CN103575458B - 差压/压力变送器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种差压/压力变送器，其对压力检测用的隔膜的腐蚀破损情况自动地进行检测。其特征在于，包括：压力检测部，其具有第1隔膜，第2隔膜，及位于它们中间并充填有绝缘性液体、且在侧面设有一对电极的绝缘性液体封入部；以及破损状态检测部，其将电位外加在所述电极上对所述绝缘性液体的电传导度进行测量并对隔膜的破损进行监视。

Description

差压/压力变送器
技术领域
本发明涉及一种差压/压力变送器，尤其涉及一种安装在有被测定(过程)流体流动的配管等中的压力检测部的隔膜结构。
背景技术
在石油、石油化学、化学工厂设备等中，为了测定过程流体的流量、压力、液位、比重等而采用的差压/压力变送器，在过程流体为高温、高粘度、腐蚀性、凝固性的流体的情况下，采用所谓远程密封型差压/压力变送器，其通过封入有用于压力传递的封入液的毛细管来连接形成压力检测部的受压器和变送器主体，由受压器的接液隔膜承受过程流体压力，通过封入液将该接液隔膜的位移引导至变送器主体。在采用远程密封型差压/压力变送器的情况下，将凸缘安装在作为被测定对象物的槽罐及配管上，用该凸缘和安装凸缘将受压器夹入，通过多根安装螺栓将安装凸缘固定在凸缘上(专利文献1)。
如该专利文献1所示，在由这种结构构成的远程密封型差压变送器中，对各受压器的接液隔膜分别施加过程流体的低压侧和高压侧的压力时，接液隔膜就会位移，该位移通过封入液传递至变送器主体，通过利用半导体压力传感器将此时的差压转换成电信号并进行运算处理，就可以对过程流体的流量进行测定。再者，以上的说明是对差压变送器进行的，但对于压力变送器可以说也是完全相同的。因此，在本发明中，将两变送器总称为差压/压力变送器。
在专利文献2中，示出了以下这样的隔膜结构的发明：由于这种接液隔膜有时会因过程流体而产生腐蚀、膨胀进而破损的情形，因而将隔膜做成二重结构，并在相互重叠的隔膜上形成电路，利用检测电流对隔膜的破损进行早期地检测。
因此，一种差压/压力伝送器，具有：能够将来自过程的压力传递给借助隔膜的压力传递液体的压力传递部、和将该传递液体的压力转换成电信号并对来自过程的压力进行检测的压力检测单元，压力传递部包括：在使面对过程侧的过程侧隔膜与面对压力传递液体的接液侧隔膜相接触的状态下相向配置，且在相互面对面配置的部位设有电接点的过程压力检测单元，和对过程侧隔膜与接液侧隔膜的电接点的接触状态进行检测的隔膜破损检测单元。
现有技术文献
专利文献
专利文献1日本特开平09-189634号公报
专利文献2日本特开2002-156301号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献2的发明中，使两重隔膜重叠，在其中心分别设电极并相向。虽然通常是在该接点接触的，但如果破损等的话，则接点分离隔开并检测到断线。为此，为了将电极安装在薄板隔膜上就必须进行细腻的设计制作。
但是，隔膜的厚度通常为数十微米左右，在其上面设电极等是很难的。如果将电极设在隔膜上的话，将会对隔膜施加应力，而导致隔膜本来的受压特性变差。另一方面，如果电极做得太薄的话，电极也有可能因隔膜的动作被切断。
因此，本发明是以不将电极设在隔膜上就能对隔膜的破损进行检测作为要解决的问题的。
用于解决课题的手段
本发明的差压/压力变送器，其特征在于，包括：压力检测部，其具有间接地承受过程流体的压力并将压力进行传递的第1隔膜，直接承受过程流体的压力的第2隔膜，及位于第1和第2隔膜的中间的、被充填绝缘性液体且在周围设有一对电极的绝缘性液体封入部；以及破损状态检测部，其将电位外加在所述电极上对所述绝缘性液体的电传导度进行测量并对隔膜的破损进行监视。
另外，本发明的特征在于，作为下位概念，将绝缘性液体设为硅油或者氟油进行封入。
发明的效果
这样，根据本发明，在直接面对过程流体的第2隔膜有破损的情况下，可以利用检查绝缘性液体量的电极对过程流体与绝缘性液体的混合而引起的绝缘性液体的电传导度的变化进行电气检测。
或者在即使没有达到破损那样的程度，但因氢气透过而膨胀的情况下，由于绝缘性液体的电传导度变化，所以同样地可以进行检测。
而且，根据本发明的这种结构，还具有当第2隔膜变形时，通过仅对该隔膜部进行更换就可以将该变送器再利用的效果。
附图说明
图1是本发明的差压/压力变送器的压力检测部的立体图。
图2是本发明的差压/压力变送器的压力检测部的（安装配管时的）截面图。
图3是本发明的差压/压力变送器的变送器主体的运算部。
具体实施方式
（1）图1中示出了涉及本发明的实施方式的压力检测部的概要。对本发明所涉及的各结构要素进行说明，但由于其以外的结构与现有技术相同，所以适当地进行省略。
首先，1是指压力检测部的整体。其中，3是受压器。受压器3包括在一侧面上设有第1隔膜10的壳体4。第1隔膜10通过焊接被固定在该壳体4上。壳体4的外周面取具有用于安装多根螺栓7的孔的形状。
