使用遥控密封件的过程流体的液面测量制造技术

本发明专利技术提供了一种用于测量容器中的过程流体的液面的设备。所述设备包括遥控密封件，所述遥控密封件被构造成通过开口插入容器中并被构造成接收与容器中的过程流体的液面有关的压力。填充有填充流体的毛细管从遥控密封件延伸到开口并被构造成在所述遥控密封件与所述开口之间传送压力。连接到所述毛细管的压力传感器感测来自所述毛细管的压力并响应地确定容器中的过程流体的液面。遥控密封件包括波纹管部分，所述波纹管部分被布置成使过程流体与毛细管中的填充流体隔离开，并在过程流体和填充流体之间传送压力。

【技术实现步骤摘要】
使用遥控密封件的过程流体的液面测量
本专利技术涉及对容器中的过程流体的液面的测量。更具体地，本专利技术涉及基于压力对过程流体的液面的测量。
技术介绍
许多工业过程需要监测与过程流体有关的各种过程变量。被监测的一个示例性过程变量是容器内的过程流体的液面。该信息可以用于保持过程流体的库存，或者可以用于控制过程的操作。已知各种技术用于测量容器中的过程流体的液面。用于测量过程流体液面的技术基于压力，例如差压。在一个示例性结构中，侧部入口孔靠近容器的底部设置。使用压力传感器测量过程流体在此位置处的压力。例如，隔离隔板可以连接到侧部入口孔并用于将过程压力传送到压力传感器。该隔离隔板隔离传感器与过程流体。传感压力与容器中的流体的液面有关，并且连接到传感器的测量电路可以提供与该液面有关的输出。用于容纳过程流体的一些容器不具有上述用于连接到压力传感器的侧部入口孔。在这种结构中，唯一可获得的入口孔可以位于容器的顶部处，并且必须通过该开口执行任意液面测量。
技术实现思路
提供一种用于测量容器开口中的过程流体的液面的设备。所述设备包括遥控密封件，所述遥控密封件被构造成通过开口插入容器中并被构造成接收与容器中的过程流体的液面相关的压力。填充有流体的毛细管从遥控密封件延伸到开口并被构造成在所述遥控密封件与所述开口之间传送压力。连接到毛细管的压力传感器感测来自毛细管的压力并相应地确定容器中的过程流体的液面。遥控密封件包括波纹管部，所述波纹管部被布置成使过程流体与毛细管中的填充流体隔离开并在所述过程流体和所述填充流体之间传送压力。附图说明图1是本专利技术的容器和过程流体液面测量设备的横截面图；图2A是侧部横截面图，而图2B是权利要求1的液面测量系统所使用的隔离器波纹管组件的分解立体图；图3是图2A和2B中所示的两种波纹管型装置以及传统的隔板式过程流体隔离器的压力与体积的曲线图；以及图4是过程流体液面测量设备的简化方框图。具体实施方式本专利技术提供一种用于基于容器(或“罐”)内的压力测量容器中的过程流体的液面的设备和方法。在本专利技术中，“遥控密封件”被构造成放置在容器中的过程流体中。该遥控密封件通过填充有填充流体的细长毛细管将容器中的压力传送到压力传感器。压力传感器连接到测量电路，所述测量电路使用感测到的压力确定过程流体液面。填充流体通过波纹管装置与过程流体隔离。压力测量的精度与隔离器的表面面积有关。与具有相同直径的环形隔板相比较，该波纹管结构增加隔离器的表面面积，压力通过该隔离器被传送到填充流体。通过隔板装置，如果容器的顶部处的开口相对较小，则压力测量的精度可能会受到限制，从而仅允许相对较小的直径隔板穿过。相反，借助于波纹管装置，相同直径的开口提供到具有更大表面面积的隔离器的方位，并因此提供改善的精度。图1是其中可以实施液面测量系统的环境100的示例性视图。在图1中，容器104的侧部横截面图被示出，其中基于压力的液面测量装置102被构造成测量容器104中的过程流体106的液面。在图1中，遥控密封件110紧邻容器104的底部定位。遥控密封件110接收该位置处的压力，所述压力被传送到支承在测量装置102的壳体114中的压力传感器(图1中未示出)，所述测量装置102定位在容器104的顶部处。要注意的是压力传感器通常位于容器的流体容纳部分外(在容器的顶部的外侧)。该压力通过在毛细管112中携带的填充流体被传送，其中所述毛细管在遥控密封件110与过程连接器120之间延伸。遥控密封件110操作以使过程流体106与毛细管112中携带的填充流体隔离开，同时仍然在所述过程流体填充流体之间传递所施加的压力。基于测量到的压力，液面测量装置102提供与容器104中的过程流体106的液面有关的输出。例如，该输出可以提供给双线过程控制回路122。回路122可以根据诸如4-20mA电流回路的公知技术操作，其中在所述4-20mA电流回路中，4mA表示感测到的过程变量的低值，而20mA信号表示高值。相同的两个双线可以用于将功率提供给液面测量装置102。双线过程控制回路的另一个示例基于其中数字信号还可以被调制到回路122上的通信标准。回路122的另一个可选的实施例是其中例如使用诸如IEC62591中规定的射频信号对信号进行无线通信的无线过程控制回路。图2A是遥控密封件110的一个实施例的侧部横截面图，而图2B是遥控密封件110的分解立体图。如上所述，遥控密封件110的一个实施例包括波纹管部150，所述波纹管部150被构造成将从过程流体106施加的压力传递给携带在毛细管延伸部154中的填充流体152。毛细管延伸部154通过配件158连接到图1所示的毛细管112。在该实施例中，波纹管部150在结合部160处结合到支承毛细管延伸部154的密封主体156。配件158被设置成容纳延伸到壳体114的细长毛细管112。结合部160可以包括例如电阻滚焊缝等。携带在毛细管延伸部154中的填充流体152还填充在波纹管部150与密封主体156之间的间隔中所提供的空隙区域。填充流体152优选地是具有基本上不会基于压力而改变的体积的不可压缩流体。例如，可以使用油等。波纹管部150的端部被端盖164密封。外壳170包围并保护波纹管部150。外壳170优选地被壳体盖172密封。盖开口174设置在壳体盖172中以允许过程流体106进入壳体空腔176中，并从而将压力施加给波纹管部150。正如壳体端盖172可以焊接到壳体170，端盖164也可以被焊接(例如电阻滚焊)到波纹管部150的端部。盖开口174优选地具有螺纹，并且还可以用于连接到用于在校准装置102中所使用的压力源。在操作期间，当过程流体106将压力施加到波纹管部分150时，波纹管部分150将相对于密封主体156移动。这使得波纹管部分150将所施加的压力传递给携带在波纹管部分150与密封主体156之间的容积中的填充流体152。密封主体156用作体积填充段塞以减少填充流体152的总体积。这降低了通过毛细管延伸部154传递的压力的温度效应并提高了压力测量的精度。在该结构中，波纹管部分150和端盖164提供使填充流体152与过程流体106隔离开的隔离器组件。该隔离器组件的表面面积大于具有相同直径的圆形隔板的表面面积。与仅使用具有相同直径的圆形隔板的绝缘组件相比较，这增加了对遥控密封件110所施加的压力的总灵敏度并提供了改善的压力测量精度。因此，与具有相同直径的基于隔离器组件的圆形隔板相比较，本专利技术提供一种能够通过小壳体开口/过程连接器120装配在容器104中的隔离器组件。图3是显示本专利技术的具有波纹管部分150的遥控密封件110与基于具有大于波纹管的直径的直径的遥控密封件的传统的隔板之间的比较的压力与体积的图表。如图3所示，对于基于遥控密封件的波纹管来说所施加的压力的灵敏度(称为“线性弹簧比率值”)仅大约小于传统的隔板设计的百分之12(12％)。然而，对于基于本专利技术的设计的波纹管来说，压力与体积之间的关系更接近直线。这使得装置的特征化更加容易并允许更加精确地补偿温度变化，从而产生更加准确的压力测量。图4是通过过程连接器120连接到容器104(在图4中未示出)的液面测量装置102的简化方框图。装置102包括被构造成感测差压的压力传感器200。传感器202是参考大气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量容器中的过程流体的液面的设备，所述容器具有开口，所述设备包括：遥控密封件，所述遥控密封件被构造成通过所述开口插入所述容器中并被构造成接收来自所述过程流体的压力，所述压力与所述容器中的过程流体的液面有关；毛细管，所述毛细管填充有填充流体，所述毛细管在所述容器中从所述遥控密封件延伸到所述开口，并被构造成在所述遥控密封件与所述开口之间传送压力；和压力传感器，所述压力传感器连接到所述毛细管，所述压力传感器被构造成感测来自所述毛细管的压力并响应地确定所述容器中的过程流体的液面；其中所述遥控密封件包括波纹管部分，所述波纹管部分被布置成使所述过程流体与所述毛细管中的填充流体隔离开并在所述过程流体和所述填充流体之间传送压力。

