(57)【要約】  プロセス流体の圧力を測定するための圧力トランスミッタアセンブリ（４００）は、プロセス流体に連結するように構成された隔離ダイヤフラムアセンブリ（４０２）を含む。圧力センサ（４０８）は、隔離ダイヤフラムアセンブリ（４０２）に連結され、圧力を検知するように構成される。隔離ダイヤフラム連結フランジ（４２０）は、隔離ダイヤフラムアセンブリ（４０２）を担持するために提供され、熱隔離を提供するために切欠部分（４３０、４３２、４３４）を含む。
2009530640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセス流体の圧力を測定するための圧力トランスミッタアセンブリであって、
圧力センサと、
プロセスインタフェース側部に沿ってプロセス流体に連結するように構成され、前記プロセスインタフェース側部に対向する隔離キャビティを画定する隔離ダイヤフラムを含む隔離ダイヤフラムアセンブリと、
前記隔離ダイヤフラムによって画定された前記隔離キャビティから前記圧力センサまで延び、隔離充填流体を担持するように構成され、それによって、前記隔離ダイヤフラムに加えられた圧力を前記圧力センサへ移す導管と、
前記隔離ダイヤフラムアセンブリを担持するように構成され、熱隔離を提供するために切欠部分を有する隔離ダイヤフラム連結フランジと、
を備える圧力トランスミッタアセンブリ。
【請求項２】
前記切欠部分が材料除去プロセスによって形成される請求項１の装置。
【請求項３】
前記切欠部分が成形プロセスによって形成される請求項１の装置。
【請求項４】
複数の切欠部分を含む請求項１の装置。
【請求項５】
前記切欠部分が前記隔離ダイヤフラム連結フランジの側面に形成される請求項１の装置。
【請求項６】
前記切欠部分が前記隔離ダイヤフラム連結フランジを通って延びている請求項１の装置。
【請求項７】
前記切欠部分が隔離ダイヤフラム連結フランジ内に埋めらている請求項１の装置。
【請求項８】
前記切欠部分が熱絶縁材料で満たされている請求項１の装置。
【請求項９】
第２の隔離ダイヤフラムアセンブリおよび第２の導管を含み、前記切欠部分が導管間に配置されている請求項１の装置。
【請求項１０】
前記隔離ダイヤフラムアセンブリが、前記隔離ダイヤフラム連結フランジの端部の平面に沿って設けられている請求項１の装置。
【請求項１１】
前記第１の隔離ダイヤフラムアセンブリと実質的に同じ平面に設けられる第２の隔離ダイヤフラムアセンブリを含む請求項１０の装置。
【請求項１２】
トランスミッタモジュールを前記隔離ダイヤフラム連結フランジに結合し、それらの間を熱隔離するトランスミッタサポートを含む請求項１の装置。
【請求項１３】
高温プロセス流体に連結するための圧力トランスミッタを製造する方法であって、
圧力センサを提供することと、
プロセス流体に連結するように構成された隔離ダイヤフラムを含む隔離ダイヤフラムアセンブリを提供することと、
前記隔離ダイヤフラムアセンブリを担持するための隔離ダイヤフラム連結フランジを提供することと、
熱隔離を提供するために前記隔離ダイヤフラム連結フランジに切欠部分を設けることと、
を備える方法。
【請求項１４】
前記切欠部分を材料除去プロセスによって形成することを含む請求項１３の方法。
【請求項１５】
前記切欠部分を成形プロセスによって形成することを含む請求項１３の方法。
【請求項１６】
複数の切欠部分を設けることを含む請求項１３の方法。
【請求項１７】
前記切欠部分が隔離ダイヤフラム連結フランジで埋められる請求項１３の方法。
【請求項１８】
前記切欠部分を熱絶縁材料で満たすことを含む請求項１３の方法。
【請求項１９】
第２の隔離ダイヤフラムアセンブリおよび第２の導管を提供することを含み、前記切欠部分が導管間に配置される請求項１３の方法。
【請求項２０】
前記隔離ダイヤフラムアセンブリが、前記隔離ダイヤフラム連結フランジの端部の平面に沿って設けられている請求項１３の方法。
【請求項２１】
前記第１の隔離ダイヤフラムアセンブリと実質的に同じ平面に設けられた第２の隔離ダイヤフラムアセンブリを提供することを含む請求項２０の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業プロセスモニタリングおよび制御システムに使用されるタイプのプロセス制御トランスミッタに関する。より詳細には、本発明は、高温環境におけるプロセス変数を測定するトランスミッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロセスモニタリングおよび制御システムは、産業プロセスの動作をモニタし制御するために使用される。産業プロセスは、様々な製品、たとえば、精油、薬剤、紙、食品等を生産するための製造で使用される。大規模な実施において、これらのプロセスは、所望のパラメータ内で動作するためにモニタされ制御されなければならない。
