專利名稱：壓力傳感器的制作方法
壓力傳感器
背景技術(shù)：
一種在工業(yè)控制環(huán)境中已經(jīng)變得非常有用的設(shè)備是壓力變送器。壓力變送器是感 測過程容器內(nèi)的流體壓力并向控制系統(tǒng)提供指示壓力的電信號的設(shè)備。通常，壓力變送器 具有能夠測量差壓或線壓的壓力傳感器。差壓是兩個壓力端口之間的壓力差。線壓是壓 力端口中任一個中的壓力。在一些情況下，壓力傳感器包括響應(yīng)于施加其上的壓力偏轉(zhuǎn)的 可偏轉(zhuǎn)隔板，并且具有在該隔板上或附著至該隔板的電結(jié)構(gòu)，該電結(jié)構(gòu)響應(yīng)于隔板偏轉(zhuǎn)以 及壓力改變器電特性。使用電容式壓力傳感器的壓力變送器通常填充滿介電填充流體，該 介電填充流體增加壓力傳感器的電容以增加傳感器分辨率。然而，在這樣的傳感器出現(xiàn)泄 露的情況下，介電填充流體(有時是硅油)將溢出進(jìn)入系統(tǒng)中，從而污染產(chǎn)品或過程流體本 身。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種壓力變送器。該壓力變送器包括壓力傳感器，包括分別具有可偏轉(zhuǎn)隔 板的一對過程流體壓力端口。第一可變電容器置于壓力傳感器內(nèi)，并具有隨著過程流體端 口之間的壓差而改變的電容量。第二可變電容器置于壓力傳感器內(nèi)并具有隨著線壓而改變 的電容量。


圖1是在過程安裝中操作的差壓變送器的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的差壓變送器的框圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的組合差壓和線壓傳感器的一部分的截面圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的組合差壓和線壓傳感器的示意圖。圖5A-C示出了圖4所示的傳感器對不同系統(tǒng)壓力的各種反應(yīng)。圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的組合差壓和線壓傳感器的示意圖。圖7A-C示出了圖6所示的傳感器對不同系統(tǒng)壓力的各種反應(yīng)。圖8是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的差壓和線壓傳感器的示意圖。圖9A-C示出了圖8所示的傳感器對不同系統(tǒng)壓力的各種反應(yīng)。圖10是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的差壓和線壓傳感器的示意圖。圖IlA-C示出了圖10所示的傳感器對不同系統(tǒng)壓力的各種反應(yīng)。
具體實施例方式圖1是在清潔過程安裝中操作的差壓變送器的示意圖。差壓變送器10經(jīng)由一對 過程流體壓力導(dǎo)管或龍頭14、16可操作地耦合至過程流體容器(示意性示為管道12)。龍 頭14或16置于流阻塞物18的兩側(cè)，流阻塞物18將通過管道12的過程流體的流動阻塞到 一定程度，從而在阻塞物18上產(chǎn)生與過程流體的流速有關(guān)的差壓。而過程流體容器12 (示 意性示為管道)可以是能夠存儲和/或傳送過程流體的任何合適的過程容器。此外，如這里所使用的過程流體意在表示任何過程氣體或液體。而所示差壓變送器10具有其耦合至流體阻塞物18的對側(cè)的差壓端口，也可以設(shè)想針對差壓變送器的各種其他使用。變送器10經(jīng)由過程通信回路22電耦合至控制室20。為了簡單起見，過程通信回 路22示為具有一對導(dǎo)線，但是實際中可以具有任何適合數(shù)目的導(dǎo)線。此外，為了簡單起見， 控制室20簡單示為電壓源和串聯(lián)電阻。實際中，控制器20可以是具有或由許多控制器和 電源組成的復(fù)雜的控制室。為了降低填充流體泄露的潛在不期望的影響，差壓變送器10(下文中將更詳細(xì)描 述)不包括任何填充流體。相應(yīng)地，過程流體本身直接作用于在差壓變送器10內(nèi)或經(jīng)由過 程流體壓力端口 14耦合至該壓差變送器10的差壓單元。圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的壓力變送器10的框圖。變送器10包括電源模塊50 和回路通信器52，其中的每一個適合于耦合至過程通信回路22。電源模塊50接收來自回 路22的能量，并向差壓變送器的所有組件提供電能?