具有雙隔室殼體的過程變量變送器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種具有雙隔室殼體的過程變量變送器，用在工業控制或監控過程中，并且該變送器包括殼體，該殼體中形成有腔，所述腔在第一和第二開口之間延伸。該變送器還包括過程變量傳感器，所述傳感器被配置成感測工業過程的過程變量。電子器件載體組件被安裝在腔中并被配置成在腔中限定第一隔室和第二隔室并且在第一隔室和第二隔室之間提供密封。測量電路在第一隔室中被電子器件載體組件承載并且被配置成接收過程變量信號并提供輸出。電連接部在第二隔室中被電子器件載體組件承載，并且被電連接到測量電路的輸出端。
【專利說明】具有雙隔室殼體的過程變量變送器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種工業過程控制或監控系統。特別地，本實用新型涉及被配置成在這種系統中感測過程變量的過程變量變送器。
【背景技術】
[0002]過程變量變送器被用在工業過程控制環境中。這種變送器連接到過程流體以提供涉及該過程的測量。過程變量變送器可以被配置成監控與過程設備(例如，泥漿、液體、化學蒸汽和氣體、石油、氣體、藥品、事物和其他流體處理設備)中的流體相關的一個或多個過程變量。示例性的被監控的過程變量包括壓力、溫度、流量、液面、PH值、傳導率、渾濁度、密度、濃度、化學成分或流體的其他特性。典型地，過程變量變送器被設置在遠程位置，通常在田野里，并且將信息發送到集中的位置，例如控制室。過程變量變送器在各種應用(包括油和氣精煉、化學品儲存庫、或化學處理工廠)中感測過程變量。在很多情況下，這要求過程變量變送器被設置在苛刻的環境中。
[0003]某些類型的過程變量變送器包括被劃分成兩個獨立的隔室的殼體。一個隔室包含電路，另一個隔室包含用于連接到過程控制回路的終端盒。一種這種構造被示于第5546804號美國專利中。如其所示，該構造包括被劃分成兩個獨立的隔室的殼體。
【發明內容】
[0004]本實用新型提供了一種用在工業控制或監控過程中的過程變量變送器，并且該變送器包括殼體，該殼體中形成有腔，所述腔在第一和第二開口之間延伸。該變送器還包括過程變量傳感器，所述傳感器被配置成感測工業過程的過程變量。電子器件載體組件被安裝于所述腔中并被配置成在所述腔中限定第一隔室和第二隔室并且在兩者之間提供密封。測量電路在第一隔室中被所述電子器件載體組件承載并且被配置成接收過程變量信號并提供輸出。電連接部在第二隔室中被所述電子器件載體組件承載，并且被電連接到所述測量電路的輸出端。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0005]圖1是示出了根據本實用新型一個實施例的包括第一和第二隔室的過程變量變送器的橫截面視圖的圖。
[0006]圖2是圖1的過程變量變送器的分解圖。
[0007]圖3是與圖1類似的圖，其具有插入物，示出了圖1的變送器殼體中的密封。
[0008]圖4是示出了另一示例性密封的變送器殼體的橫截面視圖。
[0009]圖5是圖1的變送器的正視圖，示出了終端盒連接。
[0010]圖6是示出了圖1的變送器的電路的簡圖。
【具體實施方式】[0011]本實用新型提供了一種用在工業過程中的過程變量變送器，包括被劃分成兩個隔室的殼體。兩個隔室由電子器件載體組件限定，電子器件載體組件承載測量電路并在兩個隔室之間提供密封。
[0012]圖1是示出了用于監控或控制在工業過程中的過程流體的工業過程控制或監控系統10的簡圖。典型地，過程變量變送器12被設置在原野中的遠程位置處，并且向集中定位的控制室14發回感測到的過程變量。各種技術被用于發送過程變量，包括有線和無線通信。一種已知的通用的有線通信技術是雙線過程控制回路16，其中，一對導線被用于同時運送信息以及向變送器12供電。一種傳送信息的技術為將過程控制回路16中的電流水平控制在4mA至20mA之間。4_20mA范圍內的電流值可以被映射成過程變量的相應值。示例
性的數字通信協議包括ΠΛΚ-- (由數字通信信號附加到標準的4-20mA模擬信號上組成的混合物理層)，FOUNDATION? Fieldbus (美國儀表協會于1992年頒布的全數字通信協議)，Profibus通信協議,或其他。無線協議，例如包括WirelessHART?的無線射頻通信技術也可以被米用。
[0013]根據一個實施例，過程變量變送器12包括探頭14，探頭14延伸進入過程管道18并且被配置成用于測量過程管道18中的過程流體的過程變量。示例性的過程變量包括壓力、溫度、流量、液面、pH值、傳導率、渾濁度、密度、濃度、化學成分等。過程變量變送器12包括殼體20，殼體20具有位于其中的腔40，腔40在被配置成接收端蓋24和26的殼體20的相對的端部處的多個圓形開口之間延伸。端蓋24和26被螺紋連接到殼體20。在一個實施例中，變送器12包括顯示電路22，其被端蓋24密封在腔40內。
