用于過程流體壓力變送器的抗腐蝕的壓力模塊的制作方法
【專利說明】用于過程流體壓力變送器的抗腐蝕的壓力模塊
【背景技術(shù)】
[0001] 工業(yè)過程控制系統(tǒng)用于監(jiān)測和控制用于生產(chǎn)或輸送流體等的工業(yè)過程。在該系統(tǒng) 中，通常重要的是測量諸如溫度、壓力、流量W及其它的"過程變量"。過程控制變送器用于 測量該過程變量并將與測量的過程變量有關(guān)的信息發(fā)送回到諸如中央控制室的中央位置。
[0002] 一種類型的過程變量變送器是測量過程流體的壓力或者兩個壓力之間的壓差并 提供與壓力或壓差有關(guān)的輸出的壓力變送器。在測量并提供壓差的情況下，該壓差可W反 過來代表流量、容器中的過程流體的液位或者其它過程變量。壓力變送器被構(gòu)造成通常通 過二線式過程控制回路將壓力信息發(fā)送回到中央控制室。然而，也可W使用諸如無線通信 技術(shù)的其它技術(shù)。
[0003] 過程壓力變送器通常使用與至少一個隔離膜片流體地連接的壓力傳感器感測壓 力。隔離膜片將壓力傳感器與將被感測的過程流體隔離。因而，可能是高腐蝕性的過程流 體與壓力傳感器保持隔離，W避免對壓力傳感器的腐蝕或損壞。壓力使用基本上不可壓縮 的、惰性填充流體被從隔離膜片傳遞到壓力傳感器。壓力傳感器本身具有諸如感測膜片的 物理結(jié)構(gòu)，其例如通過變形對壓力作出反應(yīng)。壓力傳感器還包括電氣結(jié)構(gòu)，例如應(yīng)變儀或電 容板或電極，其對物理變形作出反應(yīng)。例如，一些已知的壓力傳感器具有可偏斜的膜片，其 支承電容板或電極，使得膜片的偏斜產(chǎn)生傳感器的電容的改變。然而，各種其它技術(shù)也是已 知的。
[0004] 一些過程壓力變送器運行在海水附近或海水中。因此，一些海上的壓力變送器受 到海水的明顯的腐蝕作用的影響。為了提供能夠運行可接受的產(chǎn)品壽命的穩(wěn)定設(shè)計，某些 設(shè)計考慮變得重要。例如，選擇基本上不受海水的腐蝕作用影響的材料可W提供一種穩(wěn)定 的設(shè)計，然而，提供運種保護(hù)的特殊合金的材料成本可能導(dǎo)致成本高昂的設(shè)計。例如，鐵完 全不受海水引起的腐蝕的影響，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其基本上不能與其它合金W及諸如不誘鋼的 材料焊接。而且，很難將兩種材料焊接在一起。此外，完全由鐵構(gòu)造的壓力變送器并不是成 本有效的。 陽〇化]提供一種適于持久地暴露于海水的成本有效的過程壓力變送器將為基于海上的 過程控制環(huán)境提供重要的改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 提供了一種用于過程壓力變送器的壓力傳感器模塊。所述壓力傳感器模塊包括第 一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件由適于暴露于海水的金屬形成。所述第一構(gòu)件具有延伸通過第一構(gòu) 件的通道。隔離膜片與所述第一構(gòu)件連接，并且具有被配置為接觸過程流體的第一側(cè)和與 所述第一構(gòu)件的通道流體連通的相反側(cè)。第二構(gòu)件由與第一構(gòu)件不同的金屬形成，并且與 第一構(gòu)件機(jī)械地連接，W限定與所述通道流體地連接的腔。壓力傳感器被布置為感測所述 腔內(nèi)的壓力。密封件與第一和第二構(gòu)件連接，W密封第一和第二構(gòu)件之間的界面。
【附圖說明】
[0007] 圖1是對于本發(fā)明的實施例特別有用的過程流體壓力變送器的圖解視圖。
[0008] 圖2是已知的隔離組件的一部分的剖視圖。
