[发明专利]可定制的平均皮托管探头和过程变量变送器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于监测和控制工业和化工过程的库存量等的控制系统。特别地，本发明涉及可以测量流体流动的流量的流量计的过程变量传感器。

背景技术

在工业生产中，控制系统用于监测和控制工业和化工过程的库存量等等。通常地，执行这些功能的控制系统使用现场设备，所述现场设备分布在工业工程的关键位置并通过过程控制回路连接到控制室中的控制电路。术语“现场设备”指的是在分布控制或过程监控系统中执行功能的任何设备，包括在工业过程的测量、控制和监控中使用的所有设备。

一些现场设备包括连接到过程流体的传感器。传感器被理解为意味着基于物理输入产生输出信号的设备或基于输入信号产生物理输出的设备。通常地，传感器将输入转换成具有不同形式的输出。传感器的种类包括各种各样的分析设备、压力传感器、热敏电阻、制动器、螺线管、指示灯以及其他。

诸如在工业过程中使用的过程变量传感器之类的现场设备可以在现场安装在管道、大容器和其他工业过程设备上。这种设备检测诸如过程流体流量、过程流体温度、过程流体压力、过程流体导电性、过程流体酸碱度(pH)以及其他过程变量之类的过程变量。其他种类的工业过程现场设备包括阀门、制动器、磁场控制器，诸如工业领域网桥之类的数据显示和通信设备。

例如，一种类型的过程变量传感器是可以测量流体流动的流量的流量计。一种使用平均皮托管(APT)的类型的流量计是用于流量测量的普遍的设备，由于所述流量计能够插入管路并从管路缩回，其低的压力损耗、相对低的成本和可靠的性能。APT检测到并计算出来自横穿管道的许多位置的压力的平均值，过程流体在所述管道中行进通过。这种平均压力然后与流量理论结合使用并在实验上决定了数量以提供对流体的流量测量。一种类型的APT是从科罗拉多州Boulder的Dieterich Standard公司获得的APT。至少对于类型的APT，需要APT跨越过程管道，从而横穿管道截面的多个样品可以被平均以计算横穿截面的流量的变化。

由于不同的客户需求、安装要求等等，APT类型探头和变送器的制造商一般地不得不制造并备有许多不同大小的APT探头以适应不同的管道直径。进一步地，不同的APT探头或变送器被制造和贮存，以使不同类型的连接件适应过程管道。结果，使得制造更加复杂和昂贵。进一步地，将APT探头或变送器送到客户的更长的交货期是普遍的。

以上的讨论仅仅提供了一般的背景信息并不打算用作决定要求保持的主题范围的帮助。

发明内容

提供本发明内容和摘要以用简化的形式介绍概念的选择，所述概念在具体实施方式中进一步地得到以下解释。发明内容和摘要既不打算识别权利要求主题的关键特征或本质特征，也不打算用作决定权利要求主题范围的帮助。

本发明在一个示例实施例中公开了用于插入诸如过程管道之类的封闭导管的可定制长度平均皮托管(APT)探头。APT探头包括配置成用于被插入封闭导管的探头部分。APT探头部分包括纵向延伸的上游表面，纵向延伸的下游表面和中部表面，所述中部表面被放置在上游表面和下游表面之间以在APT探头部分中形成第一流体输送室和第二流体输送室。APT探头部分进一步地包括上游表面中多个纵向布置的开口，所述开口沿着上游表面的长度配置，同时每个开口与第一流体输送室流体连通，并且APT探头部分进一步地包括下游表面中多个纵向布置的开口，所述开口被沿着下游表面的长度配置，同时每个开口与第二流体输送室流体连通。盖子被固定到APT探头部分的端部以隔离APT探头部分端部处的第一和第二流体输送室。在探头部分已经被切割以定做针对特别大小的导管的APT的探头以后，盖子可以被固定到APT探头部分的端部。细长的主体被连接到APT探头部分并提供通过流体方式连接到第一和第二室的流体通路，所述流体通路将来自第一和第二室的过程压力连接到压力传感器。

在一个实施例中，可定制长度APT探头进一步地包括安装在细长的主体上的电子连接件并且所述电子连接件具有通过流体通路与第一和第二室流体连通的第一和第二端口。

在一个实施例中，细长的主体具有比APT探头截面直径大的直径。在一个实施例中，细长的主体配置成用于使用多个不同类型的连接硬件配置将可定制的APT探头连接到封闭的导管。

在一个实施例中，APT探头部分在上游表面和下游表面配置有多个纵向布置的开口，从而上游表面和下游表面和中部表面可以被切割以产生多个希望的探头长度以适应不同的导管直径同时保持APT探头部分的结构完整性。