专利名称：用于测量具有无液密封连接件的处理介质参数的方法和设备的制作方法
技术领域：
本说明一般涉及电子仪器的连接，并且具体涉及用于检测处理介质特性的数字仪表。
背景技术：
测量处理介质压力的压力表是众所周知的。表的传感器可方便地位于表的内部，并且在某些情况下通过表的杆身中狭窄通路与处理介质连通。有很多处理介质可损害仪表，并且处理介质可能堵塞加工处理和仪表传感器之间的通路。因此，有时采用密封件把处理介质从仪表系统中隔离。密封件充满一种填充介质，典型地为甘油、硅酮或其它可传递加工处理中压力到仪表的液体。这样密封件的优点接近于任何仪表密封件，在密封件中的填充介质将随着温度变化而膨胀或收缩。
现存的产品企图尽量减少温度变化的影响，通过尽量减少填充液体的容积和通过利用低热膨胀系数的填充液体。
发明概要本发明提出对于传统具有隔膜密封连接件的数字压力表的改进设计。该改进设计可导致比当前隔膜密封设计更加精确的压力测量，并且消除液体泄漏的风险。本发明一个实施例针对一种外观良好的密封连接件或者需要低测量范围或高精度的情况。实施例可以包括数字压力表、压力传感器和带有任何密封连接件的传送器。
该设计可以无密封隔膜。例如该实施例没有单独覆盖仪表传感器的密封隔膜。因此可以直接测量压力并且更加精确。
另一种实施例不需要填充液体传送处理介质的压力变化到压力传感器。在传感器和处理介质之间设置无填充介质的密封可以消除由于填充液体的温度变化而引起膨胀和收缩所造成的误差。填充液体泄漏的潜在危险也可以消除。
在总的方面，测量处理介质参数的诊断仪器可包括密封连接件。密封连接件可包括用隔膜密封在加工处理中的底座和从底座延伸到隔开底座远端的主体。传感器可以设置在底座上以便检测处理介质的参数并且传递代表所检测到的参数的信号。诊断输出设备可以设置在离开传感器的远端并且适合于接受代表所检测到的参数的信号。主体较佳地限定一个空穴，而空穴中无填充液体。在一个实施例中，诊断输出设备为可以响应电气信号的压力表，而代表所检测到的参数的信号为电气信号。
在另一方面，可以用加工处理仪器测量在加工处理中处理介质的压力。仪器可以包括压力表杆身、压力传感器和压力表。压力表杆身可包括连接到加工处理的近端和从近端延伸到远端的主体。压力传感器可位于近端以便检测处理介质的压力并且传递代表所检测到的处理介质压力的压力信号。
也可以通过压力表定位在离开处理介质的位置上并且传感器与处理介质互相连通以便检测处理介质的压力变化而测量处理介质的压力。压力传感器可以定位在远离压力表的位置，而根据所检测到的压力产生的压力信号可以从压力传感器传递到压力表。
附图简要说明在附图中
图1阐明具有仪表杆身的传统数字压力表。
图2阐明具有隔膜密封的传统数字压力表。
图3阐明数字压力表，其传感器位于密封件的底座。
图4阐明一种密封连接件，已经拆去其传感器以便显示容纳传感器的空穴。
图5阐明一种数字压力表，其传感器定位在杆身的底座上。
具体的实施方式图1和2阐明包括数字压力表12的传统压力仪表10。在图3和5中说明的实施例为表示压力表改进的压力表，它在杆身中包括一个通路，通过该通路处理介质与仪表的传感器(诸如图1所示)和具有隔膜密封连接件的压力表(诸如图2所示)连通。
参照图1，在典型的数字压力表12中，杆身14从压力表12突出。杆身14可利用(例如)在杆身14远端的螺纹部分(未示)连接压力表12到加工处理中。通路18从杆身14的部位17延伸到压力表12内部的传感器20。当压力表12连接到加工处理时，通路18中充满处理介质并且对于传感器施加压力。这样设计的缺点为处理介质可能变得在通路中堵塞。
为克服这样的缺点，某些现有的产品在数字压力表中综合标准的液体填充隔膜密封件。在这些现有产品中隔膜和填充液体二者均增加相当大的测量误差量。此外，填充液体有潜在的泄漏风险。
