JP2008542726A - 差圧センサを用いるライン圧測定 - Google Patents

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Abstract

プロセス流体の圧力を感知するための圧力センサ組立体(56)はプロセス流体圧力に接続するためにセンサ本体内に形成された空洞(132、134)を有するセンサ本体(220)を含む。空洞内の可撓ダイヤフラム(100)は第1および第2プロセス流体圧力に応動して撓む。第1の1次電極(144)は空洞の壁(126)に結合し、第1の1次電極と可撓ダイヤフラムとの間に第1の1次コンデンサ(Mx)を形成する。第1の2次電極(146)は空洞の壁に結合し、第1の2次電極と可撓性ダイヤフラムとの間に第1の2次コンデンサ(Rx)を形成する。第2の1次電極(148)および第2の2次電極(150)は好ましくは上記第1の各電極に対向する空洞の壁(128)に結合される。プロセス流体のライン圧力は、1次コンデンサに対する2次コンデンサの変化に基づいて決定される。

Description

本発明は、プロセス流体の圧力測定に使用されるタイプの圧力センサに関する。さらに詳細には、本発明は、差圧ならびにライン圧の両方を測定するように構成された圧力センサに関する。
送信機は、工業プロセスの様々なプロセス変量を測定するためにプロセス監視および制御システムにおいて使用されている。送信機の1つのタイプはプロセスにおけるプロセス流体の圧力を測定するものであり、様々な技術がこのような送信機中に使用される圧力センサに使用されている。1つの周知の技術は可撓性ダイヤフラムを使用することである。静電容量はダイヤフラムに対して測定され、ダイヤフラムはコンデンサの容量プレートの1つを形成している。印加された圧力によりダイヤフラムが撓むと、測定される静電容量が変化する。このような構成では、圧力測定における不正確性の原因が多数存在する。
これらの不正確性に対処する1つの技術は、Frick等による2001年10月2日発行の米国特許第6,295,875号「誤差補償を改良したプロセス圧力測定装置(PROCESS PRESSURE MEASUREMENT DEVICES WITH IMPROVED ERROR COMPENSATION)」に記載されており、この全開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる。この特許は、測定の不正確性を低減するのに用いる追加電極を含む、差圧センサを開示している。しかし、いくつかの装置おいては、差圧測定に加えて絶対圧力(ライン圧またはゲージ圧)を測定することが望ましい。このような用途では、追加の圧力センサは一般にライン圧を測定することを要求される。
プロセス流体の圧力を感知する圧力センサ組立体は、内部に形成される空洞を有するセンサ本体を含む。空洞は第1のプロセス流体圧力に接続するように構成される。空洞内の可撓ダイヤフラムは第1のプロセス流体圧力に応動して撓む。第1の1次電極は空洞の壁に結合され、第1の1次電極と可撓ダイヤフラム間に第1の1次コンデンサを形成する。第1の2次電極は空洞の壁に結合され、第1の2次電極と可撓ダイヤフラムと間に第1の2次コンデンサを形成する。プロセス流体のライン圧は、第1のプロセス流体圧力によって変化する空洞のサイズに起因する、第1の1次コンデンサと第1の2次コンデンサの変化の関数として計算される。1つの方法もまた提供される。
本発明は多電極静電容量型圧力センサによってライン圧を測定する装置および方法を提供する。多電極静電容量型圧力センサにおける適切な静電容量の総和の比または比の総和を計算することにより、プロセス流体のライン圧を測定できる。
図1はプロセス測定システム32の環境を全体的に示す。図1は、プロセス圧力を測定するプロセス測定システム32に接続される、加圧流体を含むプロセス配管30を示す。プロセス測定システム32は配管30に接続される衝撃管(インパルス パイプ)34を含む。衝撃管34はプロセス圧力送信機36に接続されている。オリフィスプレート、ベンチュリ管、フローノズルなどといった主要素33は、衝撃管34の2本の管の間のプロセス配管30内の位置でプロセス流体と接触する。主要素33により、流体がこの主要素33を通過するときに、流体の圧力変化が発生する。
送信機36は衝撃管34を介してプロセス圧力を受けるプロセス測定デバイスである。送信機36はプロセス差圧を感知し、この差圧をプロセス圧力の関数である標準化伝送信号に変換する。
プロセスループ38は、制御室40から送信機36への電力信号および双方向性通信の両方を提供し、多くのプロセス通信プロトコルに従って構成できる。図示された例では、プロセスループ38は2線ループである。2線ループを用いて、通常動作の間において、4〜20mA信号により、送信機36にすべての電力を伝送し、送信機36との間のすべての通信を行う。モデム44または他のネットワークインターフェースを介するコンピュータ42または他の情報処理システムは、送信機36と通信するために使用される。リモート電源46は送信機36に電力を供給する。
図2は圧力送信機36の簡単化されたブロック図である。圧力送信機36は、データバス66を介して共に接続されているセンサモジュール52および電子基板72を含む。センサモジュール電子回路60は、加えられた差圧54を受ける圧力センサ56に接続される。データ接続58はセンサ56をアナログ/ディジタル変換器62に接続する。任意の温度センサ63もまた、センサモジュールメモリ64と共に図示されている。電子基板72はマイクロコンピュータシステム74、電子機器メモリモジュール76、ディジタル/アナログ信号変換器78およびディジタル通信ブロック80を含む。
Frickらの米国特許第6,295,875号に記載された技術によると、圧力送信機36は差圧を感知する。しかし本発明はこのような構成に限定されない。
図3は、圧力センサ56を示すセンサモジュール52の1つの実施形態の簡単化された断面図である。圧力センサ56は、空洞92からプロセス流体を隔離する、隔離ダイヤフラム90を介してプロセス流体に接続されている。空洞92は衝撃管(impulse piping)94を介して圧力センサモジュール56に接続されている。実質的に非圧縮性充填流体は空洞92および衝撃管94を満たす。プロセス流体からの圧力がダイヤフラム90に加えられると、圧力は圧力センサ56に伝達される。
