[发明专利]具有氢吸气剂的压力变送器

说明书

技术领域

本发明涉及用于测量工业过程中的过程流体的压力的压力变送器。更具体地讲，本发明涉及减小氢对压力变送器的性能的不利影响。

背景技术

过程压力变送器用在用以感测过程环境内的压力(绝对压力、计量压力、或差压)的各种应用中。另外，过程压力变送器可以用于从两个明显不同的点，例如，沿储液罐在不同高度处的感测差压，以及提供对罐内的流面的指示。在一些配置中，柔性的薄隔离膜和填充流体将压力变送器的压敏元件与过程流体隔开。当施加过程压力时，压力变送器的隔膜移位。该移位与压力有关，并且被电气转换为合适的电流、电压或者数字输出信号，如(高速可寻址远程转换器)。

为了确保在压力变送器内感测到的压力是对过程压力的精确表示，重要的是：填充流体是不可压缩的。尽管这是相对直观的设计标准，但是已经知道某些类型的油随着时间的过去会跑气或者在其内产生气泡。通常，这些问题通过下述方式来解决：选择很高质量的填充流体；预处理填充流体以降低其随着时间过去可能跑气的程度；以及其他代价相对高的技术。尽管采取了减小跑气的各种步骤并且所得效果增加了压力变送器的生产成本，但是填充流体中的气体的不利影响仍然是压力变送器中的问题。

压力变送器填充流体中的气体的一个根源是渗透隔离膜的氢原子。在所有晶体中，一些晶格点未被占用。这些未被占用的点称为空位。如果相邻点上的原子之一跳进空位，则称该原子已经通过空位机制发生扩散。这种扩散类型允许氢原子渗透隔离膜。因为变送器隔膜很薄，渗透穿过隔膜的氢原子可以联合以形成分子态的氢。因为分子态的氢太大不能反向渗透穿过隔膜，所以其被捕获并且形成填充流体中的气泡。这些气泡可能严重地影响变送器性能。

为了减小氢气对压力变送器性能的影响，通常小心地防止在可能产生原子态的氢的领域中放置不同金属。在存在诸如水之类的电解液的情况下，将镉和镀镉部件放在靠近高镍合金，例如，SST或合金C-276的位置，可能导致会释放原子态的氢的Ni Cad电池效应。于是，原子态的氢会渗透薄的隔膜。通常，在存在原子态的氢的应用中，可以选择不易渗透的材料。包含大量镍的材料较容易渗透。升高的温度也增大了渗透率。

用金来电镀压力变送器通用的某些合金，例如，合金-400，提供了抵抗氢渗透的防护，同时提供了合金-400的抗蚀性。然而，由于与金关联的成本升高，这种减小氢渗透的技术会显著增加生产压力变送器的成本。

如上面讨论的，除了氢渗透之外，氢还可能由于来自SST铸件的跑气形成气泡。这在模块铸件没有退火时会是严重问题。它对于高温高真空应用而言也是问题。对跑气的共同解决方案是烘烤变送器部件。这增加了成本，但是更重要的是，烘烤时间需要判断。氢始终会产生跑气，因此仅在烘烤足够长的时间使得任何进一步的跑气不会显著影响性能时才能理想地完成了烘烤。然而，确定正确的烘烤时间可能是困难的。

上述讨论仅是针对一般的背景信息提供的，并且不是旨在用作确定任何要求保护的主题的范围的辅助。

发明内容

一种用于测量过程流体的压力的压力可变变送器包括：传感器模块；传感器模块中形成的压力入口；位于该压力入口中的隔离膜；压力传感器；以及隔离管，其包含用于将与过程流体有关的压力从隔离膜传递到压力传感器的填充流体。放置吸氢剂材料，使吸氢剂材料其与隔离膜和压力传感器之间的填充流体接触，以从填充流体中移除氢。

提供该发明内容和摘要部分，以用简化形式介绍在下面的具体实施方式部分中进一步描述的概念的精选。该发明内容部分不是旨在标识要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不是旨在用作确定任何要求保护的主题的范围的辅助。

附图说明

图1示出了具有根据示例实施例构建的压力变送器的压力测量系统。

图2是图1的压力变送器的示出变送器特征的示意侧视图。

图3是图2的变送器的传感器模块的横截面图。

图4示出了具有与填充流体混合的吸氢剂材料的第一实施例的传感器模块的隔离管部分的示意图。

图5示出了在靠近隔离膜的位置处与填充流体接触地放置吸氢剂材料的第二实施例的传感器模块的隔离管部分的示意图。

图6示出了在靠近隔离膜的位置处与填充流体接触地放置吸氢剂材料的第三实施例的传感器模块的部分的示意图。

图7示出了在隔离管区域中放置吸氢剂材料的第四实施例的传感器模块的部分的示意图。

图8示出了在隔离膜上涂上吸氢剂材料的第五实施例的传感器模块的部分的示意图。

具体实施方式