CN103842789B - 可取回的压力传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于原位测量管道/室中的过程流体（3）中的压力的可取回的压力传感器。压力传感器包括压力传送装置（2）和外传感器部分，该外传感器部分具有压力传感元件（4），压力传感元件（4）附接在距压力待要被测量的管道/室一定距离处。压力传送装置包括用于密封附接在压力待要被测量的管道/室的壁中的开口中的第一装置（22），并具有用于过程流体（3）和压力传送流体之间的分离的第一分离隔膜（5）。压力传送装置还包括用于附接在距压力待要被测量的管道/室一定距离处的第二装置（21）。压力传送装置包括具有压力传送流体的第一腔（7），其中第一腔（7）包括用于第一装置和第二装置之间的压力传送连接的毛细管。

Description

可取回的压力传感器
引言
本发明涉及可取回的压力传感器，其用于原位测量过程流体中的压力。
背景
可取回的传感器是当过程流体存在于压力待要被测量的区域中时可被更换的传感器。这种压力传感器通过例如凸缘或孔隙（bore）附接在管道壁中。为了能够更换压力传感器，使用用于阻挡流动的阀机构是已知的。实际上，阀的使用已被证明是困难的，因为它们留在开口位置上并易于被过程流体污染。因此，当例如经过大约10-15年之后最后需要更换压力传感器时，大的风险是，阀不是可操作的。此外，当使用阀时，避免过程流体排放到环境中是困难的。
因此，具有可靠的结构的压力传感器是需要的，可靠的结构使在过压力环境中以简单的方式更换压力传感器而没有致使压力传感器不可操作且没有必须打开管道壁或延缓生产/过程成为可能。同时，压力传感器必须达到严格的安全要求。
对水下设备，ROV（远程操作工具）用于设备上的装备和传感器的操作、维修和修理以及更换。ROV是大型的并可能是高要求的以便在深的海洋深度下操纵。这需要部件、装备和传感器定位成使得ROV可以以简单的方式接近并执行必要的操作。为了在水下设备中使用，因此优选的是，压力传感器可被设计成并布置成由ROV容易更换。还可设想其他设备和大型处理厂两者均近海并在岸上，在该处具有设计成关于传感器的维修和更换容易接近的可取回的传感器将是有利的。
发明概述
本发明提供对以上问题的解决方案。
本发明涉及能够在过压力情况下例如在海底油有关的应用、处理厂等等中更换压力传感器的设计。
本发明提供一种可取回的压力传感器，其用于原位测量管道/室中的过程流体（3）中的压力，该压力传感器包括：
-压力传送布置，其包括：
-第一装置，其用于密封附接在压力待要被测量的管道/室的壁中的开口中，该第一装置包括：
-第一分离隔膜，其用于过程流体和压力传送流体之间的分离，
-第二装置，其用于附接在距压力待要被测量的管道/室一定距离处，该第二装置包括：
-第二分离隔膜；以及
-第一腔，其包含压力传送流体，其中第一腔包括用于在第一装置和第二装置之间的压力传送连接的毛细管，
且其中压力传感器还包括：
-外传感器部分，其具有压力传感元件，其中外传感器部分附接在距压力待要被测量的管道/室一定距离处，外传感器部分包括：
-第二腔，其具有与压力传感元件压力连通的压力传送流体，
-第三分离隔膜，其划界第二腔，第三分离隔膜配置成与第二分离隔膜压力连通，以用于在腔中的压力传送流体和第二腔中的压力传送流体之间的压力传送，以及
-第三容积，当第二分离隔膜和第三分离隔膜在压力连通时该第三容积包围第二分离隔膜和第三分离隔膜。
本发明涉及压力传送装置（压力垫）2作为压力传感器元件4和压力待要被测量的过程流体3之间的传送机构的使用。压力传送布置附接在管道/室的壁中的开口中并当传感器部分被移掉时保持在合适的位置上。压力传送布置2密封地焊接到管道1或通过凸缘或以其它方式附接，以便确保抵着管道壁和管道内部的过程流体密封接合。压力垫2在每一端处具有分离隔膜。隔膜可以是相同的或不同的。每个分离隔膜具有关联的隔膜座。两个隔膜座均设置有座孔，该座孔足够小以使各自的隔膜完全地平放到它们各自的座上并然后能够当外传感器结构被移掉时分别支持来自过程流体3的整个压力和周围压力。压力传感器结构包括相邻于彼此定位并作为用于传输油7的压力和压力元件定位在其中的容积4中的压力的传送机构的两个隔膜8。特别地，在海底过压力环境下，安全和可靠的设计的需要是高的。本发明于是可通过例如压力垫中的另外的隔膜的使用而设置有双重屏障。
