CN100480655C - 无线传送压力测量装置 - Google Patents

Abstract

一种压力测量装置(100)包括：一具有一入口(113)的外壳(110)；一换能器(120)，它连接于入口以产生一表示入口压力的电信号；以及，一数据传送装置(140)，它连接于换能器以传送一对应于电信号的无线信号。

Description

无线传送压力测量装置

此前申请的交叉参考

这个申请要求对于2002年12月10日提交、名称为“无线传送压力表”、申请号为60/432,416的美国临时申请、于2003年1月31日提交、名称为“无线传送压力表”、申请号为60/444,314的美国临时申请以及于2003年11月26日提交、名称为“无线传送压力测量装置”美国实用新型申请的权利。

技术领域

以下的说明总的涉及压力测量装置，更具体涉及从压力测量装置提供信息。

背景技术

压力表在商业和工业的无数不同环境中被广泛使用。通常，压力表测量压力和提供一指示值。压力值通常用模拟形式(如用一指针)或数字形式(如用一LED读数)显示。用模拟形式显示数值的表常包括一机械压力换能器，如一Bourdon管，该管响应于换能器受到的压力而移动一可预测量。该位移通过移动传送到一可旋转的指针，该指针相对于刻有压力值的表盘摆动。用数字形式显示数值的表常使用一电子压力换能器，如一压电传感器，该传感器响应于该换能器受到的压力产生一电信号。然后，该电信号转换为一显示在一显示器上的符号。

发明概要

在一总的方面，一种测量压力的装置包括一外壳、一换能器和一数据传送装置。该外壳具有一入口，该换能器在外壳里连接于该入口，以产生一表示入口处的压力的电信号。换能器可是如一压电型传感器，它响应于入口压力产生一电信号。数据传送装置在外壳内连接于换能器，以传送一相当于电信号的无线信号，从而远距离地提供了压力信息。该数据传送装置例如可是一红外发射器。

在有些实施例中，该装置包括一连接于在外壳里的入口的可视指示器以指明入口压力。如此，可在本地和远距离提供压力信息。该可视指示器可是如一数字显示器。

在有些特定的实施例中，外壳包括一延伸到入口的杆，传感器包括一连接于入口的Bourdon管以响应于入口压力而精确地移动。该装置还包括一可视指示器，它具有一连接于Bourdon管的轴以响应于该管的位移而转动，另有一连接于该转动的轴的指针指示压力值。

在某些实施例中，换能器包括：一连接于一Bourdon管的感应靶，该靶可响应于Bourdon管的位移而移动；以及，一涡流传感器，它被定位得能传感该感应靶的移动并响应于该移动而产生一表示一入口压力的电信号。

在有些实施例中，该压力测量装置包括一连接在换能器与无线电收发器之间的处理器。该处理器可具有多种操作。例如，该处理器可根据表示入口压力的信号产生压力特征数据。该特征数据可作为一无线信号的一部分发送并可包括根据入口压力的警告。作为另一实例，处理器可控制用来发送压力信息的频率。该处理器可根据压力数据设定值控制压力信息发送频率，该频率响应于横越一压力数据设定值的压力而变化。作为又一实例，处理器可将自身和其它电子元件置于一节电模式中。作为再一个实例，该处理器可补偿被感测的压力的非线性和/或温度系数。

有些特定的实施例可包括一连接于处理器的红外数据关联接口，其中，处理器可通过该接口远距离地程控。例如，可将处理器程控以改变压力数据设定值。

有些实施例可包括连接于该处理器的多个从外部企及的接线端。处理器可操作地通过诸接线端接收一离散的状态输入(discrete status input)。另外，处理器可操作地通过诸接线端输出脉冲累积信息(pulse accumulation information)。

在某些实施例中，该压力测量装置包括一在外壳上的可视指示器以指示操作模式。一压力测量装置也可包括一无线电收发机on/off开关。

在另一总的方面，一种用一压力测量装置进行的方法包括感测一外壳的一入口的压力和将感测到的压力变换为表示在外壳上的一可视压力指示。该方法还包括将该感测到的压力变换为一表示在外壳上的电信号，和将相当于该电信号的一无线信号从外壳发出，从而在本地和远距离地提供压力信息。

在某些实施例中，从感测到的压力到一可视的压力指示的变换可包括将感测的压力变换为一机械位移和将该机械位移传递给一指针。另外，从感测的压力到一电信号的变换可包括将机械位移传递给一感应靶，和感测响应于该靶的位移而产生的涡流。另外，发送一无线信号可包括发送红外辐射脉冲。

有些特定的实施例可包括许多附加的操作。例如，有些实施例可包括根据电信号产生感测的压力用的特征数据，和将这些特征数据作为无线信号的一部分送出。作为另一实例，某些实施例可包括控制发送压力信息用的频率。作为再一实例，有些特定的实施例可包括将诸电子元件放入一节电模式中。作为另一实例，有些实施例可包括接收指定操作调节的无线信号和调节压力测量装置的操作。作为还有一个实例，某些实施例可包括接收外部产生的数据和将这些数据作为无线信号的一部分发出。作为再一个实例，有些特定实施例可包括在外壳上提供一操作模式的可视的指示。

