RANSMITTERWHEREELECTRICFIELD EMANATESSUBSTANTIALLYFROMBACKSIDESOFPLATES(用于电场基本上从板的背面传出 的压力变送器的电容压力传感器）"的第5, 637, 802号的美国专利；2000年6月27日公开 的名称为"SINTEREDPRESSURESENSORFORAPRESSURETRANSMITTER(压力变送器用烧结 的压力传感器）"的第6, 079, 276号美国专利；2000年7月4日公开的名称为"PRESSURE SENSORCAVITYETC肥DWITH册TP0化3GAS(用高温P0化3气体刻蚀的压力传感器腔）"的 第6, 082, 199号美国专利；2000年7月18日公开的名称为"ELONGATEDPRESSURESENSOR FORAPRESSURETRANSMIT邸（压力变送器用的细长的压力传感器）"的第6, 089, 097号 美国专利；2003 年 1 月 14 日公开的名称为"CAPCITIVEPRESSURESENSINGWITHMOVING DIELECTRIC(通过移动电介质进行的电容压力感测）"的第6, 505, 516号美国专利；2003年 2月 18 日公开的名称为"METHODANDAPPARATUSFORADIRECTBOND邸ISLATEDPRESSURE SENSOR(直接结合的隔离的压力传感器的方法和设备）"的第6, 520, 020号美国专利；2003 年1 月 21 日公开的名称为"PRESSURESENSORCAPSULEWITHIMPROVEDISOLATION改进隔 离的压力传感器）"的第6, 508, 129号美国专利；2002年11月26日公开的名称为"PRESSURE SENSORFORAPRESSURETRANSMITTER(压力变送器用压力传感器）"的第6, 484, 585号美 国专利；2003 年 2 月 11 日公开的名称为"GRAINGROWTHOFELECTRICALINTERCONNECTION FORMICR犯LECTROMECHANICALSYSTEMS(MEMS)(微机电系统（MHM巧用电互连的晶粒生 长）"的第6, 516, 671号美国专利；2003年5月13日公开的名称为"SENSORWITHFLUID ISOLATIONBARRIER(具有流体隔离屏障的传感器）"的第6, 561，038号美国专利；和2005 年2月1日公开的名称为"PRESSURESENSORASSEMBLY(压力传感器组件）"的第6, 848, 316 号美国专利中示出和描述该类型的压力传感器的例子，W上专利通过参考全部合并在本文 中。
[0030] 过程垫片200可W依照用于工业过程控制和监测系统的任何垫片构造或技术类 型。过程垫片200通常地构造成用于充满和填充匹配的的两个过程表面之间的任何不均 匀，因而密封两个表面。进一步，材料应该优选地能够抵抗由于施加在两个表面之间的负荷 力和由于过程操作引起的力带来的挤压。可W用于形成垫片的示例性材料包括弹性材料、 纤维材料、柔性石墨、云母、聚四氣己帰（PTFE)、金属材料和其他。进一步，多种材料可W被 用在单个的垫片中。过程垫片可W由单个薄板材料形成，或可W的多个不同的材料和构造 的合成物。示例性垫片构造包括凸轮轮廓、金属小孔、金属封装件、金属加固的软垫片、波纹 金属和缠绕式垫片。在制造过程中过程变量传感器220可W模塑进入过程垫片材料。在另 一个例子中，在制造过程中过程变量传感器被放置在各层垫片之间。在另一个例子中，过程 垫片被加工W提供用于容纳过程变量传感器的腔。例如，孔可W被径向地钻过垫片，W保持 过程变量传感器220和相关的电连接件。
[0031] 图9A是显示使用本文中描述的过程垫片200实现的用于测量箱302中承载的过 程流体300的液位的系统的简化示意图。在图9A中，延伸部304穿透进入箱302的侧面并 且承载凸缘306。过程垫片200抵靠凸缘306定位并且通过凸缘308密封到凸缘306。过 程变量变送器260安装到支架310上的凸缘308。如图9B所示出，图9A的过程垫片200包 括分别定位在过程垫片200的底部和顶部的过程变量传感器220B、220A。该些传感器分别 地通过在细长管252A、252B中承载的电连接件222连接到过程变量变送器260。在图9A和 9B的构造中，可W基于由过程变量传感器220A、B测量的压力差确定过程流体300的液位。 该压力差可W发送到例如过程控制室的另一个位置。如图9A所示出，在该例子中，过程变 量变送器260使用双线过程控制回路310,用于通信和接收电力。在图9A的构造中，单个的 过程垫片承载分开180°定位的两个过程变量传感器220A、B。在另一个示例性构造中，两 个过程垫片200可W被使用并且W与它们各自的过程变量传感器220分开180°定位的方 式布置W测量压力差。
[0032] 图10示出过程垫片200的另一个示例性实施例。相对于图7示出的构造，在图10 的实施例中，由形成为与过程垫片200的一体部件的奖式延伸部320承载变送器电子器件 (见图8)。该电子器件可W提供图8所示出的相同的功能，包括过程变量测量和通信。可 选的电连接器322和324可W设置在奖式延伸部320上，用于禪接到内部的电路。例如，该 些电连接器可W用于禪接到双线过程控制回路或包括例如I2C总线的其他的通信联接。作 为另一例子，连接器322、324可W用于向内部电路提供电力。在另一个例子中，奖式延伸部 320中的电路可W无线通信。可选的内部电池可W用于给电路供电。