；芈吠ㄐ牌?2耦合至控制器56，使得 回路通信器52向控制器56提供指示接收自回路22的過程通信信號的數(shù)據(jù)。相反，回路通 信器52可以接收來自控制器56的數(shù)據(jù)并在回路22上產(chǎn)生適合的過程通信信號?；芈吠ㄐ牌?2可以是適合于根據(jù)過程通信工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議在過程通信回路22上 產(chǎn)生適合信號的任何適合的設(shè)備。這種過程工業(yè)通信協(xié)議的適合示例包括高速可尋址的 遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換器(HART )協(xié)議，F(xiàn)OUNDATION 現(xiàn)場總線、或任何其他適合的協(xié)議。此外，由于 電源模塊50和回路通信器52之間的協(xié)作，變送器10至少在一些實施例中能夠通過其從 中接收電源的相同連接進(jìn)行通信。根據(jù)應(yīng)用，回路通信其52可以或包括適合于根據(jù)任何 適合無線通信協(xié)議進(jìn)行通信的無線收發(fā)機(jī)，這些適合的無線通信協(xié)議包括但不限于無線 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(例如，由Linksys of Irvine, California構(gòu)建的IEEE 802. lib無線接入點和 無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備)、蜂窩或數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(例如，Aeris Communications Inc. ofSan Jose, California的Microburst )、超寬帶、free optics、全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、通用分組 無線電服務(wù)(GPRS)、碼分多址(CDMA)、擴(kuò)頻技術(shù)、紅外通信技術(shù)、SMS (短消息服務(wù)/文本消 息收發(fā))、或任何其他適合的無線技術(shù)。此外，或備選地，回路通信器52適合于根據(jù)由Hart Communication Foundation公布的新無線HART 規(guī)范進(jìn)行通信。無線HART 規(guī)范的 相關(guān)部分包括HCF_Spec 13,7.0版本；HART規(guī)范65-無線物理層規(guī)范；HART規(guī)范75-TDMA 數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)范(TDMA是指時分多址)；HART規(guī)范85-網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)范；HART規(guī)范155-無線 命令規(guī)范；以及HART規(guī)范290-無線設(shè)備規(guī)范。此外，可以使用已知的數(shù)據(jù)碰撞技術(shù)，使得多個變送器可以共存于彼此的無線操 作范圍內(nèi)。這樣的碰撞防止可以包括使用許多不同射頻信道和/或擴(kuò)頻技術(shù)?？刂破?6耦合至測量電路58，測量電路58耦合至傳感器60。測量電路58包括 適合的電路以測量傳感器60的一個或多個變化的電特性，并向控制器56提供指示過程流 體差壓和/或線壓的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，測量電路58包括適合于將壓力傳感器60內(nèi)的一個或 多個電容值轉(zhuǎn)換成被傳輸給控制器56的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的至少一個模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器。壓力傳 感器60可操作地分別耦合至第一和第二過程流體壓力端口 14、16，并且通常具有隨著端口 14、16之間存在的差壓變化的至少一個電特性，并具有隨著一個或兩個端口 14、16內(nèi)存在 的線壓變化的電特性。優(yōu)選地，差壓傳感器60具有產(chǎn)生一對可變電容量的多個電容板；第 一電容隨差壓變化；第二電容隨線壓變化。