还描述了一种可取回的压力传感器，其安装在穿过管道壁或室壁的开口中，以用于原位测量管道/室中的过程流体中的压力。压力传感器包括压力传送布置/压力垫，该压力传送布置/压力垫包括：用于密封附接在管道/室的壁中的开口中的装置、包含压力传送流体的腔、用于过程流体和压力传送流体之间的分离的第一分离隔膜和界定包含压力传送流体的腔的外边界的第二分离隔膜。压力传感器还包括外传感器部分，该外传感器部分具有压力传感元件、第二腔、第三分离隔膜和第三容积，第二腔包含与压力传感元件压力连通的压力传送流体，且第三分离隔膜划界第二腔，其中第三分离隔膜配置成与第二分离隔膜压力连通以用于在腔中的压力传送流体和第二腔中的压力传送流体之间传送压力，且当第二分离隔膜和第三分离隔膜处于压力连通时第三容积包围第二分离隔膜和第三分离隔膜。
第三容积中的压力是可调节的。第三容积可适合于流体的注入。第三容积中的压力是可调节的，使得可以以控制和安全的方式取回传感器。
在一种实施方式中，压力传送布置还可包括用于第一分离隔膜的第一邻接表面，其中第一邻接表面具有通至腔中的开口。第二分离隔膜还具有第二邻接表面，其中第二邻接表面具有通至腔中的开口。第二分离隔膜的外段可通过紧固件附接到第二邻接表面，使得外段抵着第二邻接表面的对应段邻接并接触第二邻接表面的对应段。
在一种实施方式中，压力传感器包括用于第三分离隔膜的第三邻接表面，其中第三邻接表面具有通至第二腔中的开口。第三分离隔膜的第二外段可通过紧固件附接到第三邻接表面，使得第二外段抵着第三邻接表面的对应外段邻接并接触第三邻接表面的对应外段。压力传感器可包括偏置力，该偏置力将第二分离隔膜和第三分离隔膜紧压在一起，使得在第二分离隔膜和第三分离隔膜之间可发生压力传送。在另外的实施方式中，压力传感器还可包括与第一腔相关联的第四容积，其中该第四容积配置成接纳第一腔的压力传送流体。压力传感器可适用于测量压力差或可选择地，适用于测量绝对压力。
在另外的方面，本发明提供用于取回如以上定义的可取回的压力传感器的方法，该方法包括：增加第三容积中的压力，直到所述压力高于过程流体压力；以控制的方式拉出第二压力传感器部分，直到第二分离隔膜和第三分离隔膜不再压力连通；将第三容积中的压力减小到等于或低于过程压力的压力；以及拉出外压力传感器部分。
在另外的方面，本发明提供用于取回如以上定义的可取回的压力传感器的方法，其中可取回的压力传感器还包括与第一腔相关联的第四容积，且该方法包括：通过将来自第一腔的流体接纳在第四容积中而减小第一腔中的压力，直到第二分离隔膜和第三分离隔膜不再压力连通；以及拉出外压力传感器部分。
在另外的方面，本发明提供一种可取回的压力传感器，其用于原位测量管道/室中的过程流体中的压力，该压力传感器包括：
-压力传送布置，其包括：
-第一装置，其用于密封附接在压力待要被测量的管道/室的壁中的开口中，该第一装置包括：
-第一分离隔膜，其用于过程流体和压力传送流体之间的分离，以及
-第二装置，其用于附接在距压力待要被测量的管道/室一定距离处，该第二装置包括：
-第二分离隔膜；以及
-第一腔，其包含压力传送流体，该第一腔包括用于在第一装置和第二装置之间的压力传送连接的毛细管，
-外传感器部分，其具有压力传感元件，其中外传感器部分附接在距压力待要被测量的管道/室一定距离处，且其中外传感器部分包括：
-第二腔，其包含与压力传感元件压力连通的压力传送流体，
-第三分离隔膜，其划界第二腔，该第三分离隔膜配置成与第二分离隔膜压力连通，以用于在腔中的压力传送流体和第二腔中的压力传送流体之间的压力传送，以及
-另外的容积，其与第一腔连接，该另外的容积配置成接纳第一腔的压力传送流体。
还描述了一种可取回的压力传感器，其用于安装在穿过管道壁或室壁的开口中，以用于原位测量管道/室中的过程流体的压力。压力传感器包括：压力传送布置，该压力传送布置含有用于密封附接在管道/室的壁中的开口中的装置、包含压力传送流体的腔、用于过程流体和压力传送流体之间的分离的第一分离隔膜和界定包含压力传送流体的腔的外边界的第二分离隔膜；外传感器部分，其具有压力传感元件、第二腔、第三分离隔膜，第二腔包含与压力传感元件压力连通的压力传送流体，第三分离隔膜划界第二腔，第三分离隔膜配置成与第二分离隔膜压力连通以用于在腔中的压力传送流体和第二腔中的压力传送流体之间的压力传送，以及另外的容积，另外的容积与第一腔相关联，该另外的容积配置成接纳第一腔的压力传送流体。