[0033] 虽然本发明已经参照优选的实施例进行描述，但是本领域的技术人员将认识到， 在没有脱离本发明的实质和范围的条件下可W做出改变。如本文中使用的，术语"垫片"指 用于在两个表面之间提供机械密封的任何构件。在一个构造中，垫片在平面中延伸。然而， 垫片可WW非平面的构造形式形成。在一个构造中，垫片包括通过其中的开口，并且在具体 的构造中，开口是圆形的。然而，垫片不限于圆形的构造或包括通过其中的开口的构造。垫 片可W针对具体的应用由任何适当的材料制成。本文中描述的过程垫片构造成用于密封 抵靠承载或W其他方式禪接到过程流体的过程容器的表面。如本文中所使用的，术语"表 面"不限于平面。进一步，术语"容器"包括工业过程中的承载或连接到过程流体的任何构 件。虽然本文中详尽地解释的过程垫片示出为具有环状的构造，但是本发明不受该种设计 限制。
【主权项】
1. 一种过程变量变送器，用于感测工业过程中的过程流体的过程变量，所述过程变量 变送器包括： 过程垫片，该过程垫片具有构造成用于与过程容器表面形成密封的表面，其中该过程 垫片通过过程容器表面中的开口暴露至过程流体； 由过程垫片承载的过程变量传感器，构造成用于感测过程流体的过程变量并且提供传 感器输出；和 测量电路，该测量电路耦接到过程变量传感器且构造成提供与感测到的过程变量输出 相关的过程变量输出。2. 根据权利要求1所述的过程变量变送器，其中所述过程变量传感器包括压力传感 器。3. 根据权利要求1所述的过程变量变送器，其中所述过程变量传感器构造成用于感测 温度。4. 根据权利要求2所述的过程变量变送器，包括构造成用于感测温度的第二过程变量 传感器。5. 根据权利要求1所述的过程变量变送器，其中所述过程变量传感器与过程流体直接 接触。6. 根据权利要求1所述的过程变量变送器，其中所述过程变量传感器与过程流体隔 离。7. 根据权利要求1所述的过程变量变送器，其中所述过程变量传感器由脆性材料制 成。8. 根据权利要求1所述的过程变量变送器，其中所述过程变量传感器嵌入在过程垫片 中。9. 根据权利要求1所述的过程变量变送器，包括具有第二过程变量传感器的第二过程 垫片，并且其中，测量电路构造成用于测量过程变量传感器和第二过程变量传感器之间的 压差。10. 根据权利要求9所述的过程变量变送器，包括构造成用于在过程流体流中产生压 差的孔板，并且其中，过程垫片和第二过程垫片定位在孔板的相对侧。11. 根据权利要求1所述的过程变量变送器，其中过程容器表面包括过程管道的凸缘。12. 根据权利要求1所述的过程变量变送器，其中过程容器表面包括箱的凸缘。13. 根据权利要求1所述的过程变量变送器，其中所述过程垫片包括与过程变量传感 器间隔开的第二过程变量传感器。14. 根据权利要求12所述的过程变量变送器，其中所述过程变量传感器和第二过程变 量传感器构造成用于测量压差。15. 根据权利要求14所述的过程变量变送器，其中所述压差与箱中的过程流体的液位 相关。16. 根据权利要求1所述的过程变量变送器，其中所述过程垫片是环状的。17. 根据权利要求16所述的过程变量变送器，其中所述过程变量传感器沿径向布置在 过程垫片中。18. 根据权利要求1所述的过程变量变送器，其中所述测量电路安装到过程容器表面。19. 根据权利要求1所述的过程变量变送器，其中所述测量电路用过程垫片一体地承 载。20. 根据权利要求19所述的过程变量变送器，其中所述过程垫片包括承载测量电路的 桨式延伸部。21. -种用于密封抵靠过程容器表面的过程垫片，包括： 环状圆环，该环状圆环由垫片材料形成，具有构造成用于密封抵靠相应的第一和第二 过程容器表面的相对的第一和第二表面； 开口，该开口在环状圆环的中心，构造成用于在其中接收过程流体； 腔，该腔形成在环状圆环中； 过程变量传感器，该过程变量传感器承载在环状圆环的腔中，构造成用于感测过程流 体的过程变量；和 电连接件，该电连接件耦接到过程变量传感器，并且从腔延伸通过环状圆环到环状圆 环的外侧的位置。22. 根据权利要求21所述的过程垫片，其中所述过程变量传感器包括压力传感器。23. 根据权利要求21所述的过程垫片，其中所述过程变量传感器直接地暴露于过程流 体。24. 根据权利要求21所述的过程垫片，其中所述过程变量传感器由细长的脆性材料形 成。25. 根据权利要求21所述的过程垫片，包括形成在环状圆环中的第二腔和承载在第二 腔中的、构造成用于感测第二过程变量的第二过程变量传感器。26. 根据权利要求25所述的过程垫片，其中所述过程变量传感器包括压力传感器，并 且第二过程变量传感器包括温度传感器。
【专利摘要】用于感测工业过程中过程流体的过程变量的过程变量变送器包括过程垫片，过程垫片具有构造成用于与过程容器表面形成密封的表面。该过程垫片通过过程容器表面中的开口暴露至过程流体。过程变量传感器由过程垫片承载，并且构造成用于感测过程流体的过程变量和提供传感器输出。耦接到过程变量传感器的测量电路提供与过程变量输出相关的过程变量变送器输出。
【IPC分类】G01F23/14, G01F1/36, G01D11/00, G01D5/12
【公开号】CN104949695
【申请号】CN201410391927
【发明人】罗伯特·C·海德克
【申请人】罗斯蒙特公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年8月11日
【公告号】CN204085538U, US20150268111, WO2015147969A1