[實(shí)用新型]用于感測(cè)過(guò)程流體的差壓的差壓傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420569674.9
• 申請(qǐng)日: 2014-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204188328U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 查爾斯·雷·威爾科克斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅斯蒙特公司
• 主分類號(hào): G01L9/12
• 分類號(hào): G01L9/12
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 潘劍穎

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及用于測(cè)量過(guò)程流體的壓力的類型的壓力傳感器。更具體地，本實(shí)用新型涉及補(bǔ)償由于線壓造成的差壓測(cè)量中的不準(zhǔn)確。

背景技術(shù)

在過(guò)程監(jiān)視和控制系統(tǒng)中使用變送器，以測(cè)量工業(yè)過(guò)程的各種過(guò)程變量。一種類型的變送器測(cè)量過(guò)程中的過(guò)程流體的壓力。在這種變送器中使用的壓力傳感器中已采用了各種技術(shù)。一個(gè)眾所周知的電容式測(cè)量技術(shù)是使用可彎曲隔膜。在隔膜形成電容器的電容板之一且通常連接到傳感器主體的另一固定電極形成第二電容器板的情況下，測(cè)量?jī)蓚€(gè)相對(duì)面之間的電容。隨著隔膜由于所施加的壓力而彎曲，測(cè)量到的電容發(fā)生改變。在這種配置下，存在導(dǎo)致壓力測(cè)量中不準(zhǔn)確性的大量來(lái)源。

在2011年10月2日向Frick等人授權(quán)的題為“PROCESS?PRESSURE?MEASUREMENT?DEVICES?WITH?IMPROVED?ERROR?COMPENSATION”的美國(guó)專利No.6,295,875中闡述了解決這些不準(zhǔn)確性的一種技術(shù)，該專利以全文引用的方式并入本文中。該專利描述了用于降低測(cè)量不準(zhǔn)確性的包括附加電極在內(nèi)的差壓傳感器。然而，在一些實(shí)例中，對(duì)壓力傳感器施加的線壓可以在所測(cè)量的差壓中引入不準(zhǔn)確性。

實(shí)用新型內(nèi)容

一種用于感測(cè)過(guò)程流體的差壓的差壓傳感器，包括：傳感器主體，其中形成有具有空腔輪廓的傳感器空腔；以及所述傳感器空腔中的隔膜，被配置為響應(yīng)于所施加的差壓而彎曲。所述隔膜具有隔膜輪廓。在所述空腔輪廓和所述隔膜輪廓之間形成的間隙根據(jù)所述差壓而改變。所述空腔輪廓和所述隔膜輪廓中至少一個(gè)根據(jù)線壓而改變，以補(bǔ)償由于源于所述線壓的所述傳感器主體的形變而造成的所述間隙的改變。

其中，所述傳感器主體包括響應(yīng)于所述線壓而發(fā)生形變的傳感器主體形變空腔。

其中，所述差壓傳感器還包括：耦合到所述傳感器主體形變空腔的至少一個(gè)通氣口。

其中，所述傳感器主體形變空腔是環(huán)形的。

其中，所述差壓傳感器還包括：第二傳感器主體形變空腔。

其中，所述隔膜包括響應(yīng)于所述線壓發(fā)生形變的隔膜形變空腔。

其中，所述隔膜形變空腔是環(huán)形的。

其中，所述差壓傳感器還包括：耦合到所述隔膜形變空腔的至少一個(gè)通氣口。

其中，所述差壓傳感器還包括：在所述空腔輪廓上承載的至少一個(gè)電容器電極。

其中，所述差壓傳感器還包括：基于在至少一個(gè)電容器電極和所述隔膜之間形成的電容來(lái)測(cè)量所述差壓。

其中，所述差壓傳感器還包括：在所述傳感器主體輪廓上承載的至少兩個(gè)環(huán)形電容器板狀電極。

其中，所述傳感器主體形變空腔沿徑向方向更大。

其中，所述隔膜空腔沿徑向方向更大。

其中，所述隔膜由金屬制成。

其中，所述隔膜由金屬制成。

其中，所述傳感器主體由金屬制成。

其中，所述傳感器主體由絕緣體制成。

其中，所述傳感器主體由金屬和絕緣體制成。

附圖說(shuō)明

圖1示出了具有根據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)造的過(guò)程變送器的過(guò)程測(cè)量系統(tǒng)。

圖2是圖1的變送器的示意圖。

圖3示出了圖1的過(guò)程變送器的一部分的橫截面圖。

圖4A、4B和4C是隔膜和傳感器間隙的側(cè)橫截面圖，其示出了差壓的施加和平行板位移(圖4C)。

圖5是示出了線壓對(duì)壓力傳感器主體的效應(yīng)的橫截面圖。

圖6和8是示出了在施加的線壓的情況下隔膜的表面改變的圖。

圖7是示出了在施加的線壓的情況下壓力傳感器的空腔輪廓中的改變的圖。

圖9是示出了在施加的線壓的情況下隔膜表面改變和空腔形狀改變的組合效應(yīng)的圖。

圖10是示出了包括具有內(nèi)部空腔的隔膜在內(nèi)的壓力傳感器的側(cè)橫截面圖。

圖11是圖10的隔膜的放大橫截面圖。

圖12是圖10的隔膜的頂部平面視圖。

圖13A和13B示出了線壓的施加及其對(duì)隔膜形狀的效應(yīng)。

圖14是示出了在具有線壓的情況下空腔形狀改變的組合效應(yīng)的圖。

圖15是在傳感器主體中包括空腔的壓力傳感器的另一實(shí)施例的側(cè)橫截面圖。

圖16A和16B是示出了所施加的線壓對(duì)傳感器半單元(half?cell)的形狀的效應(yīng)的壓力傳感器的半單元的橫截面圖。

具體實(shí)施方式