圧力センサ56は2つの圧力センサの半分部分114および116から形成され、好ましくは脆性の、実質的に非圧縮性材料105で満たされる。ダイヤフラム106は、センサ56内に形成される空洞132、134内に吊るされている。空洞132、134の外側壁126、128は、電極146、144、148および150を備えている。これらは一般に、1次電極144および148、ならびに2次または補助電極146および150と称される。これらの電極は可動ダイヤフラム106に対してコンデンサを形成する。また、コンデンサは1次および2次コンデンサと称される。
図3に示されているとおり、センサ56内のそれぞれの電極は、電気接続103、104、108および110によってアナログ/ディジタル変換器62に接続されている。さらに、可撓ダイヤフラム106は接続109を介してアナログ/ディジタル変換器62に接続されている。
米国特許第6,295,875号で説明されているとおり、センサ56に印加される差圧は電極144〜150を用いて測定できる。以下に説明されるとおり、これらの電極を用いて測定される静電容量を使用してもまた、圧力センサ56に印加されるプロセス流体のライン圧を測定することができる。
図4は本発明の動作を説明するのに使用されるセンサ56の簡単化された断面図である。図4は様々な容量値、電極144とダイヤフラム106間のM、電極148とダイヤフラム106間のM、電極146とダイヤフラム106との間のR、および電極150とダイヤフラム106間のRを示す。
圧力センサ56の動作中、導管94を介して圧力センサに印加されるライン圧により、圧力センサ56の本体220内に変形が生じることが見出されている。印加されるライン圧により、本体220内の圧力と圧力送信機の内部環境との間に圧力差が生じる。この圧力差により、本体220内に変形が生じる。図4に示されている例では、かなり誇張された変形が示されている。特に、印加されたライン圧により、本体220の外側壁200および202は、200’および202’の仮想線で示された位置に外向きに拡大される。本体が変形すると、空洞132、134の内壁126および128もまた、それぞれ、仮想線126’および128’に示された位置に外向きに拡大する。壁126および128が外側に移動すると、電極144、146、148および150もまたそれぞれ、144’、146’、148’および150’の仮想線で示されたとおり外向きの位置に移動する。電極144、146、148および150の位置におけるこの変化は結果として、M、M、RおよびRで測定される静電容量値の変化をもたらす。本発明によれば、静電容量のこの変化を利用して、圧力センサ56に印加されるライン圧を測定する。
ここで使用されるとおり、電極144および148とダイヤフラム106間の静電容量は「1次静電容量」と称され、電極146および150と中央ダイヤフラム106間の静電容量は2次静電容量と称される。本発明によれば、ライン圧は、1次コンデンサの静電容量および2次コンデンサの静電容量の関数として決定される。これらの静電容量値は、ライン圧の測定における誤差を低減する構成である、総和の比(ratio of sums)または比の総和(sum of ratios)において使用できる。
ライン圧(P)信号は上述の多電極静電容量型の差圧センサ56から導き出すことができる。この測定は、適切な逆有効静電容量信号(inverse active capacitance signals) の総和の比または比の総和を計算することによりなされる。ここで使用されるとおり、有効静電容量は、センサ空洞に対する中央ダイヤフラム(CD)の移動に対応する静電容量であり、全ての浮遊容量を除外した静電容量である。有効静電容量の逆数は、比較的小さい距離で分離された2つの大きい面積の(1次)電極間の分離またはギャップに比例する。中央の1次電極およびリング2次電極を備える上述の構成を用いて、逆有効リング静電容量が逆有効1次静電容量により分割される場合の、ライン圧を測定又は決定することができる。より詳細には、ライン圧LPは以下のとおり測定又は決定できる。
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。
図5Aは、逆静電容量を利用する、1次電極144、148とダイヤフラム106との間のギャップの総和に対する温度の影響を示す、ライン圧(PSI)対1次総和実効ギャップ(μm)のグラフである。図5Bは逆リング静電容量を利用する同様のグラフである。図5Aおよび5Bに示されるとおり、逆静電容量を用いてライン圧を測定することは、明らかに、温度の小さい変化に対してライン圧(y−遮断)の大きな変化を伴う急勾配すなわち低いゲージ係数を提供する。図6Aは様々な温度における式1によるライン圧対(リング総和/1次総和)のグラフであり、図6Bは式2によるライン圧対(リングギャップ/1次ギャップ)+(リングギャップ/1次ギャップ)のグラフである。図6Aおよび6Bに示されているとおり、図5Aおよび5Bとは対照的に、LP信号の勾配は大幅に低減され(より高いゲージ係数)、温度により引き起こされるy−遮断オフセットはLPスパンに対して小さい。図6Aおよび6Bにおける生の温度誤差は同等のセンサと同様であり、少なくとも部分的に補正可能である。図5A、5B、6Aおよび6Bのグラフでは、データは差圧ゼロで収集された。
ライン圧信号はまた、式1または2で示された比のどちらかを標準差圧伝達関数と組み合わせることによって、差圧およびライン圧を重畳することで得られる。式1の場合、このような組み合わせの結果として、式1からの比および標準伝達関数(Mx−My)/(Mx+My)の関数であるライン圧のデータを、3次元空間における平面に適合(fit)することができる。例えば、図7Aおよび7Bはライン圧対1次伝達関数対リング総和/1次総和のグラフの図である。この例では、192個のデータポイントが、様々なライン圧および差圧値における標準圧力送信機を用いることにより平面に適合(fit)される。図7Bにおける軸の方向変更によりデータが平面に精密に適合されていることが分かる。
