JP3047104U - Pressure transmitter with fill fluid loss detector - Google Patents

Pressure transmitter with fill fluid loss detector

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JP3047104U
JP3047104U JP1997007198U JP719897U JP3047104U JP 3047104 U JP3047104 U JP 3047104U JP 1997007198 U JP1997007198 U JP 1997007198U JP 719897 U JP719897 U JP 719897U JP 3047104 U JP3047104 U JP 3047104U
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pressure
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fill fluid
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JP1997007198U
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イー. ラッド,スタンレイ
イー. ペトリッチ,ウイリアム
エル. ローワギー,ベネット
エフ. クルース,テランス
Original Assignee
ローズマウント インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 信頼性の高い、充満流体ロス検出器を備えた
圧力送信機を提供することにある。 【解決手段】 圧力送信機(50)は油のような充満流
体(22H/22L)によって、隔離ダイアフラム(1
8L/18H)に結合された圧力センサ(24)を具備
している。手段(52L/52H,56)は隔離ダイア
フラム(18L/18H)の位置を測定し、充満流体
(22H/22L)の漏れ量を示すべく、該測定された
位置を目標位置と比較するために提供されている。容量
または超音波技術のような非接触装置は、スイッチのよ
うな接触装置と同様に、隔離ダイアフラム(18L/1
8H)の位置を測定するために開示されている。充満流
体ロス装置は、二線送信機に組込まれることができ、該
送信機は充満流体が検出される時、警報信号を制御ユニ
ットに送信するように作られることができる。
(57) [Problem] To provide a pressure transmitter having a highly reliable filled fluid loss detector. SOLUTION: A pressure transmitter (50) is provided with an isolation diaphragm (1) by a filling fluid (22H / 22L) such as oil.
8L / 18H) with a pressure sensor (24). Means (52L / 52H, 56) provide for measuring the position of the isolation diaphragm (18L / 18H) and comparing the measured position to a target position to indicate the amount of leakage of the fill fluid (22H / 22L). Have been. Non-contact devices such as capacitive or ultrasonic technology, as well as contact devices such as switches, use isolation diaphragms (18L / 1
8H). The filling fluid loss device can be incorporated into a two-wire transmitter, which can be made to send an alarm signal to the control unit when filling fluid is detected.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[0001]

【考案の属する技術分野】[Technical field to which the invention belongs]

この考案はプロセス制御工業に使用される測定送信機に関し、特に、油のよう に実質的に圧縮できない流体で満たされた圧力感知セルを持つ送信機に関する。 This invention relates to measurement transmitters used in the process control industry, and more particularly, to transmitters having a pressure sensing cell filled with a substantially incompressible fluid such as oil.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

既知のプロセス制御工業の圧力送信機は、処理流体を受取り、そしてそのよう な流体の圧力を表す出力を提供する。本考案に関心のある送信機においては、処 理流体圧は送信機の柔軟な隔離ダイアフラムに作用し、これをバックプレートの 方に押しつける。隔離ダイアフラムとバックプレートとの間の空間と、圧力セン サに該空間を接続する通路とは、シリコン油のような実質的に圧縮できない流体 で満たされている。該空間を満たすこの流体は今後“充満流体”と呼ばれる。前 記隔離ダイアフラムは処理流体圧を該充満流体を経て圧力センサへ伝達する。そ れから、該圧力センサは該充満流体圧を表す信号を出力し、続いて処理流体圧を 表す信号を出力する。 Known process control industry pressure transmitters receive process fluids and provide an output representative of the pressure of such fluids. In transmitters of interest to the present invention, the process fluid pressure acts on the transmitter's flexible isolation diaphragm, pushing it against the backplate. The space between the isolation diaphragm and the back plate, and the passage connecting the space to the pressure sensor, is filled with a substantially incompressible fluid such as silicone oil. This fluid that fills the space is hereafter referred to as "fill fluid". The isolation diaphragm transmits process fluid pressure to the pressure sensor via the fill fluid. The pressure sensor then outputs a signal representative of the fill fluid pressure, followed by a signal representative of the process fluid pressure.

【0003】[0003]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、いくつかの例においては、送信機中の隔離ダイアフラムに対す るあるいはシールに対する腐食または物理的な破壊は、封じされた構造から前記 充満流体のいくらかをリークさせる。この充満流体の損失は、静的な精度に影響 を与え、また損失された流体の量と動作条件に依存して、送信機の応答時間に影 響を与える。この結果として、静的および動的出力エラーを個々に生ずる。 However, in some instances, corrosion or physical destruction of the isolation diaphragm or the seal in the transmitter causes some of the fill fluid to leak from the enclosed structure. This loss of fill fluid affects static accuracy and, depending on the amount of fluid lost and operating conditions, affects the response time of the transmitter. This results in static and dynamic output errors individually.

【0004】 多くの送信機のために、充満流体の損失は少くとも、初期段階と発展段階の二 段階に明確に分類することができる。充満流体の損失が比較的小さい初期段階で は、送信機はまだ本質的に十分に機能している。送信機出力における小さな変位 あるいはゆっくりしたドリフトが観察されることができるが、送信機はその動作 仕様書の通りに普通に動作する。前記ドリフトを引起こす物理的な機構は充満流 体の流出によって起きる充満流体圧の変化にある。変化された充満流体の圧力は 逆に圧力センサ出力に変位を引起こす。いくつかの工業は、現在、動作が実質的 に影響を受ける前に、初期段階で充満流体のロスを検出するために、正規の基準 に基づいて装着された“ゼロ変位”(ドリフト)をモニタする。実際問題として は、このことは送信機が処理から減結合され、較正され、“傾向図”を作成され なければならないことを意味している。[0004] For many transmitters, the loss of fill fluid can at least be clearly classified into two stages: an early stage and a development stage. In the early stages, where the loss of fill fluid is relatively small, the transmitter is still essentially functioning well. Although small displacements or slow drifts in the transmitter output can be observed, the transmitter operates normally as per its operating specifications. The physical mechanism that causes the drift is the change in fill fluid pressure caused by the outflow of the fill fluid. The changed pressure of the filling fluid causes a displacement in the output of the pressure sensor. Some industries now monitor “zero displacement” (drift) installed on a regular basis to detect loss of fill fluid at an early stage before operation is substantially affected. I do. In practice, this means that the transmitter must be decoupled from processing, calibrated, and a "trend chart" created.