在另一指定方面，一种测量压力用的装置包括一外壳、一Bourdon管、一轴和一指针。该外壳具有一带一入口的杆，该Bourdon管连接于入口以响应于入口压力精确地位移。该轴机械地连接于Bourdon管以响应于该管的位移而转动，以及，该指针附连于该轴以指示压力值。该装置还包括一连接于Bourdon管的感应靶，该靶响应于Bourdon管的位移而移动，以及，一涡流传感器，它被定位得能感测该靶的移动并响应于感应靶的移动以产生一电信号。该装置还包括一连接于传感器的模—数变换器。该变换器可操作地接收电信号和产生一数字化形式的信号。该装置还包括一连接于该变换器的微处理器。该微处理器可操作地接收数字信号，补偿被感测的压力的非线性，补偿温度系数和根据被补偿的信号产生压力特征数据。该微处理器还可操作地确定是否应当调整发送压力信息用的频率，以及，如果该频率必须被调整，就调节该频率。该微处理器还可操作地确定是否到了发送压力信息的时刻，如果是到了发送压力信息的时刻则产生一包括压力信息的信号，以及，将微处理器自身和其它电子装置置于一节电模式。该装置另外还包括一连接于微处理器的红外数据关联接口，使该微处理器可通过该接口远距离地程控，以及，一红外无线电收发机连接于微处理器以传送一表示微处理器信号的无线信号，从而可在本地和远距离地提供压力信息。

在诸附图和以下的说明部分提出了一个或多个实施例的细节。从该说明部分和附图和从诸权利要求可清晰理解其它的结构特点。

附图的简要说明

图1表示了一示例性的压力测量装置的立体图；

图2表示了图1中的压力测量装置的一剖视图；

图3A—E表示了另一压力测量装置；

图4A—D表示了一个印刷电路板组件的实例；

图5表示了一个压力测量装置的实例的立体图；

图6A—B表示了一个压力测量装置的实例的立体图；

图7图示了一压力测量装置的工作过程；

图8是表示一压力测量装置的实例的诸元件的方块图；

图9表示了为一压力测量装置程控用的一个系统。

详细描述

图1表示了一个压力测量装置10的实例。如图所示，压力测量装置10是一压力表；然而，也可使用其它类型的压力测量装置。装置10包括一外壳20，该外壳具有一后盖22和一前盖(未图示，以有助于显示该装置的诸内部元件)。也未图示出包括诸压力值的一表盘面，以有助于显示该装置的诸内部元件。

在装置10中，一压力传感器30流体连通于外壳20的一入口26。压力传感器30响应入口26的压力以产生一表示入口26处的压力的电输出。压力传感器30可是一压电型压力传感器、一电容型压力传感器、一应变仪型压力传感器，或任何其它合适的压力—电信号换能器。该传感器30输出的电信号可由电压、电流、频率、脉冲宽度，或任何其它合适的电信号特征表示出压力。装置10还包括一第二换能器—一Bourdon管40。然而，该Bourdon管产生一与压力传感器30的输出不同的输出。

响应于入口26的压力，Bourdon管40的一末端42产生了精确的位移。通过位移，该末端42致动了一运动件50的一铰接片52。该运动件50还包括一放大件以放大该铰接片52的位移。运动件50将末端42的位移机械连接于一指针58(一种指示器)的转动。因此，指针58响应于入口26的压力的变化而转动。当完全组装好该装置10后，指针58与一划分压力的刻度盘面相对。

正如上面所述，装置10有两个换能器，一个将压力转换为一电信号，另一个将压力转换为机械运动。在其它的实施例中，一压力测量装置可有任何数量的换能器。另外，在有些实施例中，一换能器可提供多个输出。

图2又表示了压力测量装置10。如图所示，图1中的压力传感器30、Bourdon管40和运动件50被拿走了以显示出一印刷电路板(PCB)60。该PCB 60经过一传感器接头62电连接于图1中的压力传感器30。PCB 60还包括一模/数(A/D)变换器64以将传感器的输出数字化，以及一处理器66以处理经过传感器输出指示的压力数据。在有些实施例中，来自传感器的输出在被A/D变换器64数字化之前被放大。然而，不是所有的实施例都需要放大的。

A/D变换器64和处理器66可操作地安装于，且最好焊接于PCB 60。例如可是一微处理器的处理器66接收到来自变换器64的数字信号，该信号表示入口的压力，并产生一输出信号，该输出信号包括对应于该数字信号的压力数据，也就包括了传感器的输出。压力数据可例如包括被感测的压力的指示。

在许多特定的实施例中，处理器输出可包括与以压力数据表示的被测量的在入口26的压力有关的特征数据。特征数据例如可包括异常报告(exceptionreporting)或压力设定值。表1列示了异常数据。

表1

 

