[发明专利]具有可偏转隔板的压力传感器

说明书

技术领域

本发明涉及压力传感器。更具体地，本发明涉及一种使用可偏转 隔板来测量压力的压力传感器。

背景技术

过程监控和控制系统中使用变送器(transmitter)来测量各种工业 过程的过程变量。一种变送器测量过程中的过程流体的压力。用于这 样的变送器的压力传感器使用多种技术。一种众所周知的技术是使用 可偏转金属隔板。金属隔板形成电容器的电容板之一，相对于该隔板 测量电容。当隔板由于所施加的压力而偏转时，测量的电容随之改变。 在这样的配置中，压力测量中存在多个导致不精确的来源。

解决这些不精确的一种技术在美国专利No.6,295,875中提到，题 为“PROCESS PRESSURE MEASUREMENT DEVICES WITH IMPROVED ERROR COMPENSATION”，于2001年10月2日授予 Frick等人，其全文结合在此作为参考。该发明描述了一种差压传感器， 其包括用于减少测量不精确的附加电极。

发明内容

一种用于感应过程流体的压力的压力传感器，包括具有空腔的传 感器体，以及通过空腔进入传感器体的压力连接。空腔中的可偏转隔 板响应于通过压力连接施加于空腔的压力而偏转。隔板上的电极与压 力传感器体一起形成可变电容器，并提供响应于所施加的压力而变化 的电容。

附图说明

图1示出了具有根据本发明构造的过程变送器的过程测量系统。

图2是图1的变送器的示意图。

图3A是根据本发明的压力传感器的侧截面视图。

图3B是图3A所示的压力传感器的隔板的正视图。

图3C是示出了图3A的隔板的一半和图3A的传感器体的一半的 透视图。

图4是位于过程变送器中的压力传感器的简化截面视图。

具体实施方式

本发明提供了一种压力传感器，其中，可偏转隔板承载电容板， 以提供电容，所述电容响应于所施加的压力而变化。如以下所讨论的， 这样的配置提供了多个优点，涉及制造、减少误差以及改进性能。

图1总体上示出了过程测量系统32的环境。图1示出了包含受压力 的流体的过程管道(piping)30，过程管道30与用于测量过程压力的 过程测量系统32相连接。过程测量系统32包括与管道30相连的推进 (impulse)管道34。推进管道34与过程压力变送器36连接。如孔板 (orifice plate)、文氏管、流量喷嘴之类的主要元件33在过程管道30 中的、推进管道34的管道之间的位置处接触过程流体。当流体通过主 要元件33时，主要元件33引起流体中的压力变化。

变送器36是过程测量设备，其通过推进管道34接收过程压力。变 送器36感应过程差压并输出标准化的传输信号，该标准化的传输信号 是过程压力的函数。

过程环路38提供从控制室40至变送器36的功率信号以及双向通 信，可以根据多种过程通信协议构造过程环路38。在所示示例中，过 程环路38是双线环路。双线环路用于在正常操作期间以4-20mA信号传 输至变送器36的所有功率、以及去往和来自变送器36的所有通信。计 算机42或其他信息处理系统通过调制解调器44或其他网络接口，用于 同变送器36进行通信。远程电压电源46为变送器36供电。本发明不局 限于实现环路38的环境。可以使用其他通信技术，包括其他如无线之 类的通信介质、不同的无线技术、以及不同的通信协议和独立设备中 的通信技术。

图2是压力变送器36的简化框图。压力变送器36包括传感器模块 52和电子器件(electronics)板72，两者通过数据总线66相连接。传感 器模块电子器件60与用于接收所施加的差压54的压力传感器56连接。 数据连接58将传感器56连接到模数转换器62。可选的温度传感器63也 同传感器模块存储器64一起示出。如以下所讨论的，温度传感器63可 以与压力传感器56集成在一起。电子器件板72包括微型计算机系统74、 电子器件存储器模块76、数模信号转换器78和数字通信块80。

一种用于测量差压的技术在授予Frick等人的美国专利 No.6,295,875中提到。然而，本发明不局限于这样的配置。