在一种实施方式中，压力传感器可包括用于第一分离隔膜的第一邻接表面，其中第一邻接表面具有通至腔中的开口。压力传感器还可包括用于第二分离隔膜的第二邻接表面，其中第二邻接表面具有通至腔中的开口。另外，第二分离隔膜的外段可通过紧固件附接到第二邻接表面，以这种方式使得外段抵着第二邻接表面的对应段邻接并接触第二邻接表面的对应段。压力传感器还可包括用于第三分离隔膜的第三邻接表面，其中第三邻接表面具有通至第二腔中的开口。第三分离隔膜的第二外段可通过紧固件附接到第三邻接表面，以这种方式使得第二外段抵着第三邻接表面的对应外段邻接并接触第三邻接表面的对应外段。压力传感器还可提供有偏置力，该偏置力将第二分离隔膜和第三分离隔膜紧压在一起，使得在第二分离隔膜和第三分离隔膜之间可发生压力传送。压力传感器可适用于测量压力差或绝对压力。
在另外的方面，本发明提供用于取回如以上阐明的可取回的压力传感器的方法，该方法包括：减小第一腔中的压力，直到第二分离隔膜和第三分离隔膜不再压力连通，该压力通过将来自第一腔的流体接纳在另外的容积中而减小；以及拉出外压力传感器部分。
附图简述
在下面，将参考附图更详细地解释本发明的实施方式，在附图中：
图1示出了可取回的压力传感器结构的纵向截面；
图2示出了图1中的传感器结构的下部部分的横截面，其中传感器结构的下部部分由面向待要测量的压力的压力传送布置构成；
图3示出了图1中的压力传感器结构，其中图3a是其中传感器结构的外部部分与压力垫压力传送接触的区域的放大的截面，而图3b示出了另外放大的截面，该另外放大的截面示出了提供压力传送接触的两个分离隔膜；
图4示出了根据本发明的另外的实施方式的可取回的压力传感器结构的纵向截面；
图5示出了根据本发明的仍然另外的实施方式的可取回的压力传感器结构的纵向截面；
图6示出了根据本发明的又仍然另外的实施方式的可取回的压力传感器结构的纵向截面；
图7示出了根据本发明的一种实施方式的图1中示出的可取回的压力传感器结构的可选择的实施方式；
图8示出了根据本发明的一种实施方式的图5中示出的可取回的压力传感器结构的可选择的实施方式；以及
图9示出了根据本发明的一种实施方式的图4中示出的可取回的压力传感器结构的可选择的实施方式。
详细描述
现在将描述本发明的实施方式。在整个附图中对应的或相似的元件用相同的参考数字指示。
图1示出了定位在管道壁1中的孔隙中的用于原位测量管道中的过程流体的压力的可取回的压力传感器的纵向截面。该压力传感器还可定位在室壁中的开口中以用于测量室中的过程流体的压力。压力传感器元件定位在距测量区域一定距离处并布置在管道壁的外部。压力传送通过分离隔膜以及设置在分离隔膜后面和分离隔膜之间并与管道中的过程流体压力连通的压力传送流体完成。
图1中的压力传感器结构包括外压力传感器部分和下压力传送部分（压力垫）2，传感器元件4定位在外压力传感器部分中，下压力传送部分（压力垫）2定位成使得面向待要测量的过程流体。压力传感器部分和压力传送部分2以紧密地毗连关系定位，使得可通过分离隔膜和压力传送流体完成压力传送。压力传送部分2密封地附接到管道壁并当传感器部分被移掉时保持在合适的位置上。压力传送部分2可密封地焊接到管道1或通过凸缘或以其它方式附接，以便确保抵着管道壁和管道内部的过程流体密封接合。
压力传送部分（压力垫）2在每端处具有分离隔膜。隔膜可以是相同的或不同的。每个分离隔膜具有关联的隔膜座。两个隔膜座均具有座孔，该座孔对各自的隔膜足够小以压平到它们各自的座上并于是因此能够支持来自过程流体3的整个压力和周围压力。通常地，隔膜座的孔/开口与分离隔膜的厚度是相同的数量级。对分离隔膜来说通常的厚度是0.05mm且开口/孔的通常的直径是0.25mm。当压力传感器部分被移掉时，压力传送部分暴露于周围压力。
具有压力传送部分的压力传感器结构当在管道中的合适的位置上时提供了紧密的屏障。将稍后解释外压力传感器部分和内压力传送部分的附接以及更换程序。