【0005】 流体ロスの発展段階は、送信機の出力に異常な動作が現れる程に多くの流体が 失われることに特徴付けることができる。異常動作の一例は、圧力センサが次の タイプである送信機、すなわち、各隔離ダイアフラムが、処理流体の差圧が変動 する時、圧力センサへまたは圧力センサからある量の充満流体を注入または受け とるタイプである送信機に起きる。そのような送信機が処理流体の差圧の速い変 化にさらされる時、アイソレータのーつの下にある充満流体は、それが圧力セン サへ流れる時、バックプレート中の穴に強制的に吸い込まれる。失われた充満流 体の量、圧力の増加の割合、および圧力の増加の大きさに依存して、該穴に吸い 込まれる充満流体は穴を殆どシールするように隔離ダイアフラムを押す動作をす る。これによって、一時的に隔離ダイアフラムとバックプレートとの間の充満流 体はトラップされ、圧力センサへ多くの充満流体が流れるのを阻止する。その結 果として、送信機圧力は短い時間の間のみ、速い処理流体の圧力の変化に追随し 、その後、充満流体が“シール”を過ぎて圧力センサへゆっくり移動する時、そ の期待値に向かって大変ゆっくりした変化を経験する。面白いことに、(充満流 体をバックプレートの穴に吸い込むというよりはむしろ追い出されるようにする )反対方向への速い圧力変化は、この異常を示さない。充満流体の発展段階はま た大変多くの充満流体が失われ、隔離ダイアフラムがアイソレータの全表面面積 にわたってバックプレートに対して押圧された時でも、送信機が圧力センサに入 り込むべき充満流体の不足のために、ある印加された圧力に対して期待される出 力に達しなくなる。[0005] The development phase of fluid loss can be characterized by the loss of so much fluid that abnormal behavior appears at the output of the transmitter. An example of abnormal operation is a transmitter whose pressure sensor is of the following type: each isolation diaphragm injects or receives an amount of fill fluid to or from the pressure sensor when the differential pressure of the process fluid fluctuates. Get up on the transmitter that is the type of take. When such a transmitter is subjected to rapid changes in the pressure differential of the process fluid, the fill fluid under the isolator is forced into a hole in the backplate as it flows to the pressure sensor. It is. Depending on the amount of fill fluid lost, the rate of pressure increase, and the magnitude of the pressure increase, the fill fluid drawn into the hole will act to push the isolation diaphragm to substantially seal the hole. You. This temporarily traps the fill fluid between the isolation diaphragm and the backplate, preventing more fill fluid from flowing to the pressure sensor. As a result, the transmitter pressure follows the fast process fluid pressure change only for a short period of time, and then reaches its expected value when the fill fluid moves slowly past the "seal" to the pressure sensor. Experience a very slow change towards it. Interestingly, a rapid pressure change in the opposite direction (which causes the fill fluid to be expelled rather than sucked into a hole in the backplate) does not indicate this anomaly. The stage of development of the fill fluid also means that even when a great deal of fill fluid is lost and the isolation diaphragm is pressed against the backplate over the entire surface area of the isolator, the transmitter must be able to fill the pressure sensor with the fill fluid. Due to lack, the expected output for a given applied pressure is not reached.

【0006】 種々の装置および方法が充満流体のロスを検出するために提案されたけれども 、好ましくは、送信機の動作が実質的に影響を受ける前の流体ロスの初期段階に おいて、便利にかつ信頼性をもって流体のロスを検出することのできる方法と装 置を作成する必要がある。[0006] Although various devices and methods have been proposed for detecting the loss of fill fluid, it is preferable to conveniently provide for the initial stages of fluid loss before the operation of the transmitter is substantially affected. It is necessary to create a method and device that can reliably detect fluid loss.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本考案の一つの特徴によると、充満流体によって隔離ダイアフラムに結合され た圧力センサをもつ送信機は、隔離ダイアフラムの位置をモニタし、それによっ て充満流体の漏れをモニタするために、隔離ダイアフラムの近くに配置された位 置センサを含んでいる。アイソレータの位置は充満流体のロスの指示器である。 なぜなら、印加された圧力と環境温度において、充満流体のロスは隔離ダイアフ ラムの相対位置を変化させる原因となるからである。好ましい実施例においては 、位置センサは正確な位置測定のために隔離ダイアフラムを接触させる必要のな い、“非接触”位置センサと特徴づけられている容量または超音波変換器を含ん でいる。他の実施例においては、位置センサは接触点の一つとして隔離ダイアフ ラムを持つことのできるスイッチのような接触型のセンサを含む。 According to one feature of the invention, a transmitter having a pressure sensor coupled to an isolation diaphragm by a fill fluid monitors the position of the isolation diaphragm and thereby monitors the fill fluid for leakage. Includes a position sensor located nearby. The position of the isolator is an indicator of the loss of fill fluid. This is because, at the applied pressure and ambient temperature, the loss of the fill fluid causes the relative position of the isolation diaphragm to change. In a preferred embodiment, the position sensor includes a capacitive or ultrasonic transducer characterized as a "non-contact" position sensor, which does not require contacting the isolation diaphragm for accurate position measurement. In another embodiment, the position sensor includes a contact type sensor, such as a switch, which can have an isolation diaphragm as one of the contact points.

【0008】 本考案の他の特徴によると、送信機は充満流体によって隔離ダイアフラムに結 合された圧力センサをもっている。また、該送信機は充満流体のロスをモニタす る装置を具備している。利点としては、圧力センサと流体モニタ装置は、例えば 容量を基にした技術のような実質的に同一の測定技術を使用することができる。 同一の測定技術を使用すると、複製の測定回路を有効に使用することができるよ うになる。[0008] According to another feature of the invention, the transmitter has a pressure sensor coupled to the isolation diaphragm by a fill fluid. The transmitter also includes a device for monitoring the loss of the fill fluid. Advantageously, the pressure sensor and the fluid monitoring device can use substantially the same measurement technique, for example, a capacity-based technique. The use of the same measurement technique allows for the efficient use of duplicate measurement circuits.

【0009】 本考案のさらに他の特徴によると、二線送信機における充満流体のロスをモニ タする方法は、自動的にまたは定期的に充満流体のロスを示すパラメータを測定 し、該パラメータがプリセットされたレベルを越える時、警報信号を提供するス テップを含む。In accordance with yet another aspect of the invention, a method of monitoring a fill fluid loss in a two-wire transmitter includes automatically or periodically measuring a parameter indicative of the fill fluid loss, wherein the parameter is measured. Includes a step to provide an alarm signal when a preset level is exceeded.

【0010】[0010]

【考案の実施の形態】 図1において、従来の圧力送信機10は、ベース12と、仕切り部材14と、 その両側の端部でねじ止めされたカバー16とからなる送信機筐体を有している 。図示されていない外部の配管は、二つの処理流体の供給口を提供し、該供給口 は隔離ダイアフラム18Lと18Hに接触している。該処理流体の供給口は、ダ イアフラム18Lと18Hに、それぞれ圧力PL 、PH を付加している。充満流 体22Lの第1の分量は圧力センサ24の一方の端部に圧力PL を伝え、充満流 体22Hの第2の分量は圧力センサ24の他方の端部に圧力PH を伝える。充満 流体22L、22Hは隔離ダイアフラム18L、18Hと、バックプレートまた はストップ面32L、32Hとの、それぞれの間の空間28Lと28Hを満たし ている。それらの名前が示唆しているように、隔離ダイアフラム18L、18H は処理流体に直接接触しないように圧力センサ24を隔離するが、該処理流体の 圧力が該充満流体を経て該センサに伝達されるようにするために用いられている 。 圧力センサ24は、容量が差圧ΔP=PH −PL の関数となる、容量型差圧 セルから構成されている。本考案の目的のために、隔離ダイアフラムに流体的に 結合できる他の既知の圧力センサ、例えばストレインゲージ、または光圧力セン サ等が本考案と共に使用されることができる。1, a conventional pressure transmitter 10 has a transmitter housing including a base 12, a partition member 14, and covers 16 screwed at both ends thereof. ing . External piping, not shown, provides two processing fluid inlets, which are in contact with the isolation diaphragms 18L and 18H. The processing fluid supply ports apply pressures PL and PH to the diaphragms 18L and 18H, respectively. A first portion of the fill fluid 22L transmits pressure PL to one end of the pressure sensor 24, and a second portion of the fill fluid 22H transmits pressure PH to the other end of the pressure sensor 24. The fill fluids 22L, 22H fill the spaces 28L, 28H between the isolation diaphragms 18L, 18H and the back plate or stop surfaces 32L, 32H, respectively. As their names suggest, the isolation diaphragms 18L, 18H isolate the pressure sensor 24 from direct contact with the process fluid, but the pressure of the process fluid is transmitted to the sensor via the fill fluid. Is used to make it so. The pressure sensor 24 comprises a capacitive differential pressure cell whose capacity is a function of the differential pressure ΔP = PH−PL. For the purposes of the present invention, other known pressure sensors, such as strain gauges or optical pressure sensors, which can be fluidly coupled to the isolation diaphragm, can be used with the present invention.

