專利名稱：高溫壓力變送器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于工業(yè)過(guò)程監(jiān)視和控制系統(tǒng)中類型的過(guò)程控制變送器(或傳送器)。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及在高溫環(huán)境中測(cè)量過(guò)程變量的變送器。
背景技術(shù)：
過(guò)程監(jiān)視與控制系統(tǒng)用于監(jiān)視和控制工業(yè)過(guò)程的操作。工業(yè)過(guò)程用于制造諸如精制油、藥品、紙張、食品等的各種產(chǎn)品的生產(chǎn)中。在大型儀器中，為了在期望的參數(shù)范圍內(nèi)操作，這些過(guò)程必須得到監(jiān)視和控制。
“變送器”已成為用于描述連接到過(guò)程設(shè)備并用于傳感過(guò)程變量的設(shè)備的術(shù)語(yǔ)。示例過(guò)程變量包括壓力、溫度、流量和其它。通常，變送器位于遠(yuǎn)程位置(即在“現(xiàn)場(chǎng)”)，并將傳感的過(guò)程變量送回到中央控制室。包括有線和無(wú)線通信的多種技術(shù)被用于發(fā)送過(guò)程變量。一種普通的有線通信技術(shù)使用稱作雙線過(guò)程控制回路，其中單對(duì)線用于傳送信息以及為變送器供電。一種較好建立的信息傳送技術(shù)是經(jīng)過(guò)程控制回路將當(dāng)前電流控制在4mA和20mA之間。在4-20mA范圍內(nèi)的電流值能夠被映射為過(guò)程變量的對(duì)應(yīng)值。
一種類型的變送器是壓力變送器。通常，壓力變送器是測(cè)量過(guò)程的流體壓力的任何類型的變送器(術(shù)語(yǔ)流體包括氣體和液體及其組合)。壓力變送器能夠被用于直接測(cè)量包括壓差、絕對(duì)壓力或表壓力的壓力。此外，使用已知技術(shù)，基于兩個(gè)位置間的過(guò)程流體的壓差，壓力變送器能夠被用于測(cè)量過(guò)程流體的流動(dòng)。
典型地，壓力變送器包括經(jīng)隔離系統(tǒng)連接(或耦合)到過(guò)程流體的壓力的壓力傳感器。該隔離系統(tǒng)例如可包括與過(guò)程流體物理接觸的隔離膜；和在隔離膜和壓力傳感器之間延伸的隔離填充流體。該填充流體優(yōu)選地包括諸如油的實(shí)質(zhì)上不能壓縮的流體。當(dāng)過(guò)程流體對(duì)隔離膜施加壓力，所施加壓力的變化經(jīng)隔離流體跨過(guò)隔離膜傳遞，并到達(dá)壓力傳感器。這種隔離系統(tǒng)防止了壓力傳感器的精密構(gòu)件直接暴露于過(guò)程流體。
在一些過(guò)程環(huán)境中，過(guò)程流體會(huì)經(jīng)受相當(dāng)高的溫度。然而，典型的變送器具有250-300的最大工作溫度。即使在變送器能夠經(jīng)受高溫的情況中，極端的溫度仍能夠?qū)е聣毫y(cè)量的誤差。在溫度超過(guò)壓力變送器的最大溫度的過(guò)程中，變送器本身的位置必須遠(yuǎn)離過(guò)程流體，并使用長(zhǎng)的毛細(xì)管連接到過(guò)程流體。毛線管能夠?yàn)樵S多英尺，并且在管中承載隔離流體。所述管的一端經(jīng)隔離膜安裝到過(guò)程流體，并且管的另一端連接到壓力變送器。這種長(zhǎng)毛細(xì)管和隔離膜通常稱作“遠(yuǎn)程密封”。
遠(yuǎn)程密封結(jié)構(gòu)的引入增加了安裝的成本和復(fù)雜性，并降低了壓力測(cè)量的準(zhǔn)確性。此外，附加的構(gòu)件提供了另一可能的設(shè)備故障源。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于測(cè)量過(guò)程流體的壓力的壓力變送器組件包括隔離膜組件。所述隔離膜組件包括隔離膜，所述隔離膜構(gòu)造為沿過(guò)程接口側(cè)連接(或耦合)到過(guò)程流體的，并且限定了與過(guò)程接口側(cè)相對(duì)的隔離腔。壓力傳感器被安裝到隔離膜組件，并與隔離膜組件物理間隔開(kāi)。導(dǎo)管從隔離腔延伸到壓力傳感器。還能夠使用溫度補(bǔ)償。還提供一種方法。


圖1是顯示其中壓力傳感器與隔離膜組件間隔開(kāi)以提供熱隔離的壓力變送器組件的視圖。
圖2是過(guò)程變送器偏置組件的橫截面視圖。
圖3是包括變送器偏置組件的壓力變送器組件的橫截面視圖。
圖4是壓力變送器組件的另一實(shí)施例的橫截面視圖。
圖5是根據(jù)另一實(shí)施例的壓力變送器組件的橫截面視圖。
