專利名稱：用于控制工業(yè)過程的發(fā)送器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用來控制工業(yè)過程中的物理變量的那種發(fā)送器，具有 改善的結(jié)構和特征，更具體地說，本發(fā)明涉及具有集成過程接口的發(fā) 送器。
背景技術：
已知在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中，為了感知/測量加工流體的一個或多 個物理變量，即絕對、相對或差分壓力、流動和液面等，廣泛使用利 用了壓力傳感器的專用發(fā)送器，實際上，這樣使得易于從一個或多個 相對、差分或絕對壓力測量值得到相對于受控加工流體其他物理變量 的那些更難于直接變送的測量值。
根據(jù)常見實施方式，目前已知的壓力發(fā)送器包括主體或變送器體 部，其形狀適合容納執(zhí)行變送的部件，具體地說，該主體包括容納壓 力傳感器的測量艙和用于處理來自壓力傳感器的信號的適當主電路。 一般地說，發(fā)送器體部組裝在主體上，該發(fā)送器體部分成兩個室，分 別容納其他部件，諸如用于現(xiàn)場觀察感知到的變量的顯示器、用于處 理來自主電路的信號并處理與其他發(fā)送器或遠程控制單元等的通信的 輔助電路。
為了實施要求的感知和測量操作，壓力發(fā)送器設置有其他部件， 這些部件必須設置成與加工流體接觸，為此，常用發(fā)送器包括一個或 多個法蘭，它們機械地與歧管耦接，加工流體通過歧管與變送器接觸。 每個法蘭還借助螺釘/螺栓和密封件系統(tǒng)連接到壓力發(fā)送器的主體，以 使其中包含的壓力不被釋放，并且相對密封不發(fā)生滲漏，在靠近耦接 表面的地方，設置包括專用撓性分隔膜的適當隔板或分隔器單元，該 膜定位地讓外壁暴露在加工流體中，而內(nèi)壁液壓耦接到壓力傳感器。在目前的技術水平下，雖然足以完成所要求的功能，但是已知類 型的壓力發(fā)送器還存在一些缺陷。
具體來說，引起注意的缺陷在于目前的結(jié)構，如前所述，從機械 的角度來看，該結(jié)構因構成部件數(shù)目的原因而相對復雜，這不僅影響 生產(chǎn)和存放時間和成本，而且影響在操作現(xiàn)場用于裝配和安裝的時間 和成本，原因在于需要相對較多的操作來裝配發(fā)送器。
另一項影響決策的缺陷涉及每個法蘭與發(fā)送器主體的機械連接， 實際上，實踐已經(jīng)證明，如果這樣的操作，特別是對擰緊螺釘和螺栓 來說，不能均勻并精確地進行，則在分隔膜處可能產(chǎn)生機械應力，通 常稱為"干涉應力"。即使這種連接以理想的完美方式實施，在發(fā)送器 的使用壽命期間，仍然有可能產(chǎn)生機械應力，原因在于變化的環(huán)境條 件的影響，特別是連接系統(tǒng)不可避免地受到的溫度和壓力變化。
這種機械應力的強度一般很難在設計階段預測，并且通常造成壓 力發(fā)送器不精確和測量誤差，因為在分隔膜和壓力傳感器之間可能發(fā) 生壓力變化。通常，這種測量誤差的程度并不可忽視，因為發(fā)送器通 常都要求較高的性能，特別是對于長期的精確性和穩(wěn)定性來說。因此， 為避免這些測量誤差，正如所述，裝配發(fā)送器的操作相對復雜且繁冗。 此外，如果在已經(jīng)安裝好的發(fā)送器中出現(xiàn)測量誤差，通常必須求助于 專用的維護操作，這是相當花錢的事，例如，可能需要更換因老化而