【0011】 リード線36は圧力センサ24を予備回路基板38に接続し、予備回路基板3 8はさらに線40によって送信機回路42に接続されている。外部の直流電源( 図8を見よ)は、撚り線対44を経て回路42に電力を供給する。また、該撚り 線対44はポート46から送信機10に入っている。回路42は、撚り線対44 を経て流れる直流電流を、測定された容量の関数として、4〜20ミリアンペア の間に調整して、前記処理変数ΔPを伝送する。回路42は、また、既知のデジ タルプロトコル、例えばHARTプロトコルのようなプロトコルによって、撚り 線対44を経て制御ユニットにデジタル的に伝送することができる。送信機10 は、また、送信機ベース12に配置されたプラチナ抵抗温度計(PRT)48を 含んでいる。該PRTは、圧力センサ24と隔離ダイアフラム18L、18Hの 温度を測定する。勿論、他の温度センサ、例えば熱電対を本考案に使用すること ができる。回路38はPRT48からの出力を受信し、回路42はその出力を、 送信機出力ΔPの容量測定における温度に起因する誤差を補正するのに使用する 。A lead 36 connects the pressure sensor 24 to a backup circuit board 38, and the backup circuit board 38 is further connected to a transmitter circuit 42 by a wire 40. An external DC power supply (see FIG. 8) powers circuit 42 via twisted pair 44. The twisted wire pair 44 enters the transmitter 10 through a port 46. The circuit 42 regulates the DC current flowing through the twisted pair 44 4 as a function of the measured capacity between 4 and 20 mA and transmits the processing variable ΔP. The circuit 42 can also be transmitted digitally via a twisted pair 44 to the control unit by a known digital protocol, for example a protocol such as the HART protocol. Transmitter 10 also includes a platinum resistance thermometer (PRT) 48 located on transmitter base 12. The PRT measures the temperature of the pressure sensor 24 and the isolation diaphragms 18L, 18H. Of course, other temperature sensors, such as thermocouples, can be used in the present invention. Circuit 38 receives the output from PRT 48 and circuit 42 uses the output to correct for temperature-induced errors in the capacitance measurement of transmitter output ΔP.

【0012】 図2の送信機50は、それが隔離ダイアフラム18L、18Hの相対的な位置 を測定するための手段を含んでいることを除いて、図1の送信機と同じである。 送信機のベース12の内面に固く接着された超音波変換器52L、52Hは、超 音波あるいは振動(好ましくは、1〜50MHz)のパルスを送信機のベース1 2の中に放射する。この振動は、送信機のベース/充満流体の境界面(すなわち 、前記バックプレート)で第1の反射を起し、また充満流体/隔離ダイアフラム の境界面で第2の反射を起す。超音波変換器は前記反射を検出し、それらを駆動 /検出回路56へ別々に伝送する。回路56は、各隔離ダイアフラムとそれぞれ のバックプレートとの間の間隔を表す前記反射間の時間間隔を測定する。測定の 正確さを増すために、回路56又は他の送信機回路の一つは、充満流体中の音の 速度と、周囲の送信機構体中の音の速度は、通常、温度に依存するから、前記測 定された時間間隔を測定された温度により補正する。The transmitter 50 of FIG. 2 is the same as the transmitter of FIG. 1 except that it includes means for measuring the relative position of the isolation diaphragms 18L, 18H. Ultrasonic transducers 52L, 52H rigidly adhered to the inner surface of the base 12 of the transmitter emit ultrasonic or vibrational (preferably 1-50 MHz) pulses into the base 12 of the transmitter. This oscillation causes a first reflection at the base / fill fluid interface of the transmitter (ie, the backplate) and a second reflection at the fill fluid / isolation diaphragm interface. The ultrasonic transducer detects the reflections and transmits them separately to the drive / detection circuit 56. The circuit 56 measures the time interval between the reflections, which represents the distance between each isolation diaphragm and the respective backplate. In order to increase the accuracy of the measurement, circuit 56 or one of the other transmitter circuits is based on the assumption that the speed of sound in the fill fluid and the speed of sound in the surrounding transmission mechanism are usually temperature dependent. The measured time interval is corrected by the measured temperature.

【0013】 本考案に使用できる超音波変換器は、パナメトリック社(米国、マサセッツ州 、ワルサム、クレセント通り、221)から提供されているモデルV208−R Mを含んでいる。AMP社(米国、ペンシルバニア州、バレーフォージ)から販 売されているピエゾフィルムは、本考案に使用することができる。An ultrasonic transducer that can be used in the present invention includes Model V208-RM provided by Panametrics Inc. (221 Crescent Street, Waltham, Mass., USA). Piezo film sold by AMP (Valley Forge, PA, USA) can be used in the present invention.

【0014】 好ましくは、送信機50の回路42´は、回路42´中の時計によって制御さ れた正常な間隔で、充満流体の漏れのチェックをするための診断ルーチンを実行 する。最初に、回路42´は、隔離ダイアフラム18L、18Hの位置または高 さを測定する。これらの二つの値はメモリ58に蓄積される。回路42´はまた PRT48によって測定された温度の現在値と、圧力センサ24によって測定さ れた圧力ΔPをメモリ58に保持する。送信機の製造中に、ルックアップテーブ ルまたは一組の係数がメモリ58の不揮発性部分にプログラムされている。その テーブルまたは係数は、予め与えられた一組の圧力ΔPと温度の値に対して、隔 離ダイアフラム18Lと隔離ダイアフラム18Hに対する位置の期待値を生ずる 。温度は充満流体の熱膨脹効果を補正するのに使用される。テーブルまたは係数 は、充満流体室がシールされた後直ぐに計算され、メモリに蓄積される。そして 、較正処理の間、種々の印加圧力および温度に対して、アイソレータの高さを測 定した後、計算される。そして、動作の間、回路42´は、現在の圧力ΔPと温 度の値に対する隔離ダイアフラムの位置の期待値を前記テーブルにより呼出すあ るいは前記係数により計算する。Preferably, the circuit 42 'of the transmitter 50 executes a diagnostic routine to check for leaks of fill fluid at regular intervals controlled by a clock in the circuit 42'. First, the circuit 42 'measures the position or height of the isolation diaphragms 18L, 18H. These two values are stored in memory 58. Circuit 42 'also stores in memory 58 the current value of the temperature measured by PRT 48 and the pressure .DELTA.P measured by pressure sensor 24. During manufacture of the transmitter, a look-up table or set of coefficients is programmed into a non-volatile portion of memory 58. The table or coefficients produce the expected position values for the isolation diaphragm 18L and the isolation diaphragm 18H for a given set of pressure ΔP and temperature values. Temperature is used to compensate for the thermal expansion effect of the fill fluid. The table or coefficient is calculated and stored in memory shortly after the fill fluid chamber is sealed. Then, during the calibration process, it is calculated after measuring the height of the isolator for various applied pressures and temperatures. Then, during operation, the circuit 42 'calculates the expected value of the isolation diaphragm position for the current pressure .DELTA.P and temperature values by calling up the table or by the coefficients.

