用于高压应用的多变量过程流体变送器制造技术

本发明专利技术公开一种多变量的过程流体变送器模块，包括具有一对凹槽的基部。一对基座设置有每个基座，所述基座配置在相应的凹槽中，并且连接到相应的隔离膜片。至少一个线压组件安装接近基座中的一个。至少一个线压组件将相应的隔离膜片连接到线压传感器。压差传感器具有检测膜片，所述检测膜片通过填充流体流体地耦合到隔离膜片。配置至少一个额外的传感器以检测过程流体的温度。电路连接到线压传感器、压差传感器和至少一个额外的传感器，以测量线压传感器、压差传感器和至少一个额外的传感器中的每一个的电特性。电路配置成基于线压传感器、压差传感器和至少一个额外的传感器中的每一个的测量的电特性，提供流体流量指示。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种多变量的过程流体变送器模块，包括具有一对凹槽的基部。一对基座设置有每个基座，所述基座配置在相应的凹槽中，并且连接到相应的隔离膜片。至少一个线压组件安装接近基座中的一个。至少一个线压组件将相应的隔离膜片连接到线压传感器。压差传感器具有检测膜片，所述检测膜片通过填充流体流体地耦合到隔离膜片。配置至少一个额外的传感器以检测过程流体的温度。电路连接到线压传感器、压差传感器和至少一个额外的传感器，以测量线压传感器、压差传感器和至少一个额外的传感器中的每一个的电特性。电路配置成基于线压传感器、压差传感器和至少一个额外的传感器中的每一个的测量的电特性，提供流体流量指示。【专利说明】用于高压应用的多变量过程流体变送器
技术介绍
工业过程控制系统用于监控和控制产生或转移流体等等的工业过程。在这种系统 中，测量诸如温度、压力、流量以及其他类似物的"过程变量"一般是重要的。过程变量变送 器用于测量这种过程变量，并且将涉及测量的过程变量的信息传输回到诸如中央控制室的 中央位置。 过程变量变送器一般包括或连接到响应过程变量的变换器或传感器。过程变量一 般地指物质的物理或化学状态，或能量的转化。过程变量的例子包括压力、温度、流量、传导 性、酸碱性（pH)和其他的性质。认为压力是基本的过程变量，可以用于测量流量、强度和甚 至温度。 为测量流体流量，确定许多过程变量（诸如过程流体温度、过程流体静态的压力 或线压和跨越部分障碍物（诸如孔板等等）的过程流体压差）经常是必要的。在这种例子 中，多变量变送器通常用于测量和监控多个过程变量，以提供诸如过程流体流量的计算参 数。这种关于各种工业过程流体的计算参数是有用的，诸如水泥、流体、化学制品的水汽和 气体、纸浆、石油、气体、医药品、食物和其他的流体类型处理的植物。 多变量的过程流体变送器一般地包括压差传感器和线压传感器和/或过程流体 温度传感器。压差传感器响应两个过程流体输入之间的压力差异。线压传感器响应一种流 体输入的绝对或表压力。过程流体温度传感器用诸如电压或电阻的电指示响应过程流体的 温度，所述电指示涉及过程流体温度。 在包括压差传感器的多变量的过程流体变送器中，这种变送器一般包括一对隔离 器隔膜片，所述隔离器膜片设置在过程流体入口，并且将压差传感器与检测的严酷的过程 流体隔离。压力从过程流体通过大致不能压缩的填充流体转移到压差传感器，所述填充流 体在从每个隔离器膜片延伸到压差传感器的通道中输送。 高静压力环境可能对过程流体变送器提供重要的挑战。在一些情况下，由于螺栓 和用在其间的可变形密封件的极限应力，过程流体凸缘和过程变量变送器基部之间的螺 栓连接在这种高压力下一般不能密封。当密封件变形或以其他方式被破坏时，过程流体 可能从连接器漏出。现在，多变量的过程流体变送器不能够在规定的高线压力（诸如15， OOOpsi)的环境中操作。因此，现在的多变量装置一般地不适合于一些过程环境（诸如海底 使用）。相应地，在这种环境中，当要求流量测量或其他相似的测量（所述测量要求多个过 程变量）时，需要多个过程流体变送器，诸如两个并且有时三个过程流体变送器。提供这种 变送器涉及相当多的花费。因此，对于增长的高压市场，诸如海底石油和天然气井，提供多 变量的过程流体变送器是理想的，所述变送器适合于这种环境，并且可以使用单个设备提 供所有必要的过程变量。
技术实现思路