發(fā)生泄漏和下垂(sagging)的密封件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是生產(chǎn)一種針對工廠的加工流體感知物理變量 的發(fā)送器，能夠克服前述的缺陷，特別是相對于已知發(fā)送器來說，結(jié) 構簡化。
在這一范圍內(nèi)，本發(fā)明的目的是生產(chǎn)一種針對工廠的加工流體感 知物理.變量的發(fā)送器，特別是針對彈性分隔膜的干涉效應而言，能顯 著降低不精確性和測量誤差。
本發(fā)明的主要目的是生產(chǎn)一種針對工廠的加工流體感知物理變量
的發(fā)送器，其裝配和安裝僅需少量的操作。
而且，本發(fā)明的另一個目的是生產(chǎn)一種針對工廠的加工流體感知 物理變量的發(fā)送器，其可靠性高、生產(chǎn)相對容易，而且成本具有竟爭 力。
本發(fā)明的任務以及所述目的和其他目的將由以下所述的一種發(fā)送 器來實現(xiàn)，該發(fā)送器用來針對工廠加工流體感知物理變量，特征在于，
該發(fā)送器包括至少一個用于容納傳感器的中空主體；和用于與需要感 知其物理變量的加工流體直接或間接接口的體部，所述接口體部連接 到所述主體并具有整體結(jié)構，該整體結(jié)構的形狀使得其具有至少一個 用來容納分隔器體部的內(nèi)殼體和至少一個適合在其外表面處可操作地 耦接到流體容器的端部法蘭，所述外表面定位成與所述內(nèi)殼體隔開一 定距離，并借助連接通道與所述內(nèi)殼體連通。


本發(fā)明其他特征和優(yōu)勢將從本發(fā)明發(fā)送器的優(yōu)選而非排他性實施 例的說明中更為顯然，所述實施例以非限制性示例的方式圖示在附圖 中，其中
圖l是局部截面透視圖，圖示了本發(fā)明的發(fā)送器； 圖2是圖1所示發(fā)送器的分解透視圖3和4是圖示本發(fā)明的發(fā)送器處于兩種可能適用的配置時的情 形的透視圖。
具體實施例方式
參照前述附圖，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送器，作為整體以數(shù)字100表示， 包括至少一個中空主體l，用來容納傳感器2，通常是壓力傳感器；和 體部10，用于與需要感知其物理變量的加工流體直接或間接地接口 ， 該接口體部io沿著主體1內(nèi)表面連接到該主體，優(yōu)選借助焊接而形成 單個機械體部，即不再分開成單獨部件(如果不采取實質(zhì)破壞措施的 話)，沿著縱軸線101基本上柱狀延伸。
優(yōu)勢在于，接口體部IO制作成整體結(jié)構，即具有單獨結(jié)構的一個
零件，因此在初始分開的零件之間不存在任何類型的連接部或接合部。
特別是，如圖l和2所示，接口體部IO形狀構造為具有至少一個 內(nèi)殼體ll，用來接收分隔膜3，根據(jù)眾所周知而未詳細說明的實施方 式，分隔膜3借助專用液壓回路4可操作地連接到傳感器2，并連接 到同樣位于該內(nèi)殼體ll中的分隔器體部5，即焊接到其上級邊緣。
接口體部io的整體結(jié)構還具有至少一個端部法蘭12，該法蘭適 合于以其外表面13可操作地耦接到流體容器，正如以下所述，該流體 可以是需要感知其物理變量的加工流體，或者其他流體。外表面13， 在實踐中表示并形成發(fā)送器和加工過程的物理接口 ，限定為與內(nèi)殼體 11隔開一定距離，并優(yōu)選借助連接通道14設置成與其連通，所述連 接通道優(yōu)選沿著發(fā)送器100縱向延伸方向(實踐中沿著軸線101)基 本上直線延伸。