图2示出了图1中的外压力传感器部分的下部部分以及外压力传感器部分和内压力传送部分在其中彼此接触的区域的横截面，图1中的外压力传感器部分的下部部分与在其中压力待要测量的管道中的流体连通。
如从面向过程流体的最内部的部件到接触区域看到的，内压力传送部分或压力垫包括隔膜5、液压管道/孔隙7、用于第二隔膜8a的邻接表面12a和第二隔膜8a，隔膜5具有用于隔膜的构成基础的邻接表面/隔膜座11。隔膜5提供了抵着过程流体的屏障并构成将压力传感器的内压力传送环境从外过程环境分离的所谓的“过程隔膜”。在其内部，过程隔膜5具有第一凹邻接表面，过程隔膜5可抵着该第一凹邻接表面邻接，且如果过程流体的压力变得过高，该第一凹邻接表面阻止过程隔膜破裂。在第一凹邻接表面11中有通至液压管道7中的开口。液压管道7通到用于第二隔膜8a的第二凹邻接表面12a中的第二开口中。当外压力传感器部分被移掉时，第二分离隔膜8a暴露于周围压力。过程隔膜5和在与外传感器元件的接触表面处的第二隔膜8a与第一邻接表面和第二邻接表面和液压管道7一起界定了包含压力传送流体的第一腔。例如，压力传送流体可以是液压液体，比如液压油，例如。
连续地，外压力传感器部分包括第三隔膜8b、用于第三隔膜的第三凹邻接表面/隔膜座12b、第三隔膜中的第二液压管道/孔隙10，其中管道通到腔中的压力传感器组件4中。在与内压力传送部分的接触表面处的第三隔膜8b与第三邻接表面12b、管道7和压力传感器组件的外边界一起形成包含压力传送流体的第二腔。例如，压力传送流体可以是液压液体，比如液压油，例如。第二腔与压力传感器4压力连通。压力传感器部分的最外部部分可成形为凸缘段，以便还提供围绕管道壁开口的外端的密封。
第二隔膜8a和第三隔膜8b由紧固件附接到它们各自的邻接表面，以这种方式使得这些隔膜的外段9a、9b在所有时刻抵着构成基础的邻接表面的对应段9a、9b邻接并接触构成基础的邻接表面的对应段9a、9b。优选地，隔膜的外段9a、9b是环形的。这阻止分离隔膜的外段与邻接表面/隔膜座失去接触。紧固件可以以具有构成基础的弹簧的螺钉的形式。分离隔膜由薄箔构成，且横穿分离隔膜的液压压力差的存在被避免使得分离隔膜将不破裂。本发明中使用的隔膜可以是申请人的自己的专利申请NO20093171中描述的类型，其因此通过引用并入，但是还可能是其他类型的分离隔膜。彼此接触并形成内传感器部分和外传感器部分之间的传送表面的隔膜8a和8b具有互补的几何形状。然而，过程隔膜5在接触表面处可不同于隔膜8a和8b。
第三容积6在用于可取回的传感器的内部部分和外部部分的接触区域处包围第二隔膜和第三隔膜。在图2中示出的实施方式中，第三容积是环形的。该环形容积可关闭并由例如O型圈或另一种密封工具封闭。环形容积还可以是开口13，使得流体可被注入，如图4中所示。在海底使用中，流体可以是来自周围的海水。当环形容积打开时，容积6的压力是可调节的。该压力调节可应用于以控制和安全的方式取回传感器。
图5示出了可取回的压力传感器的一种实施方式，在可取回的压力传感器中，第四容积14设置成与压力垫中的第一腔7连接。该第四腔14适合于接纳腔7中的压力传送流体，使得能够调节腔7中的传送流体的压力。第四腔14可由如图5中示出的压力调节机构划界。在图5中，该压力调节机构包括与腔相关联的隔膜，在该腔中压力是可控制的。这种压力调节可应用于以控制和安全的方式取回传感器。腔可从周围隔离。在对可取回的传感器的内部部分和外部部分的接触区域处包围第二隔膜和第三隔膜的图5中的环形容积6可被关闭并由例如O型圈或另一种密封工具封闭。
在图6中示出了另外的实施方式，该另外的实施方式包括第四腔14以及开口13，第四腔14适合于接纳来自腔7的压力传送流体，通至环形容积6中的开口13用于将来自周围的水注入。因此，在该实施方式中，环形容积6和腔7两者中的压力调节用于以控制和安全的方式取回传感器。
压力垫成形成使得能够抑制过程流体3的压力和第三容积6的压力之间的大的压力差。这当压力传感器（即，包含容积4的部分）被移掉时阻止压力垫破裂。当压力传感器已放在管道壁中的合适位置上时，压力传感器被提供有将两个隔膜8a和8b紧压在一起的偏置力，使得压力传送可完成并测量过程压力。该偏置力足够高以阻止外表面9a上的表面压力变成零，即使其中最高的过程压力3是可能的。
