[发明专利]远程密封过程压力测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于工业过程压力变送器的远程密封系统。更具体地，本发明涉及使用在极端温度环境中的这种远程密封系统。

背景技术

工业过程控制系统用来监测和控制用于生产或传送流体等等的工业过程。在这样的系统中，测量诸如温度、压力、流率以及其他的“过程变量”通常是非常重要的。过程控制变送器用于测量这种过程变量，并将与测量的过程变量相关的信息向回传送诸如中心控制室的中心位置。

一种类型的过程变量变送器是压力变送器，其测量过程流体的压力并且提供与测量的压力相关的输出。这个输出可以是过程流体的压力、流量、液位，或其他过程变量。变送器被配置为将与测量的压力相关的信息向回传送到中心控制室。这种传送通常在二线式过程控制回路上进行，然而，也可以使用其它通信技术，包括无线技术。

压力必须通过某种类型的过程联接器(process coupling)连接到过程变量变送器。例如，过程流体可以包括用在诸如天然气、石油等的工业过程中的成分。在某些过程压力测量应用中，压力变送器相对于加压过程流体远程地定位，并且通过使用被称为远程密封件的装置的流体连接器(fluid link)将压力从过程流体物理地输送到压力变送器。

在其中在围绕远程密封件的环境中遇到周围环境和过程温度之间的大的温差的特定应用中，在远程密封件可能表现不佳(或根据不能被配置用于这些应用)，并且这会导致在测得的压力中存在潜在的误差和其他问题。需要改善远程密封，以更好地承受较大的温差。

发明内容

一种过程压力测量系统，包括具有第一密封系统的变送器，在第一密封系统中第一出口连接到压力传感器、第一隔离膜片组件、第一毛细管通道和第一隔离流体。第一隔离流体将来自第一隔离膜片的第一压力连接到第一出口和压力传感器。第二密封系统包括连接到第一隔离膜片组件的第二压力出口、第二隔离膜片组件、第二毛细管通道和第二隔离流体。第二隔离流体适于在第一温度范围中使用并且将来自第二隔离膜片组件的压力连接到第二压力出口。第三密封系统包括连接到第二隔离膜片组件的第三压力出口、第三隔离膜片组件、第三毛细管通道和第三隔离流体。第三隔离流体适于用在第二温度范围中并且将过程压力连接到第三压力出口。

附图说明

图1示出了过程压力测量系统的第一实施例的分解视图。

图2A示出了填充有隔离流体的示例性毛细管通道。

图2B示出了过程压力测量系统的示意性剖视图。

图3示出了包括第一密封系统的传感器模块的剖视图。

图4示出了压力变送器电路的方框图。

图5A-5B示出了过程压力测量系统的第二实施例的斜视图。

图6示出了能够连接到过程流体的第三密封系统的第一实施例。

图7示出了能够连接到过程流体的第三密封系统的第二实施例。

图8示出了在过程压力测量系统中的压力误差、填充流体的膨胀系数和填充体积。

图9示出了替代的过程压力测量系统的示意性剖视图。

图10A示出了提供压力测量误差的极限的预测的电路的第一实施例。

图10B示出了提供压力测量误差的极限的预测的电路的第二实施例。

具体实施方式

当远程密封件的隔离膜片在高温处与过程流体接触而同时远端密封件的毛细管通过较低温度区域时，存在潜在的问题。如果适合于在较高的温度下使用的隔离流体被选择用在远端密封件处，这种高温适用的隔离流体可能在较低温度处变粘滞，引起快速压力变化通过的毛细管的传输产生不可接受的时间延迟。在另一方面，如果选择自由流动(低粘度)并且适合用在较低温度处的毛细管通道的隔离流体，这样的低温隔离流体在较高温度下可能蒸发或降解。

“热迹线(heat trace)”可用于将远程密封的毛细管加热到所需温度。热迹线的使用是昂贵的，需要额外的控制电路，并且可能会失败。还存在隔离流体热膨胀的风险，因为热迹线将过度地膨胀隔离膜片，损坏隔离膜片。此外，这样的系统难以修理和安装。

如下文结合图1-8描述的那样，提供了一种过程压力测量系统，其中第一、第二和第三密封系统具有至少一个不同类型的具有不同的温度特性的隔离流体。第一、第二和第三密封系统布置在三级串联压力传送布置中，并且提供对这些问题的解决方案。