CN203259298U

CN203259298U - 高静压压阻差压变送器

Info

Publication number: CN203259298U
Application number: CN 201320249326
Authority: CN
Inventors: 谢大刚; 周思甜; 黎卓韬
Original assignee: GUANGZHOU SENEX INSTRUMENT CO Ltd
Current assignee: GUANGZHOU SENEX INSTRUMENT CO Ltd
Priority date: 2013-05-09
Filing date: 2013-05-09
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2023-05-09

Abstract

本实用新型公开了一种高静压压阻差压变送器，包括敏感元件、连接敏感元件的过程接头、设置在敏感元件的电阻应变计、连接电阻应变计的HART协议智能板、密封端子、及连接敏感元件和密封端子的外管，所述敏感元件包括对称设置的刚性相同的压力敏感元件，所述压力敏感元件与过程接头全密封焊接。通过本实用新型避免了金属薄膜电容传感器的灌油泄露、造成失效的现象。同时，本实用新型的静压承受值大大高于金属薄膜电容传感器的静压承受值。

Description

高静压压阻差压变送器

技术领域

本实用新型涉及一种专用于环境恶劣，超高耐压中测量差压的场合的可以承受高压力，并检测出压差的高静压压阻差压变送器。

背景技术

一般来说很多化工现场都采用电容式的差压变送器，其最高静压只能达到40MPa，测量范围多数为200kPa至6090kPa，极少数能达到40MPa，无论是静压还是测量范围，在40MPa以上的场合基本没有解决方案。

电容式差压变送器的传感器工作原理是通过硅油传导的方式把压力传导至传感器内部的中心膜片，使中心膜片出现位移。中心膜片与两固定电极板形成的电容值出现差值，向信息处理电路输出电容差值信号，从而检测出高低压端的压差值。而整个电容式传感器内主要使用玻璃隔离开中心膜片与固定极板，使之缘绝。玻璃与金属必须有非常良好的紧密结合，才能承受较高的静压，一般这种结构最大能承受40MPa耐压。而当压力高于40MPa时，充满于传感器内部的硅油会从玻璃与极板合金管间漏出来，从而破坏整个电容差压传感器。

在超高静压状态下测量差压，电容式差压传感器已经满足不了要求。要满足这一需求，必须满足以下两点关键要素：

1、整个差压传感器能够承受高于40MPa静压并不会损坏。

2、在高静压状态下，传感器仍能测量差压。

实用新型内容

本实用新型的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种不需要灌油，也不需要金属与玻璃不同材料紧密结合的，可以承受高于40MPa静压的高静压压阻差压变送器。

为了达到上述目的，采用如下技术方案：

一种高静压压阻差压变送器，包括敏感元件、连接敏感元件的过程接头、设置在敏感元件端部表面的电阻应变计、连接电阻应变计的HART协议智能板、密封端子、及连接敏感元件和密封端子的外管，其特征在于：所述敏感元件包括对称设置的相同的压力敏感元件，所述压力敏感元件与过程接头全密封焊接。

进一步地，所述压力敏感元件为圆柱结构，其内部中空，端部为一可受压形变的平面膜片。

进一步地，所述压力敏感元件内径小于10mm，平面膜片的厚度范围是1.5～2.4mm。

进一步地，所述每个压力敏感元件的平面膜片上设置两个电阻应变计，所述电阻应变计的电阻值为5kΩ。

进一步地，所述对称设置的相同压力敏感元件分别为高压压力敏感元件和低压压力敏感元件，所述高压压力敏感元件的圆柱形侧壁上设有一热敏电阻，所述HART协议智能板连接热敏电阻，将电阻应变计和热敏电阻的输出信号转换成4～20mADC叠加HART通信协议信号。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过两个刚性完全相同的压力敏感元件与过程接头全焊接的结构，达到了紧密结合的目的。全金属焊接的方式与金属薄膜电容传感器的结构完全不同，不需要灌油，也不需要金属与玻璃不同材料的结合，避免了灌油在高静压的情况下破漏造成的器件失效。本结构能承受的静压值可高达250MPa。

两个相同的压力敏感元件，包括外型和刚性相同可保证它们在受到零压或相同的压力状态下所发生的形变相同，这样才能保证在高低压端无压差的情况下，变送器的零点输出为4mA。只有当高、低压力敏感元件出现压差时，两个压力敏感元件所发生的形变才有区别，从而通过文氏电桥形成差值信号，电阻应变计的阻值会随压力敏感元件受压形变而变化，其形成的文氏电桥即可形成0.5～1mv/V的输出信号。