典型地，要測量的線壓是P1，但是根據(jù)應(yīng)用還能夠是P2。圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的供清潔環(huán)境使用的壓力傳感器60的一部分的截面圖。盡管圖3是截面圖，但優(yōu)選地傳感器60的三維形狀實質(zhì)上是圓形的。然而，根據(jù)本發(fā)明的 實施例可以使用其他形狀，例如，矩形或方形。壓力傳感器60包括過程流體對相應(yīng)可偏轉(zhuǎn) 隔板70、72直接施壓力的第一和第二過程流體端口 14、16。優(yōu)選地，可偏轉(zhuǎn)隔板70、72是軸 對準(zhǔn)圓形隔板，并經(jīng)由堅固支撐桿74彼此耦合。支撐桿74至少沿軸向是不能壓縮的，并從 而隔板70、72的移動緊密聯(lián)系在一起。相應(yīng)地，如果端口 14中的壓力(Pl)超過端口 16中 的壓力(P2)，隔板70、72將偏轉(zhuǎn)，并且支撐桿74將略微移動至右側(cè)。相反，如果端口 16中 的壓力(P2)超過端口 14中的壓力(Pl)，則隔板70和72將與支撐桿74—起移動至左側(cè)。 優(yōu)選地，使用焊接將支撐桿74的端部75和77附著至相應(yīng)隔板70、72。為了制造方便，在組 裝期間，錐形孔79、81分別引導(dǎo)支撐桿的端部75、77。如圖3所示，傳感器60包括一對可變電容。第一可變電容在電容極板76和78之 間形成，并具有相對于支撐桿74的移動(左-右)而改變的電容量。相應(yīng)地，極板76、78 之間的電容量直接響應(yīng)于在端口 14、16之間存在的差壓。傳感器60還包括形成具有相應(yīng) 可偏轉(zhuǎn)隔板70、72的可變電容器的電容極板80、82。利用電容極板80、82與導(dǎo)電可偏轉(zhuǎn)隔 板70、72的結(jié)合可以提供極板80、82與它們的相應(yīng)可偏轉(zhuǎn)隔板之間的相應(yīng)間隙的指示。例 如，測量導(dǎo)線84、86兩端的電容量提供了電容極板82與可偏轉(zhuǎn)隔板72之間的間隙88的指 示。該電容測量可以用于確定施加于隔板72的壓力，并從而提供用于測量線壓的手段。類 似地，導(dǎo)線90、92之間測量的電容量提供電容極板80與可偏轉(zhuǎn)隔板70之間的間隙94的指 示。相應(yīng)地，該電容測量可以用于確定施加于隔板70的壓力，并從而提供線壓讀取。為了方便制造，優(yōu)選地傳感器60由許多不同部分形成。具體地，傳感器60包括 第一壓力入口部分96、第二壓力入口部分98、第一壓差單元半部分100、以及第二壓差單元 半部分102。第一壓力入口部分96愛接口 104處耦合至第一差壓單元半部分100。類似 地，第二壓力入口 98在接口 106處耦合至第二差壓單元半部分102。最終，差壓單元半部分 100、102在接口 108處耦合在一起。優(yōu)選地，所有部分96、98、100、102由高拉伸強度抗腐蝕 材料形成，例如，可從Uddeholm Tool Steels獲得的Stavax 、可從Carpenter Technology Corpration 獲得的 Custom455 禾口 / 或 Custom 465 不f秀 Ρ5、可從 Haynes International 獲 得的Hastelloy 、或者可從 Elgiloy Limited Partnership 獲得的Elgiloy 。這些是具 有優(yōu)等彈性屬性的不銹鋼。相應(yīng)地，也可以使用適合的陶瓷，包括但不限于，可從General Electric Company 獲得的 Alumina, YTZP,Lucalox 、禾口 / 或可從 Surmet Corporation 獲 得的Alon 。優(yōu)選地，可偏轉(zhuǎn)隔板70、72可以直接與部分96、98加工成一體，并且不管是否 施加壓力都向內(nèi)偏轉(zhuǎn)。差壓傳感器60還具有被配置為容易阻擋并強壯響應(yīng)于過壓事件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。具 體地，支撐桿74包括法蘭110，如果分別發(fā)生太多向左或向右位移，該法蘭110支撐住表面 112或114。例如，如果壓力Pl超過壓力P2很大量(差壓過壓)，則隔板70和72以及支 撐桿74將向右偏轉(zhuǎn)，直到法蘭110接觸第二壓力半部分102的表面114。一旦發(fā)生這樣的 接觸，利用沒有附加偏轉(zhuǎn)來簡單阻擋在端口 14處施加的任何附加壓力。