【0015】 回路42´は、測定された隔離ダイアフラムの位置の蓄積値と前記期待値とを 減算するかまたは比較する。もし、一方の隔離ダイアフラムに対する不一致がメ モリ58に蓄積されたプリセットされた閾値THRESHより大きいならば、回 路42´はディジタル信号で、または直流出力を28mA程度の警報レベルまで 駆動することによって、警告信号を制御ユニットに送ることができる。THRE SHは充満流体中のロスによって引き起こされる隔離ダイアフラムの変位の最大 の許容値を示している。該最大の変位は許容できる充満流体のロスの最大量に相 当する。THRESHは上記した初期の充満流体のロスを検出できる程度の低い 値にセットされることができる。The circuit 42 'subtracts or compares the expected value with the accumulated value of the measured location of the isolation diaphragm. If the discrepancy for one of the isolation diaphragms is greater than a preset threshold THRESH stored in memory 58, circuit 42 'is driven by a digital signal or by driving the DC output to an alarm level on the order of 28mA. An alert signal can be sent to the control unit. THRESH indicates the maximum allowable displacement of the isolation diaphragm caused by losses in the fill fluid. The maximum displacement corresponds to the maximum amount of fill fluid loss that can be tolerated. THRESH can be set to a value low enough to detect the initial fill fluid loss described above.

【0016】 回路42´はN回の圧力測定毎に上記した診断処理をするようにプログラムさ れることができる。ここに、Nはプログラムできる整数値である。回路42´が 1Hzのレートで圧力を読む場合、Nを2.6×106 にセットすると、1か月 に約1度流体ロスのテストをすることができるようになろう。送信機は自動的に 流体ロスをテストし、そして問題が起きた場合に制御ユニットに自動的に警告す るから、保守オペレータが送信機を定期的にチェックするための必要性は減じら れる。図3は、上記した充満流体検出処理の改良された動作を示している。The circuit 42 'can be programmed to perform the above-described diagnostic process every N pressure measurements. Where N is a programmable integer value. If the circuit 42 'reads the pressure at a rate of 1 Hz, by setting the N to 2.6 × 10 6, would to be able to test approximately once fluid loss in 1 month. The transmitter automatically tests for fluid loss and automatically alerts the control unit if a problem occurs, reducing the need for maintenance operators to periodically check the transmitter. FIG. 3 illustrates the improved operation of the fill fluid detection process described above.

【0017】 付属の診断として、回路42´は測定されたダイアフラム位置と期待されるダ イアフラム位置との間の不一致をメモリに蓄積することができる。そして、定常 状態において、そのような不一致の長い期間にわたる傾向によって、送信機が故 障となる時間、すなわちTime To Failure(TTF)を予測する ことができる。例えば、回路42´は、各隔離ダイアフラムのための二つの最も 最近計算された不一致の間の差を計算することができる。もし、最も最近の不一 致(Di )が前の不一致(Di-1 )より大きいなら、しかし両者がプリセットさ れている閾値THRESHより小さいなら、(成功した流体ロステスト間の時間 間隔の単位で測定された)TTFは直ちに計算されることができ、制御ユニット に伝送することができる。As an adjunct diagnostic, the circuit 42 ′ can accumulate in memory a discrepancy between the measured diaphragm position and the expected diaphragm position. Then, in the steady state, the tendency for such a mismatch over a long period of time can predict the time at which the transmitter will fail, ie, Time To Failure (TTF). For example, the circuit 42 'can calculate the difference between the two most recently calculated mismatches for each isolation diaphragm. If the most recent mismatch (Di) is greater than the previous mismatch (Di-1), but both are less than the preset threshold THRESH, (in units of the time interval between successful fluid loss tests) The (measured) TTF can be calculated immediately and transmitted to the control unit.

【0018】 TTF=(THRESH−Di )/(Di −Di-1 ) 回路42´は、TTFを予測するための傾向を確定するために、勿論もっと精 巧な既知のデータ操作技術、例えばファジイ論理または過去に蓄積された不一致 の値の最小二乗法のような技術を用いることができる。もし望まれるなら、計算 されたTTFは送信機のメモリ中に蓄積され、制御ユニットによる質問の後のみ 、送信機から離れた制御ユニットに伝送することができる。TTF = (THRESH-Di) / (Di-Di-1) The circuit 42 'may, of course, use more sophisticated known data manipulation techniques, such as fuzzy logic, to determine the tendency to predict TTF. Alternatively, techniques such as the least squares method of previously accumulated discrepancy values can be used. If desired, the calculated TTF is stored in the transmitter's memory and can be transmitted to the control unit remote from the transmitter only after interrogation by the control unit.

【0019】 隔離ダイアフラムの位置を測定するために超音波技術を使用する独特の効果は 図1と2の比較から明らかである。すなわち、この技術はハードウエアを少し変 形するだけで、また充満流体を収容している容器の構造あるいは圧力センサの中 に物理的な変更を入れずに、既存の送信機に適用することができる。The unique effect of using ultrasonic technology to measure the position of the isolation diaphragm is apparent from a comparison of FIGS. That is, this technique can be applied to existing transmitters with only minor modifications to the hardware and without physical changes in the structure of the container containing the fill fluid or in the pressure sensor. it can.

