JP2008542726A - 差圧センサを用いるライン圧測定 - Google Patents
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Abstract
Description
LP=k*(1/Rx+1/Ry)/(1/Mx+1/My) 式1
異なる、同様の有用な式は以下のようになる。
LP=j*(1/Rx)/(1/Mx)+(1/Ry)/(1/My)=j*(Mx/Rx+My/Ry) 式2
式中、Mは1次電極の有効静電容量であり、Rはリング電極の有効静電容量であり、xおよびyは図4に示された差圧センサの低圧側および高圧側を指す。定数kおよびjは比例定数である。ライン圧はまた信号の有効静電容量値を使用して決定できる。しかし、このような構成では、静電容量は特に、例えば温度変動により、誤差を受けやすい。対照的に、上述の比を使用すると、さらにより大きい信号対雑音比(S/N)が、例えば、単一有効静電容量を使用する場合に比べて100倍向上することができる。
Claims (24)
- プロセス流体の圧力を感知するための圧力センサアセンブリであって、
その内部に形成され、かつ第1のプロセス流体圧力に接続されるように構成された空洞を有するセンサ本体と、
前記第1のプロセス流体圧力に応動して撓むように構成された前記空洞内の可撓ダイヤフラムと、
前記可撓ダイヤフラムとの間に第1の1次コンデンサを形成するために前記空洞の壁に結合された第1の1次電極と、
前記可撓ダイヤフラムとの間に第1の2次コンデンサを形成するために前記空洞の壁に結合された第1の2次電極と、
前記第1のプロセス流体圧力からの前記空洞のサイズ変化に起因する、少なくとも前記第1の1次コンデンサおよび前記第1の2次コンデンサの変化の関数として前記プロセス流体のライン圧力を計算するように構成された、前記第1の1次コンデンサおよび前記第1の2次コンデンサに接続される回路と、
を備える、圧力センサアセンブリ。 - 前記第1の2次電極は少なくとも部分的リングを備える、請求項1に記載の装置。
- 前記可撓ダイヤフラムはディスク形状である、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の1次電極は中央電極を備える、請求項1に記載の装置。
- 前記センサ本体の前記空洞は、第2のプロセス流体圧力に接続するように構成され、さらに前記可撓ダイヤフラムを基準として、前記第1の1次電極に対向する前記空洞の壁上に配置される第2の1次電極を含み、前記回路はさらに前記第1および第2のプロセス流体圧力による前記可撓ダイヤフラムの両側に加えられる差圧を測定するように構成されている、請求項1に記載の装置。
- 前記差圧測定は前記計算されたライン圧に基づいて補正される、請求項5に記載の装置。
- 前記センサ本体の前記空洞は、第2のプロセス流体圧力に接続するように構成され、さらに前記可撓ダイヤフラムを基準として、前記第1の1次電極および前記第1の2次電極に対向する前記空洞の壁に結合された第2の1次電極および第2の2次電極を含み、これにより前記第2の1次電極と前記可撓ダイヤフラムとの間に第2の1次コンデンサ、および前記第2の2次電極と前記可撓ダイヤフラムとの間に第2の2次コンデンサを形成する、請求項1に記載の装置。
- 前記回路は前記第1および第2の1次および2次コンデンサに接続され、以下の式によってライン圧力を決定する、請求項7に記載の装置。
LP=k*(1/Rx+1/Ry)/(1/Mx+1/My)
ここで、Mxは前記第1の1次コンデンサの静電容量であり、
kは定数であり、
Myは前記第2の1次コンデンサの静電容量であり、
Rxは前記第1の2次コンデンサの静電容量であり、および
Ryは前記第2の2次コンデンサの静電容量である。 - 前記回路は前記第1および第2の1次および2次コンデンサに接続され、以下の式によってライン圧力を決定する、請求項7に記載の装置。
LP=j*(Mx/Rx+My/Ry)
ここで、Mxは前記第1の1次コンデンサの静電容量であり、
jは定数であり、
Myは前記第2の1次コンデンサの静電容量であり、
Rxは前記第1の2次コンデンサの静電容量であり、および
Ryは前記第2の2次コンデンサの静電容量である。 - 前記センサ本体はセラミックまたはガラスからなる固形絶縁体で形成されている、請求項1に記載の装置。
- 請求項1の前記圧力センサを含む前記プロセス流体の圧力を測定するためのプロセストランスミッタ。
- プロセス流体のライン圧力を測定する方法であって、
