[发明专利]超高压智能压力变送器

说明书

技术领域：

本发明涉及一种测量流体介质压力的变送器，特别适用于压力高达1000MPa的超高压测量和控制设备当中的超高压智能压力变送器。

背景技术：

目前，在超高压测量仪表领域里，对于压力敏感元件，通常是采用空心圆柱式的压力敏感元件方式(如图2所示)。这种元件是将压力敏感部位设置在空心圆柱引压孔圆柱外壁上。其工作原理是：当被测介质的压力作用下用于空心圆柱式压力敏感元件内壁时，空心圆柱因受力而产生径向的膨胀形变。这种状况使贴于外壁的电阻式应变片的阻值发生改变而产生输出讯号，将这输出讯号加以放大处理，转换成4～20mA标准信号输出。这种空心圆柱式的压力敏感元件只是以柱体的形变而取得压力讯号。因此，它存在以下不足，第一，输出信号低，一般只有0.5～1mV/V，信噪比也极低；第二，零点不稳定，在超高压作用下这种元件容易产生弹性疲劳，使零点严重漂移；第三，使用寿命短，在高压数千次冲击下容易出现断裂现象，导致变送器不能工作；第四，由于空心圆柱式压力敏感元件结构上的原因，高压下其测试准确度低于0.2％。

发明内容：

针对上述的问题，本发明的目的是提供了一种测量量程高达1000MPa的超高压智能压力变送器，对压力敏感元件的结构进行了新的设计，成为平面膜片式压力敏感元件。

本发明的目的是通过以下技术方案解决：一种测量量程高达1000MPa的超高压智能压力变送器，由平面膜片式压力敏感元件、热敏电阻、桥式电阻应变计、外管、HART协议智能板、密封端子、电缆组合而成，其特征在于：所述的平面膜片式压力敏感元件的压力敏感部位是设置在空心圆柱形引压管孔的底部平面上的弹性平面膜片，其中位于空心圆柱形引压管孔的交接处还设有一半径为0.40mm≤R≤0.80mm的过渡圆弧面，圆弧半径的取值由被测压力大小而决定，通过该结构可以实现精确测量量程高达1000MPa。

上述的超高压智能压力变送器，所述的弹性平面膜片的厚度为1.50mm≤T≤3.00mm，具体由被测压力大小而决定。

上述的超高压智能压力变送器，所述的空心圆柱形引压管孔的直径小于3mm。

上述的超高压智能压力变送器，所述的桥式电阻应变计是根据平面膜片式敏感元件的弹性平面膜片的拉伸形变区和压缩形变区的对应位置而专门设计的圆形桥式电阻应变计。

上述的超高压智能压力变送器，所述的热敏电阻置于平面膜片式压力敏感元件的圆柱形侧外壁上，使之能够快速、准确感应得被测量介质的温度，从而使智能板能够对温度进行精确、快速、同步的补偿。

上述的超高压智能压力变送器，所述的HART协议智能板能将电阻应变计和热敏电阻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，满足自动控制系统中现场总线的要求。

本发明具有如下特点：压力敏感元件采用平面膜片式的结构形式，以获得更高的、更稳定的、高达2-3mv/v压力应变信号；压力敏感元件的引压孔与底部的弹性平面膜片交界处不是直角，而是设计成具有半径为R的过渡圆弧面，以提高超高压的情况下防撕裂的能力、耐冲击能力和耐过压能力；所述桥式电阻应变计是针对弹性平面膜片的拉伸形变区和压缩形变区的对应位置而专门设计的圆形桥式电阻应变计，以获得最大的信号和信噪比。测量介质温度的热敏电阻置于压力敏感芯子之上，能够快速、准确感应测量介质的温度。采用HART协议智能板对数据进行数字化处理，提高压力变送器的各种性能。

附图说明：

图1为本发明的总装结构示意图；

图2为现有技术的空心圆柱式压力敏感元件示意图；

图3为本发明的平面膜片式压力敏感元件的示意图。

下面结合附图对本发明的具体实施例作详细说明：

如图1所示，本发明由平面膜片式压力敏感元件1、热敏电阻2、桥式电阻应变计3、外管4、HART协议智能板5、密封端子6、电缆7、空心圆柱形引压管孔(8)、弹性平面膜片(9)组合构成。

如图2所示，为现有技术结构图空心圆柱式压力敏感元件1、电阻应变计2。

具体实施方式：