压力值(P)	特征
		P《X	压力危险地低
P<X	压力低
		X<P<Y	标定压力
P>Y	压力高
		P》Y	压力危险地高

处理器输出连接于一位于PCB 60与外壳20之间的发送器PCB 70。该发送器PCB 70包括一发送器，该发送器是一种数据传送装置，用于通过一无线信号将压力数据送到与装置10分开的一遥控的地点。可接受的形式的无线信号包括射频(RF)、红外(IR)，或任何其它合适的电磁方式(regime)。另外，可通过幅度调制、频率调制、相位调制、脉冲调制，或任何其它合适的通信技术发送数据。发送器PCB 70可包括其自己的处理器以控制无线传送功能。在特定的实施例中，传送器PVB 70还可能利用一无线电收发机无线地接收来自一遥程源的数据，该无线电收发机是另一种数据通信装置。一无线电收发机可结合或代替该传送器被使用。

PCB 60包括一电池以用作电源。在特定的实施例中，电池68可用一种锂电池或其它长效电源，以便有利于长寿命、免维护地工作。在包括有害的或难以达到的地点的应用情况，结合远程报告使用一长效电源可提供明显的好处。注意：电池68可安装在外壳20里的许多位置上。

装置10具有许多特点。例如，压力数据可在压力装置上提供并从压力装置远距离地提供。因此，现场工作人员可在压力装置上测定压力数据，并且压力数据也可送到一远距离的地点。这样允许压力数据的方便的检查和监控。另外，远程监控对于危险的或难以达到的地点会是重要的。在某些实施例中，装置100对于EMI/RFI兼容性可被CE认可，以及可适用于1级、1段(Div)有害地点使用。此外，由两个不同的换能器的压力测量便于压力数据的证实并允许在一个换能器失效后的备用。作为又一个实例，若干无线发送元件可被包含到一压力测量装置的一标准形式因素中，这样可提供制造效率。另外，它可提供商业的优点，如通过仓储控制节省开支。

图3A—E表示了一压力测量装置100。图3A表示了装置100的一立体图，图3B表示了该装置100的一侧视图。图3C—D是装置100的端视图，图3E是沿着图3D中的剖面线E—E的一剖面图。装置100对于EMI/RFI兼容性可被CE认可，以及可适用于1级、1段(Div)有害地点使用(即，真正地安全)。

装置100包括一具有一第一端112和一第二端114的外壳110。第一端112包括一测压力的入口113，第二端114包括一半透明窗119以方便于一红外链接(IR link)160。在特定的实施例中，外壳110大约为5英寸长，直径为3英寸；在其它实施例中，它可有任何合适的尺寸。

在第一端112有一接头115连接于(如通过焊接)一管接头凸缘116。该凸缘116含有方法学方面的设计以便接口电子件的支撑(下面将会讨论)。然后，该凸缘通过一平垫圈117，或O形密封圈和螺钉118连接于可是非金属的外壳110。在另一实施例中，可用一与外壳螺纹相配的有螺纹的凸缘。

入口113与外壳110内的一压力传感器120流体连通。压力传感器120固定于(如利用螺纹连接或焊接)压力接头115并输出表示通过在压力接头115里的入口113施加于传感器的压力的一电信号。因此，压力传感器120将入口113的压力变换为一电输出，这类似于图1中的压力传感器30。

压力传感器120连接于一主(host)PCB 130。连接于该主PCB 130的是一发送器PCB 140。一个可为任何合适类型的红外LED 150位于外壳110的第二端114并电连接于发送器PCB 140。

PCB 130包括一处理表示压力大小的信号的处理器132。该处理器例如可产生一对应于压力的代码和/或包括第二压力数据，如异常报告。预先确定的异常情况，如“低压力”和“高压力”，可与预先规定的脉冲代码相关联。该处理器可具有程控以指示该异常情况，如设定或清除一靶。然后，可将压力数据(如压力读数和次要的数据)利用LED通过一系列脉冲无线地发出。主PCB 130也包括一长寿命的电源134，如一锂电池。

在特定的实施例中，主PCB 130从压力传感器120接受一低电平或一高电平输出(如300毫伏至大约2伏)，进行信号的模—数转换，然后在将信号通过电磁波发送给一适配的接收器之前处理被数字化了的信号。该接收器然后将数据传给一遥控的发送单元(RTU)，用于上载给一建立的系统或通过串行传送将数据直接传给一计算机或本地系统。还有一种可选择的是在装置100以例如一数字显示的形式在本地指示该压力。

为了发送脉冲(如一系列长的和短的闪烁)，发送器PCB 140包括一处理器142，该处理器可由储存在存储器里的程控来控制。针对一对应于一被探测的压力的脉冲频率，该程控可例如搜索一数据库，该数据库也可储存在存储器里。例如，该程控能对一从一微处理机收到的代码搜索一数据库。该代码会有一相关的脉冲频率，处理器142会使LED 150按照该脉冲顺序发送一红外信号。然后，红外链接160将这个压力数据带给一传统的红外接收器，以便译码。

在特定的实施例中，发送器PCB 140可包括一红外数据关联(IrDA)接口。该IrDA接口可允许在装置100与一外部的单独的计算机之间双向无线发送数据。该IrDA接口例如可确定与来自处理器132的压力数据相关的脉冲频率。另外，一外部计算机可被使用以通过链接160为装置100程控。该IrDA接口是有利的，因为它可被实施而不必使外壳带一孔，对于一个用于另一类型的接口如一RS—232接口的外部接头会需要该孔。另外，通过将一程控装置设在接收孔的邻近处，减轻对准问题，可使该程控装置与该接口彼此联络。注意：能使用一RF无线电收发机，以便在有些实施例中对处理器132程控。