図8Aはライン圧対リング総和/1次総和の図7A、7Bからのデータのグラフである。図8Bは図8Aにおける各ラインの勾配対公称1次伝達関数(TF)のグラフである。これらの図に示されているとおり、データは容易に、伝達関数により明確に分離される。図8Bにおけるプロットは、平面を曲げたりねじったりする高次影響がないこと、および比(ratio)/伝達関数/ライン圧の関係が単純であることを示している。
本発明では、加熱、冷却、加圧、減圧および過渡現象により生じる充填流体の誘電率の不安定性は、比較的大きい度合いまで打ち消される。これは、圧力セルのダイヤフラムの両側に1つ以上の電極を使用してライン圧信号を取得することにより達成される。
特定の実験では、データの精度は、信頼性レベル95%で+1−70PSIライン圧の誤差帯域を実現することができる。この精度レベルは、ライン圧信号に基づいて差圧送信機出力を補正することにより、標準構成に比べて10倍以上にまでゼロおよびスパンライン圧誤差を低減することができる。静電容量データだけを単独に操作することにより精度向上を実現でき、追加のライン圧センサは必要とされない。さらに、本発明を用いることにより、再度述べるが、追加のライン圧センサを使用することなく、測定静電容量値に基づいて有用なライン圧信号を導き出すことができる。より高度な構成では、ライン圧信号を、差圧と組み合わせて用いることにより、およびある構成においては温度と組み合わせることにより、マス流量(mass flow)計算を提供できる。
1つの例では、1次コンデンサの静電容量は、ライン圧が0から2000PSIに変化すると、約0.2%変化する。同様に、リングコンデンサの静電容量はこのような範囲にわたって約0.7%変化する。静電容量の変化は、印加されるライン圧の変化に対してほぼ直線的である。2つの静電容量を用いて印加ライン圧を高精度で測定することができる。
本発明を好ましい実施形態に関して説明してきたが、当業者であれば、本発明の精神および範囲を逸脱することなく形態および細部を変更可能であることは認識されるであろう。いくつかの実施形態では、本発明は、加えられる差圧に基づいて計算されるライン圧を補正することを含む。本明細書で使用されるとおり、「1次」電極およびコンデンサおよび「2次」電極およびコンデンサは代替として、「主」および「副」と称することもできる。測定または計算されるライン圧は単独で使用することもでき、または、このライン圧を用いて、例えば、測定された差圧の誤差を補正することもできる。測定ライン圧は他の目的に使用できることも考えられる。
本発明により構成されたプロセス送信機を有するプロセス測定システムを示す。 図1の送信機の概略図である。 図1のプロセス送信機の一部の断面図を示す。 本発明の動作の説明に用いる圧力センサ56の簡易化された断面図である。 ライン圧対1次総和実効ギャップのグラフである。 ライン圧対リング総和実効ギャップのグラフである。 ライン圧対リング総和/1次総和のグラフである。 ライン圧対(リングギャップ/1次ギャップ)+(リングギャップ/1次ギャップ)のグラフである。 ライン圧対1次伝達関数対リング総和/1次総和の3次元グラフである。 ライン圧対1次伝達関数対リング総和/1次総和の3次元グラフである。 様々な伝達関数におけるライン圧対リング総和/1次総和のグラフである。 スロープα対公称1次伝達関数のグラフである。
符号の説明
32…プロセス測定システム、36…プロセス圧力送信機、40…制御室、56…圧力センサ、106…ダイヤフラム、126、128…空洞の外側壁、132、134…空洞、144、146、148、150…電極、200、202…本体の外側壁、220…本体。

Claims (24)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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。
  13. 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。
  14. 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。
  15. 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。
  16. 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。
  17. 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。
  18. 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。
  19. 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。
  20. 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。
  21. 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。
  22. 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。
  23. 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。
  24. 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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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013531255A (ja) * 2010-07-12 2013-08-01 ローズマウント インコーポレイテッド 相補型デュアル絶対圧力センサを有する差圧トランスミッタ