根據(jù)發(fā)送器100的特別優(yōu)選實施例，并且如圖2較佳地示出，其 中發(fā)送器一些部件的一部分被局部略去，以使圖示更為清晰，接口體 部10具有整體結(jié)構，構造地具有兩個內(nèi)殼體11，每個內(nèi)殼體用于接 收對應的分隔膜3;和兩個端部法蘭12,每個法蘭具有外表面13，該 外表面適合于可操作地耦接對應的流體容器，兩個端部表面13都與各 內(nèi)殼體ll隔開一定距離，并且借助對應的連接通道14設置成與其連 通。
優(yōu)選接口體部IO構造地使兩個法蘭12各自具有導管15，該導管 橫向于對應的連通通道14定位，并將后者設置成與接口體部外部連 通，優(yōu)選導管15至少局部設置有螺紋，以便與專用排放閥連接，排放 閥在圖3和4中例如用附圖標記20表示。
此外，每個端部法蘭12包括至少一個固定孔16，其基本上與各 連通通道14對準并與之連通，固定孔的入口限定在對應的外表面13 上，固定孔16適合于耦接對應的流體容器。具體來說，每個孔可以與 需要感知其變量的加工流體的歧管連接，所述歧管在圖4中以附圖標 記30表示，從而在體部10和加工過程之間提供直接接口 。還可以選
擇，如圖l示意性示出，孔16各自耦接到毛細管31，該毛細管連接 到遠程分隔器32并且其中包含適當?shù)牧黧w，即不可壓縮流體，諸如與 液壓回路4中包含的類型相同的硅油。這樣，就使遠程分隔器32與需 要感知變量的加工流體直接接口 ，因此在體部IO和加工流體之間建立 了間接操作接口。
接口體部10還構造地使每個端部法蘭包括至少一個盲孔17，這 些盲孔適合與其他部件耦接，這些其他部件諸如加工流體的閉合閥， 在圖3中以附圖標記40表示；或者發(fā)送器的支撐固定支架，在圖4 中以附圖標記50表示。具體來說，在圖l的實施例中，每個法蘭12 包括兩個盲孔17，它們的入口限定在外接口表面13上，使這兩個孔 17相對于對應的連通通道14定位在彼此相對的側(cè)部，而且軸線彼此 平行并且平行于連通通道14。此外，除了兩個盲孔17之外，或者取 代這兩個盲孔，每個端部法蘭12可以包括盲孔18，如圖3所示，該 盲孔18的入口位于法蘭的側(cè)表面上，且定位成軸線橫向于對應的連通 通道14或發(fā)送器10的延伸軸線101。如圖4所示，可以使用兩個分 別定位在對應法蘭上的孔18來耦接支撐支架50。
優(yōu)選，發(fā)送器100包括第一構形容器21，該容器容納在主體10 內(nèi)側(cè)并擱置在其承載表面22上，具體來說，第一容器21 (圖2中局 部略去以示清晰)，利用其構形，包圍傳感器2并在其周圍限定適當?shù)?支撐表面23，具有優(yōu)勢的是，包括第一電路且可操作地耦接于傳感器 2的第一板24定位在所述支撐表面23上。該第一電路在實踐中形成 發(fā)送器的主電子件，其主要目的是處理來自傳感器2的電信號，例如 將其從變換為具有一定持續(xù)時間的數(shù)字信號。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送器100還包括第二杯狀容器25，該容器定位成 倒置并且至少局部容納在主體l內(nèi)側(cè)，具體來說，第二容器25擱置在 限定于主體l內(nèi)側(cè)的抬高部件6上并面對第一容器23，從而界定內(nèi)部 空間，以容納至少第二板27。第二板27包括第二電路，該第二電路 形成發(fā)送器的輔助電子件，主要用于將來自主電子件的具有一定持續(xù) 時間的信號轉(zhuǎn)換為輸出場信號。此外，用于信號處理部件的電力布線、
用于與內(nèi)部顯示器以及任選的外部顯示器等連接的端子塊28可以具 有優(yōu)勢地設置在第二板27上。還可以選擇，將輔助電路和端子塊適當 地分布到兩塊板上，將這兩塊板容納在第二容器25內(nèi)。