参照图2，在典型的隔膜密封应用中，薄型的柔性隔膜22安装成为与处理介质接触。当隔膜22响应处理介质的压力变化而弯曲时，隔膜22把压力传递到包含在仪表杆身14的通路18中、在密封连接件28的通路26中、和在隔膜22和密封连接件通路26之间空穴29中的密封填充介质。填充介质然后传递压力到传感器20。在该设计中有三个明显的缺点(1)由于隔膜的误差；(2)由于介质膨胀的误差；和(3)填充介质的泄漏。
与隔膜相关有两个测量问题。隔膜的弹性模数典型地在很大的温度范围内变化。这一变化导致隔膜在低温时较少作出响应。因此这一设备在低温时对于压力变化不太敏感。与隔膜物理特性相关的另一测量误差是硬性的隔膜不能较好地传递低压力。如此，这样的设备在低压范围内将不太敏感。
测量误差也与填充液体的热膨胀有关，所有填充液体随着环境温度增加而膨胀。这在仪表所测量的压力中造成虚假的变化。误差量依赖于温度变化、填充液体的类型、和特定的密封配置。在所测量的压力低于(小于15磅/平方英寸)时，作为仪表总读数百分比的误差可以相当显著。如此，当在低压范围内，在较大温度范围内需要压力测量时，由于隔膜造成的测量误差与由于填充液体热膨胀造成的误差结合在一起。因此，用传统设备获得在低压范围内的精确测量特别困难。
泄露是传统设备的第三主要缺点。根据其设计特点，大多数标准的隔膜密封潜在地存在填充液体泄露现象。这样的泄露可以导致响应衰退。另一泄露问题在于液体漏入设备所处的环境中。依照环境和填充介质，这样的泄露可以造成从简单的麻烦到严重的冲击，并且在某些情况中造成人员的伤害。
图3阐明在加工处理中测量处理介质压力的加工处理仪器30。仪器30包括含有对加工处理密封的底座34和从底座34延伸到离开底座34远端38的主体36的密封连接件32。压力传感器40位于底座34上以便检测处理介质的压力并且传递代表所检测到的处理介质压力的压力信号。压力表定位在离开压力传感器40的密封连接件32的远端38上，并且适合于接受压力信号。
传送线管44连接压力传感器40到压力表42，其中压力信号通过传送线管44传递到压力表42。密封连接件32的主体36限定一个空穴46并且传送线管44位于空穴46内。空穴46内无填充介质。在所阐明的仪器30的实施例中，压力信号为电气信号并且传送线管包括一条或多条电线48。其它结构，例如，光学结构也可以用来传送压力信号或其他诊断信号到仪表中。
压力传感器40远离压力表42重新定位在密封连接件32的底座34上，并代替密封隔膜22。传感器40焊接在密封连接件32底座34中的空穴50(见图4)内，并且测量数值通过穿过密封连接件32的电线48传送到仪表42内部。加工处理的接口仍旧是平整的表面，但是不需要填充介质或隔膜，因此所有以上三个缺点均可消除。
一种实施例指向外观良好的密封，该应用典型要求在仪器30和加工处理之间平整的接口，但是不一定需要从密封连接件32上拆去仪表42。该平整的接口可取消可能被处理介质堵塞或者难以清理的空穴。本发明也可以在不需要外观良好的密封的情况中实施。其它类型的密封或无密封连接件也可以应用。本发明的实施可以用来代替任何具有隔膜的密封连接件的数字密封压力表的应用，或者代替任何需要隔膜密封连接件的变换器或传送器。虽然在描述实施例的图中传感器40的输出附着在数字压力表上，本发明的实施也可以把传感器40的输出(例如，通过电线48)附着在变换器或传送器上。
在某些应用中，底座34平整地对加工处理密封以便形成包括平整表面52的接口，而接口是无隔膜密封的(即，密封不采用隔膜制成)。底座34可以包括其中固定传感器40的空穴50。图4阐明一种更好说明空穴50的密封连接件32’。传感器40可包括传感器隔膜41，不论密封隔膜22是否存在。
另一种实施例指向测量加工处理中处理介质压力的加工处理仪器。该仪器包括对加工处理密封的底座32；和一个从底座34延伸到离开底座的远端38的主体36。该主体36限定一个无填充介质的空穴。压力传感器40定位在底座34上以便检测处理介质的压力并且传递代表所检测到的压力的信号。压力表42位于离开压力传感器40的远端38上并且响应代表所检测到的压力的信号。
