图阅读本专利技术不同方面的如下详细说明，本专利技术的以上及其它特征和优点将变得更加显而易见，在附图中附图说明图1为现有技术的EC传感器的一部分的截面正视图2为要求得到专利保护的本专利技术的实施例的正视图，其中的可选特征以虚线表示；图3为具有虚线示出部分的图2实施例的分解图4为请求得到专利保护的本专利技术的备选实施例的局部截面正视图，其中，其可选部分以虚线表示； 图5为图4中的实施例的平面图； 图6为本专利技术实施例的示例性布线图； 图7为本专利技术的备选实施例的示例性布线图； 图8为本专利技术的备选实施例的局部断面正视图，其中，可选部分以虚线表示；图9为沿图8的9-9所截耳又的比例》文大的截面图； 图IO为沿图9的10-10所截取的备选实施例的一部分的比例缩小 的截面图11为沿图10的11-11所截取的截面图12为沿图8的9-9所截取的本专利技术的备选实施例的截面图13为沿图12的13-13所截取的图12中的实施例的一部分的比例缩小的截面图14为沿图13的14-14所截取的图12中的实施例的截面图； 图15为要求得到专利保护的本专利技术的又一实施例的局部断面正视图，其中，可选部分以虚线表示；图16为沿图15的16-16所截取的比例放大的截面图； 图17为图15中的实施例的一部分的比例放大的正视图； 图18A和图18B为本专利技术的示例性方法的流程图；图19为如参照图12的图示和描述来制造的示例性装置的温度响应测试的示图；以及图20为如参照图8的图示和描述来制造的示例性装置的温度响 应测试的示图。专利技术详述在如下详细描述中，将参考构成其一部分的附图，且其中通过图 示的方式示出了可实施本专利技术的特定实施例。这些实施例描述得足够 详细，使得本领域的技术人员能够实施本专利技术，并且应当理解也可利 用其它实施例。还应当理解，在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下 可进行结构、程序以及系统上的改变。因此，如下详细描述并非具有 限制意义，并且本专利技术的范围由所附权利要求及其等同方案来限定。 为清楚说明起见，附图中所示的相似特征由相似的参考标号表示，并 且附图中的备选实施例中所杀的类似特征也由类似的参考标号表示。 其中，本文所使用的用语"轴向"本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无电极电导率传感器，包括： 非导电的导管，其限定用于过程流体沿下游方向流动的通道，所述导管具有入口和出口； 所述导管在所述入口的下游分成第一分支和第二分支，所述分支在所述出口的上游重新汇合，以在所述入口与所述出口之间形成流体 流动回路； 构造为第一类线圈的至少一个第一环形体，其设置成围绕所述第一分支和所述第二分支中的一者； 构造为第二类线圈的至少一个第二环形体，其设置成围绕所述第一分支和所述第二分支中的一者； 所述第一类线圈和所述第二类线圈选自 由激励线圈和传感线圈所组成的组； 延伸进入所述通道中的非导电的长形保持器；以及 设置在所述保持器内的温度检测器，其中，沿所述下游方向流动的过程流体经过所述温度检测器的对置侧，同时保持不与所述温度检测器物理接触。
【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：JK夸肯布什，MM鲍尔，SB塔卢蒂斯，DS麦金莱，DG托尔三世，
申请(专利权)人：因文西斯系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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