圖6A和圖6B是顯示過(guò)程溫度對(duì)壓力變送器組件的構(gòu)件的影響的曲線。圖6A針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)，圖6B針對(duì)根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。
圖7是顯示用于補(bǔ)償壓力傳感器測(cè)量的溫度傳感器的位置的壓力變送器組件的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明針對(duì)用于測(cè)量過(guò)程流體的過(guò)程變量類型的工業(yè)變送器，其中過(guò)程流體和/或過(guò)程環(huán)境處于相對(duì)高溫。利用本發(fā)明，壓力傳感器和變送器電子設(shè)備與過(guò)程流體間隔開(kāi)，以實(shí)現(xiàn)與過(guò)程流體的熱隔離(或熱絕緣)。然而，本發(fā)明的構(gòu)造不需要在背景技術(shù)部分中討論的遠(yuǎn)程密封技術(shù)。還能夠利用溫度補(bǔ)償。
在諸如制藥、生物技術(shù)、食品和飲料技術(shù)等的加工工業(yè)中使用的電子工業(yè)壓力變送器通常具有特殊要求。例如，它們經(jīng)常需要測(cè)量極高溫度的過(guò)程液體的壓力。在兩個(gè)“批次”的處理之間出現(xiàn)的清潔過(guò)程期間，它們經(jīng)常需要經(jīng)受極高溫度。所述清潔過(guò)程被稱作″現(xiàn)場(chǎng)(或原地)清潔″(CIP)和/或″現(xiàn)場(chǎng)(或原地)消毒″(SIP)。這些過(guò)程將過(guò)程接口暴露于超過(guò)200℃的溫度。此外，期望地，壓力測(cè)量變送器不僅經(jīng)歷清潔過(guò)程，而且還要在清潔過(guò)程期間和之后提供最小的誤差。這使得下一“批次”盡快地開(kāi)始。如果在清潔過(guò)程期間存在誤差，則期望測(cè)量設(shè)備快速返回其校正參數(shù)，且不會(huì)在清潔處理后的輸出中存在偏差。
傳統(tǒng)的工業(yè)壓力變送器能夠標(biāo)稱地經(jīng)受最高約85℃的溫度和在最高約85℃的溫度運(yùn)行。然而，超過(guò)這個(gè)溫度，例如由于電子構(gòu)件的過(guò)熱，會(huì)出現(xiàn)設(shè)備的實(shí)質(zhì)誤差和/或完全故障。如在背景部分中討論的，遠(yuǎn)程密封(輔助填充系統(tǒng)，也稱作化學(xué)密封)能夠用于滿足高溫處理環(huán)境的需要。這些密封通常能夠經(jīng)受超過(guò)200℃的溫度。然而，這種構(gòu)造具有許多缺點(diǎn)。例如，實(shí)質(zhì)的測(cè)量誤差會(huì)與增加的過(guò)程溫度相關(guān)，差不多1-5％。此外，所述構(gòu)造可能導(dǎo)致較差的溫度瞬時(shí)特性，即大的誤差和慢恢復(fù)。在從高溫清潔返回到基線工作溫度時(shí)，這種構(gòu)造也引入了漂移和不可重復(fù)誤差。它們也不能精確測(cè)量清潔處理期間的壓力。
本發(fā)明的工業(yè)壓力變送器提供了在高溫過(guò)程中和在經(jīng)歷諸如在箱清潔(CIP和SIP)期間經(jīng)受的間歇高溫的過(guò)程中的改進(jìn)性能。所述構(gòu)造很適合如在生物技術(shù)、藥品、食品和飲料處理中使用的衛(wèi)生方式的壓力測(cè)量。這種改進(jìn)包括增高的高過(guò)程溫度能力和可靠性；減小的高過(guò)程溫度下測(cè)量期間的誤差；減小的從高溫返回到正常操作時(shí)的誤差；和提高的從CIP和SIP期間引起的瞬時(shí)溫度的返回速度。
圖1是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的壓力變送器組件106的工業(yè)過(guò)程裝置100的簡(jiǎn)圖。過(guò)程裝置100包括其中容納過(guò)程流體104的容器102。所述變送器組件106包括將變送器(變送器模塊)108安裝到容器102的變送器偏置(offset)組件110。雖然變送器偏置組件110顯示作為分離的構(gòu)件，它可以是與變送器108成一體的構(gòu)件。偏置組件110包括隔離膜組件120；導(dǎo)管(毛細(xì)管)122；和變送器支撐件124。所述隔離膜組件120包括隔離膜128，隔離膜128具有過(guò)程界面?zhèn)?，所述過(guò)程界面?zhèn)让鎸?duì)和接觸過(guò)程流體104。隔離腔129被確定在隔離膜128后，并與隔離膜128的過(guò)程界面?zhèn)认鄬?duì)。所述毛細(xì)管122連接到隔離腔129，并且隔離腔129和毛細(xì)管122填充有隔離填充流體。這種隔離填充流體是諸如油的實(shí)質(zhì)上不可壓縮的液體。與隔離膜組件120相反的毛細(xì)管122的端部連接到壓力傳感器130。所述壓力傳感器提供了到變送器電路132的輸出。所述變送器電路132顯示為連接到雙線過(guò)程控制回路134。利用電連接138，所述壓力傳感器130被電連接到變送器電子設(shè)備(或電子儀器)132。在一個(gè)具體實(shí)施例中，電連接138包括柔性電路。