可以用一条或多条电线48连接压力表42和压力传感器40，而代表处理介质压力的信号通过一条或多条电线48传送到压力表42。压力传感器40可以直接与处理介质接触，而底座34和压力传感器40可以对于加工处理平整地密封。至少对于外观良好的应用，底座和压力传感器40较佳地相当平整地密封(见图3)，以便基本上消除容易堵塞的空穴。
图5阐明在加工处理中用于测量处理介质压力的加工处理仪器30的可选的实施例。该仪器包括附着在仪表杆身远端的压力表42。压力传感器40定位在仪表杆身54近端58的杆身底座56上。压力传感器40检测处理介质的压力并且传递代表所检测到的压力的压力信号到压力表上。
传输线管60连接压力传感器40到压力表42中，其中压力信号通过传输线管60传输到压力表42。仪表杆身54限定一个空穴62，而传输线管44位于空穴62中。空穴62内无介质填充。在所阐明的仪器30实施例中，压力信号为电气信号，而传输线管包括一条或多条电线48。其它结构，例如，光学结构也可以用来传送压力信号或其它诊断信号到压力表中。
压力传感器40远离压力表42重新定位在仪表杆身54的杆身底座56上。传感器40相似地焊接在密封连接件32底座34中的空穴50内，如图4所示。测量数值通过穿过仪表杆身54的电线48传送到压力表42内部。压力传感器40可以是平整的或者基本上与杆身底座56齐平，并且依据仪器如何连接在加工处理中的模式，通向加工处理的接口可以是平整的表面，而不需要填充液体或隔膜。
一种可能的实施例指向一种应用，其中要求在标准的线路连接或其它形式的连接中安装压力表42，并且能够从标准的线路连接或其它形式的连接中拆卸压力表42。传感器40可包括传感器隔膜41。
可以用一条或多条电线48连接压力表42和压力传感器40，而代表处理介质压力的信号通过一条或多条电线48传送到压力表42。压力传感器40可以直接与处理介质接触，而杆身底座34和传感器40可以对于加工处理平整地密封。
在至少大多数应用中，对于一定的诊断仪器，例如压力表，关键的冲击因素是测量要求的压力范围和精度。在压力范围较低的应用中(典型地小于15磅/平方英寸)，在标准(传统)隔膜密封中固有的误差与测量范围相比是巨大的。本发明实施例在这些低压范围应用中是有利的。本发明实施例在任何压力范围内密封连接件需要高精度的情况中也是有利的。与传统仪表相比，有些实施例在阔的温度范围内，对于无论低压范围还是高压范围均为有利。
一种方法指向测量在加工处理中的处理介质的压力。该方法包括在离开处理介质处定位压力表；和使压力传感器定位在与处理介质连通的位置以便检测处理介质的压力。压力传感器的位置离开(例如，远离)压力表。根据所检测到的压力而形成的压力信号从压力传感器传送到压力表。该方法可包括对于加工处理密封其连接的底座。压力表可以定位在密封连接件的远端，而压力传感器可定位在密封连接件的底座上。较佳地，在压力传感器和压力表之间保持无填充介质的环境。
虽然本发明的具体实施例和应用已经阐明和描述，应该理解本发明不必限于在此披露的确定构造和组成，并且从以上描述中可以明显地获得各种变型、变化、和改变而不致偏离如所附权利要求中的本发明内容。
权利要求
1.一种在加工处理中测量处理介质压力的加工处理仪器，该仪器包括密封连接件，包括对加工处理密封的底座和从底座延伸到离开底座的远端的主体；压力传感器，位于底座上以便检测处理介质的压力，并且传递代表所检测到的处理介质压力的压力信号；和压力表，位于离开压力传感器的密封连接件的远端，并适合于接受压力信号。
2.如权利要求1所述的加工处理仪器，其特征在于，包括连接压力传感器到压力表的传输线管，其中压力信号通过传输线管传送到压力表。
3.如权利要求2所述的加工处理仪器，其特征在于，密封连接件的主体限定一个空穴，并且传输线管定位在空穴内。
4.如权利要求3所述的加工处理仪器，其特征在于，空穴中无填充液体。
5.如权利要求2所述的加工处理仪器，其特征在于，压力信号为电气信号并且传输线管包括一条或多条电线。
6.如权利要求1所述的加工处理仪器，其特征在于，底座对加工处理平整地密封，以便形成包括平整表面的接口。