穿過在主體1上設置的兩個孔19中的一個孔的適當布線將該發(fā)送 器可操作地連接到外側(cè)。
最后，該發(fā)送器包括機蓋7，其擰在主體l上，如圖1和2所示， 該機蓋具有帶螺紋的側(cè)壁8,該側(cè)壁與主體1的側(cè)壁耦接；和抬高的 部件9，其從側(cè)壁18向外側(cè)橫向延伸，并且抵靠主體1的對應邊緣。 側(cè)壁8的高度可以適當變化，以便滿足配合其他部件諸如顯示器的需 求。密封件33定位在機蓋7和主體1之間，防止雜質(zhì)和流體滲入發(fā)送 器。
已經(jīng)在實踐中見證了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送器如何完全完成任務和實 現(xiàn)預定目標，而且相對于現(xiàn)有技術提供了一系列的優(yōu)勢。實際上，從 整體來看以及就其至少一些結(jié)構元件來說，發(fā)送器100相對于已知發(fā) 送器都具有極其簡單的結(jié)構，并且性能有所改善。
具體來說，由于接口體部IO具有特別構造的整體結(jié)構，所以能消 除已知方案中慣常存在的機械耦接區(qū)域，并且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這些機械耦 接區(qū)域是不精確性以及技術缺陷的溫床，這樣就能避免求助于密封件、 螺釘和螺栓以及相關的上緊操作，已經(jīng)說了，這些操作對整個發(fā)送器
形成弱臨界點。這樣，可以減小所需部件的總體數(shù)目，減少裝配操作， 提高總體可靠性并且顯著提高機械性能，諸如，提高了相對于內(nèi)壓力 的極限強度。此外，由于接口體部10的專用形狀以及其上各個入口的 位置，發(fā)送器可以耦接到不同的部件、支架、閥等，并且可以在不改 動具體結(jié)構的情況下，不區(qū)分水平位置(圖3)或垂直位置(圖4)地裝配。
主體10焊接連接到接口體部10的連接方式進一步加強了這些優(yōu) 勢，這樣能獲得單體、機械上穩(wěn)定的結(jié)構，其部件不分開，不需要與 現(xiàn)有技術方案中常見的傳統(tǒng)機械裝置諸如螺釘和螺栓耦接的耦接區(qū) 域。
最后，但決不是不重要，由于各種內(nèi)部部件特別是容器21和25 以及相關的板的形狀、位置和相互耦接，發(fā)送器100作為整體具有極 其緊湊的結(jié)構，其中各種部件疊置而且盡可能利用了可用的空間。此 外，最敏感的部件諸如傳感器2以及設置在板上的電路，位于適當閉 合并受保護的環(huán)境中。
如此構造的發(fā)送器可以進行各種改動和變形，它們?nèi)柯淙氡景l(fā) 明構思的范圍之內(nèi)。例如，容器21 (和容器25—樣)可以具有不同 形狀，只要其與要求實現(xiàn)的功能相適應即可，并且可以制成一件式或 者制成兩個分開的零件，都用金屬或塑料制成，或者一個用金屬制成 而另一個用塑料制成?？梢愿膭又辽僖恍┰O置在接口體部10上的孔/ 通道的位置，例如孔18和導管15可以彼此平行延伸，等等。
此外，全部部件都可以由其技術上等同的元件替換，在實踐中， 在上述可預見的應用場合的范圍內(nèi)，材料類型、尺寸可以根據(jù)需要以 及技術發(fā)展情況而定。
權利要求
1.一種用于針對工廠加工流體感知物理變量的發(fā)送器，其特征在于，該發(fā)送器包括:至少一個用于容納傳感器的中空主體；和用于與需要感知其物理變量的加工流體直接或間接地接口的體部，所述接口體部連接到所述主體并具有整體結(jié)構，該整體結(jié)構的形狀使得其具有至少一個用于容納分隔器體部的內(nèi)殼體和至少一個適合在其外表面處可操作地耦接到流體容器的端部法蘭，所述外表面定位成與所述內(nèi)殼體隔開一定距離，并借助連接通道與所述內(nèi)殼體連通。