图4A—4D表示了PCB组件400的一实例。图4A是PCB组件400的一正视图。图4B是PCB组件400的一后视图。图4C是PCB组件400的一端视图。图4D是PCB组件400的一测视图。PCB组件400可用于图1的压力测量装置、图3的PCB组件400、或任何其它合适的压力测量装置。

PCB组件400包括一主PCB 410和一发送器PCB420。组件400由一固定在主PCB420上的一锂电池430供电，该电源在发送频率为每分钟一次的情况下可持续使用6个月至2年。因此，在一有害的环境里进行免维护操作能延长使用期限。所以，该组件、也许整个压力测量装置(组件是其中的一部分)不会需要外部动力源。

主PCB410包括一A/D变换器412和一微处理器414。A/D变换器412可操作地接受来自一压力换能器的一信号并将其数字化。该信号会被过滤并保护其免受EMI/RFI干扰的影响。A/D变换器412的操作特性，如适时修正的速率和输入选择，可通过一串联的接口进行程序化。例如，A/D变换器412可通过一串联的接口从微处理机414进行调整，以容纳来自不同类型的压力换能器的不同的输出电压值，这些换能器可从一恒定电压或恒定电流源被激发。

微处理器414可具有多种功能。例如，该微处理器可从A/D变换器412阅读原始的被数字化的压力信号并也能控制A/D变换器412。另外，微处理器414可补偿该数字化信号以修改非线性度和温度系数。

微处理器414还控制供给A/D变换器412以及一压力测量装置的大多数(如不是所有)其它电子仪器的功率。因此，微处理器414可通过将PCB组件400，或可能的话甚至将整个压力测量装置，放置于睡眠或在一低动力模式，并以若干可程控的时间间隔唤醒各元件，得以节省动力。

微处理器414可另外根据可程控的压力设定值控制压力数据的无线发送的频率。例如，该装置可以一标定频率传送压力数据直到被感测的压力超过或降到可程控的警告压力值之下这样的时刻。在那个时刻，发送频率会按照程序增大或减小频率。如果被感测的压力超过或降到这些警告值之下，那么，会达到一警告状态，在该状态发送频率会再增大或减小。当被感测的压力回到标定值，发送频率会回到它们的以前的设定值。表2表示了一典型的发送频率方案。总的说来，该处理器输出可包括任何合适类型的与压力有关的数据和/或任何合适的有关压力测量装置的信息。

表1

 

压力值(P)	发送频率(赫兹)
		P《X	1.000
P<X	0.100
		X<P<Y	0.017
P>Y	0.100
		P》Y	1.000

微处理器414也可在一串联的IrDA链接里监控和传递。另外，微处理器414可将压力数据“数据—记录”到一机载存储器中，该机载存储器可例如包括随机存取存储器(RAM)、可电擦除、可程控的只读存储器(EEPROM)、光盘只读存储器(CD—ROM)，和/或任何其它合适的易失或非易失的信息储存装置。

微处理器414可进一步将压力数据送到一数字显示器以作本地压力指示。该压力数据可以一串行方式发送，该显示器可以一低功率方式工作。

组件400和一压力测量装置(组件400是该装置的一部分)的各方面的控制可通过一红外数据关联(IrDA)接口419维持和程控。该IrDA接口419提供了在微处理器414与一用一软件应用程序(software utility)加载的外部计算机之间的一双向、串行通信链路(serial communication link)。

可通过一RS-232链路连接于一IrDA变换器的外部计算机可使用这个软件应用程序以产生多个功能。这些功能可包括轮询一压力测量装置的信息、根据被感测的压力改变发送频率和/或COM端口选择。还有许多警告范围和报警范围，每个用它自己的可程控的发送间隔和一标定的发送频率建立。各警告范围和报警范围是异常报告的一个实例。此外，各功能能建立压力检查、发送和IrDA唤醒速率。另外，该应用程序能进行各元件的诊断。各功能可依赖于和/或结合于在IrDA接口419现有的功能建立。

IrDA接口419可通过该软件应用程序也可用于控制该装置(组件400是其一部分)的刻度和校核。例如，可进入一满刻度压力值，零压力被引入压力传感器，在一实用屏上点击一零按钮。这个动作使诸读数待被校正为零，以及，使微处理机414回答该单元(unit)已被置零了。然后，压力传感器被引入满刻度压力，在一实用屏上的一满刻度按钮被点击。显示了满刻度值，该微处理机回答该单位已被在满刻度校核了。

A/D变换器412也可通过IrDA接口419建立。通过该接口，一用户可程控决定可使用该A/换能器D变换器的哪些输入、取决于所使用的传感器技术的所需要的内部增益(gain)、换能器的变换时间和/或A/换能器D变换器工作的其它技术方面。另外，可以设定压力数据用的刻度因素以及被选择的压力读数用的工程单位。