JP2013531791A (ja) * 2010-06-08 2013-08-08 ローズマウント インコーポレイテッド ライン圧力測定を伴う差圧センサ
JP2017512994A (ja) * 2014-03-26 2017-05-25 ローズマウント インコーポレイテッド ダイアフラム式圧力センサ向けの、ライン圧力スパン影響の補償

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7334484B2 (en) 2005-05-27 2008-02-26 Rosemount Inc. Line pressure measurement using differential pressure sensor
US7379792B2 (en) * 2005-09-29 2008-05-27 Rosemount Inc. Pressure transmitter with acoustic pressure sensor
US7415886B2 (en) 2005-12-20 2008-08-26 Rosemount Inc. Pressure sensor with deflectable diaphragm
US7591184B2 (en) * 2007-03-16 2009-09-22 Rosemount Inc. Industrial pressure sensor having enhanced dielectric fill fluid
US7437938B2 (en) * 2007-03-21 2008-10-21 Rosemount Inc. Sensor with composite diaphragm containing carbon nanotubes or semiconducting nanowires
US7954383B2 (en) 2008-12-03 2011-06-07 Rosemount Inc. Method and apparatus for pressure measurement using fill tube
US8327713B2 (en) * 2008-12-03 2012-12-11 Rosemount Inc. Method and apparatus for pressure measurement using magnetic property
US7870791B2 (en) * 2008-12-03 2011-01-18 Rosemount Inc. Method and apparatus for pressure measurement using quartz crystal
WO2011038753A1 (en) * 2009-09-29 2011-04-07 Abb Technology Ag Pressure transmitter for measuring the pressure of a process fluid and related method
US8429978B2 (en) 2010-03-30 2013-04-30 Rosemount Inc. Resonant frequency based pressure sensor
DE102011078557A1 (de) * 2011-07-01 2013-01-03 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zum Betreiben eines Absolut- oder Relativdrucksensors mit einem kapazitiven Wandler
FR2983955B1 (fr) * 2011-12-09 2014-10-03 Openfield Capteur de pression pour fluide
US8752433B2 (en) 2012-06-19 2014-06-17 Rosemount Inc. Differential pressure transmitter with pressure sensor
DE102013113594A1 (de) * 2013-12-06 2015-06-11 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Differenzdrucksensor
US9347846B2 (en) * 2014-03-25 2016-05-24 Kionix, Inc. Capacitance-based pressure sensor including pressure vessel(s)
US10635064B2 (en) 2014-06-30 2020-04-28 Rosemount Inc. Hysteretic process variable sensor compensation
DE102014109491A1 (de) 2014-07-08 2016-02-11 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Differenzdruckmesszelle
US9541462B2 (en) * 2014-08-29 2017-01-10 Kionix, Inc. Pressure sensor including deformable pressure vessel(s)
US9857259B2 (en) 2014-09-30 2018-01-02 Rosemount Inc. Differential pressure sensor with high pressure capabilities
EP3234531B1 (en) * 2014-12-15 2021-02-24 Robert Bosch GmbH Flexible disposable mems pressure sensor
DE102014119407A1 (de) 2014-12-22 2016-06-23 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Differenzdrucksensor und Differenzdruckmessaufnehmer mit einem solchen Differenzdrucksensor