[0014]單隔室過程變量變送器是已知的。這種變送器典型地具有被承載在變送器橡膠圓盤(puck)的電子模塊 ，其中橡膠圓盤被設置在包括接線端的殼體內。然而，在單隔室構造中，當蓋被移除時，內部電子元件和其他專用構件被暴露于過程環境中。因此，某些現有技術構造使用雙隔室構造，其中，變送器殼體被隔壁劃分成第一隔室和第二隔室，隔壁與殼體集成并與殼體一起被形成為一個部件。
[0015]如圖1所示，變送器12包括安裝在腔40中的電子器件載體組件30。在這種實施例中，電子器件載體30包括終端蓋27，終端蓋27在腔40中限定了第一隔室50和第二隔室52并在二者之間提供密封。測量電路23被電子器件載體組件30承載于第一隔室50中。測量電路23被配置成用于接收來自過程變量傳感器的過程變量信號并提供輸出。電連接部(未示出)被終端蓋27承載于第二隔室52中并且被用于例如連接到過程流體變量傳感器，諸如探頭14中攜帶的溫度傳感器。電連接部被電地連接到測量電路23并在過程控制回路16上提供變送器輸出。
[0016]密封被設置在電子器件載體組件30的唇部34與殼體20之間，并密封第一隔室50使之與第二隔室52隔開。該密封可以通過使用電子器件載體30與殼體20之間封裝的密封材料形成，或可通過其他技術形成。該密封材料可以由適于提供氣密密封的材料(例如橡膠)制成。在一個實施例中，該密封包括圍繞殼體20的內周靠著設置的O形環。在使用O形環的構造中，密封可以通過使用固定機構(例如螺釘等)固定在電子器件載體30的唇部34與殼體20之間的位置中。
[0017]圖2是過程變量變送器12的一個實施例的分解圖，描繪了殼體20、顯示器22、端蓋24和26以及電子器件載體組件30。如圖2中所示，電子器件載體組件30包括測量電路23、顯示界面蓋25和終端蓋27。終端蓋27在隔室50和52之間提供了物理屏障。測量電路23被夾在蓋25與27之間并位于第一隔室50中。顯示電路22可以例如被配置成插入顯示界面蓋25中，如圖2所示。例如，構件可包括在它們之間提供電連接的多線連接器和可以被接收于終端蓋25中以提供固定安裝的接腳(feet)。替換性的連接技術可以被采用，例如，螺釘、粘接劑等。如下文中更詳細的說明，載體組件30具有凸緣構造并在殼體20內形成密封，以將殼體20內的腔劃分成兩個分離的隔室50，52。圖2還描繪了可選擇的瞬間保護電路29，其可被安裝到終端蓋27。電路29例如可以防止來自過程控制回路16的瞬變或防止其他連接部進入測量電路23。
[0018]圖3示出了變送器12并包括由100表示的插入部，該插入部更好地描繪了在電子承載組件30的唇部34與殼體20的唇部60之間的形成的密封。唇部34通過載體唇部102壓靠殼體唇部60。插入部100還描繪了被設置在唇部60和唇部34之間的O形墊圈104。圖4是變送器12的另一示例性實施例的橫截面視圖，其使用了被設置在殼體唇部60與電子器件載體30的唇部34之間的局部圓盤形的墊圈104。此外，在圖4中，所示的電連接部105在第二隔室52中的終端(如圖25中所示)和測量電路23之間延伸。
[0019]圖5是變送器12的正視圖，示出了位于隔室52中的終端120。終端120被載于電子器件載體組件30的終端盒側上的隔室52中的并且被配置成連接到過程控制回路16。電子器件載體組件30的這個終端盒側還優選地承載被配置成連接到諸如承載在探頭14上的溫度傳感器的過程變量傳感器154(圖5中未示出)的傳感器終端130。在圖5所示的構造中，載體30的終端盒側可通過移除蓋26而在隔室52中訪問，無需將測量電路23或顯示電路22暴露于過程環境。這允許操作者訪問傳感器孔133，從而連接到探頭14的線可以被電連接到終端130以及回路孔135，從而連接器120可以被連接到過程控制回路16。孔133和135被形成為穿過殼體20的開口。圖5還描繪了螺釘132，螺釘132被用于將電子器件載體組件30固定在殼體20中。螺釘132被用于向唇部60和102施加安裝力，從而在隔室50和52之間提供氣密的密封。
[0020]圖6是過程變量變送器的一個示例性實施例的簡化的方塊圖，其更詳細地示出了測量電路23。如圖6所示，測量電路23被設置在第一隔室50中并包括依據存儲器152中攜帶的指令而操作的微處理器150。微處理器150通過設置在第二隔室52中的模數轉換器156和傳感器終端130連接到過程變量傳感器154。傳感器154可以是包括例如溫度傳感器的任意類型的過程變量傳感器。微處理器150通過設置在隔室50中的輸入/輸出電路160和終端120連接到雙線過程控制回路16。I/O電路160同樣被配置成用于發電以向電路22，23供電，其中電來自于雙線過程控制回路16。