【0020】 図4は図2のものと類似の送信機60を示している。しかし、隔離ダイアフラ ム18L、18Hの位置を測定するための容量技術は超音波技術に代用すること ができる。プラグ62L、62Hは図示されているように、送信機のベース12 の中の穴に密封的に支持されている。各プラグは、それぞれの隔離ダイアフラム に面する側に、充満流体と接触する、小さな導電性のパッチまたは電極64L、 64Hを有している。好ましくは、その電極面は、周囲のバックプレート面にな じんでいる。プラグ62は、電極64L、64Hが電気的に送信機のベースおよ びそれに溶接された隔離ダイアフラムから電気的に絶縁されるように構成されて いる。隔離ダイアフラムがそれに対向するプラグから離れるように、または近付 くように動くので、該隔離ダイアフラムと電極間の容量は増減する。該電極は好 ましくは、各電極/隔離ダイアフラム対の容量範囲が圧力センサ24の容量範囲 の約10分の1以内となるようなサイズにされている。このようにすると、前記 圧力センサの容量を測定するのに用いたのと同一の回路を、電極/隔離ダイアフ ラム対の容量を測定するのに使用することができるようになる。好ましい実施例 では、送信機60は回路42´ によって制御されるスイッチ66を含んでいる 。このスイッチは電線68を容量測定回路38に間欠的に結合する。全ての他の 時間には、スイッチ66は圧力センサのリード線69を回路38に結合する。FIG. 4 shows a transmitter 60 similar to that of FIG. However, the volumetric technique for measuring the position of the isolation diaphragms 18L, 18H can be substituted for the ultrasonic technique. The plugs 62L, 62H are hermetically supported in holes in the base 12 of the transmitter as shown. Each plug has a small conductive patch or electrode 64L, 64H on the side facing the respective isolation diaphragm, in contact with the fill fluid. Preferably, the electrode surface conforms to the surrounding backplate surface. The plug 62 is configured such that the electrodes 64L, 64H are electrically insulated from the transmitter base and the isolation diaphragm welded thereto. As the isolation diaphragm moves away from or near the plug opposite it, the capacitance between the isolation diaphragm and the electrodes increases or decreases. The electrodes are preferably sized so that the capacity range of each electrode / isolation diaphragm pair is within about one-tenth of the capacity range of pressure sensor 24. In this way, the same circuit used to measure the capacitance of the pressure sensor can be used to measure the capacitance of the electrode / isolation diaphragm pair. In the preferred embodiment, transmitter 60 includes a switch 66 controlled by circuit 42 '. This switch intermittently couples the wire 68 to the capacitance measurement circuit 38. At all other times, switch 66 couples pressure sensor lead 69 to circuit 38.

【0021】 もし望まれるなら、スイッチ66は省略され、他の回路が電極/隔離ダイアフ ラム対の容量を測定するために付加されることができる。そのような装置は、圧 力センサ24が容量以外のセンシング技術、例えばストレインゲージ技術を用い る所で使用されることができる。必要とされる回路要素の数の削減、コストの低 減、および信頼性の向上は、スイッチ66の使用、圧力測定および隔離ダイアフ ラム位置の測定のための同一のセンシング技術の使用から得ることができる。If desired, switch 66 can be omitted and other circuitry can be added to measure the capacitance of the electrode / isolation diaphragm pair. Such a device can be used where the pressure sensor 24 uses a sensing technology other than capacitance, such as strain gauge technology. The reduced number of circuit elements required, reduced cost, and improved reliability can be obtained from the use of switches 66, the use of the same sensing technology for pressure measurement and measurement of isolation diaphragm position. it can.

【0022】 隔離ダイアフラム位置を測定する技術を除いて、図4の送信機60は図2の送 信機50と、他の全ての点で同一である。特に、警報装置、予測容量、および他 の特徴はそのまま使用されている。Except for the technique of measuring the isolation diaphragm position, the transmitter 60 of FIG. 4 is identical in all other respects to the transmitter 50 of FIG. In particular, alarms, predicted capacity, and other features have been used as is.

【0023】 図5は、本考案によって変形された圧力センサおよび隔離ダイアフラム装置の 他の実施例を示している。圧力セル70の圧力感知位置は金属セルの一つの半分 74と他の半分74との間の周囲に溶接され、実質的に同一の検出電極76H、 76L間に挟まれた一枚の検出ダイアフラム72を含んでいる。検出電極76H 、76Lはガラス片78の凹面上に形成されている。前記検出ダイアフラムの一 方の側にある内室を充満流体で満たせるように裏側に延びている導線80H、8 0Lは、検出電極76H、76Lを図5に示されていない容量測定回路に接続し ている。FIG. 5 shows another embodiment of the pressure sensor and the isolation diaphragm device modified according to the present invention. The pressure sensing location of the pressure cell 70 is welded around one half 74 of the metal cell and the other half 74 and a single sensing diaphragm 72 sandwiched between substantially identical sensing electrodes 76H, 76L. Contains. The detection electrodes 76H and 76L are formed on the concave surface of the glass piece 78. Conductors 80H, 80L extending rearward to fill the inner chamber on one side of the detection diaphragm with a fill fluid connect the detection electrodes 76H, 76L to a capacitance measurement circuit not shown in FIG. ing.

【0024】 隔離ダイアフラム82H、82Lに接触している処理流体は隔離ダイアフラム 上に、図示されているように、圧力PH とPL を及ぼし、該圧力は、隔離ダイア フラム82H、82Lとストップ面84H、84Lとの間の空間、検出ダイアフ ラム72と検出電極76H、76Lとの間の空間、および接続通路85H、85 Lを満たしている二つの充満流体を経て、検出ダイアフラム72に伝送される。 本考案によれば、圧力セル70は電気的に絶縁体であるガラス片78の中に設け られている導線86H、86Lを含んでいる。各導線86H、86Lは、それぞ れバックプレート84H、84Lで終端している。各隔離ダイアフラムおよびこ れに隣接する導線86H、86L間の容量は、各隔離ダイアフラムの位置の測定 を提供する。もし望まれるなら、電極64L、64Hと同様の電極が、隔離ダイ アフラムとこれに隣接する導線86H、86Lとの間の容量を増すために、圧力 セル70のバックプレ−トに付けられることができる。The processing fluid in contact with the isolation diaphragms 82H, 82L exerts pressures PH and PL on the isolation diaphragms, as shown, which pressures the isolation diaphragms 82H, 82L and the stop surfaces 84H, The fluid is transmitted to the detection diaphragm 72 through the space between the detection diaphragm 72 and the space between the detection diaphragm 72 and the detection electrodes 76H and 76L and the two filled fluids filling the connection passages 85H and 85L. According to the invention, the pressure cell 70 includes conductors 86H, 86L provided within a piece of glass 78 that is electrically insulating. Each conductor 86H, 86L terminates at a back plate 84H, 84L, respectively. The capacitance between each isolation diaphragm and its adjacent leads 86H, 86L provides a measure of the position of each isolation diaphragm. If desired, electrodes similar to the electrodes 64L, 64H can be attached to the backplate of the pressure cell 70 to increase the capacitance between the isolation diaphragm and the adjacent conductors 86H, 86L. it can.

【0025】 図5の実施例は図4のそれと同様の動作をする。図4の送信機に関連して説明 された利点は、図5の実施例においても等しく有している。The embodiment of FIG. 5 operates in a manner similar to that of FIG. The advantages described in connection with the transmitter of FIG. 4 are equally valid in the embodiment of FIG.

【0026】 図5の圧力セル70は、容量的にではなく、超音波的に隔離ダイアフラム位置 を測定するために、容易に変形することができる。超音波変換器は、各導線86 H、86Lの終端に固定され、超音波パルスを充満流体を通って発射するように 設置されることができる。隔離ダイアフラムの表面から反射された波が前記変換 器に到着するまでの時間が隔離ダイアフラムの位置を示している。The pressure cell 70 of FIG. 5 can be easily deformed to measure the isolation diaphragm position ultrasonically, rather than capacitively. An ultrasonic transducer may be fixed at the end of each lead 86H, 86L and positioned to launch an ultrasonic pulse through the fill fluid. The time taken for the wave reflected from the surface of the isolation diaphragm to reach the transducer indicates the position of the isolation diaphragm.