发送器PCB 420包括任何用于无线发送和/或接收信息的合适的元件。一种合适的发送器PCB可从美国路易斯安那州新奥尔良市的AXONN公司获得。

图5表示了一个典型的压力测量装置500。该装置类似于图1的装置10。然而，该装置500不是使用一压电传感器来产生一电输出，而是使用了运动—响应电流产生/检测接收技术。这种技术的一个实例是涡流感测。美国加利福尼亚州San Bernadino市的LZT Technology公司现有合适的涡流感测构件。

如图所示，压力测量装置500包括一响应于入口502处的压力变化的Bourdon管504。一感应靶506连接于该Bourdon管502，可能通过一运动，使Bourdon管504位移致使靶506正比于在入口502感测到的压力的变化发生平移。如图所示，靶506是一U形的金属模压片，其尺寸可包绕在一PCB 508的边缘的四周。但是，靶506可以具有任何其它合适的构形。PCB 508用螺钉510支撑在相对于压力测量装置的外壳的一固定的位置，并包括一对感应线圈509和其它连动杆(trace)。靶506相对于这对感应线圈的运动影响了电路里的感应平衡。如此，入口502处的压力变化被变换为一电输出。在某些实施例中，该输出会是4—20毫安。如同装置10，该电输出然后被处理和无线传送到一远程地点。

装置500具有许多特征。例如，该装置提供一有效的结构以将压力变换为一能被传递到一遥控的地点的电输出。另外，该结构可在一标准的压力表上容易地实施，能减少制造成本和能允许被改型。另外，装置500对于EMI/RFI兼容性可被CE认可，以及可适用于1级、1段(Div)有害地点使用(即真正地安全)。

图6A—B表示了一典型的压力测量装置600。如图所示，该压力测量装置600是一数字压力表。图6A表示了压力测量装置600的一立体图，图6B表示了该装置600的一剖面图。

装置600包括一支撑一压力接头620的外壳610，该接头允许待测的压力被引入该装置。装置600还包括一PCB 630，它包括一用于处理一表示在接头620处被引入的压力的一信号的处理器632和一用于产生与该信号对应的一无线传递的无线电收发机634。也就是说，收发机634可产生表示在接头620处被引入的压力和其它与压力有关的数据的无线传递。PCB 630可类似于图4中的PCB组件400，该信号可由一压电传感器形成。

装置600另外包括一显示器以明示出该装置与压力有关的数据。显示器600还可显示装置状态信息(如开/关、发生/接收等)。显示器640例如可是一液晶显示器(LCD)。

装置600还包括许多可与处理器632相互作用的元件。位于显示器640附近的是多个功能键650。使用功能键650，一用户可向处理器632询问另外的与压力有关的数据，如压力设定值或异常报告，装置状态，或任何其它合适的信息。在有些效实施例中，一用户甚至可使用键650对处理器632程控。在显示器640上可显示与这些相互作用有关的信息。还可使用键650打开和关闭显示器。当一使用者不是正在观察装置600时可节省电能。在有些实施例中，键650可是按钮、拨号盘、触墊，或任何其它合适的用户输入装置。装置600对于有害的1级、1段地点，如上游气井头部(upstream gas well head)使用场合会是安全的。

装置600还包括一电气接头660，该接头可例如是一Heyco接头。通过电气接头660，处理器632可接受离散状态的输入和/或输出脉冲累积信息。例如，离散状态的输入可是触点闭合输入(contact closure input)，该触点闭合输入从一外部源，如发出在一气井头部存在一“柱塞现象(Plunger Event)”的信号的磁性开关触点闭合来探测开关闭合。作为另一实例，该接头和处理器会计算从一外部源如一气体表收到的诸多脉冲。此外，其它信息可输入处理器632，以便由无线电收发机634发送。例如，来自另一测量装置(例如一温度测量装置，如一电阻温度装置或一热电偶)的信息可输入并发送。这些测量也会是真正安全的。

装置600还包括一开关670。开关670控制无线电收发机634的功率状态。因此，装置600可防止无线发送信息。当一用户使用各功能键650正为处理器632程控时开关670是有用的。在其它实施例中，开关670可是一按钮、一拨号盘，或任何其它合适的用户输入装置。

注意：开关670和功能键650使可独立控制提供本地的和无线的压力数据的诸元件的开/关功能。如此，装置600可从本地、远距离，或从本地以及远距离提供压力数据。但是，在其它实施例中，通过一输入元件或一类输入元件可实现独立控制。

在特定的实施例中，装置600和包括或多或少的和/或不同排列的诸元件。例如，装置600可包括一专用的可视指示器(如一LED)和/或一听觉指示器(如一扬声器)以表示该装置的状态。作为另一实例，装置600可包括一IrDA接口用于为处理器632程控。作为又一个实例，装置600不包括显示器640、诸按钮650、电气接头660和/或开关670。装置600对于EMI/RFI兼容性是被CE认可的，以及，会适用于1级、1段(Div)有害地点使用(即真正地安全)。

图7图示了压力测量装置的一操作过程700。该过程700可由类似于图1中的装置10、图3中的压力测量装置100、图5中的压力测量装置500、图6中的压力测量装置600的一压力测量装置，或任何其它合适的压力测量装置来执行。