[0009] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于壓力變送器的壓力模塊的剖視圖。
【具體實施方式】
[0010] 圖1示出了對于本發(fā)明的實施例特別有用的示例性的過程流體壓力變送器12。 過程控制或測量系統(tǒng)10包括與過程管道14連接的壓力變送器12,過程管道運載過程流體 16。（變送器12為系統(tǒng)10的測量部件）。過程流體16將壓力P施加于壓力變送器12上。 壓力變送器12例如在二線式過程控制回路20上向諸如控制室22的遠(yuǎn)程位置提供輸出。 過程控制回路20可W按照任何合適的過程通信協(xié)議運行。在一種構(gòu)造中，過程控制回路 20包括二線式過程控制回路，其中模擬電流強(qiáng)度被用于代表與過程壓力P有關(guān)的"過程變 量"。在另一個示例性的執(zhí)行例中，過程控制回路20承載與過程壓力P有關(guān)的數(shù)字值。該 協(xié)議的實例包括高速通道可定址遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換器（HARTK)或者foundation?現(xiàn)場總線通信 協(xié)議。另一個示例性的過程控制回路包括例如按照IEC62591的無線通信鏈路。在該構(gòu)造 中，元件20代表變送器12和過程控制室22之間的無線通信鏈路。
[0011] 變送器12包括可W根據(jù)任何合適的技術(shù)運行的壓力傳感器（在該實例中為壓力 傳感器模具（pressuresensordie))40。示例性的技術(shù)包括例如具有響應(yīng)于施加的壓力 電氣性質(zhì)變化的元件的微機(jī)器配置。過程連接器42將變送器12的主體或殼體18與過程 管道14連接。運允許過程壓力P施加在變送器12的隔離膜片50上。壓力P引起膜片50 的偏斜，該壓力通過毛細(xì)管52中的諸如硅油的填充流體被傳送到壓力傳感器40。運樣，隔 離膜片50具有與過程流體接觸的第一側(cè)和與填充流體接觸的相反側(cè)。毛細(xì)管52延伸通過 還支撐壓力傳感器40的壓力傳感器模塊54。壓力傳感器40向測量電路62提供電氣輸出 60。測量電路62與接線板70連接，接線板與過程控制回路20連接。在一個示例性的構(gòu)造 中，過程控制回路20還被用于為變送器12的電路（例如測量電路62)提供電力。
[0012] 圖2為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于過程流體壓力變送器的壓力傳感器模塊的圖解剖視 圖。模塊100包括主體102,該主體具有延伸通過主體的毛細(xì)管52。毛細(xì)管52包含有諸如 硅油的填充流體，其流體地將通過壓力流體施加在隔離膜片50上的壓力與壓力傳感器40 連接。主體102通常由不誘鋼制成，并且隔離膜片50焊接在主體102上。主體102的上部 通常包括不誘鋼傳感器殼體或頭座104,其焊接在主體102上，壓力傳感器40鄰接其底表面 定位。圓柱腔106填充有填充流體，使得施加在隔離膜片50上的任何壓力被傳遞到壓力傳 感器40并被壓力傳感器40感測。雖然圖2圖示的結(jié)構(gòu)在許多環(huán)境下運行得非常好，但是 當(dāng)用在海水環(huán)境中時存在限制。具體地，該模塊具有相當(dāng)大的重量并且不適于長期暴露于 海水中。雖然整個結(jié)構(gòu)能夠由基本上不受海水的腐蝕作用影響的金屬或合金形成，例如鐵， 然而該結(jié)構(gòu)不是成本有效的。
[0013] 圖3為根據(jù)本發(fā)明的實施例的壓力傳感器模塊的圖解剖視圖。模塊200包括兩部 分殼體，殼體的每個構(gòu)件由不同的金屬或合金形成。第一構(gòu)件202由適于暴露于海水的材 料形成。運種材料的實例包括鐵，但是還可W包括適于長時間暴露于海水的其它金屬或合 金，例如C-276