当第三容积6中的压力低于过程流体的压力时，压力传感器4测量管道中的过程流体3的压力。压力传感器4测量过程流体压力和第三容积6中的压力中的较高值。这可用于校准。
本发明涉及可取回的压力传感器构造，其中可取回的压力传感器部分布置在距压力传送隔膜5一定距离处，压力传送隔膜5设置成面向过程流体3，在此处压力待要被测量。因此，图7、图8和图9示出了对于图1、图5和图4中示出的可取回的压力传感器构造的本发明的实施方式。外传感器部分可布置在距内压力传送部分本身长的距离处。水下设备中的通常的距离可高达5-10米。外压力传感器部分按顺序布置在可接近的面板（panel）中、布置在水下设备的可接近的壁或类似物上，以使可取回的压力传感器单元通过使用ROV而是可接近的以方便维修和更换。外传感器部分可布置在凸缘装置中或以另一种方式附接以确保密封附接。外传感器部分17可密封地附接在凸缘16中的孔隙中。压力传送垫的外部部分21密封地附接在可接近的面板中的凸缘中的孔隙中并当具有压力传感元件4的外传感器部分17被移掉时保持在合适位置上。压力传送元件2的内部部分22密封地附接在过程压力待要测量的地方的管道壁/室壁中的凸缘中。压力传送部分因此密封地附接在外部可接近的面板中和管道壁两者中在测量点本身中，并构成抵着周围的密封屏障。
压力传送部分2设置有毛细管15，该毛细管15连接压力传送元件的内部部分22和外部部分21。毛细管15的容积是小的，以便在压力垫2的内部部分22和外部部分21之间正确地传递压力。毛细管构成第一腔7的一部分并因此填充相同的压力传送流体。
在一种实施方式中，压力传送垫被分成两个。在该实施方式中，毛细管因此密封地焊接到压力垫的内部部分22和外部部分21中的液压管道/孔隙7并构成在内部部分和外部部分中的液压管道/孔隙7之间的连接通道。毛细管由抗腐蚀材料制成，例如不锈钢或铬镍铁合金。毛细管还可由保护性的覆盖物/涂层包围。
在可选择的实施方式中，压力传送部分2从外壁延伸并至具有过程流体的管道/室中的测量点本身。毛细管布置在长的压力传送元件2的内部并连接外部部分21和内部部分22中的液压管道/孔隙7。图7、图8和图9中仅示出了毛细管本身。
如同图1-6中的实施方式，实施方式7、8和9中的压力垫设计成承受过程流体3的压力和第三容积6中的压力之间的大的压力差。这当压力传感器（即，包括可得到的容积4的部分）移掉时阻止压力垫被破坏。当压力传感器布置在可接近的面板中的合适的位置上时，压力传感器提供有将两个隔膜8a和8b紧压在一起的预应力，以便发生压力传送和测量压力。该预应力足够地高，以便外表面9a上的表面压力从不变成零，即使在可能的最高过程压力3下。
在图8中所示的实施方式中，提供了用于接纳压力传送垫2中的第一腔7中的压力传送流体的可调节的容积。在图9中所示的实施方式中，提供了与环形容积6连接的可调节的容积。可调节的容积因此用于控制第一腔和环形容积6中的压力，且关于以下将要解释的取回和校准使用。还可能的是，提供图8和图9中示出的实施方式，其中另外可调节的容积都用于控制第一腔中的压力和环形容积中的压力，另外可调节的容积先前在图6中示出。
用于更换（取回）压力传感器的方法
压力传感器可在其中传送油7的压力低于第三腔6中的压力的情况下被拉出。第三腔6和第一腔7中的压力相同或在第一腔7具有比第三腔6略低的压力的地方存在非常小的压力差是足够的。该压力差可以是毫巴级别。压力差的数量级可被允许在10mbar范围中，即1-100mbar。
在其接触区域处，当具有第三分离隔膜8b的外压力传感器组件被拉出时，第二分离隔膜8a是平坦的或抵着其隔膜座下压，以便阻止第二分离隔膜8a破裂。图3a和图3b是对于分离隔膜8a和8b的接触区域的放大截面。在图3b中，分离隔膜是平行的和平面的，且因此在允许外压力传感器组件被拉出的位置上。
如果第二分离隔膜8a破裂，则过程隔膜5将表示抵着过程流体的屏障。过程隔膜5和关联的第一邻接表面成形成使得隔膜5可完全地抵着邻接表面邻接并因此能够抑制高达2000bar的极端高压而没有破裂。
在一种实施方式中，提供在过程隔膜5和第一分离隔膜8a之间具有另外的双隔膜组件的压力传送布置是可能的。这种设计将提供双屏障系统。
压力传感器的更换可以以各种可选择的方式实现，如以下解释的。
1）第一种可选择的方法在于减小过程流体3的压力，直到其低于第三腔6中的压力。然而，这要求过程压力是可调节的。