该过程开始时等待感测一入口的压力(决定方块704)。一旦感测到压力，该过程继续将感测到的压力转换为一电信号(功能方块708)。该压力被例如一压电—电阻装置转换为一电信号。该过程还要求将感测到的压力转换为一可视指示(功能方块712)。这种转换可例如由以下进行：1)带一转动连接的指针的一Bourdon管；2)确定一电信号的值，用一符号代表该值并显示该符号；或3)任何其它合适的技术。该可视指示可在压力测量装置显示。

该过程在功能方块716继续以根据电信号产生特征数据。通过将该信号的一属性与一信号属性表对照并确定与该属性相关的一特征，就可例如产生这些特征数据。表1提供了这样的一个实例。

该过程继续以确定是否发生了压力范围的一个变化(决定方块720)。通过对照该信号的大小和某些设定值，就可例如作出这个确定。表1的第1列提供了诸压力设定值的一个实例。如果该压力改变了范围，该过程就要求调节压力数据发送频率(功能方块724)。例如，如果该压力已从一标定值变化到一高压力值，发送频率就会被从每分钟1次调节到每十秒钟1次。另外，如果压力达到一很高的值，发送频率会被调节为每秒1次。也可使用其它压力范围和发送频率。

在调节了发送频率后或如果压力范围没有变化，该过程就继续以确定是否到了发送压力数据的时刻(决定方块728)。发送时间部分地由发送频率确定的。如果未到发送时间，则该过程就返回以检查附加的压力感测(决定方块704)。

但是，如果是发送压力数据的时刻到了，该过程就要求发送一表示压力数据的无线信号(功能方块732)。该无线信号可用IR或其它电磁方式发送，数据可通过脉冲调制或其它合适的技术送出。该数据可包括电信号大小、特征数据、新的发送频率或任何其它合适的与压力有关的信息的一个表示。

该过程还要求在决定方块736确定是否包含操作调节的一传送已被收到了。该调节会与例如压力设定值、发送频率和/或任何其它合适的操作参数有关。如果这一个发送已被收到，该过程就要求在功能方块740调节操作。调节操作会例如包括改变对一处理器的指令或在一表中的数据。在对操作进行了调节后，或如果这一发送尚未被收到，该过程就要求返回以检查附加的压力感测(决定方块704)。

尽管图7表示了一压力测量装置的一过程，用于一压力测量装置的其它过程可包含或多或少和/或一种不同设置的操作。例如，某些过程可不要求将被感测的压力变换为一可视指示、产生特征数据、调节发送频率和/或接收一操作调节传送。作为另一实例，一过程可要求保存压力数据直到达到发送时间。作为又一实例，产生特征数据发生在电信号形成之后而在无线信号发送之前的任何时刻。作为再一个实例，可在任何时间完成对是否已被收到一操作调节传送的确定。作为还有一个实例，一过程可要求提供一操作模式的一可视指示。使用一具有两个LED的LED指示器可实现这一点，其中，一个LED指示开/关，另一个指示发送/接收。作为还有一个实例，一过程可要求进入一节电模式。作为又一个实例，一过程可包括接收外部产生的数据并发送该数据用作部分的无线信号。

图8表示了一压力测量装置的实例的诸元件800。元件800包括一压力换能器810、一处理器820和一无线电收发机830。压力换能器810是可操作地感测压力和产生一表示压力的电信号。压力换能器810可例如是一压电传感器。处理器820是可操作地接收该信号，分析该信号，并产生一压力换能器信号的信号表示。处理器820例如可通过确定一组表示压力换能器信号的脉冲来实现这一点。处理器820还可确定其它与压力有关的数据，如异常报告。为执行这个操作，处理器820可具有在其内编码并储存在与其关联的存储器内的指令。收发机830响应于无线发送处理器信号。该传送可表示由该压力换能器感测的压力以及其它与压力有关的数据。

元件800还包括若干用户接口装置—一用户输出装置840和一用户输入装置850。用户输出装置840是可操作地将信息(有关压力、装置或其它)展示给该压力测量装置的一用户。该信息可以可视、可听、可触觉的或其它合适的格式展示。用户输入装置850是可操作地探测来自该装置的一用户的指令。用户输入装置850可包括一按钮、一键盘、一触摸屏、一笔、一话筒和/或任何其它合适的装置。处理器820通常负责对指令的响应。

尽管图8表示了一压力测量装置的诸元件，其它压力测量装置可包括或多或少和/或不同设置的诸元件。例如，一压力测量装置可不包括一用户输入装置和/或一用户输出装置。作为另一实例，一压力测量装置可包括在压力换能器810与处理器820之间的一A/换能器D变换器和/或一连接于处理器820的存储器。

图9表示了一个用于为一压力测量装置程控的系统900。为了给一压力测量装置程控，系统900使用了IR信号。系统900可特别用于为一压力表程控。

系统900包括一IrDA适配器910和该适配器用的一保持架920。适配器910和保持架920包括多个孔、多个IR发送窗和/或其它通过其可发送信号的结构。保持架920还包括一孔922，当发送时通过该孔适配器910的一LED状态灯可闪亮，以便用户可确定该适配器的状态。适配器920可是任何合适的IrDA适配器，在特定的实施例中可是一IrDA串行的COM端口(port)，它由美国加利福尼亚州的ActiSys公司制造。保持架920可例如由一种适合的塑料例如聚碳酸酯模制。