由于來自極板80、 82的電容可以在某種程度上測量出可偏轉(zhuǎn)隔板的間隙，因此，電容的讀數(shù)可以用于驗證或 另外為差壓測量提供冗余。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的差壓傳感器260的一部分的示意圖。壓力傳感器260 與傳感器60 (以上關(guān)于圖3描述)的不同之處在于，壓力端口 14、16實質(zhì)上彼此存在于相 同平面。因此，圖4所示的實施例是共平面差壓傳感器。壓力傳感器260仍包括直接耦合 至過程流體的一對可偏轉(zhuǎn)隔板270、272。而圖4沒有示出彼此隔離的過程流體端口 14、16， 當(dāng)適合的歧管或其他過程管道耦合至壓力傳感器260時，端口 14、16彼此隔離?？善D(zhuǎn)隔 板270耦合至第一梁274，而可偏轉(zhuǎn)隔板272耦合至第二梁276。相應(yīng)地，橫梁278耦合至第 一和第二梁274、276，并包括向下擴(kuò)展部分或槳元件280，槳狀元件280包括一對電容極板 282、284。每個電容極板282、284與安裝在固定L部分290上的電容極板286、288形成各 自的可變電容。圖4所示的布置根據(jù)線壓或差壓提供不同類型部件280的移動。圖5A-5C 示出了這樣的移動。
圖5A示出了差壓保持恒定時線壓增加的情況。在這樣的情況下，梁274、276和 278經(jīng)歷了從虛線所示的位置至實線所示的位置的相對位移。因此，槳元件280垂直移動。 這改變了極板284、288之間的可變電容量，而極板282和286之間的電容量保持實質(zhì)上不 變。因此，第一可變電容量記錄線壓的變化，而第二可變電容量指示差壓還沒有發(fā)生變化。 在圖5B中，端口 14處的壓力(Pl)超過端口 16處的壓力(P2)，并且梁274相對于梁276提 升。該搖擺動作引起槳元件280以順時針方式旋轉(zhuǎn)至少某種程度，從而改變電容極板282 和286之間的間隙。然而，電容極板284和288之間的間隙實質(zhì)上未變化。在圖5C中示出了相反狀況。具體地，創(chuàng)建差壓，從而P2超過Pl—定量，因此，弓丨 起梁276相比于梁274提升。這引起槳元件280以順時針方式旋轉(zhuǎn)，從而增加電容平板282 和286之間的間隙。相應(yīng)地，壓力傳感器260在無需利用填充流體的情況下不僅提供差壓 還提供線壓的指示。圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的供清潔環(huán)境使用的組合差壓和線壓傳感器的示 意圖。傳感器360具有與傳感器260 (關(guān)于圖4描述)的某些類似性，并且對類似組件進(jìn)行 類似的編號。傳感器360與傳感器260的不同之處在于，傳感器響應(yīng)于差壓和線壓變化。 具體地，梁374耦合至第一半梁378-1，第一半梁378-1耦合至第一角狀部分380-1，第二梁 376耦合至第二半梁378-2，第二半梁378-2耦合至第二角狀部分380-2。電容極板386、382 位于相應(yīng)角狀部分380-1、380-2之上，或以其他方式耦合至相應(yīng)角狀部分380-1、380-2。此 夕卜，角狀部分380-2的表面具有位于其上的電容極板384。因此，隨著端口 16中線壓增加， 極板384和388之間的相對間隙也相應(yīng)變化。因此，隨著端口 14、16之間的差壓變化，極板 382,386之間的間隙也變化。以下圖7A-7C示出了這些變化。在圖7A中，壓差保持恒定，線壓將變化。明顯看出，梁374、376從實線所示的位置 移動至虛線所示的位置。這種狀況保持第一和第二角狀部分380-1、380-2之間的相同間 隙，而極板384和388之間的間隙變化，從而指示線壓的變化。在圖7B中，端口 14處的壓力(Pl)已經(jīng)超過端口 16處的壓力(P2)。這種變化引 起梁374和梁部分378-1從實線所示的位置移動至虛線所示的位置。這改變了電容極板 382和386之間的相對間隙，而極板384和388之間的間隙保持相同。在圖7C中，發(fā)生相反狀況，梁376和梁部分378_2從實線位置移動至虛線所示的 位置。這種變化反應(yīng)了電容極板382、386之間的間隙增加，以及極板384和388之間的間 隙的增加。
圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于清潔環(huán)境的差壓/線壓傳感器的示意圖。傳感器 460具有與以上描述的傳感器的某些類似性，并且對類似的組件進(jìn)行類似編號。傳感器460 包括耦合至第一可偏轉(zhuǎn)隔板470并遠(yuǎn)離該第一可偏轉(zhuǎn)隔板470延伸。懸臂梁402耦合至梁 400的端部404，并向梁476延伸。梁402的對端406包括與各個電容極板412、414 一起形 成可變電容器的一對電容極板408、410。電容極板414附著至可偏轉(zhuǎn)隔板470和472之間 的區(qū)域，電容極板412附著至梁418的下表面416，梁418耦合至梁476。如果差壓保持相 同，但是線壓增加，則極板408和412之間的相對間隙以及關(guān)聯(lián)的可變電容量將保持相同， 而極板410和414之間的相對間隙和電容量將變化。圖9A-9C示出了傳感器460對線壓和差壓的變化的響應(yīng)。具體地，在圖9A中，線 壓增加，而差壓保持相同。相應(yīng)地，每個梁402和418在實線和虛線所示的位置之間移動。 如上所述，這保持了極板408和412之間的恒定間隙，而極板410和414之間的間隙變化。 在圖9B中，由于端口 14處的壓力變化，差壓變化。這引起梁402在實線和虛線所指示的位 置之間移動。這產(chǎn)生了極板412/408之間和極板410/414之間測量的間隙的變化。在圖9C 中，發(fā)生相反狀況，梁418和476在實線和虛線所示的位置之間移動。在這種情況下，極板 410,414之間的相對間隙保持相同，而極板412和408之間的間隙變化。關(guān)于圖8和9A-9C 所示的配置的一個優(yōu)點在于，用于共模線壓的參考間隙的自動跟蹤。相應(yīng)地，為了保留高線 壓，不需要較大間隙。因此，小間隙用于保持相對高的差壓靈敏度。還應(yīng)當(dāng)注意，由于線壓 信號直接隨Pl壓力而變化，其也是過程分級信號。盡管本發(fā)明的實施例已經(jīng)全部集中于關(guān)于壓力傳感器的電容感測的各種形式，但 是本發(fā)明的實施例可以包括任何適合形式的位移感測。圖10示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的采用應(yīng)變計位移測量技術(shù)的壓力傳感器570。 如在先前實施例中，壓力傳感器570包括可操作耦合至相應(yīng)端口 14、16的一對可偏轉(zhuǎn)隔板 270、272。每個隔板270、272耦合至相應(yīng)梁574、576。此外，每個梁574、576耦合至相應(yīng)懸臂 梁500、502。梁500的下表面504包括與極板508形成可變電容器的電容極板506，其中極 板508固定安裝在可偏轉(zhuǎn)胳270、272之間。如圖10所示，傳感器570包括橫跨懸臂梁500、 502的應(yīng)變感測元件510。元件510串聯(lián)在梁500、502之間并提供與元件510的應(yīng)變有關(guān) 的信號，因此該信號指示差壓。極板506和508仍舊用于提供基于電容的線壓測量。只要 在端口 14、16之間存在最終的壓差，元件510彎曲成延長的“S”。s形的感測取決于兩個壓 力中較大的那個壓力。通過應(yīng)變的變化，這兩種情況是可區(qū)分的。元件510的應(yīng)變狀態(tài)僅 反應(yīng)Pl和P2之間共模壓差，不反應(yīng)絕對線壓。元件510可以是產(chǎn)生指示其上應(yīng)變的輸出 的任何適合的元件。相應(yīng)地，元件510可以是電阻式應(yīng)變儀、壓電應(yīng)變儀、壓阻應(yīng)變儀、其適 合組合。圖11A-11C示出了傳感器560對線壓和差壓的變化的響應(yīng)。在圖IlA中，線壓增加口，而差壓保持相同。相應(yīng)地，每個梁500和502在實線和虛線所示的位置之間移動。這沒 有引起元件510上的應(yīng)變，而極板506和508之間的間隙變化。在圖9B中，由于在端口 14 處的壓力變化，差壓變化。這引起梁500在實線和虛線所示的位置之間移動。這產(chǎn)生了元 件510的應(yīng)變，以及極板506、508之間電容的變化。在圖IlC中，發(fā)生相反狀況，梁502和 576在實線和虛線所示的位置之間移動。在這種情況下，元件510記錄應(yīng)變，但是極板506、 508之間的電容量保持相同。
盡管已經(jīng)參照優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，在不背離 本發(fā)明的精神和范圍的前提下可以在形式上和細(xì)節(jié)上進(jìn)行改變。
權(quán)利要求
