[實(shí)用新型]過(guò)程流體壓力測(cè)量系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220534786.1
• 申請(qǐng)日: 2012-10-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202886050U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅伯特·C·海德克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅斯蒙德公司
• 主分類號(hào): G01L9/00
• 分類號(hào): G01L9/00;G01L27/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 汪洋

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及過(guò)程流體壓力測(cè)量領(lǐng)域，并且更具體地，涉及用于單晶過(guò)程流體壓力傳感器的熱診斷。

背景技術(shù)

壓力傳感器在許多工業(yè)應(yīng)用中用于測(cè)量壓力。一種類型的壓力傳感器被稱為可偏轉(zhuǎn)隔膜壓力傳感器。在這些壓力傳感器中，壓力直接地或通過(guò)不可壓縮的填充流體施加到可偏轉(zhuǎn)隔膜。諸如電容板之類的電極連接到可偏轉(zhuǎn)隔膜，使得隔膜板的運(yùn)動(dòng)改變諸如電容之類的電特性，電特性可以被測(cè)量并且與壓力有關(guān)。基于可偏轉(zhuǎn)隔膜的壓力傳感器用在差壓、絕對(duì)壓力和表壓力傳感器中。

壓力傳感器經(jīng)常工作在惡劣的環(huán)境中，如高的過(guò)程溫度或腐蝕性流體。已經(jīng)在這樣苛刻條件下使用的一種技術(shù)是分開(kāi)和隔離壓力傳感器和其壓力正被測(cè)量的過(guò)程流體。一種技術(shù)使用隔離隔膜，其使過(guò)程流體在一側(cè)，隔離流體在另一側(cè)。隔離流體將隔離隔膜連接到壓力傳感器的監(jiān)測(cè)隔膜。在過(guò)程流體壓力變化時(shí)，隔離隔膜響應(yīng)地偏轉(zhuǎn)，這導(dǎo)致將通過(guò)隔離流體傳送到壓力傳感器隔膜的壓力變化。具有隔離隔膜的壓力傳感器在本領(lǐng)域中是眾所周知的。但是，要建立這樣的隔離系統(tǒng)增加成本和復(fù)雜性。而且，流體會(huì)由于過(guò)壓或機(jī)械損壞而泄漏，導(dǎo)致已經(jīng)由過(guò)程流體污染的流體體積或填充流體的損失。

在一些應(yīng)用中，理想的是使用單晶壓力傳感器。與其他類型的可偏轉(zhuǎn)隔膜的壓力傳感器相比，單晶壓力傳感器提供許多優(yōu)點(diǎn)。單晶壓力傳感器提供極低的滯后性、高頻響應(yīng)、以及極強(qiáng)的抗化學(xué)侵蝕和抗熱分解。一個(gè)特定的單晶壓力傳感器是由藍(lán)寶石構(gòu)造的。由于單晶壓力傳感器具有這種極端的耐化學(xué)侵蝕和耐熱分解，其可以用在其中沒(méi)有使用填充流體的應(yīng)用中。因此，過(guò)程流體可以直接地接觸單晶壓力傳感器隔膜。因此，對(duì)于一些應(yīng)用，單晶壓力傳感器是用于過(guò)程流體壓力的測(cè)量的主要選擇。

雖然過(guò)程控制測(cè)量工業(yè)已經(jīng)開(kāi)發(fā)重要的診斷能力，用于確定過(guò)程通信、過(guò)程裝置電子元件以及甚至一些過(guò)程傳感器的健康和操作狀態(tài)，但用于單晶壓力傳感器的這種診斷還沒(méi)有被開(kāi)發(fā)出來(lái)。美國(guó)專利7,918,134提供一種用于壓力變送器的基于熱的診斷系統(tǒng)，其中熱脈沖被施加到過(guò)程流體壓力變送器中的填充流體。熱脈沖影響填充流體的體積，并且變化的體積可以使用壓力傳感器測(cè)量，以診斷和/或驗(yàn)證壓力傳感器的操作。雖然這樣的診斷對(duì)于基于填充流體的過(guò)程流體壓力傳感器系統(tǒng)是非常有用的，但它們不能夠解決沒(méi)有提供這種填充流體的應(yīng)用。特別地，在一些單晶壓力傳感器應(yīng)用中，過(guò)程流體本身被直接施加到壓力傳感器的偏轉(zhuǎn)隔膜。因此，沒(méi)有填充流體，并且因而’134專利的診斷是不可用的。

提供與單晶壓力傳感器相關(guān)的增強(qiáng)的診斷和驗(yàn)證將增加可靠性，并且相對(duì)于采用這種傳感器的應(yīng)用場(chǎng)合將增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)。

實(shí)用新型內(nèi)容

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種過(guò)程流體壓力測(cè)量系統(tǒng)，包括：過(guò)程流體壓力變送器，具有變送器電子元件，并且被配置為測(cè)量過(guò)程流體壓力傳感器的電特性，并且在過(guò)程通信回路上提供壓力指示；單晶過(guò)程流體壓力傳感器，連接到過(guò)程流體壓力變送器，該過(guò)程流體壓力傳感器具有電阻元件和壓敏元件，該壓敏元件具有隨著施加的壓力變化的至少一個(gè)電特性，壓敏元件被連接到第一輸出；并且其中，過(guò)程流體壓力變送器包括變送器電子元件，變送器電子元件被配置為施加電流到單晶壓力傳感器的電阻元件、監(jiān)測(cè)過(guò)程流體壓力傳感器對(duì)由電流產(chǎn)生的熱量的電響應(yīng)、并且基于所述電響應(yīng)提供驗(yàn)證輸出。

較佳地，在上述過(guò)程流體壓力測(cè)量系統(tǒng)中，單晶過(guò)程流體壓力傳感器可以由藍(lán)寶石構(gòu)成。

附圖說(shuō)明

圖1是特別地使用本實(shí)用新型的實(shí)施例的過(guò)程流體壓力變送器的分解視圖。

圖2是特別地使用本實(shí)用新型的實(shí)施例的基于藍(lán)寶石的壓力傳感器的示意圖。

圖3是圖2中圖示的接收過(guò)程流體壓力(P)的壓力傳感器的示意圖。

圖4是特別地使用本實(shí)用新型的實(shí)施例的基于藍(lán)寶石的壓力傳感器的示意分解圖。

圖5是在根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的基于藍(lán)寶石的壓力傳感器上執(zhí)行診斷的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

單晶過(guò)程流體壓力傳感器，特別是基于藍(lán)寶石的單晶過(guò)程流體壓力傳感器是已知的。例如，美國(guó)專利6,089,097和6,508,129報(bào)告了這樣的傳感器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。本實(shí)用新型的實(shí)施例主要提供用于這種單晶過(guò)程流體壓力傳感器，并且特別地用于基于藍(lán)寶石的壓力傳感器的有效的驗(yàn)證診斷。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例有效地實(shí)施診斷對(duì)表驗(yàn)證能力做出貢獻(xiàn)。此外，由于基于藍(lán)寶石的壓力傳感器的應(yīng)用增加，增強(qiáng)的診斷將在其它情況下是有用的。