[發(fā)明專(zhuān)利]用于海底應(yīng)用的壓力傳感器模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210506130.3
• 申請(qǐng)日: 2012-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103175649A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴維·斯特賴(lài);大衛(wèi)·布羅登;伊瓦爾·布林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 羅斯蒙德公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01L13/06
• 分類(lèi)號(hào): G01L13/06;G01L9/00;G01L9/12
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 汪洋

背景技術(shù)

變送器一般地包括響應(yīng)于過(guò)程變量的換能器或傳感器。過(guò)程變量一般是指物質(zhì)的物理或化學(xué)狀態(tài)或能量的轉(zhuǎn)換。過(guò)程變量的示例包括壓力、溫度、流量、傳導(dǎo)率、pH值和其它屬性。壓力被認(rèn)為是基本過(guò)程變量，其可以用于測(cè)量流量、液位和均勻溫度。

壓力變送器常用在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，以測(cè)量和監(jiān)視在各種工業(yè)過(guò)程流體中的壓力，如泥漿、液體、蒸汽和化學(xué)氣體、紙漿、石油、天然氣、制藥、食品和其他流體類(lèi)型加工廠。壓差變送器一般包括一對(duì)過(guò)程流體壓力輸入端，該對(duì)過(guò)程流體壓力輸入端可操作地連接到響應(yīng)于兩個(gè)輸入端之間的壓力差的壓差傳感器(變送器內(nèi))。壓差變送器通常包括一對(duì)隔離膜片，該對(duì)隔離膜片被定位在過(guò)程流體入口中并將壓差傳感器與被感測(cè)的苛刻過(guò)程流體隔離。通過(guò)在從每個(gè)隔離膜片延伸到壓差傳感器的通道中載送的基本上不可壓縮的填充流體，壓力從過(guò)程流體轉(zhuǎn)移到壓差傳感器。

通常有兩種類(lèi)型的壓差傳感器模塊。第一種類(lèi)型的壓差傳感器模塊被稱(chēng)為雙平面型傳感器模塊。在這種壓差傳感器模塊中，一對(duì)隔離膜片被設(shè)置在不同的平面中，并且通常彼此同軸地對(duì)齊。圖1是已知的雙平面型傳感器模塊(矩形12內(nèi)示出)，其用在額定到15,000psi的管線(xiàn)壓力的壓差變送器10中。使用用于超過(guò)6000psi的管線(xiàn)壓力的平面型傳感器模塊的壓差變送器往往非常大，并且復(fù)雜。這通常是由需要保持如此高的管線(xiàn)壓力的法蘭和螺栓引起的。這樣大型組件體通常不是用于要求浸沒(méi)在海水中的應(yīng)用的理想選擇，因?yàn)樗鼈冃枰笮偷陌嘿F的殼體，以防止傳感器模塊在海水中被腐蝕和來(lái)自深海域使用的潛在的巨大壓力。例如，這種壓差變送器10可以具有超過(guò)8.5英寸的高度和超過(guò)6英寸的寬度。

第二類(lèi)型壓差傳感器模塊已知為共面?zhèn)鞲衅髂K。在共面?zhèn)鞲衅髂K中，隔離隔膜通常是設(shè)置在彼此相同的平面中。

即使在被配置用于高的管線(xiàn)壓力時(shí)，變送器10(圖1中所示)不適合用于直接浸沒(méi)在海水中。因此，如果變送器使用在需要其浸沒(méi)在海水中的應(yīng)用中，諸如在油井井口，需要重大修改。圖2示出圖1的雙平面型壓差傳感器模塊14，其中傳感器模塊已經(jīng)準(zhǔn)備用于海底使用。由于需要構(gòu)造圍繞整個(gè)傳感器模塊14的殼體16，包括傳感器模塊14和殼體16的組件20是相當(dāng)大的。例如，一個(gè)這樣的組件20具有約16英寸的高度和約8英寸的直徑。此外，由于在殼體16的構(gòu)造中所用的材料是昂貴的，單獨(dú)殼體16就可以使整個(gè)組件20相當(dāng)昂貴。

提供更容易適應(yīng)海底環(huán)境而無(wú)需大量修改或支出的高的管線(xiàn)壓力壓差變送器，將有利于壓差傳感器模塊的更廣泛使用和相關(guān)變量的測(cè)量，如在海底環(huán)境中的流量、壓力和液位。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)實(shí)施例中提供一種共面壓差傳感器模塊。該共面壓差傳感器模塊包括基部，該基部具有一對(duì)凹部。還提供一對(duì)基座，每個(gè)基座布置在對(duì)應(yīng)的凹部中并且連接到對(duì)應(yīng)的隔離膜片。壓差傳感器具有檢測(cè)膜片和一對(duì)壓力檢測(cè)端口。壓差傳感器的每個(gè)壓力檢測(cè)端口由填充流體流體地(fluidically)連接到對(duì)應(yīng)的隔離膜片。該共面壓差傳感器模塊還包括電路，該電路連接到壓差傳感器，以測(cè)量壓差傳感器的隨著壓差變化的電特性。基部由適于浸沒(méi)在海水中的材料構(gòu)造。還提供一種構(gòu)造共面壓差傳感器模塊的方法。在另一個(gè)實(shí)施例中，提供壓力傳感器模塊。該壓力傳感器模塊包括具有凹部的基部。基座設(shè)置在凹部中并連接到隔離膜片。具有檢測(cè)膜片和壓力檢測(cè)端口的壓力傳感器由填充流體流體地連接到隔離膜片。電路連接到壓力傳感器以測(cè)量壓力傳感器隨著壓力變化的電特性。基部由適于浸沒(méi)在海水中的材料構(gòu)造。

附圖說(shuō)明

圖1是公知的雙平面型傳感器模塊的示意圖。

圖2示出圖1的準(zhǔn)備用于海底使用的雙平面型壓差傳感器模塊。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的共面壓差傳感器模塊的示意圖。

圖4是圖3中示出的適于直接浸沒(méi)在海水中的共面壓差傳感器模塊的示意圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的共面壓差傳感器模塊的示意性剖視圖。

圖6是構(gòu)造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的共面壓差傳感器的方法的流程圖。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的適合共面壓差傳感器模塊浸沒(méi)在海水中的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式