JP6279464B2 (ja) 2014-12-26 2018-02-14 株式会社東芝 センサおよびその製造方法
DE102016107238A1 (de) 2016-04-19 2017-10-19 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zum Fügen einer Differenzdruckmesszelle und Differenzdruckmesszelle
DE102016107236A1 (de) 2016-04-19 2017-10-19 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zum Fügen einer Differenzdruckmesszelle und Differenzdruckmesszelle
DE102016107235B3 (de) 2016-04-19 2017-01-26 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Differenzdruckmesszelle
JP7121036B2 (ja) * 2017-04-05 2022-08-17 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 統合圧力モニタリングを含むスパイラル巻きモジュールアセンブリ
US10627302B2 (en) * 2017-06-16 2020-04-21 Rosemount Inc. Pressure sensor module for high working pressure applications
WO2019222598A1 (en) 2018-05-17 2019-11-21 Rosemount Inc. Measuring element and measuring device comprising the same
CN112673243A (zh) * 2018-09-14 2021-04-16 芬兰国家技术研究中心股份公司 压力传感器
CN114279622A (zh) * 2021-11-30 2022-04-05 浙江中控技术股份有限公司 差压传感器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5621739U (ja) * 1979-07-26 1981-02-26
JP2002544514A (ja) * 1999-05-14 2002-12-24 ローズマウント インコーポレイテッド 圧力センサ、圧力トランスミッタおよび差圧測定における誤差補償方法

Family Cites Families (82)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2533339A (en) * 1946-06-22 1950-12-12 Jabez Burns & Sons Inc Flammable vapor protection
US3012432A (en) * 1957-09-23 1961-12-12 Richard H Moore Leak tester
GB1023042A (en) * 1962-05-07 1966-03-16 Wayne Kerr Lab Ltd Improvements in or relating to pressure responsive apparatus
US3232712A (en) * 1962-08-16 1966-02-01 Continental Lab Inc Gas detector and analyzer
US3374112A (en) * 1964-03-05 1968-03-19 Yeda Res & Dev Method and apparatus for controlled deposition of a thin conductive layer
US3249833A (en) * 1964-11-16 1966-05-03 Robert E Vosteen Capacitor transducer
US3557621A (en) * 1969-07-07 1971-01-26 C G S Scient Corp Inc Variable capacitance detecting devices
GB1354025A (en) * 1970-05-25 1974-06-05 Medicor Muevek Capacitive pressure transducer
US3924219A (en) * 1971-12-22 1975-12-02 Minnesota Mining & Mfg Gas detection device
US3808480A (en) * 1973-04-16 1974-04-30 Bunker Ramo Capacitive pressure transducer
US4008619A (en) * 1975-11-17 1977-02-22 Mks Instruments, Inc. Vacuum monitoring
US4177496A (en) * 1976-03-12 1979-12-04 Kavlico Corporation Capacitive pressure transducer
US4158217A (en) * 1976-12-02 1979-06-12 Kaylico Corporation Capacitive pressure transducer with improved electrode
US4120206A (en) * 1977-01-17 1978-10-17 Rosemount Inc. Differential pressure sensor capsule with low acceleration sensitivity
US4168518A (en) * 1977-05-10 1979-09-18 Lee Shih Y Capacitor transducer