一種壓力變送器，包括壓力傳感器，包括一對過程流體壓力端口，每個端口具有適合于暴露到過程流體的可偏轉(zhuǎn)隔板；第一可變電容器，置于壓力傳感器內(nèi)，并具有隨過程流體端口之間的差壓變化的電容量，第一可變電容器由可操作耦合至至少一個可偏轉(zhuǎn)隔板的至少一個電容極板形成；第二可變電容器，置于壓力傳感器內(nèi)，并具有隨線壓變化的電容量，第二可變電容器由可操作耦合至至少一個可偏轉(zhuǎn)隔板的至少一個電容極板形成；回路通信器，可耦合至過程通信回路并被配置為通過回路進(jìn)行通信；控制器，耦合至回路通信器；以及測量電路，耦合至控制器和壓力傳感器以通過過程通信回路提供差壓和線壓的指示中的至少一個。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器，還包括電源模塊，可耦合至過程通信回路，并 被配置為整體向壓力變送器提供接收自過程通信回路的能量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器，其中，回路通信器被配置為根據(jù)過程工業(yè)協(xié)議 進(jìn)行通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器，其中，可偏轉(zhuǎn)隔板對彼此軸向?qū)?zhǔn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓力變送器，其中，可偏轉(zhuǎn)隔板通過固體支撐桿彼此耦合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器，其中，可偏轉(zhuǎn)隔板對位于實質(zhì)上相同的平面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器，其中，可偏轉(zhuǎn)隔板通過固體支撐桿彼此耦合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓力變送器，其中，支撐桿包括被配置為阻止過壓偏轉(zhuǎn)的法蘭。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器，其中，每個偏轉(zhuǎn)隔板耦合至相應(yīng)垂直梁，并且具 有懸掛的槳元件的橫梁橫跨垂直梁，槳元件具有多個電容極板，每個電容極板形成不同可 變電容器的部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓力變送器，其中，過程流體壓力端口對之間的差壓變化產(chǎn) 生槳元件的旋轉(zhuǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器，其中，每個可偏轉(zhuǎn)隔板耦合至相應(yīng)垂直梁和懸 臂梁部分，每個懸臂梁部分耦合至相應(yīng)角狀部分，相應(yīng)角狀部分具有位于該角狀部分上的 電容極板，角狀部分上的電容極板形成第一可變電容器，至少一個懸臂梁部分具有位于下 表面上的附加電容極板并與位于可偏轉(zhuǎn)隔板附近的固定電容極板協(xié)作，以形成第二可變電容器。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器，其中，每個可偏轉(zhuǎn)隔板耦合至相應(yīng)垂直梁和 懸臂梁部分，每個懸臂梁部分在下表面上具有電容極板，其中，一個垂直梁比另一個垂直梁 短，從而懸臂梁部分彼此交疊，其中，耦合至較短垂直梁的懸臂梁部分在其上表面上具有電 容極板，以與另一懸臂梁部分上的電容極板協(xié)作，來形成第一可變電容器，并且電容極板固 定安裝在可偏轉(zhuǎn)隔板附近，以與較短垂直梁的懸臂梁部分的下表面上的電容極板協(xié)作，以 形成第二可變電容器。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力變送器，其中，線壓表示來自過程流體壓力端口之一的 壓力。
14.一種壓力變送器，包括 壓力傳感器，包括一對過程流體壓力端口，每個端口具有適用于暴露到過程流體的可偏轉(zhuǎn)隔板； 耦合至第一可偏轉(zhuǎn)隔板的第一梁，和耦合至第二可偏轉(zhuǎn)隔板的第二梁； 應(yīng)變感測元件，可操作耦合至第一和第二梁，并被配置為具有隨應(yīng)變變化的電參數(shù)； 在一對電容極板之間形成的可變電容器，第一極板固定安裝在第一和第二可偏轉(zhuǎn)隔板 附近，并且第二極板可操作耦合至第一和第二梁之一；回路通信器，可耦合至過程通信回路并被配置為通過回路進(jìn)行通信； 控制器，耦合至回路通信器；以及測量電路，耦合至控制器和壓力傳感器以通過過程通信回路提供差壓和線壓的指示中 的至少一個。