并且，第1隔膜10里侧室受到的压力通过封入于毛细管5内的压力传递用的封入液，一直相连至变送器主体(图外)。封入液为硅油等。
另一隔膜，即第2隔膜20是面对过程流体的。也是圆盘形状的隔膜，其承受作为被测定对象的过程流体的压力。可以说意思是第1隔膜为基础隔膜，第2隔膜为附加隔膜。
并且，30是绝缘性液体的封入部，是对在第1和第2隔膜之间传递压力的液体的状态进行检测的本发明的主要部分。该封入部30是取与第1、第2隔膜形状对应的环状的形态的中空的金属部件。这是在制造本压力检测部的时候（安装了电极31之后），用受压器3的第1隔膜10和第2隔膜20夹住焊接固定之后，将绝缘性的液体封入的。由于中空的内部被该液体所充填，所以第2隔膜20所受的压力借助绝缘性液体传递至第1隔膜10。
该封入部30中，至少有一对电极31安装在金属部（中空环的周围）上。
电极31可以是导电性材质的金属、碳等。电极31适当压入并固定在设于金属部的电极安装孔中。在安装孔的外侧周边部施以由例如橡胶、聚四氟乙烯、氟树脂等绝缘材料组成的衬垫。只要能取得与金属部的绝缘，不论为何形状均可。虽然也可以是贯穿金属部内部的形状，但必须是由绝缘材料构成的密封件。当然电极31的突出端必须与绝缘性液体接触。
再者，电极不限于一对，也可以设多对电极。
其次，图2以截面图示出了压力检测部1实际被安装在配管4上的状态。
4是配管，过程流体在配管中流动。用安装螺栓7将第2隔膜20、绝缘性液体封入部30以及包括第1隔膜10的受压器3一体地固定在凸缘8上，以使本发明所涉及的压力检测部1通过喷嘴6与凸缘8连接。从电极31将其引出线32配线至变送器主体部。
（2）接着，参照图3，从电气方面对本发明的结构进行说明。
首先，2表示变送器主体的运算部。是将压力转换成电信号的转换器。
通常结构的MPU51、存储器52、输出接口53、显示器54等与公知的没有差别。输出接口53也可以是DC4-20mA、HART通信、其他无线通信等，是将测量到的压力值进行变送输出的接口。该测量值是指过程流体的压力值（PV），从所述毛细管5所传递的压力由受压处理部50进行处理，以使用适当的压电效应元件转换成电信号。
接着，对第2隔膜20的破损状态检测部40进行说明。从放大器41通过电极引出线32将规定的电位外加给电极31。绝缘性液体为硅油、氟油等，通常电阻值为无限大，反馈电流为0。
反馈电流流入规定的阻抗元件42，因此，将产生的电压用A/D转换器43转换成数字值，并由MPU51进行监视。这是时常执行还是适时地间断地进行是任意的。
另外，如果第2隔膜20破损了等情况下，过程流体和绝缘性液体就会在绝缘性液体封入部30内进行混合。其结果，该液体的电传导度（导电率）将上升。这是由于腐蚀性的过程流体具有离子成分的缘故。
MPU51对该值进行观察，来捕捉该值超过了规定的阈值或者有上升倾向等变化率并检测出隔膜20破损了。
在这种情况下，通过输出接口53，将信号变送至上位系统(图外)、或者、在显示器54上警告显示该情况，以使过程的管理人员察觉，并进行隔膜的修理更换。
破损状态检测部40的电路结构除了例示的以外，也可以由零内阻安培计构成。
再者，本电路也可以从电源系統绝缘，或加上齐纳屏障或者限流电阻等，设计成本质安全防爆结构。
另外，运算部2虽然以远离压力检测部1的远程密封型的部件为中心进行了说明，但本发明的实施并不限于此。应该理解的是：也可以不是远程的而是变送器主体靠近压力检测部的类型，毛细管5、电极引出线32的长度等根据其适用而适当地缩短等。
符号说明
1压力检测部
2变送器主体的运算部
3受压器
4凸缘
5毛细管
8凸缘
10第1隔膜
20第2隔膜
30绝缘性液体封入部
31电极
32电极引出线
40破损状态检测部
41放大器
42反馈阻抗
43A/D转换器
50受压处理部
51MPU
52存储器
53输出接口
54显示器。

Claims (2)

1.一种差压/压力变送器，其特征在于，包括：
压力检测部，其具有间接地承受过程流体的压力并将压力进行传递的第1隔膜，直接承受过程流体的压力的第2隔膜，及绝缘性液体封入部，所述绝缘性液体封入部为中空体，位于第1和第2隔膜的中间，被充填绝缘性液体且在周围设有与所述绝缘性液体接触的一对电极；
破损状态检测部，其将规定的电位外加在所述电极上对所述绝缘性液体的电传导度进行测量，并根据测量到的电传导度，对导致过程流体混入所述绝缘性液体封入部的第2隔膜的破损进行监视；
变送器主体，其与所述压力检测部分离；以及
毛细管，其被连接在所述压力检测部与所述变送器主体之间，封入有封入液，所述封入液将第1隔膜受到的压力传递至所述变送器主体。
2.根据权利要求1所述的差压/压力变送器，其特征在于，所述绝缘性液体为硅油或者氟油。
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