7.如权利要求6所述的加工处理仪器，其特征在于，接口在传感器和加工处理之间不存在隔膜。
8.如权利要求7所述的加工处理仪器，其特征在于，加工处理传感器包括传感器隔膜。
9.如权利要求1所述的加工处理仪器，其特征在于，压力传感器包括与处理介质直接接触的传感器密封件。
10.如权利要求1所述的加工处理仪器，其特征在于，底座包括空穴，而传感器固定在空穴内。
11.如权利要求1所述的加工处理仪器，其特征在于，仪表为数字仪表。
12.一种在加工处理中测量处理介质参数的诊断仪器，该仪器包括密封连接件，包括对加工处理密封的无密封隔膜的底座；和主体，从底座向离开底座的远端延伸；传感器，位于底座以便检测处理介质参数并且传输代表所检测到的参数的信号；和诊断输出设备，位于离开传感器的远端，并且适合于接受代表所检测到的参数的信号。
13.如权利要求12所述的仪器，其特征在于，主体限定一个空穴，并且空穴内无填充液体。
14.如权利要求12所述的仪器，其特征在于，诊断输出设备为响应电气信号的压力表，并且代表所检测到的参数的信号为电气信号。
15.一种在加工处理中测量处理介质压力的加工处理仪器，该仪器包括底座，对加工处理密封；主体，从底座向离开底座的远端延伸，其中主体限定一个无填充液体的空穴；压力传感器，位于底座以便检测处理介质压力并且传输代表所检测到的压力的信号；和压力表，位于离开压力传感器的远端并且响应代表所检测到的压力的信号。
16.如权利要求15所述的仪器，其特征在于，压力表为数字压力表。
17.如权利要求15所述的仪器，其特征在于，包括一条或多条连接压力表和压力传感器的电线，其中代表处理介质压力的信号通过一条或多条电线传输到压力表。
18.如权利要求15所述的仪器，其特征在于，压力传感器直接与处理介质接触。
19.如权利要求18所述的仪器，其特征在于，底座和压力传感器对加工处理平整地密封。
20.如权利要求19所述的仪器，其特征在于，底座和压力传感器充分平整地密封，以便基本上消除所有容易堵塞的空穴。
21.如权利要求15所述的仪器，其特征在于，压力传感器包括与处理介质直接接触的传感器隔膜。
22.如权利要求15所述的仪器，其特征在于，底座包括在压力传感器和处理介质之间的密封隔膜，而密封隔膜靠近压力传感器。
23.如权利要求22所述的仪器，其特征在于，压力传感器包括与密封隔膜直接接触的传感器隔膜。
24.如权利要求22所述的仪器，其特征在于，密封隔膜对加工处理充分平整地密封以便基本上消除容易堵塞的空穴。
25.一种测量加工处理中的处理介质压力的方法，该方法包括在离开处理介质的位置上定位压力表；使压力传感器定位在与处理介质可操作连通的位置以便检测处理介质的压力变化；使压力传感器定位在离开压力表的位置上；和从压力传感器传输根据所检测到的压力的压力信号到压力表。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，包括对加工处理密封密封连接件的底座；把压力表定位在密封连接件的远端；把压力传感器定位在密封连接件的底座上；和在压力传感器和压力表之间保持无填充液体的环境。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，在密封连接件的主体中的空穴限定一个无填充液体的环境；而该方法包括通过空穴传输压力信号。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，包括通过一条或多条连接压力表和压力传感器的电线传输压力信号。
29.如权利要求26所述的方法，其特征在于，包括在密封连接件的主体中定位一条或多条电线，其中压力信号通过一条或多条电线传输到压力表。
30.如权利要求25所述的方法，其特征在于，包括在压力传感器和处理介质之间定位密封隔膜。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，包括防止填充液体分离压力传感器和密封隔膜。
32.如权利要求25所述的方法，其特征在于，压力传感器设置有传感器隔膜。