【技术特征摘要】
2012.08.02 US 13/565,3051.一种用于测量容器中的过程流体的液面的设备，所述容器具有开口，所述设备包括：遥控密封件，所述遥控密封件被构造成通过所述开口插入所述容器中并被构造成接收来自所述过程流体的压力，所述过程流体的压力与所述容器中的过程流体的液面有关；毛细管，所述毛细管填充有填充流体，所述毛细管在所述容器中从所述遥控密封件延伸到所述开口，并被构造成在所述遥控密封件与所述开口之间传送压力；和压力传感器，所述压力传感器连接到所述毛细管，所述压力传感器被构造成感测来自所述毛细管的压力，并响应地确定所述容器中的过程流体的液面；其中所述遥控密封件包括波纹管部分，所述波纹管部分被布置成使所述过程流体与所述毛细管中的填充流体隔离开并在所述过程流体和所述填充流体之间传送压力，所述遥控密封件包括密封主体，所述密封主体至少部分地容纳在所述波纹管部分内并被构造成减小携带在所述波纹管部分中的填充流体的体积。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述遥控密封件包括端盖，所述端盖被构造成密封所述波纹管部分的端部。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述遥控密封件包括保护壳体，所述保护壳体内容纳所述波纹管部分，所述保护壳体包括开口，因而将所述波纹管部分暴露到所述过程流体。4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述开口被进一步地构造成在通过所述压力传感器表征压力测量中使用。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述波纹管部分包括不锈钢。6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述压力传感器在位于所述容器的顶部处的过程连接器处连接到所述毛细管。...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰伊·谢尔德夫，高克汉·埃达尔，布雷克·贝克尔，戴瑞克·波伊曼，布鲁斯·马斯科，
申请(专利权)人：罗斯蒙德公司，
类型：发明
国别省市：