用于海底应用的共面压差传感器模块和压力传感器模块制造技术

本实用新型专利技术公开用于海底应用的共面压差传感器模块和压力传感器模块。该共面压差传感器模块包括具有一对凹部的基部。还提供一对基座，每个基座布置在对应的凹部中并且连接到对应的隔离膜片。压差传感器具有检测膜片和一对压力检测端口。每个端口由填充流体流体地连接到对应隔离膜片。该模块还包括电路，该电路连接到压差传感器，以测量传感器随着压差变化的电特性。基部由适于浸没在海水中的材料构造。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及工业过程中的过程流体测量领域，并且具体地，涉及用于例如海底应用的共面压差传感器模块和压力传感器模块。
技术介绍
变送器一般地包括响应于过程变量的换能器或传感器。过程变量一般是指物质的物理或化学状态或能量的转换。过程变量的示例包括压力、温度、流量、传导率、PH值和其它属性。压力被认为是基本过程变量，其可以用于测量流量、液位和均匀温度。压力变送器常用在工业生产过程中，以测量和监视在各种工业过程流体中的压力，如泥浆、液体、蒸汽和化学气体、纸浆、石油、天然气、制药、食品和其他流体类型加工厂。压差变送器一般包括一对过程流体压力输入端，该对过程流体压力输入端可操作地连接到响应于两个输入端之间的压力差的压差传感器(变送器内)。压差变送器通常包括一对隔离膜片，该对隔离膜片被定位在过程流体入口中并将压差传感器与被感测的苛刻过程流体隔离。通过在从每个隔离膜片延伸到压差传感器的通道中载送的基本上不可压缩的填充流体，压力从过程流体转移到压差传感器。通常有两种类型的压差传感器模块。第一种类型的压差传感器模块被称为双平面型传感器模块。在这种压差传感器模块中，一对隔离膜片被设置在不同的平面中，并且通常彼此同轴地对齐。图1是已知的双平面型传感器模块(矩形12内示出)，其用在额定到15，000 PSi的管线压力的压差变送器10中。使用用于超过6000psi的管线压力的平面型传感器模块的压差变送器往往非常大，并且复杂。这通常是由需要保持如此高的管线压力的法兰和螺栓引起的。这样大型组件体通常不是用于要求浸没在海水中的应用的理想选择，因为它们需要大型的昂贵的壳体，以防止传感器模块在海水中被腐蚀和来自深海域使用的潜在的巨大压力。例如，这种压差变送器10可以具有超过8.5英寸的高度和超过6英寸的宽度。第二类型压差传感器模块已知为共面传感器模块。在共面传感器模块中，隔离隔膜通常是设置在彼此相同的平面中。即使在被配置用于高的管线压力时，变送器10(图1中所示)不适合用于直接浸没在海水中。因此，如果变送器使用在需要其浸没在海水中的应用中，诸如在油井井口，需要重大修改。图2示出图1的双平面型压差传感器模块14，其中传感器模块已经准备用于海底使用。由于需要构造围绕整个传感器模块14的壳体16，包括传感器模块14和壳体16的组件20是相当大的。例如，一个这样的组件20具有约16英寸的高度和约8英寸的直径。此外，由于在壳体16的构造中所用的材料是昂贵的，单独壳体16就可以使整个组件20相曰虫3印贝。提供更容易适应海底环境而无需大量修改或支出的高的管线压力压差变送器，将有利于压差传感器模块的更广泛使用和相关变量的测量，如在海底环境中的流量、压力和液位。
技术实现思路
从上文可以看出，在上述双平面型传感器模块中，存在压差变送器的尺寸非常大并且复杂的问题，而在上述共面传感器模块中，同样存在尺寸大、材料昂贵、且需要进行重大修改才能适合用于直接浸没在海水中的问题。为了解决现有技术中存在的上述问题中的至少一些，本技术提供了用于例如海底应用的共面压差传感器模块和压力传感器模块，从而更容易适应海底环境而无需大量修改或支出的高的管线压力压差变送器，有利于压差传感器模块的更广泛使用和相关变量的测量。根据本技术的一个方面，提供了一种共面压差传感器模块，包括:基部，具有一对凹部；一对基座，每个基座布置在对应的凹部中并且连接到对应的隔离膜片；压差传感器，具有检测膜片和一对压力检测端口，每个端口由填充流体流体地(fluidically)连接到对应的隔离膜片；电路，连接到压差传感器，以测量压差传感器的随着压差变化的电特性；并且其中，所述基部由适于浸没在海水中的材料构造。较佳地，在上述共面压差传感器模块中，所述材料可以是合金C276。较佳地，上述共面压差传感器模块进一步可以包括一对过程连接器，每个过程连接器被连接到对应的基座并且被连接到所述基部。较佳地，在上述共面压差传感器模块中，该对过程连接器可以由适合浸没在海水中的材料构造。较佳地，在上述共面压差传感器模块中，所述材料可以是合金C276。较佳地，在上述共面压差传感器模块中，每个过程连接器可以被焊接到对应的基座并且焊接到所述基部。较佳地，在上述共面压差传感器模块中，该共面压差传感器模块的管线压力组件和该共面压差传感器模块的环境压力加载组件之间的唯一结构连接是每个过程连接器和所述基部之间的焊缝。