所述隔離膜組件120能夠是任何構(gòu)造，并且圖1中的膜僅提供用于說(shuō)明目的。類似地，導(dǎo)管122、變送器108、壓力傳感器130和變送器電子設(shè)備132能夠是任何期望的構(gòu)造。所述導(dǎo)管122無(wú)需如圖1中所示是直的或管狀，并且在可選構(gòu)造中可以使用任何數(shù)目的導(dǎo)管。
所述變送器支撐件124以間隔開(kāi)的方位將變送器108物理地安裝到隔離膜組件122。能夠使用任何期望的變送器支撐件或構(gòu)造。一個(gè)示例支撐件124是完全包圍導(dǎo)管122以使導(dǎo)管122免受過(guò)程環(huán)境影響的支撐件。另一示例變送器支撐件分開(kāi)容器102和變送器108之間的空間以產(chǎn)生阻礙，從而減小或反射輻射。由偏置組件110提供的過(guò)程容器102和變送器108之間的間隔提供了它們之間的熱隔離(熱絕緣)。熱隔離能夠使用具有良好絕緣屬性的材料、通過(guò)使用空氣間隙或通過(guò)其它技術(shù)實(shí)現(xiàn)。過(guò)程容器102和變送器108之間的分離距離能夠基于用于特定裝置的期望量的熱隔離選擇。具有特殊熱過(guò)程溫度的裝置或者對(duì)于包括對(duì)極端溫度特別敏感的電子設(shè)備或其它構(gòu)件的裝置可以使用增加的間隔。不同于在現(xiàn)有技術(shù)中使用的遠(yuǎn)程密封構(gòu)造，本發(fā)明的壓力變送器組件106使用用于將壓力變送器安裝到過(guò)程容器的傳統(tǒng)技術(shù)，提供了能夠被安裝到過(guò)程容器102的整體組件。
圖2是根據(jù)另一示例實(shí)施例的過(guò)程變送器偏置(offset)組件150的橫截面視圖。過(guò)程變送器偏置150包括具有形成腔157的隔離膜154的隔離膜組件152。壓力導(dǎo)管156從腔157延伸到壓力傳感器模塊158。在圖2的構(gòu)造中，通氣壓力導(dǎo)管170也從傳感器模塊158延伸到通氣端口172和隔離膜組件152。填充流體導(dǎo)管176設(shè)置用于將填充流體填充入導(dǎo)管156。變送器支撐件160圍繞導(dǎo)管156和170，并支撐壓力傳感器模塊158。在圖2的構(gòu)造中，變送器支撐件160具有管狀形狀，然而，可以使用任何形狀。所述管160可以由任何適合的材料形成。在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述管160由相對(duì)薄的高溫塑料壁形成。使用灌封混合物180，所述壓力傳感器模塊158被安裝在支撐件160中?？諝忾g隙182提供了隔離膜組件152和壓力傳感器模塊158之間的熱隔離。電連接190連接到未在圖2中示出的變送器電子設(shè)備。所述電連接190例如能夠包括柔性電路。所述壓力傳感器模塊158可包括溫度傳感器(在下面詳細(xì)描述)，用于補(bǔ)償壓力傳感器測(cè)量值。灌封材料180提供了用于模塊158的支撐結(jié)構(gòu)，并可用于滿足固有的安全要求。所述空氣間隙182可填充有任何期望的材料，并且例如可構(gòu)成實(shí)質(zhì)上的真空。
圖3是根據(jù)另一示例實(shí)施例的壓力傳感器變送器組件200的橫截面視圖。在圖3的實(shí)施例中，壓力變送器202經(jīng)偏置組件204連接到隔離膜組件206。在這種構(gòu)造中，偏置組件204包括沿焊縫208被焊接到隔離膜組件206的不銹鋼外殼207。在所示實(shí)施例中，外殼207具有管狀形狀，并提供了變送器支撐件。
變送器202包括變送器外殼210和蓋212。在圖3的構(gòu)造中，所述外殼210與管狀不銹鋼外殼207連續(xù)。變送器電子設(shè)備220經(jīng)柔性電路222連接到壓力傳感器234。壓力傳感器234經(jīng)填充流體導(dǎo)管236連接到隔離膜組件206。所述變送器電子設(shè)備220經(jīng)饋通228連接到接線板230。現(xiàn)場(chǎng)布線引入線232被設(shè)置在外殼210中，用于連接到接線板230。
圖4是根據(jù)另一示例實(shí)施例的壓力變送器組件300的橫截面視圖。壓力變送器組件300包括壓力變送器302，所述壓力變送器302被連接到包括隔離膜組件306的偏置組件304。偏置組件304包括在焊縫310處連接到隔離膜組件306的變送器支撐件308。支撐件308沿焊縫312連接到變送器主體320。承載在變送器主體320內(nèi)的變送器電路322經(jīng)柔性電纜324連接到壓力傳感器332。壓力傳感器332經(jīng)填充流體導(dǎo)管334連接到隔離膜組件306。電路322經(jīng)柔性電纜328連接到連接頭326。連接頭326能夠?yàn)閮删€過(guò)程控制回路或其它數(shù)據(jù)接口提供連接。