US4227419A (en) * 1979-09-04 1980-10-14 Kavlico Corporation Capacitive pressure transducer
US4244226A (en) * 1979-10-04 1981-01-13 Honeywell Inc. Distance measuring apparatus and a differential pressure transmitter utilizing the same
US4322775A (en) * 1979-10-29 1982-03-30 Delatorre Leroy C Capacitive pressure sensor
US4434451A (en) * 1979-10-29 1984-02-28 Delatorre Leroy C Pressure sensors
US4287553A (en) * 1980-06-06 1981-09-01 The Bendix Corporation Capacitive pressure transducer
US4336567A (en) * 1980-06-30 1982-06-22 The Bendix Corporation Differential pressure transducer
US4370890A (en) * 1980-10-06 1983-02-01 Rosemount Inc. Capacitive pressure transducer with isolated sensing diaphragm
US4358814A (en) * 1980-10-27 1982-11-09 Setra Systems, Inc. Capacitive pressure sensor
US4422335A (en) * 1981-03-25 1983-12-27 The Bendix Corporation Pressure transducer
US4458537A (en) * 1981-05-11 1984-07-10 Combustion Engineering, Inc. High accuracy differential pressure capacitive transducer
US4389895A (en) * 1981-07-27 1983-06-28 Rosemount Inc. Capacitance pressure sensor
US4466290A (en) * 1981-11-27 1984-08-21 Rosemount Inc. Apparatus for conveying fluid pressures to a differential pressure transducer
US4455874A (en) * 1981-12-28 1984-06-26 Paroscientific, Inc. Digital pressure transducer
US4422125A (en) * 1982-05-21 1983-12-20 The Bendix Corporation Pressure transducer with an invariable reference capacitor
DE3340834A1 (de) 1983-11-11 1985-05-23 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Schaltungsanordnung zur konstanthaltung der temperaturabhaengigen empfindlichkeit eines differenzdruckmessgeraetes
US4490773A (en) * 1983-12-19 1984-12-25 United Technologies Corporation Capacitive pressure transducer
US4542436A (en) * 1984-04-10 1985-09-17 Johnson Service Company Linearized capacitive pressure transducer
US4562742A (en) * 1984-08-07 1986-01-07 Bell Microcomponents, Inc. Capacitive pressure transducer
US4586108A (en) * 1984-10-12 1986-04-29 Rosemount Inc. Circuit for capacitive sensor made of brittle material
US4670733A (en) * 1985-07-01 1987-06-02 Bell Microsensors, Inc. Differential pressure transducer
US4860232A (en) * 1987-04-22 1989-08-22 Massachusetts Institute Of Technology Digital technique for precise measurement of variable capacitance
US4785669A (en) * 1987-05-18 1988-11-22 Mks Instruments, Inc. Absolute capacitance manometers
US4875369A (en) * 1987-09-08 1989-10-24 Panex Corporation Pressure sensor system
US4878012A (en) * 1988-06-10 1989-10-31 Rosemount Inc. Charge balanced feedback transmitter
US4977480A (en) * 1988-09-14 1990-12-11 Fuji Koki Mfg. Co., Ltd. Variable-capacitance type sensor and variable-capacitance type sensor system using the same