2）第二种可选择的方法包括增加第三腔/容积6中的压力，直到其高于过程流体3的压力。压力传感器和管道壁之间仅有一个小空间，使得第三腔6中的压力可通过如图4和图5中示出的压力连接部13而增加。当传送油7中的压力低于第三腔6中的压力时，该流体压力将提供分离隔膜8a和8b的分裂。当第三腔6中的压力高于过程流体3中的压力且因此也高于腔7中的压力时，压力传感器以控制的方式向外拉动一点。同时，在该中间位置上，大的液压力将作用在传感器上。在压力传感器已控制地向外拉动一点后，第三容积6中的压力被释放（该压力下降），且之后完整的外传感器部分可被拉出。内压力传送部分/压力垫2将保持在管道壁中的合适位置上并抵着过程流体密封。新的压力传感器的插入通过逆转以上过程来实现。以控制的方式，压力传感器几乎一路引入，第三腔/容积中的压力增加，压力传感器被抵着压力垫2推动至合适位置，且第三腔中的压力减小到低于过程压力的压力。
将第三腔6中的压力增加至比过程流体3更高的水平还可用于在来自过程压力和上游的压力范围中校准压力传感器。
3）第三种可选择的方法包括引入如图5中示出的与压力垫2中的第一容积7有关的可变容积14。该可变容积14使减小第一容积7内部的传送油的压力成为可能。在该可选择的方法中，引入可变容积和因此的第一容积7中的可变压力的布置保持第一容积7中的压力，使得传感器可操作，且降低容积7中的压力使得外压力传感器组件可被移掉。插入新的压力传感器可通过逆转以上过程来实现。压力传感器以控制的方式一路推动至压力垫并被紧固。第一容积7中的传送油的压力然后被增加至操作压力。该实施方式可用于在来自过程压力和下游的压力范围中校准压力传感器。
4）以上可选择的方法的任何组合也是可能的。
压力测试和/或校准装置和方法均适用于差动压力传感器和绝对压力传感器。附图中示出的和以上描述的示例性的实施方式对用于测量绝对压力的传感器示出并解释。根据本发明的压力垫和压力传感器结构以及用于取回传感器的方法还适用于差动压力传感器。出于该情况，唯一差别是至少两个压力传感器结构关于彼此布置并连接以用于测量压力差。
图7、图8和图9中示出的实施方式中的压力传感器的更换（取回）以与实施方式1-6中的且以上描述的压力传感器相同的方式执行。然而，外压力传感器部分和压力垫2的外部部分21附接在外面板/壁中的凸缘16中且不在管道壁本身中。
校准和测试
在测量情况下，只要第四容积7中的压力PS（控制压力）高于过程压力，则图5和图6中示出的压力传感器结构将传感过程流体3的过程压力Pp。
压力传感器可原位测试，以便检查压力传感器是未受损的并仍测量正确的压力。测试被执行，因为控制压力变得低于或等于过程压力。当第四容积7中的压力低于过程流体的压力时，由传感器传感的测量压力P1对应于第四容积7中的压力PS。在测试中，已知的压力作为控制压力PS，且因此如果测量到的压力与施加的控制压力一致，则传感器是未受损的。传感器的校准可通过对控制压力使用不同的已知的值来执行，控制压力因此由传感器传感。测量到的压力值与施加的压力相比较。该实施方式可用于在来自过程压力和下游的压力范围中校准压力传感器。
在另外的实施方式中，图6中示出的压力传感器结构可用于在来自过程压力和上游的压力范围中校准并测试压力传感器。这要求可横穿环形容积6施加因此分裂分离隔膜8a和8b的第二控制压力Pr设成高于或等于过程压力PS。在该配置下（图6），压力传感器4将测量环形容积6中的压力且因此可用于在来自过程压力和上游的压力范围/压力区间中校准并测试压力传感器。测量到的压力值与施加的环形压力Pr相比较。
这种装置可有利地用于在石油相关应用中在海底操作的传感器。这种传感器在操作安全性和坚固性上易受严格的要求，且与传感器更换相关联的费用是高的。传感器的测试和可能的校准可通过将ROV运行到设备并当压力由传感器4传感时以控制的方式将控制压力PS减小到已知的压力值而容易地执行。测量到的压力与施加的压力相比较。可使用的已知的压力值的示例可以是在传感器定位处的海洋深度的压力。这种测试可延长压力传感器的操作寿命。与在预定的年数之后更换相反，压力传感器于是仅当其实际地不再作用时被更换。