2. 如權利要求1所述的發(fā)送器，其特征在于，所述接口體部包括 兩個內(nèi)殼體，各自用來接收分隔膜和兩個端部法蘭，這兩個端部法蘭 各自具有適于可操作地與對應流體容器耦接的外表面，每個所述端部 表面定位成與各內(nèi)殼體隔開一定距離，并借助對應的連接通道與各內(nèi) 殼體連通。
3. 如權利要求1所述的發(fā)送器，其特征在于，所述主體和所述接 口體部彼此焊接在一起。
4. 如前述權利要求一項或多項所述的發(fā)送器，其特征在于，所述 接口體部具有一對導管，該對導管各自橫向設置，并將相應的連接通道與所述接口體部外側(cè)連通。
5. 如前述權利要求一項或多項所述的發(fā)送器，其特征在于，所述 端部法蘭中的每一個包括一毛細管的至少一個固定孔，該毛細管連接 到與需要感知其變量的加工流體接口的遠程分隔器，所述固定孔的入 口限定在所述端部法蘭的對應外表面上，基本上與各連接通道對準且 與其連通。
6. 如前述權利要求一項或多項所述的發(fā)送器，其特征在于，所述 端部法蘭中的每一個包括需要感知其變量的加工流體的歧管的至少一 個固定孔，該孔的入口限定在所述端部法蘭的對應外表面上，基本上 與各連接通道對準并與其連通。
7. 如前述權利要求一項或多項所述的發(fā)送器，其特征在于，所述 端部法蘭中的每一個包括至少一個盲孔，該盲孔適合能夠與其他部件輛接。
8. 如權利要求7所述的發(fā)送器，其特征在于，所述端部法蘭中的 每一個包括兩個盲孔，該兩個盲孔的入口限定在所述外表面上，所述 兩個孔相對于對應的連通通道定位在彼此相對的側(cè)部，并且具有彼此 基本上平行并平行于所述通道的軸線。
9. 如權利要求7所述的發(fā)送器，其特征在于，所述端部法蘭中的 每一個包括盲孔，該盲孔具有位于所述法蘭側(cè)表面上的入口，且該盲 孔定位成使得其軸線橫向于對應的連通通道。
10. 如前述權利要求一項或多項所述的發(fā)送器，其特征在于，所 述發(fā)送器包括第一構形容器，該第一構形容器容納在所述主體內(nèi)部并 擱置在限定于所述接口體部上的承載表面上，所述第一容器包圍所述 傳感器并在其周圍限定支撐表面，包括可操作地偶接到所述傳感器的 第一電路的第一板位于所述支撐表面上。
11. 如權利要求IO所述的發(fā)送器，其特征在于，所述發(fā)送器包括 第二杯狀容器，該第二容器倒置定位并擱置于在所述主體內(nèi)部限定的 邊緣上，所述第二容器界定內(nèi)部空間，用于容納至少第二板，該第二 板包括第二電路和/或連接端子塊。
全文摘要
一種針對工廠加工流體感知物理變量的發(fā)送器，其特征在于，該發(fā)送器包括至少一個用于容納傳感器的中空主體；和用于與需要感知其物理變量的加工流體直接或間接接口的體部，所述接口體部連接到所述主體并具有整體結(jié)構，該整體結(jié)構的形狀使得其具有至少一個用于容納分隔器體部的內(nèi)殼體和至少一個適合在其外表面處可操作地耦接到流體容器的端部法蘭，所述外表面與所述內(nèi)殼體隔開一定距離，并借助連接通道與所述內(nèi)殼體連通。
文檔編號G01D11/24GK101375133SQ200780003921
公開日2009年2月25日 申請日期2007年1月10日 優(yōu)先權日2006年1月30日
發(fā)明者A·莫羅尼, R·帕拉維西尼 申請人:Abb股份公司