系统900还包括用整体双头螺柱/螺母固定的一真空罩930组件。该组件930可是一种由美国宾夕法尼亚州的Adams公司提供的类型。

在操作时，一用户组装保持架920和真空罩组件930，并将适配器920插入保持架920中。保持架920可包括一握紧适配器910用的装置。该握紧装置可例如是在开孔里的一条Velcro带，以当适配器910被完全插入保持架920中时进一步固定该适配器。用户将保持架920的传递结构(trasmission construct ofholder)定位在该压力测量装置的接收结构(receiving construct)的附近。在一些特定的实施例中，该接收结构可是在一拨号盘上的一通孔，传递结构的定位是通过将组件930压向外壳窗口而实现的，该外壳窗口可是作为压力表上的标准出口(standard issue)的一透明窗。由于用户通常破坏掉组件930的真空吸盘(vacuum grip)并储存该组件以备将来再使用，组件930可连接于在一临时的底座上的外壳(例如，只要它将传送器构形)。

一旦到位，IR脉冲通过适配器910和组件930的传送结构发送给外壳的接收结构。诸信号可能在通过在外壳的中部上的多个成一线的孔之后到达位于图2中的主PCB60的正面的IrDA收发机。

上面讨论过的压力测量装置特别可用于各种不同的使用场合。例如，它们可用于井头部(well head)。作为另一实例，它们可用于难以进入的有害的环境或场所。

尽管图示和讨论了特定的实施例和使用，可以理解的是，本发明并不限制于本文揭示的精确的结构和组成，从上述的描述看出，做出各种增加、删除、替换和/或修改会是明显可取的，并不离开如所附的诸权利要求限定的本发明的精神和范围。

Claims (37)

1.一种测量压力用的装置，该装置包括：

一外壳，它包括一入口；

一换能器，它连接于该外壳上的该入口以产生一表示入口的压力的电信号，该换能器包括：

一Bourdon管，它连接于所述入口，以响应于入口压力而精确地移动，

一感应靶，该感应靶连接于所述Bourdon管，该感应靶响应于所述Bourdon管的移动而运动，以及

一涡流传感器，该涡流传感器定位得能感测感应靶的运动，并响应于感应靶的运动而产生电信号；

一数据传送装置，它连接于外壳里的该换能器以传送一对应于电信号的无线信号，从而远距离地提供压力信息；以及

一可视指示器，该可视指示器连接于外壳上的入口以指示入口的压力，从而在本地和远距离地提供压力信息，

其中所述可视指示器包括：(i)一旋转轴，它连接于Bourdon管以响应于Bourdon管的位移而转动；以及(ii)一指针，它连接于该旋转轴以指示压力值。

2.如权利要求1的装置，其特征在于，

所述涡流传感器包括一感应线圈，它被定位得能感测感应靶的运动，响应于该靶的运动而产生电信号。

3.如权利要求1的装置，其特征在于，数据传送装置包括一红外发送器。

4.如权利要求1的装置，其特征在于，所述测量压力用的装置还包括一处理器，该处理器连接于所述换能器和所述数据传送装置，所述处理器可操作地接纳电信号并产生一信号，该产生的信号包括对应于该电信号的压力信息。