圖5是根據(jù)另一示例實(shí)施例的變送器組件350的橫截面視圖。變送器350包括具有連接到隔離膜組件356的整體變送器偏置支撐件354的變送器外殼352。壓力變送器的壓力傳感器358包括壓力端口360。導(dǎo)管370從壓力端口360延伸到隔離膜組件356。可選的溫度傳感器372被顯示安裝在壓力傳感器358上。變送器電子電路374電連接到壓力傳感器358，并能夠經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)布線端口376連接到現(xiàn)場(chǎng)布線(圖5中未示出)。整體變送器偏置支撐件354的內(nèi)部提供了能夠填充氣體、真空或絕緣材料的隔離或絕緣體積，以提供期望的熱隔離。示例絕緣材料包括RTV(室溫硫化)、泡沫或其它材料。這種構(gòu)造能夠可以對(duì)超過(guò)200℃的溫度的過(guò)程流體操作，同時(shí)將壓力傳感器358和變送器電子設(shè)備374保持在冷得多的溫度，例如85℃以下的溫度。
圖6A是顯示過(guò)程溫度對(duì)具有典型的現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)造的壓力變送器的多種構(gòu)件的影響的曲線；圖6B是顯示對(duì)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例實(shí)施例的變送器組件的溫度影響的曲線。圖6A顯示了作為上限的一定百分比的零位偏移的過(guò)程溫度和多種構(gòu)件的測(cè)量溫度的曲線。所述曲線顯示了當(dāng)壓力變送器暴露于一定范圍的過(guò)程溫度時(shí)的多種構(gòu)件的溫度。連接器溫度的曲線顯示了當(dāng)它最接近過(guò)程時(shí)最陡的增加。然而，當(dāng)過(guò)程流體在200℃時(shí)，緊鄰壓力傳感器的PRT溫度傳感器也實(shí)質(zhì)上升到120℃。甚至變送器電子電路顯示增加到超過(guò)80℃。隨著過(guò)程溫度的增加，這些溫度變化的影響能夠在壓力變送器的零讀數(shù)上看到。作為對(duì)比，如圖6B所示，當(dāng)過(guò)程溫度增加到200℃，壓力傳感器溫度僅到達(dá)約65℃。圖6B中的其它線顯示了過(guò)程變送器的其它區(qū)域的溫度，包括外殼的內(nèi)部頂部區(qū)域、內(nèi)部空氣(間隙)區(qū)域、內(nèi)部底部和頸部。也顯示了隨著溫度的增加作為量程的一定百分比的零位偏移。
如上所述，在本發(fā)明的另一方面中，溫度傳感器能夠與溫度隔離一起用于提供溫度補(bǔ)償。圖7是顯示變送器350中的溫度傳感器的示例位置的圖5所示壓力變送器的橫截面視圖。溫度傳感器380位于隔離膜組件中；溫度傳感器382沿變送器支撐件結(jié)構(gòu)定位；溫度傳感器384位置鄰近壓力傳感器；和溫度傳感器386被安裝在變送器電子設(shè)備上。這些溫度傳感器380-386被連接到變送器350中的電路，并用于給變送器提供的壓力相關(guān)輸出的提供溫度補(bǔ)償。每個(gè)溫度傳感器380-386能夠用于補(bǔ)償不同溫度對(duì)壓力輸出的影響。雖然顯示了4個(gè)不同的溫度傳感器，在本發(fā)明中，在期望的位置處可以使用任何數(shù)目的溫度傳感器。溫度傳感器能夠被用于動(dòng)態(tài)補(bǔ)償與其連接的相關(guān)子系統(tǒng)。特殊的補(bǔ)償特征能夠通過(guò)壓力變送器系統(tǒng)的法定標(biāo)準(zhǔn)的(imperial)測(cè)試或模擬(molding)和邏輯確定，并能夠用于減小瞬時(shí)誤差。所述溫度傳感器能夠被放置在變送器內(nèi)的位置以提供與由于傳感器附近的構(gòu)件的溫度變化導(dǎo)致的相關(guān)量的誤差成比例的補(bǔ)償。