关闭的液压管道和可选择地与控制压力PS有关的隔膜的使用产生关闭的压力测试结构，该压力测试结构满足在海底石油应用中严格的零排放法规的要求。这种结构的示例在图5中示出。
根据以上实施方式的测试和校准可在大的测试和校准范围内的小区间之上执行。该校准和测试可在一个或更多个压力范围/区间之上或在一个或更多个压力范围/区间内的点处连续地执行。
在海底油和气体应用中，过程压力和还因此的控制压力经常在几百巴的级别中，而装备和还因此的压力传感器设计成用于抑制高达1000巴。根据本发明的压力传感器结构能够传感量级1mbar的小压力变化。
图7、图8和图9中示出的实施方式中的压力传感器的校准和测试以与实施方式1-6中的且以上描述的压力传感器相同的方式执行。然而，外压力传感器部分和压力垫2的外部部分21附接在外面板/壁中的凸缘16中且不在管道壁本身中。
各种其他修改和变体还被补充在本发明的范围内，如由所附专利权利要求所限定的。

Claims (24)

1.一种可取回的压力传感器，其用于原位测量管道/室中的过程流体(3)中的压力，所述压力传感器包括：
-压力传送装置(2)，其包括：
-第一装置(22)，其用于密封附接在压力待要被测量的所述管道/室的壁中的开口中，所述第一装置包括：
-第一分离隔膜(5)，其用于所述过程流体(3)和压力传送流体之间的分离，
-第二装置(21)，其用于附接在距压力待要被测量的所述管道/室一定距离处，所述第二装置包括：
-第二分离隔膜(8a)；以及
-第一腔(7)，其包含压力传送流体，其中所述第一腔(7)包括用于所述第一装置和所述第二装置之间的压力传送连接的毛细管，
且其中所述压力传感器还包括：
-外传感器部分，其具有压力传感元件(4)，其中所述外传感器部分附接在距压力待要被测量的所述管道/室一定距离处，所述外传感器部分包括：
-第二腔(10)，其包含与所述压力传感元件(4)压力连通的压力传送流体，
-第三分离隔膜(8b)，其划界所述第二腔，所述第三分离隔膜(8b)配置成与所述第二分离隔膜(8a)压力连通，以用于所述第一腔(7)中的压力传送流体和所述第二腔(10)中的压力传送流体之间的压力传送，以及
-第三容积(6)，当所述第二分离隔膜(8a)和所述第三分离隔膜(8b)处于压力连通时所述第三容积(6)包围所述第二分离隔膜(8a)和所述第三分离隔膜(8b)。
2.如权利要求1所述的压力传感器，其中所述第三容积(6)中的压力是可调节的。
3.如权利要求1或2所述的压力传感器，其中所述第三容积(6)适合于流体的注入。
4.如权利要求1或2所述的压力传感器，还包括用于所述第一分离隔膜(5)的第一邻接表面(11)，所述第一邻接表面(11)具有通至所述第一腔(7)中的开口。
5.如权利要求1或2所述的压力传感器，还包括用于所述第二分离隔膜(8a)的第二邻接表面(12a)，所述第二邻接表面具有通至所述第一腔(7)中的开口。
6.如权利要求5所述的压力传感器，其中所述第二分离隔膜(8a)的外段(9a)通过紧固件附接到所述第二邻接表面(12a)，使得所述外段(9a)抵着所述第二邻接表面的对应段邻接并接触所述第二邻接表面的对应段。
7.如权利要求1或2所述的压力传感器，包括用于所述第三分离隔膜(8b)的第三邻接表面(12b)，所述第三邻接表面具有通至所述第二腔(10)中的开口。
8.如权利要求7所述的压力传感器，其中所述第三分离隔膜(8b)的第二外段(9b)通过紧固件附接到所述第三邻接表面(12b)，使得所述第二外段(9b)抵着所述第三邻接表面的对应外段(9b)邻接并接触所述第三邻接表面的对应外段(9b)。
9.如权利要求1或2所述的压力传感器，其中所述压力传感器被提供有偏置力，所述偏置力将所述第二分离隔膜(8a)和所述第三分离隔膜(8b)紧压在一起，使得能够在所述第二分离隔膜(8a)和所述第三分离隔膜(8b)之间发生压力传送。
10.如权利要求1或2所述的压力传感器，包括与所述第一腔(7)相关联的第四容积(14)，所述第四容积(14)配置成接纳所述第一腔(7)的压力传送流体。
11.如权利要求1或2所述的压力传感器，其中所述压力传感器配置成包括至少两个压力传感器结构，且所述两个压力传感器结构关于彼此布置且连接以用于测量压力差。
12.如权利要求1或2所述的压力传感器，其中所述压力传感器配置成测量绝对压力。