多变量的过程流体变送器模块包括具有一对凹槽的基部。一对基座设置有每个基 座，所述基座配置在相应的凹槽中，并且连接到相应的隔离膜片。至少一个线压组件安装接 近基座中的一个。至少一个线压组件将相应的隔离膜片连接到线压传感器。压差传感器具 有检测膜片，所述检测膜片通过填充流体流体地耦合到隔离膜片。配置至少一个额外的传 感器以检测过程流体的温度。电路连接到线压传感器、压差传感器和至少一个额外的传感 器，以测量线压传感器、压差传感器和至少一个额外的传感器中的每一个的电特性。电路配 置成基于线压传感器、压差传感器和至少一个额外的传感器中的每一个的测量的电特性， 提供流体流量指示。 【专利附图】【附图说明】 图1是根据本专利技术实施例的多变量的过程流体变送器的图解视图。 图2是适合用于直接浸入在海水中的多变量的过程流体变送器的图解视图。 图3是根据本专利技术实施例的多变量的过程流体变送器的图解截面图。 【具体实施方式】 使用跨越主要元件的压差的高压力流量测量现在要求至少两个并且有时三个过 程变量变送器，以进行测量。较低的压力环境可以使用单个的多变量过程流体变送器（诸 如从明尼苏达州的Chanhassen的爱默生（Emerson)过程控制公司获得的、在商业指定型号 3095或3051SMV下售卖的那些），以测量压差、线压和温度，以提供完全补偿的流量值。然 而，这种装置仅规定到3626psi的MWP。当流量相关值要求用于高压力环境（于此限定为比 3626psi大并且高达15,OOOpsi的MWP并且包括15,OOOpsiMWP)时，要求另一种方法。假 定海底环境规定的高压，于此描述的至少一些实施例包括它们的装置或部分，所述装置或 部分适合于直接浸入盐水。如于此限定的，"适合浸入盐水"意味着材料将在可行的产品的 寿命中，在盐水存在的条件下不腐蚀或以其他方式不允许地退化。适合浸入盐水的材料的 例子包括合金C276,所述合金从印地安纳州Kokomo的海恩斯（Haynes)国际公司获得，在 商业名称镍基合金C276下；铬镍铁合金625,从纽约的NewHartford的特别金属家族公司 获得；和从海恩斯国际公司获得的合金C-22。特别感兴趣的是合金C276,具有以下化学成 分（以 ％计量重量）：钥 15. 0-17. 0 ;铬 14. 5-16. 5 ;铁 4. 0-7. 0 ;钨 3. 0-4. 5 ;钴，最高 2. 5 ; 猛，最 1? 1. 〇 ;1 凡，最 1? 〇? 35 ;碳，最 1? 0? 01 ;憐，最 1? 0? 04 ;硫，最 1? 0? 03 ;娃，最 1? 0? 08 ;和 剩余的镍。 如图1所述，多变量的传感器模块100包括连接到基部108和盖112的侧壁110。 电引线连接器114能够连接到电子壳体102,并且包括导体，以将功率提供到传感器模块 100和双向通信器。在一些实施例中，模块100可以跨越相同的导体通信，模块100通过所 述导体得到动力。 图2是适合用于直接浸入海水中的、多变量的传感器模块100(在图1中说明）的 图解视图。具体地，模块1〇〇的上部（接近电连接点115)用高压轴承端盖200覆盖，所述 盖200用适合直接浸入海水的材料建造。而且，与暴露给在极端深处的海水有联系的高压 由端盖200承受，当如此遭受时，所述端盖200保持它的形状和完整性。另外，端盖200优 选地用与压差传感器模块100的底部108相同的材料建造。例如，如果模块100的底部108 用合金C276建造，优选地端盖200也用合金C276建造。然而，在他们不用相同材料建造的 实施例中，端盖200必须用适合焊接到模块100的部分108的材料建造。这意味着两个材 料的冶金性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多变量的过程流体变送器模块，包括：基部，所述基部具有一对凹槽，一对基座，每个所述基座配置在相应的凹槽中，并且连接到相应的隔离膜片；至少一个线压组件，所述至少一个线压组件安装成接近基座中的一个，所述至少一个线压传感器组件将相应的隔离膜片连接到线压传感器；压差传感器，所述压差传感器具有检测膜片，所述检测膜片通过填充流体流体地耦合到隔离膜片；至少一个额外的传感器，配置成用于检测过程流体的变量；电路，所述电路连接到线压传感器、压差传感器和所述至少一个额外的传感器，以测量线压传感器、压差传感器、和所述至少一个额外的传感器中的每一个的电特性；并且其中电路配置成用于提供相关于所述至少一个线压传感器、所述压差传感器和所述至少一个额外的传感器的输出。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·马修·斯特瑞，
申请(专利权)人：罗斯蒙特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US