本發(fā)明提供了一種用于將壓力變送器與高溫過(guò)程連接隔離的技術(shù)。整體壓力變送器組件包括與隔離膜組件成間隔開(kāi)構(gòu)造的壓力變送器。這種構(gòu)造使電路和壓力傳感器在更低的溫度操作，同時(shí)過(guò)程連接可在230℃或更高的溫度。所述模塊結(jié)構(gòu)使本發(fā)明可在很寬的范圍應(yīng)用中應(yīng)用，并允許使用簡(jiǎn)單和低成本組件技術(shù)，同時(shí)使發(fā)明的要求最低。所述熱隔離可以通過(guò)改變支撐結(jié)構(gòu)中使用的材料和/或加長(zhǎng)支撐結(jié)構(gòu)得以增加。溫度傳感器能夠用于補(bǔ)償根據(jù)已知技術(shù)測(cè)量的過(guò)程變量。然而，除了在壓力傳感器附近放置用于補(bǔ)償?shù)臏囟葌鞲衅?，在一個(gè)示例實(shí)施例中，溫度傳感器被放置在隔離膜組件附近。所述壓力傳感器能夠被用于測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)、絕對(duì)和差分壓力。溫度傳感器能夠被設(shè)置在用于溫度補(bǔ)償?shù)碾娮与娐钒迳?。利用用于補(bǔ)償溫度變化的熱導(dǎo)性材料，所述溫度傳感器能夠被熱連接到壓力傳感器。
雖然本發(fā)明是參考優(yōu)選實(shí)施進(jìn)行描述的，但本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到在不離開(kāi)本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以做一些形式與細(xì)節(jié)的變動(dòng)。能夠使用任意類型的隔離膜組件，并且本發(fā)明并不局限于這里特別列出的那些隔離膜組件。類似地，可以使用其它壓力變送器構(gòu)造。所述隔離填充流體可以是任何類型的構(gòu)造或形狀。根據(jù)需要可以使用任意類型的壓力傳感器、隔離膜或變送器電子設(shè)備。本發(fā)明使用的壓力變送器組件中使用的壓力變送器組件能夠具有一種構(gòu)造，并且不排它地，典型地將包括變送器電子設(shè)備和/或壓力傳感器。在一個(gè)實(shí)施例中，隔離膜與壓力傳感器之間的間隙超過(guò)約1.3英寸。在另一示例實(shí)施例中，從隔離膜到壓力傳感器測(cè)量的熱導(dǎo)性小于約1W/mK(瓦/米*開(kāi)氏溫度)。所述變送器支撐結(jié)構(gòu)能夠由被安裝到變送器組件模塊和/或隔離膜組件的分離構(gòu)件形成，或它能夠是與壓力變送器模塊和/或隔離膜組件一體形成的構(gòu)件。根據(jù)所需，所述壓力傳感器能夠位于變送器模塊內(nèi)、變送器支撐件內(nèi)或在其它位置。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種用于測(cè)量過(guò)程流體的壓力的壓力變送器組件，包括隔離膜組件，所述隔離膜組件包括隔離膜，所述隔離膜構(gòu)造為沿過(guò)程接口側(cè)連接到過(guò)程流體并且限定了與過(guò)程接口側(cè)相對(duì)的隔離腔；壓力傳感器，所述壓力傳感器被連接到隔離膜組件，并與所述隔離膜組件物理間隔開(kāi)，以提供與隔離膜組件附近的過(guò)程流體的熱隔離；從由隔離膜限定的隔離腔延伸到壓力傳感器的導(dǎo)管，所述導(dǎo)管構(gòu)造為輸送隔離填充流體，從而將施加到所述隔離膜的壓力傳送到所述壓力傳感器；和將變送器模塊連接到隔離膜組件的變送器支撐件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器組件，其中所述變送器支撐件具有相對(duì)低的熱傳導(dǎo)率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器組件，其中所述變送器支撐件包括由相對(duì)薄的壁形成的支撐件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器組件，其中所述變送器支撐件是管狀的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器組件，其中所述變送器支撐件包括塑料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器組件，其中利用灌封混合物變送器模塊連接到變送器支撐件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器組件，其中所述隔離膜組件和壓力變送器模塊之間的間隔包括空氣間隙。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器組件，其中所述隔離膜組件包括通氣端口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓力變送器組件，包括在壓力變送器模塊和通氣端口之間延伸的通氣壓力管。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器組件，包括傳感器模塊，所述傳感器模塊包括壓力端口。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的壓力變送器組件，包括壓力變送器模塊，所述壓力變送器模塊具有連接到傳感器模塊中的電路的電連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的壓力變送器組件，其中所述壓力變送器模塊包括通過(guò)電連接電連接到傳感器模塊中的電路的輸出電子設(shè)備。