33.如权利要求25所述的方法，其特征在于，包括使压力传感器直接与处理介质连通。
34.如权利要求25所述的方法，其特征在于，使压力传感器远离处理介质定位包括连接压力传感器到杆身的远端，和连接杆身的近端到加工处理中，该方法还包括使压力传感器定位在杆身的近端。
35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，在杆身主体中的空穴限定无填充液体的环境；而该方法包括通过空穴传输压力信号。
36.如权利要求25所述的方法，其特征在于，还包括通过一条或多条连接压力表和压力传感器的电线传输压力信号。
37.如权利要求34所述的方法，其特征在于，还包括在杆身主体中定位一条或多条电线，其中压力信号通过一条或多条电线传输到压力表。
38.一种测量处理介质压力的方法，该方法包括使密封连接件的底座对加工处理密封；使压力表定位在密封连接件的远端；使压力传感器定位在密封连接件的底座上而与处理介质可操作连通；使压力表与压力传感器隔开；和从压力传感器通过传输线管传送压力信号到压力表。
39.如权利要求34所述的方法，其特征在于，包括使压力传感器与处理介质直接接触。
40.一种在加工处理中测量处理介质压力的加工处理仪器，该仪器包括压力表杆身，包括用于连接到加工处理的近端和从近端延伸到远端的主体；压力传感器，位于近端以便检测处理介质的压力，并且传递代表所检测到的处理介质压力的压力信号；和压力表，位于离开压力传感器的压力表杆身远端，并适合于接受压力信号。
41.如权利要求40所述的加工处理仪器，其特征在于，包括连接压力传感器到压力表的传输线管，其中压力信号通过传输线管传送到压力表。
42.如权利要求41所述的加工处理仪器，其特征在于，压力表杆身限定一个空穴，而传输线管定位在空穴内。
43.如权利要求42所述的加工处理仪器，其特征在于，空穴中无填充液体。
44.如权利要求41所述的加工处理仪器，其特征在于，压力信号为电气信号，而传输线管包括一条或多条电线。
45.如权利要求40所述的加工处理仪器，其特征在于，接口在传感器和加工处理之间无隔膜。
46.如权利要求45所述的加工处理仪器，其特征在于，加工处理传感器包括传感器隔膜。
47.如权利要求40所述的加工处理仪器，其特征在于，压力传感器包括与处理介质直接接触的传感器密封件。
48.如权利要求40所述的加工处理仪器，其特征在于，压力表杆身近端包括空穴，而传感器固定在空穴内。
49.如权利要求41所述的加工处理仪器，其特征在于，仪表为数字仪表。
50.一种测量加工处理的处理介质参数的诊断仪器，该仪器包括杆身，包括近端，用于连接到加工处理上，和主体，从近端向远端延伸；和传感器，位于近端以便检测处理介质参数并且传输代表所检测到的参数的信号；和诊断输出设备，位于离开传感器的杆身远端，并且适合于接受代表所检测到的参数的信号。
51.如权利要求50所述的仪器，其特征在于，主体限定一个空穴，而该空穴中无填充液体。
52.一种测量处理介质压力的方法，该方法包括在仪表杆身远端上定位压力表；使压力传感器定位在仪表杆身近端；使压力传感器远离压力表；连接仪表杆身到加工处理，使压力传感器与处理介质可操作连通；和从压力传感器通过传输线管传输压力信号到压力表。
53.如权利要求52所述的方法，其特征在于，包括使压力传感器与处理介质直接接触。
全文摘要
一种具有连接压力表到加工处理的密封连接件(32)的压力仪表(30)。压力传感器位于密封连接件(32)的底座(34)中，并与离开压力传感器(40)的压力表(42)数据连通。各实施例特别适合于外观良好的密封连接件或者适合于需要低测量范围或高精度的情况。各实施例可包括例如数字压力表、压力传输器和具有任何密封连接件的传送器。
文档编号G01L19/14GK1771431SQ200480009574
公开日2006年5月10日 申请日期2004年3月17日 优先权日2003年4月10日
发明者D·L·舍曼, T·J·贝瑟特 申请人:德雷瑟股份有限公司