15.一種壓力傳感器，包括一對過程流體壓力端口，每個端口具有適合于暴露到過程流體的可偏轉(zhuǎn)隔板； 第一可變電容器，置于壓力傳感器內(nèi)，并具有隨過程流體端口之間的差壓變化的電容 量，第一可變電容器由可操作耦合至至少一個可偏轉(zhuǎn)隔板的至少一個電容極板形成；以及 第二可變電容器，置于壓力傳感器內(nèi)，并具有隨線壓變化的電容量，第二可變電容器由 可操作耦合至至少一個可偏轉(zhuǎn)隔板的至少一個電容極板形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的壓力傳感器，其中，可偏轉(zhuǎn)隔板對彼此軸向?qū)?zhǔn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的壓力傳感器，其中，可偏轉(zhuǎn)隔板通過固體支撐桿彼此耦合。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的壓力傳感器，其中，可偏轉(zhuǎn)隔板對位于實質(zhì)上相同的平面。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的壓力傳感器，其中，可偏轉(zhuǎn)隔板通過固體支撐桿彼此耦合。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的壓力傳感器，其中，支撐桿包括被配置為阻止過壓偏轉(zhuǎn)的 法蘭。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的壓力傳感器，其中，每個偏轉(zhuǎn)隔板耦合至相應(yīng)垂直梁，并且 具有懸掛的槳元件的橫梁橫跨垂直梁，槳元件具有多個電容極板，每個電容極板形成不同 可變電容器的部分。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的壓力傳感器，其中，過程流體壓力端口之間的差壓變化產(chǎn) 生槳元件的旋轉(zhuǎn)。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的壓力傳感器，其中，每個可偏轉(zhuǎn)隔板耦合至相應(yīng)垂直梁和 懸臂梁部分，每個懸臂梁部分耦合至相應(yīng)角狀部分，相應(yīng)角狀部分具有位于該角狀部分上 的電容極板，角狀部分上的電容極板形成第一可變電容器，至少一個懸臂梁部分具有位于 下表面上的附加電容極板，并與位于可偏轉(zhuǎn)隔板附近的固定電容極板協(xié)作，以形成第二可 變電容器。
24.根據(jù)權(quán)利要求15所述的壓力傳感器，其中，每個可偏轉(zhuǎn)隔板耦合至相應(yīng)垂直梁和 懸臂梁部分，每個懸臂梁部分在下表面上具有電容極板，其中，一個垂直梁比另一個垂直梁 短，從而懸臂梁部分彼此交疊，其中，耦合至較短垂直梁的懸臂梁部分在其上表面上具有電 容極板，以與另一懸臂梁部分上的電容極板協(xié)作，來形成第一可變電容器，并且電容極板固 定安裝在可偏轉(zhuǎn)隔板附近，以與附著到較短垂直梁的懸臂梁部分的下表面上的電容極板協(xié) 作，以形成第二可變電容器。
25. 一種壓力傳感器，包括一對過程流體壓力端口，每個端口具有適用于暴露到過程流體的可偏轉(zhuǎn)隔板； 耦合至第一可偏轉(zhuǎn)隔板的第一梁，和耦合至第二可偏轉(zhuǎn)隔板的第二梁； 應(yīng)變感測元件，可操作耦合至第一和第二梁，并被配置為具有隨應(yīng)變變化的電參數(shù)；以及在一對電容極板之間形成的可變電容器，第一極板固定安裝在第一和第二可偏轉(zhuǎn)隔板 附近，并且第二極板可操作耦合至第一和第二梁之一。
全文摘要
提供了一種壓力變送器(10)。該壓力變送器(10)包括壓力傳感器(60)，壓力傳感器(60)包括一對過程流體壓力端口(14、16)，每個端口具有可偏轉(zhuǎn)隔板(70、72)。第一可變電容器置于壓力傳感器(60)內(nèi)，并具有隨過程流體端口(14、16)之間的差壓變化的電容量。第二可變電容器置于壓力傳感器(60)內(nèi)，并具有隨線壓變化的電容量。
文檔編號G01L9/00GK101849170SQ200880114596
公開日2010年9月29日 申請日期2008年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月8日
發(fā)明者查爾斯·R·韋爾考克斯 申請人:羅斯蒙德公司