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的壓力變送器組件，其中所述電連接包括柔性電路。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器組件，包括用于補(bǔ)償由于溫度變化導(dǎo)致的壓力測(cè)量變化的溫度傳感器。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器組件，包括用于補(bǔ)償由于溫度變化導(dǎo)致的壓力測(cè)量變化的多個(gè)溫度傳感器。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器組件，包括熱傳導(dǎo)性材料，所述熱傳導(dǎo)性材料將壓力傳感器熱連接到承載在壓力變送器中的電子電路板上的熱傳感器。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器組件，其中所述隔離膜與壓力傳感器之間的間隙大于約1.3英寸。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器組件，其中從隔離膜到壓力傳感器測(cè)量的熱導(dǎo)性小于約1W/m°K。
19.一種制造用于連接到高溫過(guò)程流體的壓力變送器的方法，包括提供隔離膜組件，所述隔離膜組件包括隔離膜，所述隔離膜構(gòu)造為沿過(guò)程接口側(cè)連接到過(guò)程流體并且限定了與過(guò)程接口側(cè)相對(duì)的隔離腔；提供壓力傳感器；在與隔離膜組件物理間隔開(kāi)的位置處將壓力傳感器加接到隔離膜組件，以提供與隔離膜組件附近的過(guò)程流體的熱隔離；和利用導(dǎo)管將由隔離膜限定的隔離腔連接到壓力傳感器，所述導(dǎo)管被構(gòu)造為輸送隔離填充流體，從而將施加到隔離膜的壓力傳送到壓力傳感器。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述變送器支撐件具有相對(duì)低的熱傳導(dǎo)率。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，包括利用灌封混合物填充變送器支撐件。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述隔離膜組件包括通氣端口，并且所述方法包括將壓力變送器模塊連接到通氣端口。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，包括提供用于補(bǔ)償由于溫度變化導(dǎo)致的壓力測(cè)量變化的溫度傳感器。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，包括提供用于提供溫度補(bǔ)償?shù)亩鄠€(gè)溫度傳感器。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量過(guò)程流體的壓力的壓力變送器組件，包括隔離膜組件，所述隔離膜組件包括隔離膜，所述隔離膜構(gòu)造為沿過(guò)程接口側(cè)連接到過(guò)程流體并且限定了與過(guò)程接口側(cè)相對(duì)的隔離腔；壓力傳感器，所述壓力傳感器被連接到隔離膜組件，并與所述隔離膜組件物理間隔開(kāi)，以提供與隔離膜組件附近的過(guò)程流體的熱隔離；和從由隔離膜限定的隔離腔延伸到壓力傳感器的導(dǎo)管，所述導(dǎo)管構(gòu)造為輸送隔離填充流體，從而將施加到所述隔離膜的壓力傳送到所述壓力傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括將變送器模塊連接到隔離膜組件的變送器支撐件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述變送器支撐件具有相對(duì)低的熱傳導(dǎo)率。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述變送器支撐件包括由相對(duì)薄的壁形成的支撐件。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述變送器支撐件是管狀的。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述變送器支撐件包括塑料。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中變送器模塊利用灌封混合物連接到變送器支撐件。