13.一种可取回的压力传感器，其用于原位测量管道/室中的过程流体(3)中的压力，所述压力传感器包括：
-压力传送装置(2)，其包括：
-第一装置(22)，其用于密封附接在压力待要被测量的所述管道/室的壁中的开口中，所述第一装置包括：
-第一分离隔膜(5)，其用于所述过程流体(3)和压力传送流体之间的分离，以及
-第二装置(21)，其用于附接在距压力待要被测量的所述管道/室一定距离处，所述第二装置包括：
-第二分离隔膜(8a)；以及
-第一腔(7)，其包含压力传送流体，所述第一腔(7)包括用于所述第一装置(22)和所述第二装置(21)之间的压力传送连接的毛细管，
-外传感器部分，其具有压力传感元件(4)，其中所述外传感器部分附接在距压力待要被测量的所述管道/室一定距离处，且其中所述外传感器部分包括：
-第二腔(10)，其包含与所述压力传感元件(4)压力连通的压力传送流体，
-第三分离隔膜(8b)，其划界所述第二腔，所述第三分离隔膜(8b)配置成与所述第二分离隔膜(8a)压力连通，以用于所述第一腔(7)中的压力传送流体和所述第二腔(10)中的压力传送流体之间的压力传送，以及
-另外的容积(14)，其与所述第一腔(7)连接，所述另外的容积(14)配置成接纳所述第一腔(7)的压力传送流体。
14.如权利要求13所述的压力传感器，还包括用于所述第一分离隔膜(5)的第一邻接表面(11)，所述第一邻接表面(11)具有通至所述第一腔(7)中的开口。
15.如权利要求13或14所述的压力传感器，还包括用于所述第二分离隔膜(8a)的第二邻接表面(12a)，所述第二邻接表面具有通至所述腔第一(7)中的开口。
16.如权利要求15所述的压力传感器，其中所述第二分离隔膜(8a)的外段(9a)通过紧固件附接到所述第二邻接表面(12a)，使得所述外段(9a)抵着所述第二邻接表面的对应段邻接并接触所述第二邻接表面的对应段。
17.如权利要求13或14所述的压力传感器，包括用于所述第三分离隔膜(8b)的第三邻接表面(12b)，所述第三邻接表面具有通至所述第二腔(10)中的开口。
18.如权利要求17所述的压力传感器，其中所述第三分离隔膜(8b)的第二外段(9b)通过紧固件附接到所述第三邻接表面(12b)，使得所述第二外段(9b)抵着所述第三邻接表面的对应外段(9b)邻接并接触所述第三邻接表面的对应外段(9b)。
19.如权利要求13或14所述的可取回的压力传感器，其中所述压力传感器被提供有偏置力，所述偏置力将所述第二分离隔膜(8a)和所述第三分离隔膜(8b)紧压在一起，使得能够在所述第二分离隔膜(8a)和所述第三分离隔膜(8b)之间发生压力传送。
20.如权利要求13或14所述的压力传感器，其中所述压力传感器配置成包括至少两个压力传感器结构，且所述两个压力传感器结构关于彼此布置且连接以用于测量压力差。
21.如权利要求13或14所述的压力传感器，其中所述压力传感器配置成测量绝对压力。
22.一种用于取回根据权利要求1所述的可取回的压力传感器的方法，所述方法包括：
-增加所述第三容积(6)中的压力，直到所述第三容积(6)中的压力高于所述过程流体(3)的压力，
-以控制的方式拉出所述外传感器部分，直到所述第二分离隔膜(8a)和所述第三分离隔膜(8b)不再压力连通，
-将所述第三容积(6)中的压力减小到等于或低于所述过程压力的压力，以及
-拉出所述外传感器部分。
23.一种用于取回如权利要求1所述的可取回的压力传感器的方法，其中所述可取回的压力传感器还包括与所述第一腔(7)相关联的第四容积(14)，所述方法包括：
-减小所述第一腔(7)中的压力，直到所述第二分离隔膜(8a)和所述第三分离隔膜(8b)不再压力连通，其中所述压力通过将来自所述第一腔(7)的流体接纳在所述第四容积(14)中而减小，以及
-拉出所述外传感器部分。
24.一种用于取回如权利要求13所述的可取回的压力传感器的方法，所述方法包括：
-减小所述第一腔(7)中的压力，直到所述第二分离隔膜(8a)和所述第三分离隔膜(8b)不再压力连通，其中所述压力通过将来自所述第一腔(7)的流体接纳在所述另外的容积(14)中而减小，以及
-拉出所述外传感器部分。
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