【0027】 図6と7は、上述されたような非接触技術とは違う接触型のスイッチを使用す る本考案の実施例を示している。図6と7において、図5で説明された基本圧力 セルの半分が説明を簡単にするために示されている。ここでは、“H”と“L” の符号は、参照符号から削除されている。両図の実施例においては、もし、充満 流体の十分な体積が充満流体の貯蔵室から漏れ出すならば、各隔離ダイアフラム が各対向する導線86と電気的接触するようにした手段が提供される。導線86 は、該接触が行われた時、警報指示を制御ユニットに提供する回路に結合されて いる。図6において、スプリング接点88は導線86の終端に溶接されている。 接触は、スプリング接点88のトップと、隔離ダイアフラムの下側との間でなさ れる。図7において、くぼみ89は速く動く刃先のない鈍い道具によって隔離ダ イアフラム82に形成される。ここでは、接触は、くぼみ89と導線86の終端 との間でなされる。FIGS. 6 and 7 show an embodiment of the present invention that uses a contact switch different from the non-contact technology described above. 6 and 7, half of the basic pressure cell described in FIG. 5 is shown for simplicity. Here, the symbols “H” and “L” have been deleted from the reference symbols. In the embodiments of both figures, means are provided so that each isolation diaphragm makes electrical contact with each opposing conductor 86 if a sufficient volume of the fill fluid leaks out of the fill fluid reservoir. . Lead 86 is coupled to a circuit that provides an alarm indication to the control unit when the contact is made. In FIG. 6, the spring contact 88 is welded to the end of the conductor 86. Contact is made between the top of the spring contact 88 and the underside of the isolation diaphragm. In FIG. 7, a recess 89 is formed in the isolation diaphragm 82 by a fast moving blunt tool with no cutting edge. Here, contact is made between the depression 89 and the end of the conductor 86.

【0028】 送信機は、普通、最大に見積もられた圧力で、高圧側にさらされた隔離ダイア フラムがその平衡位置(ΔP=0)から、前記バックプレートに向かって約半分 だけ動くように、設計されている。隔離ダイアフラムの平衡位置(その中央)が バックプレートから0.010インチ(0.254mm)にある送信機において 、隔離ダイアフラムは最大印加圧力および最小の見積もり温度の時、約0.00 5インチ(0.127mm)以内の範囲で動くように期待されている。充満流体 中のロスは同じ条件の下で、隔離ダイアフラムが前記バックプレートに近付くよ うに動くように作用する。このように、スプリング接点88の高さ又はくぼみ8 9の深さを、約0.005インチ(0.127mm)またはこれより少し小さく 設定すると、高圧での充満流体のわずかな量のロス(初期段階ロス)の検出まで 可能にし、低圧での流体のより多量のロスの検出を可能にする。[0028] The transmitter usually operates such that at the maximum estimated pressure, the isolation diaphragm exposed to the high pressure side moves about half way from its equilibrium position (ΔP = 0) towards the backplate. , Designed. For a transmitter with the isolating diaphragm equilibrium position (center) 0.010 inches (0.254 mm) from the backplate, the isolating diaphragm will be approximately 0.005 inches (0,5) at maximum applied pressure and minimum estimated temperature. .127 mm). Losses in the fill fluid act to move the isolation diaphragm closer to the backplate under the same conditions. Thus, setting the height of the spring contact 88 or the depth of the recess 89 to about 0.005 inch (0.127 mm) or slightly less will result in a small loss of fill fluid at high pressure (initial It enables the detection of step loss) and the detection of a larger loss of fluid at low pressure.

【0029】 図8、図9には他の標準圧力送信機回路90が示され、該他の標準圧力送信機 回路90は、外側にある電源92からエネルギを受け、検出された差圧の関数と して、線対44を通って流れる電流iを調節するものであり、図5または6のよ うな接触型スイッチ要素94L、94Hを付加することによって変形されている 。一個のスイッチが各隔離ダイアフラムに対して使用される。符号96は縦長の 挿入図で示されている圧力セルの圧力検出部を示している。FIGS. 8 and 9 show another standard pressure transmitter circuit 90 that receives energy from an external power supply 92 and is a function of the detected differential pressure. As a result, the current i flowing through the wire pair 44 is adjusted, and is modified by adding the contact type switch elements 94L and 94H as shown in FIGS. One switch is used for each isolation diaphragm. Reference numeral 96 indicates a pressure detector of the pressure cell shown in the vertically long inset.

【0030】 図8に示されているように接続された送信機回路において充満流体にロスがな い場合に、流体の差圧ΔPの関数としての送信機出力電流iが図10の曲線98 aで示されている。曲線98aは実質的にリニアであり、最低レンジ範囲(“L RL”)の4mAから、最高レンジ範囲(“URL”)の20mAまで変化する 。この動作は流体ロス検出手段を有していない従来の送信機の動作と同じである 。しかしながら、もし若干の充満流体が圧力セルの一方の側から漏れるなら、そ の動作は曲線98bのそれに急変する。小さな圧力に対しては、漏れが起きた充 満流体の量によって、検出ダイアフラムに引起こされた圧力の減少によるオフセ ットが唯一の変化である。しかし、スイッチ要素を近付けさせることを引起こす に十分に大きな圧力に対しては、送信機回路は電流が約2mAのオフスケールに なるように強制的にする。この“ハード”の故障は送信機の応答時間が過度の充 満流体ロスに陥る前に起き、即時に問題の発生をオペレータに通知する。もし、 もっと多くの充満流体が失われるなら、曲線98cは低圧においてDCオフセッ トが増加し、オフスケールの出力レベルが低圧で達成されることを示している。 勿論、もし十分な量の充満流体が漏れ出すなら、送信機出力は全体の圧力範囲に わたって2mAのオフスケールに止まるであろう。曲線98bと98cは充満流 体が圧力セルの高圧側“H”から失われる場合に相当する。逆に、もし流体が低 圧側“L”から漏れるなら、スイッチ要素の閉がその出力を2mAのオフスケー ル値まで駆動するであろうけれども、曲線98aからのDCオフセットは反対側 になる。When there is no loss in the filled fluid in the transmitter circuit connected as shown in FIG. 8, the transmitter output current i as a function of the fluid differential pressure ΔP is represented by the curve 98 a in FIG. Indicated by Curve 98a is substantially linear, varying from 4 mA in the lowest range range ("LRL") to 20 mA in the highest range range ("URL"). This operation is the same as the operation of the conventional transmitter having no fluid loss detecting means. However, if some fill fluid leaks from one side of the pressure cell, its operation will jump to that of curve 98b. For small pressures, the only change is the offset due to the reduced pressure created on the sensing diaphragm, depending on the amount of fill fluid that has leaked. However, for pressures large enough to cause the switching elements to approach, the transmitter circuit will force the current to be about 2 mA off-scale. This "hard" failure occurs before the response time of the transmitter falls into excessive fill fluid loss and immediately informs the operator that a problem has occurred. If more fill fluid is lost, curve 98c shows that at low pressure the DC offset increases and off-scale output levels are achieved at low pressure. Of course, if a sufficient amount of fill fluid leaks, the transmitter output will remain at 2 mA off-scale over the entire pressure range. Curves 98b and 98c correspond to the case where fill fluid is lost from the high pressure side "H" of the pressure cell. Conversely, if fluid leaks from the low side "L", the DC offset from curve 98a will be on the opposite side, although closing the switch element will drive its output to an off-scale value of 2 mA.