US4926674A (en) * 1988-11-03 1990-05-22 Innovex Inc. Self-zeroing pressure signal generator
US4951174A (en) * 1988-12-30 1990-08-21 United Technologies Corporation Capacitive pressure sensor with third encircling plate
US5194819A (en) * 1990-08-10 1993-03-16 Setra Systems, Inc. Linearized capacitance sensor system
US5094109A (en) * 1990-12-06 1992-03-10 Rosemount Inc. Pressure transmitter with stress isolation depression
US5168419A (en) * 1991-07-16 1992-12-01 Panex Corporation Capacitor and pressure transducer
DE4124662A1 (de) 1991-07-25 1993-01-28 Fibronix Sensoren Gmbh Relativdrucksensor
US5230250A (en) * 1991-09-03 1993-07-27 Delatorre Leroy C Capacitor and pressure transducer
JP3182807B2 (ja) * 1991-09-20 2001-07-03 株式会社日立製作所 多機能流体計測伝送装置及びそれを用いた流体量計測制御システム
US5233875A (en) * 1992-05-04 1993-08-10 Kavlico Corporation Stable capacitive pressure transducer system
US5329818A (en) * 1992-05-28 1994-07-19 Rosemount Inc. Correction of a pressure indication in a pressure transducer due to variations of an environmental condition
US5492016A (en) * 1992-06-15 1996-02-20 Industrial Sensors, Inc. Capacitive melt pressure measurement with center-mounted electrode post
CN1058569C (zh) * 1993-09-24 2000-11-15 罗斯蒙德公司 指示工作流体压力输出量的传感器
US5542300A (en) * 1994-01-24 1996-08-06 Setra Systems, Inc. Low cost, center-mounted capacitive pressure sensor
US5642301A (en) * 1994-01-25 1997-06-24 Rosemount Inc. Transmitter with improved compensation
WO1996017235A1 (en) * 1994-11-30 1996-06-06 Rosemount Inc. Pressure transmitter with fill fluid loss detection
US5637802A (en) * 1995-02-28 1997-06-10 Rosemount Inc. Capacitive pressure sensor for a pressure transmitted where electric field emanates substantially from back sides of plates
US6484585B1 (en) * 1995-02-28 2002-11-26 Rosemount Inc. Pressure sensor for a pressure transmitter
US5705978A (en) 1995-09-29 1998-01-06 Rosemount Inc. Process control transmitter
US5992240A (en) * 1995-11-21 1999-11-30 Fuji Electric Co., Ltd. Pressure detecting apparatus for measuring pressure based on detected capacitance
US5757608A (en) * 1996-01-25 1998-05-26 Alliedsignal Inc. Compensated pressure transducer
US6654697B1 (en) * 1996-03-28 2003-11-25 Rosemount Inc. Flow measurement with diagnostics
US5702978A (en) * 1996-04-30 1997-12-30 Vlsi Technology, Inc. Sloped silicon nitride etch for smoother field oxide edge
US5668322A (en) * 1996-06-13 1997-09-16 Rosemount Inc. Apparatus for coupling a transmitter to process fluid having a sensor extension selectively positionable at a plurality of angles
US20040015069A1 (en) * 1996-12-27 2004-01-22 Brown David Lloyd System for locating inflamed plaque in a vessel
US5911162A (en) * 1997-06-20 1999-06-08 Mks Instruments, Inc. Capacitive pressure transducer with improved electrode support