内部に形成された空洞を有し、該空洞内に可撓ダイヤフラムと、該ダイヤフラムとで第1の1次コンデンサを形成する第1の1次電極と、第1の第2コンデンサを形成する第1の2次電極とを含むセンサ本体に、前記プロセス流体の圧力を印加するステップと、
前記第1のプロセス流体圧力に応動して変化する前記空洞のサイズに起因する、少なくとも前記第1の1次コンデンサおよび前記第2のコンデンサの変化の関数として前記プロセス流体の前記ライン圧を計算するステップを備える、ライン圧力を決定する方法。 - 前記センサ本体の前記空洞は、第2のプロセス流体圧力に接続するように構成され、さらに前記可撓ダイヤフラムを基準として、前記第1の1次電極に対向する前記空洞の壁上に配置される第2の1次電極を含み、さらに前記第1および第2プロセス流体圧力によって前記可撓ダイヤフラムの両側に加えられる差圧を測定することを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記計算されたライン圧に基づいて前記差圧を補正することを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記ダイヤフラムを基準として、前記第1の1次電極および前記第1の2次電極に対向する前記空洞の壁に接続された第2の1次電極および第2の2次電極を含み、それによって第2の1次電極と前記可撓性ダイヤフラムとの間に第2の1次コンデンサを、前記第2の2次電極と前記可撓性ダイヤフラムとの間に第2の2次コンデンサを形成する、請求項12に記載の方法。
- ライン圧力が、以下の式によって決定される計算を含む、請求項15に記載の方法。
LP=k*(1/Rx+1/Ry)/(1/Mx+1/My)
ここで、Mxは前記第1の1次コンデンサの静電容量であり、
kは定数であり、
Myは前記第2の1次コンデンサの静電容量であり、
Rxは前記第1の2次コンデンサの静電容量であり、および
Ryは前記第2の2次コンデンサの静電容量である。 - ライン圧力が、以下の式によって決定される計算を含む、請求項12に記載の方法。
LP=j*(Mx/Rx+My/Ry)
ここで、Mxは前記第1の1次コンデンサの静電容量であり、
jは定数であり、
Myは前記第2の1次コンデンサの静電容量であり、
Rxは前記第1の2次コンデンサの静電容量であり、および
Ryは前記第2の2次コンデンサの静電容量である。 - 前記センサ本体は、セラミックまたはガラスからなる固形絶縁体で形成されている、請求項12に記載の方法。
- 請求項12の方法を実行するように構成された前記プロセス流体の圧力を測定するためのプロセストランスミッタ。
- 対向面に加えられた第1および第2の圧力を受けるように構成された可撓ダイヤフラムと、
前記可撓ダイヤフラムとで、第1および第2の1次コンデンサを形成するように構成された第1および第2の1次電極と、
前記可撓ダイヤフラムとで、第1および第2の2次コンデンサを形成するように構成された第1および第2の2次電極と、
差圧を計算するように構成され、さらに、前記第1および第2の1次コンデンサおよび前記第1および第2の2次コンデンサの変化の関数としてライン圧を計算するように構成された回路と、
を備える、圧力センサ。 - 前記回路が、さらに、計算されたライン圧に基づいて差圧を補正するように構成された、請求項20に記載の圧力センサ。
- 前記回路が、以下の式によってライン圧を決定する、請求項20に記載の圧力センサ。
LP=k*(1/Rx+1/Ry)/(1/Mx+1/My)
ここで、Mxは前記第1の1次コンデンサの静電容量であり、
kは定数であり、
Myは前記第2の1次コンデンサの静電容量であり、
Rxは前記第1の2次コンデンサの静電容量であり、および
Ryは前記第2の2次コンデンサの静電容量である。 - 前記回路が、以下の式によってライン圧を決定する、請求項20に記載の圧力センサ。
LP=j*(Mx/Rx+My/Ry)
ここで、Mxは前記第1の1次コンデンサの静電容量であり、
jは定数であり、
Myは前記第2の1次コンデンサの静電容量であり、
Rxは前記第1の2次コンデンサの静電容量であり、および
Ryは前記第2の2次コンデンサの静電容量である。 - 温度センサを含み、さらに前記回路が、差圧、ライン圧および温度の関数としてマス(質量)流量を計算するように構成された、請求項20に記載の圧力センサ。
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