【0031】 便宜のために、“H”と“L”は図11および12から削除されている。既知 の圧力送信機の図11の分解斜視図の目的は圧力セル102を持つ側フランジ1 00の既知の使用を示すためである。圧力セル102はセル102が充満流体ロ スを検出する手段を持たないことを除いて、図4の圧力セルと同じである。側フ ランジ100はねじ筋を付けられたポート104から圧力セル102の隔離ダイ アフラムへ処理流体を運ぶ働きをする。For convenience, “H” and “L” have been removed from FIGS. 11 and 12. The purpose of the exploded perspective view of FIG. 11 of a known pressure transmitter is to illustrate the known use of the side flange 100 with the pressure cell 102. The pressure cell 102 is the same as the pressure cell of FIG. 4 except that the cell 102 has no means for detecting fill fluid loss. The side flange 100 serves to carry process fluid from the threaded port 104 to the isolation diaphragm of the pressure cell 102.

【0032】 図12には、充満流体側よりもむしろ隔離ダイアフラムの処理側にある場所か ら隔離ダイアフラムの位置を測定するための二つの装置が示されている。圧力セ ル102は外郭で示されており、その中にある隔離ダイアフラム82とバックプ レート84は簡単のために破線でのみ描かれている。側フランジ100は同様に 断面図で簡単な形式で示されており、小さな部分の構造または詳細は省略されて いる。第1の実施例において、オペレータは図2に関して説明されたのと同様の 方法で隔離ダイアフラムの位置を測定するために、超音波プローブ106を側フ ランジ100の外側の面に結合する。テスト中、フランジ100の内室108は 該室108を横切って超音波110の伝送を許可するために処理流体で満たされ るべきである。駆動/検出/読出し装置112は、フランジ100の表面114 のような面からの反射がバックプレートに関して、隔離ダイアフラム位置の測定 と干渉しないように、予め定められた時間窓の外で受信された信号を拒否する形 状に作られている。圧力送信機の出力と好ましくは局部の温度を知ることによっ て、オペレータは簡単なチャートまたはルックアップテーブルから求めた目標と なる隔離ダイアフラムの位置を、測定された値と比較することができる。不一致 は充満流体のロスを示す。この第1の実施例は送信機の構成または回路に対して 変更を加えることなく既存の送信機と互換することができる。FIG. 12 shows two devices for measuring the position of the isolation diaphragm from a location that is on the processing side of the isolation diaphragm rather than the fill fluid side. The pressure cell 102 is shown in outline, with the isolation diaphragm 82 and the back plate 84 therein depicted only in dashed lines for simplicity. The side flange 100 is likewise shown in simplified form in a cross-sectional view, omitting the structure or details of the small parts. In a first embodiment, the operator couples the ultrasonic probe 106 to the outer surface of the side flange 100 to determine the position of the isolation diaphragm in a manner similar to that described with respect to FIG. During the test, the inner chamber 108 of the flange 100 should be filled with a processing fluid to allow transmission of the ultrasonic waves 110 across the chamber 108. The drive / detection / readout device 112 controls the signal received outside the predetermined time window so that reflections from surfaces such as the surface 114 of the flange 100 do not interfere with the measurement of the isolation diaphragm position with respect to the backplate. It is made in a shape that rejects. By knowing the output of the pressure transmitter and preferably the local temperature, the operator can compare the position of the target isolation diaphragm from a simple chart or look-up table with the measured value. Mismatch indicates loss of fill fluid. This first embodiment can be compatible with existing transmitters without changing the configuration or circuit of the transmitter.

【0033】 図12に示されている第2の実施例では、送信機の側フランジのみが変形され る必要がある。その中に埋め込まれているピエゾ電気チップ118を持つプラグ 116は各フランジの壁の中に設けられている。チップ118は超音波を発生し 、また検出する。オペレータがプラグ116を標準的なコネクタ119を使用し ている駆動/検出/読出し装置112に結合する時、彼は前のパラグラフで説明 した第1の実施例と同じ方法で隔離ダイアフラムの位置を測定することができ、 またそれによって、充満流体の漏れを監視することができる。In the second embodiment shown in FIG. 12, only the side flange of the transmitter needs to be modified. A plug 116 with a piezoelectric tip 118 embedded therein is provided in the wall of each flange. Tip 118 generates and detects ultrasonic waves. When the operator couples the plug 116 to the drive / detection / readout device 112 using a standard connector 119, he measures the position of the isolation diaphragm in the same manner as in the first embodiment described in the previous paragraph. And thereby monitor for leakage of the fill fluid.

【0034】 示されていない第3の実施例では、棒状のプローブが室108の中に挿入する ことができる。駆動/検出/読出し装置112に結合されたプローブはピエゾ電 気チップ118を含み、前の二つの実施例で説明されたように、超音波振動を発 進および検出することができる。In a third embodiment, not shown, a rod-shaped probe can be inserted into the chamber 108. The probe coupled to the drive / detection / readout device 112 includes a piezo electric chip 118 and can launch and detect ultrasonic vibrations as described in the previous two embodiments.

【0035】 本考案は好ましい実施例を参照して説明されたけれども、熟練した技術者は本 考案の精神または範囲からはずれることなしに変形できることは、認識されるべ きである。例えば、本考案は、圧力送信機に対してだけではなく、流体送信機、 および充満流体と結合された圧力センサを利用する他の送信機に適用することが できる。さらに、送信機は1個、2個、あるいは2個以上の隔離ダイアフラムを 持つことができる。本考案は、また、隔離ダイアフラムまたはダイアフラムが、 印加された圧力の関数として、バックプレートに関して実質的に停止しているよ うな送信機にも適用できる。熟練した技術者は、誘導、磁気、光学および他の既 知の位置測定技術が、隔離ダイアフラムの位置を測定するために、容量または超 音波装置の代わりに使用できることを認識するであろう。Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, it should be recognized that a skilled technician could vary without departing from the spirit or scope of the invention. For example, the invention can be applied not only to pressure transmitters, but also to fluid transmitters and other transmitters that utilize a pressure sensor combined with a fill fluid. In addition, the transmitter can have one, two, or more than one isolation diaphragm. The invention is also applicable to transmitters where the isolation diaphragm or diaphragm is substantially stationary with respect to the backplate as a function of the applied pressure. The skilled technician will recognize that inductive, magnetic, optical and other known position measurement techniques can be used in place of a volumetric or ultrasonic device to determine the position of the isolation diaphragm.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 一部が断面図で、また一部がブロック図で表
された従来のART圧力送信機を示す図である。
FIG. 1 illustrates a conventional ART pressure transmitter, partially shown in cross-section and partially in block diagram.

【図2】 一部が断面図で、また一部がブロック図で表
された本考案の一実施例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram partially illustrating a cross-sectional view and partially illustrating a block diagram according to an embodiment of the present invention.

【図3】 本考案に従って充満流体の損失を検出する方
法のフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart of a method for detecting a loss of a filling fluid according to the present invention.

【図4】 本考案の他の実施例の前記図1と2に類似す
る図である。
FIG. 4 is a view similar to FIGS. 1 and 2 of another embodiment of the present invention.

【図5】 本考案の他の実施例の断面斜視図である。FIG. 5 is a sectional perspective view of another embodiment of the present invention.

【図6】 さらに本考案の他の実施例の部分的断面図で
ある。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view of another embodiment of the present invention.

