[发明专利]用于使用填充管进行压力测量的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及工业过程中的压力测量。更具体地，本发明涉及使用填充管对压力进行测量。

背景技术

工业过程用于制造和运输多种类型的材料。在这种系统中，通常需要测量过程中的不同类型的压力。经常要测量的一类压力是差压，该差压是过程中的一个点与过程中的另一个点之间的压差。例如，含有过程流体流的管中的孔板两端的差压与流体的流量有关。差压还可以用于例如测量槽或其它容器中的过程流体的高度。

在这种工业过程中，压力传感器通常容纳在压力变送器或耦合到压力变送器，所述压力变送器位于远位置处并将压力信息发回到诸如控制室的中央位置。传输经常发生在过程控制回路上。例如，通常使用两线过程控制回路，在该两线过程控制回路中，双线用于将信息以及动力传送给发射器。还可能使用无线通信技术。

此外，在许多过程安装中，理想的是测量过程的绝对压力或表压力，这里被称作为“管路压力”。该信息由于在流动计算中包括过程流体的密度变化而可以用于例如提供更加准确的流动测量值。通常，附加压力测量需要耦合过程流体的另外的压力传感器。例如，可以设置包括管路压力传感器的另外的压力变送器，并且该压力变送器耦合到两线过程控制回路。

发明内容

压力传感器包括被布置成耦合到过程压力的填充管。传感器耦合到填充管并被构造成测量填充管中的流体的压力，所述填充管中的流体的压力为填充管的物理性质的变化的函数。

附图说明

图1显示根据本发明构造而成的具有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3显示图1的过程变送器的一部分的横截面图；

图4是显示在一个示例性结构中的管路压力测量的简图；

图5是图4中的结构的一部分的放大图；

图6是显示磁致伸缩与镍的百分数的曲线图；

图7是显示了图4中所示的结构的简化示意图；

图8是显示了图4中所示的结构的简化示意图；

图9是频率与压力的曲线图；

图10是磁感变化与应力的曲线图；

图11是电感随应力的变化相对于所施加的偏磁场的曲线图；

图12A和12B是根据本发明的管路压力传感器的简图；

图13是根据图12A和12B的示意图；

图14A和14B是显示另一个示例性实施例的简图；

图15是根据图14A和14B的示意图；

图16是显示对于双线圈设计来说基于所施加的管路压力的电压变化的曲线图；

图17是显示对于单个线圈设计来说基于所施加的管路压力的电压变化的曲线图；

图18是显示其中波登管用于测量管路压力的结构的简图；

图19是本发明的实施例的被构造成使用石英传感器测量管路压力的横截面图；

图20是显示传感器上的应力的图；

图20A是使用石英晶体的压力传感器的侧视平面图；

图20B是使用石英晶体的压力传感器的侧视横截面图；

图20C是使用石英晶体的压力传感器的前视平面图传感器；

图20D是使用石英晶体的压力传感器的侧视平面图；

图20E是使用石英晶体的压力传感器的立体图；

图21是使用音叉结构的其它示例性实施例的侧视横截面图；

图22A是浮动管的侧视横截面图；

图22B是被布置成测量差压的石英传感器的侧视图；

图23是用于测量差压的压力测量系统的侧视横截面图；以及

图24是用于测量差压的压力测量系统的侧视横截面图。

具体实施方式

在一个实施例中，本发明提供一种用于确定差压测量结构中的管路压力的设备和方法。更具体地，一方面，本发明监测用于将差压传感器耦合到过程流体的毛细管的变形。这些变形与过程流体的管路压力有关。在其它实施例中，本发明提供用于基于容器的变形测量压力的技术。在另一个实施例中，本发明提供一种用于测量管路压力的传感器。

图1大致显示过程测量系统32的环境。图1显示含有压力下的流体的耦合到用于测量过程压力的过程测量系统32的过程管道30。过程测量系统32包括耦合到管道30的脉冲管道34。脉冲管道34耦合到过程压力变送器36。诸如孔板、文丘里管、流动喷嘴等的主元件33在脉冲管道34的管子之间接触过程管道30中的位置处的过程流体。当流体流动通过主元件33时，主元件33使该流体产生压力变化。