5.如权利要求4的装置，其特征在于，处理器可操作地根据表示入口压力的信号产生压力特征数据，其中，特征数据被作为无线信号的一部分而送出。

6.如权利要求5的装置，其特征在于，特征数据包括根据入口压力的警告。

7.如权利要求4的装置，其特征在于，处理器可操作地控制传送压力信息用的频率。

8.如权利要求7的装置，其特征在于，处理器可操作地根据诸压力数据设定值控制传送压力信息用的频率，该频率响应于横越一压力数据设定值的压力而改变。

9.如权利要求4的装置，其特征在于，处理器可操作地将自身和其它的电子元件置于一节电模式中。

10.如权利要求4的装置，其特征在于，处理器可操作地补偿被感测的压力的非线性。

11.如权利要求4的装置，其特征在于，处理器可操作地补偿被感测的压力的温度系数。

12.如权利要求4的装置，其特征在于，所述测量压力用的装置还包括一连接于处理器的红外数据关联接口，其中，处理器可通过该接口远距离被程控。

13.如权利要求12的装置，其特征在于，可对处理器程控以改变诸压力数据设定值。

14.如权利要求4的装置，其特征在于，所述测量压力用的装置还包括连接于处理器的多个从外部可达的接线端。

15.如权利要求14的装置，其特征在于，处理器可操作地通过诸接线端接受一离散的状态输入。

16.如权利要求14的装置，其特征在于，处理器可操作地通过诸接线端输出脉冲累积信息。

17.如权利要求1的装置，其特征在于，所述测量压力用的装置还包括在外壳上的一可视的指示器以指示操作模式。

18.如权利要求1的装置，其特征在于，所述测量压力用的装置还包括一数据传送装置的“开/关”开关。

19.一种测量压力用的装置，该装置包括：

一外壳，它包括一入口；

一换能器，它连接于该外壳上的该入口以产生一表示入口的压力的电信号，该换能器包括：

一Bourdon管，它连接于外壳中的该入口以响应于入口压力而精确地移动；

一压电型传感器，该传感器连接于外壳上的入口以产生一表示入口的压力的电信号；

一数据传送装置，它连接于外壳里的压电型传感器以传送一对应于电信号的无线信号，从而远距离地提供压力信息；以及

一可视指示器，该可视指示器连接于外壳上的入口以指示入口的压力，从而在本地和远距离地提供压力信息；

其中所述可视指示器包括：(i)一旋转轴，它连接于Bourdon管以响应于Bourdon管的位移而转动；以及(ii)一指针，它连接于该旋转轴以指示压力值。

20.如权利要求19的装置，其特征在于，所述测量压力用的装置还包括一处理器，该处理器连接于换能器和数据传送装置，所述处理器可操作地接纳电信号并产生一信号，该产生的信号包括对应于该电信号的压力信息。

21.如权利要求20的装置，其特征在于，处理器可操作地根据电信号产生压力特征数据，其中，特征数据被作为无线信号的一部分而送出。

22.如权利要求20的装置，其特征在于，处理器可操作地控制传送压力信息用的频率。

23.如权利要求22的装置，其特征在于，处理器是可操作地根据诸压力数据设定值控制传送压力信息用的频率，该频率响应于横越一压力数据设定值的压力而改变。

24.如权利要求20的装置，其特征在于，处理器可操作地将自身和其它的电子元件置于一节电模式中。

25.如权利要求20的装置，其特征在于，处理器可操作地补偿被感测的压力的非线性。

26.如权利要求20的装置，其特征在于，处理器可操作地补偿被感测的压力的温度系数。

27.如权利要求20的装置，其特征在于，所述测量压力用的装置还包括一连接于处理器的红外数据关联接口，其中，处理器可通过该接口远距离地被程控。

28.一种在一压力测量装置上操作的方法，该方法包括：

利用一Bourdon管感测一外壳的一入口的压力，该Bourdon管连接于所述入口，以响应于入口压力而精确地移动；

将被感测的压力变换为一可视的壳体处的压力指示，以在本地提供压力信息，这是通过(i)将该被感测的压力变换为一个机械位移，以及(ii)将该机械位移传递给一指针而实现的；

使一感应靶响应于所述机械位移而运动；

利用一涡流传感器来感测所述感应靶的运动；

将感测到的运动变换成一电信号；以及

从外壳发送一对应于电信号的无线信号，从而还能远距离地提供压力信息。

29.如权利要求28的方法，其特征在于

利用一涡流传感器来感测感应靶的运动的步骤包括利用一感应线圈来感测感应靶的运动。

30.如权利要求28的方法，其特征在于，发送一无线信号包括发出若干红外辐射脉冲。

31.如权利要求28的方法，其特征在于，它还包括：

根据电信号产生用于被感测的压力的特征数据；以及

将特征数据作为部分的无线信号发出。

32.如权利要求28的方法，其特征在于，它还包括：控制送出压力信息用的频率。

33.如权利要求28的方法，其特征在于，它还包括将各电子元件置于一节电模式中。

34.如权利要求28的方法，其特征在于，它还包括：

接收表明操作调节的无线信号；以及

调节压力测量装置的操作。

35.如权利要求28的方法，其特征在于，它还包括：

接收外部产生的数据；以及

将这些数据作为无线信号的一部分发出。

36.如权利要求28的方法，其特征在于，它还包括在外壳上提供一操作模式的可视的指示。

37.一种测量压力用的装置，该装置包括：

一外壳，它包括一入口；

一Bourdon管，它连接于入口以响应于入口压力而精确地移动；

一旋转轴，它机械连接于Bourdon管以响应于Bourdon管的位移而转动；

一指针，它连接于该旋转轴以指示压力值；

一感应靶，它连接于Bourdon管以响应于Bourdon管的位移而运动；

一涡流传感器，它被定位得能感测感应靶的运动，并响应于该靶的运动而产生一电信号；

一模—数变换器，它连接于涡流传感器，该模—数变换器可操作地接收电信号并产生一数字信号；

一微处理器，它连接于模—数变换器，该微处理器可操作地：

接收数字信号；

补偿被感测的压力的非线性；

补偿被感测的压力的温度系数；

根据被补偿的信号产生压力特征数据；

确定是否应当调节传送压力信号用的频率；

如果应当调节该频率，就调节该频率；

确定是否到了传送压力信息的时刻；

如果到了传送压力信息的时刻，产生一包括压力信息的信号，以及

将其自身和其它电子元件置入一节电模式；

一连接于微处理器的红外数据关联接口，其中，通过该接口可远距离程控微处理器；以及

一红外无线电收发机，它连接于微处理器以发送一表示由微处理器产生的包括压力信息的信号的无线信号，从而在本地和远距离地提供压力信息。

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