较佳地，在上述共面压差传感器模块中，该对过程连接器可以被构造用于焊接式连接和高压釜式连接。较佳地，上述共面压差传感器模块进一步可以包括设置在该共面压差传感器模块的一部分之上并被连接到所述基部的盖。较佳地，在上述共面压差传感器模块中，所述盖可以由适于浸没在海水中的材料构造。较佳地，在上述共面压差传感器模块中，所述盖可以被以连续焊缝焊接到所述基部以将所述盖密封到所述基部。根据本技术的另一个方面，提供了一种压力传感器模块，包括:基部，具有凹部；基座，设置在凹部中并被连接到隔离膜片；压力传感器，具有检测膜片和由填充流体流体地连接到隔离膜片的压力检测端口 ；电路，连接到压力传感器以测量该压力传感器的随着压力变化的电特性；并且其中，所述基部由适于浸没在海水中的材料构造。较佳地，上述压力传感器模块进一步可以包括连接到所述基座和连接到所述基部的过程连接器。较佳地，在上述压力传感器模块中，过程连接器可以由适于浸没在海水中的材料构造。较佳地，在上述压力传感器模块中，所述材料可以是合金C276。较佳地，在上述压力传感器模块中，过程连接器可以被焊接到所述基座并且被焊接到所述基部。较佳地，在上述压力传感器模块中该压力传感器模块的管线压力组件和该压力传感器模块的环境压力加载组件之间的唯一结构连接是每个过程连接器和所述基部之间的焊缝。附图说明图1是公知的双平面型传感器模块的示意图。图2示出图1的准备用于海底使用的双平面型压差传感器模块。图3是根据本技术的实施例的共面压差传感器模块的示意图。图4是图3中示出的适于直接浸没在海水中的共面压差传感器模块的示意图。图5是根据本技术的实施例的共面压差传感器模块的示意性剖视图。图6是构造根据本技术的实施例的共面压差传感器的方法的流程图。图7是根据本技术的实施例的适合共面压差传感器模块浸没在海水中的方法的流程图。具体实施方式本技术的实施例主要可以用在具有一对共面隔离膜片和全焊接结构的共面压差传感器模块中。此外，本技术的至少一些实施例确保所有临界管线压力保持焊缝被保护免受海水影响，以减少由腐蚀引起焊点故障的可能性。另外，合适的材料被用来简化用于海底应用的共面压差传感器模块的制备。可替换地，本技术的实施例可用在不感测压力差而是检测单个过程流体压力的压力变送器中，如绝对压力或表压力变送器。图3是根据本技术的实施例的共同平面压差传感器模块100的示意图。传感器模块100类似于现有技术的传感器模块的地方在于，其能够连接到电子元件壳体102并且可以测量在一对过程流体压力入口 104、106处引入的压力差。然而，压差传感器模块100的基部108由适合于直接浸没在盐水中的材料构造。正如本文所限定的，“适合于直接浸没在盐水中”是指在存在盐水的情况下在可行产品寿命内该材料不会腐蚀或不允许退化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共面压差传感器模块，包括：基部，具有一对凹部，一对基座，每个基座布置在对应的凹部中并且连接到对应的隔离膜片；压差传感器，具有检测膜片和一对压力检测端口，每个端口由填充流体流体地连接到对应的隔离膜片；电路，连接到压差传感器，以测量压差传感器的随着压差变化的电特性；并且其中，所述基部由适于浸没在海水中的材料构造。

【技术特征摘要】
2011.12.22 US 61/579,234;2012.09.28 US 13/630,5471.一种共面压差传感器模块，包括: 基部，具有一对凹部， 一对基座，每个基座布置在对应的凹部中并且连接到对应的隔离膜片； 压差传感器，具有检测膜片和一对压力检测端口，每个端口由填充流体流体地连接到对应的隔离膜片； 电路，连接到压差传感器，以测量压差传感器的随着压差变化的电特性；并且 其中，所述基部由适于浸没在海水中的材料构造。2.根据权利要求1所述的共面压差传感器模块，其中，所述材料是合金C276。3.根据权利要求1所述的共面压差传感器模块，其特征在于进一步包括一对过程连接器，每个过程连接器被连接到对应的基座并且被连接到所述基部。4.根据权利要求3所述的共面压差传感器模块，其中，该对过程连接器由适合浸没在海水中的材料构造。5.根据权利要求4所述的共面压差传感器模块，其特征在于，所述材料是合金C276。6.根据权利要求3所述的共面压差传感器模块，其中，每个过程连接器被焊接到对应的基座并且焊接到所述基部。7.根据权利要求6所述的共面压差传感器模块，其中，该共面压差传感器模块的管线压力组件和该共面压差传感器模块的环境压力加载组件之间的唯一结构连接是每个过程连接器和所述基部之间的焊缝。8.根据权利要求3所述的共面压差传...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维·斯特赖，大卫·布罗登，伊瓦尔·布林，
申请(专利权)人：罗斯蒙德公司，
类型：实用新型
国别省市：