[发明专利]压力变换器装置

说明书

技术领域

本发明总体上涉及压力变换器（压力传感器），且更特别地涉及补偿或者消除由于传感器经受的条件的变化而产生的压力信号值的不准确度。

背景技术

加热、通风和空气调节系统（HVAC系统）使用多个管道将调节过的空气分配到整个建筑物中。依据室内温度或者调节室内温度的需求，HVAC系统将调节流入室内的调节空气的流动。

过去，使用采用了联接到定位于通过管道的空气流内的皮托管的压电式压力变换器的速度压力变换器来监测空气的流速。在18989年3月28授予Jornod等的美国专利No.4,817,022中图解了这种变换器的一个实例。如其图中所图解，因为由压电变换器产生的信号受到变换器中的物理变化的影响，'022专利的一个特征在于通过使用调零处理来消除可能由于变换器的物理性能的变化而导致的偏差或者漂移误差以补偿变换器的物理性能、例如温度的变化的方法和设备。

在正常运行期间，变换器经受由于皮托管中的端口的不同位置而导致的差动压力。该差动压力通过向压电式压力变换器的相反侧施加不同压力而感测并且接着被用于确定空气的流速。常常，系统通过确定由变换器的物理性能的变化所产生的偏差将变换器上的压力置“零”。为此，系统将在变换器的两侧施加基本上相等的压力，以使得变换器上的压力降可信地有效为零。通过打开阀以流体联接变换器的高压侧和低压侧进行该调零处理，从而使得变换器的两侧经受基本上相同的压力。在该基本上零压力状态中，获取读数并且将其作为偏差值。

不幸地，已经增大了商用建筑和居住建筑中管道的横截面尺寸，以致已经减小了流过管道的空气的实际速度。因此，压力变换器正被用来感测越来越小的压力值。

然而，当打开阀来获取零压力读数时，在获取压力读数的同时，空气将流过阀。该气流导致在零压力测量值中引入误差的残余压力降。因为变换器可用来测量低至0.004in.WC（1Pa）的速度压力，该误差可能很显著。

因此，在现有技术中存在消除或者甚至进一步减小零压力测量中的任何潜在误差的需求。

发明内容

本发明的实施例提供了新型、改进的压力变换器装置和压力变换器装置的操作方法。所述新型、改进的压力变换器装置和操作方法进一步消除了在考虑到压力变换器装置的物理性能的变化的调零操作期间所产生的任何偏移误差。

在一个特别的实施例中，提供了包括本体、旁通阀、压力传感器和闭锁阀的压力变换器装置。本体具有与第一入口流体连通的第一腔室。第二腔室与第二入口流体连通。旁路通道流体联接第一腔室与第二腔室。旁通阀具有允许第一与第二腔室之间通过旁路通道流体连通的打开状态。旁通阀具有防止第一与第二腔室之间通过旁路通道流体连通的关闭状态。压力传感器插设于第一与第二腔室之间，并设置成用于感测第一与第二腔室之间的压力差。闭锁阀插设于第一入口与第一腔室之间。闭锁阀具有允许第一入口与第一腔室之间流体连通的打开状态。闭锁阀具有防止第一入口与第一腔室之间流体连通的关闭状态。

在更特别的实施例中，旁通阀和闭锁阀呈流体串联形式。当旁通阀和闭锁阀均打开时，从第一入口至第二入口形成连续流动通路。在更特别的实施例中，所述连续通路包括第一腔室、旁路通道和第二腔室。

在更特别的实施例中，当关闭旁通阀和闭锁阀中的至少一个时，第一入口和第二入口未通过旁路通道流体连通。

在另一更特别的实施例中，第一入口、第一腔室、旁路通道、第二腔室和第二入口以流体串联方式设置，并且旁通阀插设于第一与第二腔室之间，闭锁阀插设于第一入口与第一腔室之间。

在另一特别的实施例中，旁通阀和闭锁阀为MEMS阀。

在另一特别的实施例中，旁通阀和闭锁阀为电磁阀。

在另一特别的实施例中，压力变换器装置包括皮托管，该皮托管限定第一入口和第二入口。在更特别的实施例中，第一管插设于第一入口与第一腔室之间，并且第二管插设于第二入口与第二腔室之间。在更特别的实施例中，闭锁阀插设于第一管与第一腔室之间。

在一种方法中，操作压力变换器装置的方法包括提供压力传感器。压力变换器装置暴露于所提供的第一和第二流体压力源中。该方法包括使压力传感器的第一侧暴露于第二流体压力源中；使压力传感器的第二侧暴露于第二流体压力源中；防止流体通过压力变换器装置在第一与第二流体压力源之间流动；以及当压力传感器的第一和第二侧均暴露于第二流体压力源中且防止流体通过压力变换器装置在第一与第二流体压力源之间流动时获取零压力读数。