[发明专利]用于压力变送器的纳米粒子改良填充流体

说明书

技术领域

本发明通常涉及在工业过程控制系统中使用的过程仪器。更具体地 说，本发明涉及用于压力变送器中的液压填充流体。

背景技术

过程变送器用于远程监控过程流体的过程变量。例如，压力变送器 通常用在化学处理工业，用于感测石化产品或水的压力。压力变送器包 括响应于过程压力中的物理变化而产生的电输出的传感器或变送器。例 如，基于由于过程流体的压力变化而导致的电容变化，电容压力变送器 产生电信号。传感器的电信号被变送器电路处理以产生电输出，该电输 出可作为过程流体的压力指示而被监控。压力变送器还包括电子设备和 电路，用于通过在中央监控位置，例如控制室，的控制环路或网络遥控 地监控电输出，或利用例如LCD屏在本地监控电输出。

典型的电容压力传感器包括简单地液压系统，用于将过程流体压力 传递到电容变送器。该液压系统包括填充有精确水平的填充流体的液压 通路。将填充流体从过程流体隔开的变送器隔离隔膜在液压通路的第一 端处。用作压力传感器的可变电容器板的传感器隔膜在液压通路的第二 端处。该填充流体典型地包括将过程流体压力从变送器隔离隔膜传给传 感器隔膜地液压流体。由于过程流体压力的波动，在液压系统的第一端 处，过程流体将相应的力施加到隔离隔膜上，其通过填充流体来调节传 感器隔膜的位置。

另外，远程密封系统经常用于将压力变送器与危险的测量环境间隔 开，或用于将定位不方便的过程流体与压力变送器链接起来。例如，远程 密封通常与腐蚀性的或高温过程流体一起使用。在那些情况中，具有填 充有液压填充流体的毛细管的远程密封能够用于将压力变送器与过程流 体关联起来，同时压力变送器位于在安全距离以外。该毛细管可延伸数 十米，以将压力变送器与过程流体耦合起来。该远程密封包括在毛细管 第一端处的将填充流体与过程流体分开的隔离隔膜。该毛细管的第二端 与变送器的隔离隔膜连通。从而，该不可压缩的填充流体从远程密封隔 离隔膜到变送器隔离隔膜传递过程流体的压力变化。因此，压力传感器 的电输出与液压系统和远程密封中的液压填充流体的质量，例如体积和 电容，直接相关。

在工厂，过程变送器通路和远程密封毛细管被填充精确数量的液压 填充流体并且然后被密封。系统性能与精确水平的填充流体相关，并随 着温度波动而变差。例如，压力变送器经常用在高温设置中。在这种环 境中工作的填充流体经受热膨胀，而将力施加在多种隔离隔膜上，导致 压力传感器读取“背压”，从而干扰从过程流体取得精确的压力读数。 另外，电容压力传感器的电容受到在传感器的电容器板之间的液压填充 流体的存在的影响。因此，需要具有改进的工作特性和质量的液压填充 流体。

发明内容

本发明针对用于测量过程流体压力的压力变送器。该压力变送器包 括压力传感器、液压中继系统和压力传感器填充流体。该压力传感器感 测过程流体的压力，液压中继系统提供过程流体与过程传感器之间的连 通通道。在液压中继系统中的压力传感器填充流体包括第一液压流体和 第一体积的纳米粒子。第一液压流体将过程流体的压力变化传送到传感 器。第一体积的纳米粒子悬浮在第一液压流体内，并改变压力传感器填 充流体的特性。

附图说明

图1显示了过程控制系统，包括具有远程密封的压力变送器，其中 使用了本发明的填充流体。

图2是图1的压力变送器的示意侧视图，包括构造为用于不同压 力测量的电容压力传感器。

具体实施方式

图1显示了过程控制系统10，包括：压力变送器12；控制室14； 远程密封系统15；和过程容器16。通过远程密封系统15，压力变送器 12感测包含在过程容器16中的过程流体18的压力级，并且然后通过控 制环22将过程信号中继到控制室14。控制室14也通过控制环22从 电源24给变送器12供电。控制环22还使通讯系统能够将数据从控制 室14发送到变送器12，并从变送器12接收数据。