[发明专利]用于直接安装和双重隔间填充远程密封系统的热电加热、冷却和电力生成

说明书

用于测量工业过程的过程压力的压力变送器组件(702)包括被构造成用于感测过程压力的压力传感器(500)。过程连接件(606)使用具有填充流体毛细管(602)的细长壳体(610)将压力传感器连接至工业过程。在一个示例性构造中，至少一个热电元件(620)被包括在细长壳体中，以响应于施加的电流或信号向过程连接件施加热或将热传导远离过程连接件，允许填充流体被预热以便于冷启动或校准，并且在高温操作过程中提供过程连接件的冷却。

技术领域

本发明涉及用于工业过程监测和控制系统的该类型的过程控制变送器。更具体地，本发明涉及测量较高或较低温度环境中的过程变量的变送器。

背景技术

过程监测和控制系统用于监控和控制工业过程的操作。工业过程用于制造以生产各种产品，诸如精炼油、医药品、纸、食物等。在大范围的实现方式中，这些过程必须被监控和控制以在需要的参数中操作。

″变送器″已经变成一个术语，该术语用于描述连接到过程设备并且用于感测过程变量的装置。示例性过程变量包括压力、温度、流量等。通常，变送器定位在远程位置处(即，在″现场″)，并且将被感测的过程变量传输返回至位于中央的控制室。(然而，现场还可以包括本地定位的装置)。包括有线通信和无线通信的各种技术用于发送过程变量。一个常见的有线通信技术使用所谓的双线过程控制回路，其中一对导线用于携带信息以及向变送器提供电力。一个用于传输信息的成熟技术是将通过过程控制回路的电流强度控制在4mA和20mA之间。在4-20mA范围中的电流的值可以映射至过程变量的对应值。

一个类型的变送器是压力变送器。总的来说，压力变送器是测量过程流体的压力的任何类型的变送器。(术语流体包括气体和液体以及其组合)。压力变送器可以用于直接地测量压力，压力包括压差、绝对压力或表压力。进一步地，使用已知技术，压力变送器可以用于基于过程流体在两个位置之间的压差来测量过程流体的流量或液位。

通常地，压力变送器包括压力传感器，压力传感器通过隔离系统连接到过程流体的压力。例如，隔离系统可以包括与过程流体物理接触的隔离膜片和在隔离膜片以及压力传感器之间延伸的隔离填充流体。填充流体优选地包括大致地不能压缩的流体，诸如油。由于过程流体在隔离膜片上施加压力，所以施加压力的改变被传送通过膜片、通过隔离流体并且至压力传感器。该隔离系统防止压力传感器的易坏部件直接地暴露给过程流体。

在一些过程环境中，过程流体可以经受相对较高的温度。然而，变送器可以具有185°F的最大操作温度。设计用于高温操作的某些变送器可以将其延伸至250°F到300°F的范围。温度极限仍然可以导致压力测量值的误差。在具有超过压力变送器的最大温度的温度的过程中，变送器自身必须从过程流体远程地定位并且使用毛细管连接到过程流体。毛细管可以行进许多英尺，并且隔离流体被携带在管中。管的一个端部通过隔离膜片安装至过程，并且管的另一个端部连接到压力变送器。该毛细管和隔离膜片通常称为″远程密封件″。

在一些远程密封件应用中，可以有利的是利用填充流体，填充流体可以进一步地增加变送器可以在其下工作的过程温度范围。为了处理更高的过程温度，能够在更高温度下工作的填充流体可以被使用。然而，一些该填充流体在寒冷环境温度下是固体的或非常粘性的，并且甚至可以在室温下是固体的或非常粘性的。

期望允许变送器在室温下校准，和/或能够在热处理完全地达到温度之前在寒冷环境条件下以合理的时间量传输和读取压力。如果在室温下填充流体是固体的或太粘性的，则该校准可能是行不通的。加热装置可以用于将变送器或远程密封件加热到以下温度，在该温度下，高温填充流体具有足够小的粘性，但是变送器或远程密封件的一些构件可能在这些更高的温度下被损坏。例如，甚至使用高温填充流体时，在低温极限下，中间填充流体将通常地用于在高温填充流体和压力传感器之间传输过程压力。该中间填充流体可能不能够经受加热。

发明内容