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中隔離膜組件與壓力變送器模塊之間的間隔包括空氣間隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述隔離膜組件包括通氣端口。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，包括在壓力變送器模塊和通氣端口之間延伸的通氣壓力管。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括傳感器模塊，所述傳感器模塊包括壓力端口。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，包括具有連接到傳感器模塊中的電路的電連接的壓力變送器模塊。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述壓力變送器模塊包括通過(guò)所述電連接電連接到傳感器模塊中的電路的輸出電子設(shè)備。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述電連接包括柔性電路。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括用于補(bǔ)償由于溫度變化導(dǎo)致的壓力測(cè)量變化的溫度傳感器。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括用于補(bǔ)償由于溫度變化導(dǎo)致的壓力測(cè)量變化的多個(gè)溫度傳感器。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括熱傳導(dǎo)性材料，所述熱傳導(dǎo)性材料將壓力傳感器熱連接到承載在壓力變送器中的電子電路板上的熱傳感器。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述隔離膜與壓力傳感器之間的間隙大于約1.3英寸。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中從隔離膜到壓力傳感器的熱導(dǎo)性小于約1W/m°K。
20.一種制造用于連接到高溫過(guò)程流體的壓力變送器的方法，包括提供隔離膜組件，所述隔離膜組件包括隔離膜，所述隔離膜構(gòu)造為沿過(guò)程接口側(cè)連接到過(guò)程流體并且限定了與過(guò)程接口側(cè)相對(duì)的隔離腔；提供壓力傳感器；在與隔離膜組件物理間隔開(kāi)的位置處將壓力傳感器加接到隔離膜組件，以提供與隔離膜組件附近的過(guò)程流體的熱隔離；和利用導(dǎo)管將由隔離膜限定的隔離腔連接到壓力傳感器，所述導(dǎo)管被構(gòu)造為輸送隔離填充流體，從而將施加到隔離膜的壓力傳送到壓力傳感器。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述加接包括提供連接到隔離膜組件的變送器支撐件。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述變送器支撐件具有相對(duì)低的熱傳導(dǎo)率。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，包括用灌封混合物填充變送器支撐件。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述隔離膜組件包括通氣端口，并且所述方法包括將壓力變送器模塊連接到通氣端口。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，包括提供用于補(bǔ)償由于溫度變化導(dǎo)致的壓力測(cè)量變化的溫度傳感器。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，包括提供用于提供溫度補(bǔ)償?shù)亩鄠€(gè)溫度傳感器。
全文摘要
用于測(cè)量過(guò)程流體(104)的壓力的壓力變送器組件(106)包括隔離膜組件(120)。壓力傳感器(130)與隔離膜組件(120)間隔開(kāi)以提供熱隔離。導(dǎo)管(122)從隔離膜組件(120)延伸到壓力傳感器(130)，并被構(gòu)造以輸送隔離填充流體。
文檔編號(hào)G01L19/06GK1997880SQ200580017485
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2005年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月25日
發(fā)明者戴維·安德魯·布羅德, 凱麗·M·奧瑟, 乍德·邁克·麥奎爾, 弗雷德·查爾斯·席德勒 申請(qǐng)人:羅斯蒙德公司