【図7】 さらに本考案の他の実施例の部分的断面図で
ある。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view of another embodiment of the present invention.

【図8】 図6と7の実施例に使用するために変形され
た従来の容量測定回路の回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional capacitance measuring circuit modified for use in the embodiments of FIGS. 6 and 7;

【図9】 処理流体圧力の関数となる図8の回路の出力
の動作を示す回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram illustrating the operation of the output of the circuit of FIG. 8 as a function of process fluid pressure.

【図10】 流体の差圧ΔPと送信機出力電流iの関係
を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a fluid differential pressure ΔP and a transmitter output current i.

【図11】 フランジが使用された従来のART圧力送
信機の分解斜視図である。
FIG. 11 is an exploded perspective view of a conventional ART pressure transmitter using a flange.

【図12】 本考案のさらに他の実施例の概略断面図お
よびブロック図である。
FIG. 12 is a schematic sectional view and a block diagram of still another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…圧力送信機、12…ベース、14…仕切り部材、
16…カバー、18L,18H…隔離ダイアフラム、2
2L,22H…充満流体、24…圧力センサ、36…リ
ード線、38…予備回路基板、42…送信機回路、48
…プラチナ抵抗温度計、52L,52H…超音波変換
器、66…スイッチ。
10: pressure transmitter, 12: base, 14: partition member,
16 ... cover, 18L, 18H ... isolation diaphragm, 2
2L, 22H: filled fluid, 24: pressure sensor, 36: lead wire, 38: spare circuit board, 42: transmitter circuit, 48
... Platinum resistance thermometer, 52L, 52H ... Ultrasonic transducer, 66 ... Switch.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 ペトリッチ,ウイリアム イー. アメリカ合衆国 55422 ミネソタ州、ゴ ールデン バリー、ペリー アベニュー ノース 2134 (72)考案者 ローワギー,ベネット エル. アメリカ合衆国 55441 ミネソタ州、プ リマス、ユニオン テラス レイン ノー ス 211 (72)考案者 クルース,テランス エフ. アメリカ合衆国 55347 ミネソタ州、エ デン プレイリー、スタンレイ トレイル 8722 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Petrich, William E. United States 55422 Perry Avenue North, Goldbury, Minnesota 2134 (72) Inventor Lawy, Bennett El. United States 55441 Union Terrace, Plymouth, Minnesota Rain North 211 (72) Inventor Cruz, Terrance F. USA 55347 Stanley Trail 8722, Eden Prairie, Minnesota

Claims (9)

【実用新案登録請求の範囲】[Utility model registration claims] 【請求項1】 充満流体によって少くとも一つの隔離ダ
イアフラムに流体的に結合され、第1の測定技術を利用
する圧力センサと、 測定回路と、 該充満流体のロスをモニタし、このモニタを第2の測定
技術を利用して行う装置とを具備し、 該第1および第2の測定技術が実質的に同一であること
を特徴とする圧力送信機。
1. A pressure sensor fluidly coupled to at least one isolation diaphragm by a fill fluid and utilizing a first measurement technique, a measurement circuit, and a monitor for loss of the fill fluid. A pressure transmitter, comprising: an apparatus that performs measurement using the second measurement technique, wherein the first and second measurement techniques are substantially the same.
【請求項2】 前記測定回路を前記圧力センサと前記装
置とに選択的に結合するためのスイッチを含むことを特
徴とする請求項1の圧力送信機。
2. The pressure transmitter of claim 1 including a switch for selectively coupling said measurement circuit to said pressure sensor and said device.
【請求項3】 前記スイッチに結合された充満流体のロ
スをモニタするための第2の装置を含み、前記スイッチ
は前記測定回路を、前記圧力センサ、前記装置、および
前記第2の装置に選択的に結合することを特徴とする請
求項2の圧力送信機。
3. A switch for monitoring a loss of a fill fluid coupled to the switch, the switch selecting the measurement circuit between the pressure sensor, the device, and the second device. 3. The pressure transmitter according to claim 2, wherein the pressure transmitter is combined.
【請求項4】 充満流体のロスをモニタするための前記
装置は、隔離ダイアフラムとの容量が該隔離ダイアフラ
ムの位置の関数として変化する電極を持つ非接触型の位
置センサから構成されていることを特徴とする前記請求
項1〜3のいずれかに記載の圧力送信機。
4. The apparatus for monitoring the loss of a fill fluid comprises a non-contact position sensor having electrodes whose capacity with the isolation diaphragm varies as a function of the position of the isolation diaphragm. The pressure transmitter according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
【請求項5】 充満流体のロスをモニタするための前記
装置は、超音波変換器を持つ非接触型の位置センサから
構成されていることを特徴とする前記請求項1〜3のい
ずれかに記載の圧力送信機。
5. The method according to claim 1, wherein the device for monitoring the loss of the filling fluid comprises a non-contact type position sensor having an ultrasonic transducer. The pressure transmitter as described.
【請求項6】 充満流体のロスをモニタするための前記
装置は、もし前記流体の一部が失われるなら、前記隔離
ダイアフラムによって接触されるように形成された接触
型のスイッチからから構成されていることを特徴とする
前記請求項1〜3のいずれかに記載の圧力送信機。
6. The device for monitoring the loss of a fill fluid comprises a contact switch configured to be contacted by the isolation diaphragm if a portion of the fluid is lost. The pressure transmitter according to any one of claims 1 to 3, wherein the pressure transmitter is provided.
【請求項7】 流体によって隔離ダイアフラムに結合さ
れる圧力センサを持ち、流体のロスを検出するための回
路を含む送信機であって、 該隔離ダイアフラムの位置をモニタするための手段と、 該隔離ダイアフラムの温度を表す温度を測定するための
手段と、 該隔離ダイアフラムの期待位置を、測定された温度の関
数として確定する手段と、 モニタされた隔離ダイアフラムの位置を、前記期待位置
と比較する手段とを具備したことを特徴とする圧力送信
機。
7. A transmitter having a pressure sensor coupled to an isolation diaphragm by a fluid, the transmitter including circuitry for detecting loss of fluid, means for monitoring the position of the isolation diaphragm, and the isolation. Means for measuring a temperature representative of the temperature of the diaphragm; means for determining an expected position of the isolation diaphragm as a function of the measured temperature; and means for comparing the monitored position of the isolation diaphragm to the expected position. And a pressure transmitter.
【請求項8】 前記モニタするための手段が、電極と前
記隔離ダイアフラムとの間の容量をモニタする手段を含
むをことを特徴とする前記請求項7の圧力送信機。
8. The pressure transmitter of claim 7, wherein said means for monitoring includes means for monitoring a capacitance between an electrode and said isolation diaphragm.
【請求項9】 前記圧力センサの出力を測定するための
手段を含み、前記確定するための手段が圧力センサの測
定された出力に応答することを特徴とする前記請求項7
または8の圧力送信機。
9. The system of claim 7, further comprising means for measuring the output of the pressure sensor, wherein the means for determining is responsive to the measured output of the pressure sensor.
Or 8 pressure transmitters.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3515558B2 (en) 1999-08-27 2004-04-05 ローズマウント インコーポレイテッド Computer readable medium having stored therein a pressure transmitter and a command to predict the magnitude of an error in the pressure transmitter
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