[0021]如圖6所示，電子器件載體組件30將變送器殼體20劃分為隔室50和52。測量電路23和可選擇的顯示電路22被設置在腔50中，而終端120、130被設置在隔室52中。如上所述，端蓋26可以從變送器殼體20上移除，從而終端120、130和隔室52可以被操作者訪問。例如，這樣可用于通過回路孔將變送器12連接到雙線過程控制回路16以及通過傳感器孔133將測量電路23連接到過程變量傳感器154。
[0022]盡管本實用新型已經結合優選實施例做出了描述，但本領域的技術人員將意識至IJ，在不脫離本實用新型的實質和范圍的前提下可以在形式和細節上做出變化。電子器件載體可以由任意適當的材料制成。在一種特殊的實施例中，電子器件載體由塑料制成并且殼體20和端蓋24、26由金屬(例如壓鑄的鋁)制成。測量電路23可連接到可選擇的顯示器22。在這種構造中，端蓋24可以被配置成包括透明的區域，從而可以從變送器殼體20的外側看到顯示器。盡管已經描述了 O形環、墊圈和密封填料，但任意適當的密封技術都可以被采用以用于電子器件載體30到殼體20的內壁的密封。在這里描述的實例中，電子器件載體30的圓周向的唇部102被推壓抵靠著殼體20的圓周向的唇部60，以在二者之間提供密封。該密封防止苛刻的環境元素(例如液體、灰塵和污物等)抵達隔室50中承載的電子電路。測量電路23可以由單獨的構件承載或者可以被直接地與電子器件載體安裝在一起。在一個實例中，延伸穿過載體組件30的連接部由用塑料包覆模制的黃銅插腳形成。該構造在采用熱電偶傳感器時不需要額外的冷端溫度補償。
【權利要求】
1.一種用在工業過程中的過程變量變送器，包括: 殼體，該殼體中形成有腔，所述腔在第一和第二開口之間延伸； 過程變量傳感器，其被配置成感測工業過程的過程變量； 電子器件載體組件，其被安裝在所述腔中并被配置成在所述腔中限定第一隔室和第二隔室并且在第一隔室和第二隔室之間提供密封； 測量電路，其在第一隔室中被所述電子器件載體組件承載，并且被配置成用于接收來自過程變量傳感器的過程變量信號并提供輸出；和 電連接部，其在第二隔室中被所述電子器件載體組件承載，并且被電連接到所述測量電路的輸出端，所述電連接部提供變送器輸出； 墊圈，設置在所述電子器件載體組件和所述殼體之間。
2.根據權利要求1所述的過程變量變送器，其中，所述密封被形成在電子器件載體組件上的唇部與殼體的唇部之間。
3.根據權利要求1所述的過程變量變送器，其中，所述電子器件載體組件包括塑料。
4.根據權利要求1所述的過程變量變送器，還包括裝填在所述電子器件載體組件與所述殼體之間的密封材料。
5.根據權利要求1所述的過程變量變送器，還包括位于所述電子器件載體組件與所述殼體之間的O形環。
6.根據權利要求1所述的過程變量變送器，還包括在第一隔室中連接到測量電路的顯示器。
7.根據權利要求6所述的過程變量變送器，其中，所述顯示器被安裝到所述電子器件載體組件。
8.根據權利要求1所述的過程變量變送器，包括被配置成用于推壓所述電子器件載體組件使之抵靠所述殼體的安裝螺釘。
9.根據權利要求1所述的過程變量變送器，包括在第二隔室中承載在所述電子器件載體組件上的傳感器連接器，該傳感器連接器被配置成將所述測量電路電連接到所述過程變量傳感器。
10.根據權利要求1所述的過程變量變送器，其中，所述過程變量傳感器包括溫度傳感器。
11.根據權利要求1所述的過程變量變送器，包括橡膠墊圈，該橡膠墊圈被設置在電子器件載體組件和殼體之間并被配置成在第一隔室和第二隔室之間提供密封。
12.根據權利要求1所述的過程變量變送器，其中，所述殼體包括能夠進入第二隔室的傳感器孔。
13.一種用在工業過程中的過程變量變送器，包括: 腔，所述腔在殼體的第一和第二開口之間延伸； 電子器件載體裝置，其用于在所述腔中限定第一隔室和第二隔室； 密封裝置，其用于將所述電子器件載體裝置密封到所述殼體并且從而使第一隔室與第二隔室密封隔開； 感測裝置，其用于感測工業過程的過程變量； 接收裝置，其用于在第一隔室中接收感測到的過程變送器變量；和提供裝置，其通過使用被設置在第二隔室中的電連接部提供變送器輸出并且被電連接到所述接收裝置。
14.根據權利要求13所述的過程變量變送器，包括連接到感測裝置的連接器裝置，其中所述連接器裝置被設置在第二隔室中。
【文檔編號】G01D5/12GK203561372SQ201320613153
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】德克·鮑爾斯克, 柯爾斯頓·諾曼, 賈進杰, 托德·拉爾森 申請人:羅斯蒙特公司
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