EP1071934B1 (de) 1998-04-09 2002-02-13 Plöchinger, Heinz Kapazitive druck- oder kraftsensorstruktur und verfahren zur herstellung derselben
JP2000022172A (ja) * 1998-06-30 2000-01-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 変換装置及びその製造方法
US6701274B1 (en) * 1999-08-27 2004-03-02 Rosemount Inc. Prediction of error magnitude in a pressure transmitter
US6520020B1 (en) * 2000-01-06 2003-02-18 Rosemount Inc. Method and apparatus for a direct bonded isolated pressure sensor
AU2001234961A1 (en) * 2000-02-11 2001-08-20 Rosemount, Inc. Optical pressure sensor
DE50016091D1 (de) 2000-02-22 2011-05-19 Endress & Hauser Gmbh & Co Kg Drucksensor
US6662662B1 (en) * 2000-05-04 2003-12-16 Rosemount, Inc. Pressure transmitter with improved isolator system
DE10117142A1 (de) 2001-04-05 2002-10-10 Endress & Hauser Gmbh & Co Kg Kapazitiver Differenz-Drucksensor
US6516672B2 (en) * 2001-05-21 2003-02-11 Rosemount Inc. Sigma-delta analog to digital converter for capacitive pressure sensor and process transmitter
US6675655B2 (en) * 2002-03-21 2004-01-13 Rosemount Inc. Pressure transmitter with process coupling
WO2004044532A2 (en) * 2002-11-12 2004-05-27 Cidra Corporation An apparatus having an array of piezoelectric film sensors for measuring parameters of a process flow within a pipe
US7197942B2 (en) * 2003-06-05 2007-04-03 Cidra Corporation Apparatus for measuring velocity and flow rate of a fluid having a non-negligible axial mach number using an array of sensors
EP1646864B1 (en) * 2003-07-18 2018-11-07 Rosemount Inc. Process diagnostics
US7523667B2 (en) * 2003-12-23 2009-04-28 Rosemount Inc. Diagnostics of impulse piping in an industrial process
US7577543B2 (en) * 2005-03-11 2009-08-18 Honeywell International Inc. Plugged impulse line detection
US7401522B2 (en) * 2005-05-26 2008-07-22 Rosemount Inc. Pressure sensor using compressible sensor body
US7334484B2 (en) 2005-05-27 2008-02-26 Rosemount Inc. Line pressure measurement using differential pressure sensor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5621739U (ja) * 1979-07-26 1981-02-26
JP2002544514A (ja) * 1999-05-14 2002-12-24 ローズマウント インコーポレイテッド 圧力センサ、圧力トランスミッタおよび差圧測定における誤差補償方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013531791A (ja) * 2010-06-08 2013-08-08 ローズマウント インコーポレイテッド ライン圧力測定を伴う差圧センサ
JP2013531255A (ja) * 2010-07-12 2013-08-01 ローズマウント インコーポレイテッド 相補型デュアル絶対圧力センサを有する差圧トランスミッタ
JP2017512994A (ja) * 2014-03-26 2017-05-25 ローズマウント インコーポレイテッド ダイアフラム式圧力センサ向けの、ライン圧力スパン影響の補償

Also Published As

Publication number Publication date
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US20070151349A1 (en) Pressure sensor with deflectable diaphragm

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