附图说明

图1为本实用新型的总装结构示意图；

图2(a)为本实用新型文氏电桥的结构图一；

图2（b）为本实用新型文氏电桥的结构图二；

图示：1—压力敏感元件；11—高压端压力敏感元件；12—低压端压力敏感元件；2—过程接头；3—电阻应变计；4—HART协议智能板；5—外管；6—密封端子；7—电缆；8—热敏电阻。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本实用新型做进一步说明：

如图1所示，其为本实施例所述的高静压压阻差压变送器的结构示意图。其包括两个压力敏感元件1、过程接头2、电阻应变计3、HART协议智能板4、外管5及密封端子6、电缆7组合而成。两个压力敏感元件1的刚性完全相同且对称设置。两个过程接头2分别与压力敏感元件1全密封焊接，可承受250MPa压力，冲击压力次数达10万次以上。电阻应变计3设置在压力敏感元件的端部表面，其与设置在外管5内的HART协议智能板4连接。所述外管 5一端连接压力敏感元件1，另一端与密封端子6连接。所述电缆7穿过密封端子6连接至HART协议智能板4。

两个外型及刚性完全相同的压力敏感元件1呈圆柱状，内部中空，端部为一可受压形变的平面膜片。压力敏感元件1圆柱状内径小于10mm，平面膜片视具体被测静压大小，厚度为1.5～2.4mm。两个相同的压力敏感元件1选用15-5PH或17-4PH不锈钢材料制成。

如图2所示，所述的电阻应变计3是贴于压力敏感元件1端部的平面膜片的拉伸形变区和压缩形变区。两个压力敏感元件其中一个为高压端压力敏感元件11，如图2（a）；另一个为低压端压力敏感元件12，如图2（b）。所述高压端敏感元件11的平面膜片和低压端敏感元件12的平面膜片分别贴上两片电阻应变计3。所述电阻应变计的电阻值为5kΩ。贴于高、低压敏感元件的平面膜片上的四片电阻应变计，再加上平衡电阻组成文氏电桥。热敏电阻8设于高压压力敏感元件11的圆柱形侧外壁上，使之能够快速、准确感应到被测量介质的温度，从而使HART协议智能板4能够对温度进行精确、快速、同步的补偿，并将电阻应变计3和热敏电阻8输出的信号进行数字化处理，并转换成4～20mADC叠加HART通信协议信号输出，满足自动控制***中现场总线的要求。两个外型及刚性完全相同的压力敏感元件1可保证它们在受到零压或相同的压力状态下所发生的形变相同，这样才能保证在高低压端无压差的情况下，变送器输出为4mA。当高、低压力敏感元件出现压差时，两个压力敏感元件所发生的形变才有区别，从而通过文氏电桥形成差值信号，电阻应变计的阻值会随压力敏感元件受压形变而变化，其形成的文氏电桥即可形成0.5～1mv/V的输出信号。

以上所述仅为解释本实用新型之较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上之限制。凡在相同之实用新型精神下所作有关本实用新型之任何修饰或变更，皆仍应包括在本实用新型意图保护之范畴。

Claims

1.一种高静压压阻差压变送器，包括敏感元件、连接敏感元件的过程接头、设置在敏感元件端部表面的电阻应变计、连接电阻应变计的HART协议智能板、密封端子、及连接敏感元件和密封端子的外管，其特征在于：所述敏感元件包括对称设置的相同的压力敏感元件，所述压力敏感元件与过程接头全密封焊接。

2.根据权利要求1所述的高静压压阻差压变送器，其特征在于：所述压力敏感元件为圆柱结构，其内部中空，端部为一可受压形变的平面膜片。

3.根据权利要求2所述的高静压压阻差压变送器，其特征在于：所述压力敏感元件内径小于10mm，平面膜片的厚度范围是1.5～2.4mm。

4.根据权利要求2所述的高静压压阻差压变送器，其特征在于：所述每个压力敏感元件的平面膜片上设置两个电阻应变计，所述电阻应变计的电阻值为5kΩ。

5.根据权利要求2所述的高静压压阻差压变送器，其特征在于：所述对称设置的相同的压力敏感元件分别为高压压力敏感元件和低压压力敏感元件，所述高压压力敏感元件的圆柱形侧壁上设有一热敏电阻，所述HART协议智能板连接热敏电阻，将电阻应变计和热敏电阻的输出信号转换成4～20mADC叠加HART通信协议信号。