[实用新型]具有改进的过程侵入件的过程流体温度测量系统

说明书

背景技术

过程工业使用过程变量变送器以监控与以下物质相关联的过程变量，所述物质诸如为化学制品纸浆、石油、药物、食物和其它流体加工工厂中的固体、悬浮液、液体、蒸汽和气体。过程变量包括压力、温度、流量、液位、混浊度、密度、浓度、化学成分和其它性质。

过程流体温度变送器提供涉及过程流体温度的输出。温度变送器输出可以通过过程控制回路通信至控制室，或输出可以传递到另一过程装置使得过程可以被监控和控制。

传统地，过程流体温度变送器连接到热电偶套管或使用热电偶套管，热电偶套管将温度传感器热连接到过程流体，然而另一方面却保护和隔离温度传感器免于与过程流体直接接触。热电偶套管定位在过程流体中以确保过程流体和在其中设置的温度传感器之间的基本热接触。

通常地使用相对坚固的金属结构设计热电偶套管，使得热电偶套管可以经受由过程流体提供的多个挑战。该挑战可以包括物理挑战，诸如以相对较高速度流动通过热电偶套管的过程流体；热挑战，诸如非常高的温度；压力挑战，诸如过程流体在高压下被传送或存储；和化学挑战，诸如腐蚀性过程流体提供的化学挑战。

具有增加在过程流体测量系统中利用热电偶套管工作的困难的多个因素。一个问题是热电偶套管侵扰和侵入过程流体系统。这是因为热电偶套管必须延伸穿过诸如管道的过程流体导管的壁，以将温度传感器连接到过程流体。另外地，热电偶套管通常地要求经常评估许多相关因素。进一步地，热电偶套管通常增加温度测量的响应时间。

由于各种原因，热电偶套管用于多个环境中。热电偶套管提供坚固的和有效的导管以允许温度传感器放置成与过程流体热通信。另外地，热电偶套管保护传感器容器免于与在过程流体导管中流动的材料接触，所述材料可以容易地弯曲、破坏或腐蚀温度传感器容器。此外，热电偶套管允许温度容器被容易地移除，从而在不关闭过程的情况下校准和替换。

实用新型内容

过程流体温度测量系统包括热电偶套管，所述热电偶套管被构造成连接到过程流体导管并且延伸穿过过程流体导管的壁。温度传感器组件被设置在热电偶套管中，并且包括第一温度敏感元件和第二温度敏感元件。第一温度敏感元件邻近热电偶套管的远端设置在热电偶套管中。第二温度敏感元件沿着具有已知导热率的隔离件与第一温度敏感元件间隔开。变送器电路连接到第一温度敏感元件和第二温度敏感元件，并且被构造成执行热流量计算以提供过程流体温度输出。

附图说明

图1是根据现有技术的连接到热电偶套管的过程流体温度测量系统的图解视图。

图2是根据本实用新型的实施例的过程流体温度测量系统的图解视图。

图3是使用电阻部件建模的热传导的图解视图。

图4是根据本实用新型的实施例的过程流体温度测量系统的图解视图。

图5是根据本实用新型的实施例的过程流体温度测量系统的图解视图。

图6是根据本实用新型的实施例的过程流体温度测量系统的图解视图。

具体实施方式

用于在过程流体测量系统中使用热电偶套管的一个设计考虑是，热电偶套管应该通常以大约是管道直径的三分之一的长度插入过程流体中，以实现最高精度。该设计考虑的主要原因是减少或最小化过程流体导管温度对温度传感器元件的影响。另外地，为实现用于较大管道直径的需要的插入深度，需要更长的热套管。然而，诸如旋涡分离、材料影响和水锤击的因素是对热电偶套管的强度的更重要的挑战。考虑到该设计因素和其它设计因素，用户通常地要求用毫米分辨率规定热电偶套管长度，从而要求热电偶套管的生产在各种可能长度的热电偶套管方面保持极大的库存。通常地使用大量材料坚固地制成热电偶套管。尽管该坚固的设计改善热电偶套管寿命，但是该坚固的设计可以减慢热电偶套管对于过程温度改变的响应性。在一些应用中，快速改变的温度涉及过程中的故障，诸如反应失控。在这种情况下，只要是可行的，非常重要的是理解该情况发生使得材料可以添加到过程以减慢反应。相应地，本文中描述的至少一些实施例可以减少响应时间。