【０００３】
「トランスミッタ」は、プロセス機器に連結しプロセス変数を検知するために使用される装置を説明するために使用される用語になってきている。プロセス変数の例として、圧力、温度、流量等が挙げられる。トランスミッタは、離れた場所に（すなわち、「現場」に）位置することが多く、検知されたプロセス変数を中心に位置する制御室へ送信する。プロセス変数を送信するために有線通信および無線通信の両方を含む様々な技術が使用されている。１つの一般的な有線通信技術は、２線プロセス制御ループとして知られるものを使用し、情報を伝送し且つ電力をトランスミッタへ提供するという両方の機能のために一つのワイヤ対が使用される。情報を送信するための１つのよく確立された技術は、４ｍＡから２０ｍＡの間のプロセス制御ループを通して電流レベルを制御することによりなされる。４〜２０ｍＡ範囲内の電流の値は、プロセス変数の値に対応付けられることができる。他の通信プロトコルは、デジタル信号が４〜２０ｍＡ通信電流アナログ信号の頂部に変調されるＨＡＲＴ（登録商標）通信プロトコル、すべての通信がデジタルで行われるフィールドバスプロトコル、ワイヤレスプロトコル等を含む。
【０００４】
トランスミッタの１つのタイプは、圧力トランスミッタである。一般に、圧力トランスミッタは、プロセスの流体の圧力を測定するタイプのトランスミッタである。（流体という用語は、気体および液体の両方、および、それらの組み合わせを含む。）圧力トランスミッタは、差圧、絶対圧力またはゲージ圧力を含む圧力を直接測定するために使用することができる。さらに、公知の技術を使用して、圧力トランスミッタは、２つの場所の間のプロセス流体の圧力差に基づいて、プロセス流体の流量を測定するために使用することができる。
【０００５】
典型的には、圧力トランスミッタは、隔離システムを通してプロセス流体の圧力に連結される圧力センサを含む。隔離システムは、たとえば、プロセス流体に物理的に接触する隔離ダイヤフラム、および、隔離ダイヤフラムと圧力センサとの間を延びる隔離充填流体を備えることができる。充填流体は、好ましくは、油等の実質的に非圧縮性の流体を備える。プロセス流体は圧力を隔離ダイヤフラムにかけるため、加えられた圧力の変化は、ダイヤフラムを横切り、隔離流体を通って、圧力センサへ伝達される。そのような隔離システムは、圧力センサの壊れやすい構成要素がプロセス流体に直接露出されるのを防止する。
【０００６】
いくつかのプロセス環境において、プロセス流体は、比較的高い温度になることがある。しかし、一般的に、トランスミッタは、２５０〜３００°Ｆの最大動作温度を有する。トランスミッタが高温に耐えることができる場合であっても、極端な温度は、依然として、圧力測定にエラーを発生させる可能性がある。圧力トランスミッタの最大温度を超える温度を有するプロセスにおいて、トランスミッタ自体は、プロセス流体から離れて位置し、長い細管を使用してプロセス流体に連結されなければならない。細管は何フィートも続くことができ、隔離流体がこの細管で運ばれる。細管の一方の端は、隔離ダイヤフラムを介してプロセスに装着され、細管の他方の端は、圧力トランスミッタに連結される。この長い細管および隔離ダイヤフラムは、一般に、「遠隔封止」と称される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
遠隔封止構成の導入により、設備のコストおよび複雑さが増加し、圧力測定の正確さが減少する。さらに、追加構成要素が、装置の可能性のある故障の別の原因を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
プロセス流体の圧力を測定するための圧力トランスミッタアセンブリは、隔離ダイヤフラムアセンブリおよび圧力センサを含む。隔離ダイヤフラム連結フランジは、隔離ダイヤフラムアセンブリを保持し、熱隔離を提供するための切欠部分を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の産業圧力トランスミッタは、高温プロセスにおいて、また、タンククリーニング（ＣＩＰおよびＳＩＰ）中に発生するような間欠性高温のプロセスにおいて、改良された性能を提供する。この構成は、バイオテクノロジー、薬理学、食品飲料処理に用いられるような衛生的なやり方で圧力を測定するのによく適している。本発明は、高いプロセス温度能力および信頼性を増進させ、高プロセス温度下での測定中のエラーを減少し、高温から通常動作へ戻るときのエラーを減少し、ＣＩＰおよびＳＩＰ中に誘発された過渡度から戻る速さを改良する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、プロセス流体および／またはプロセス環境が比較的高温であるプロセス流体のプロセス変数を測定するために使用されるタイプの産業トランスミッタに関する。本発明では、圧力センサおよびトランスミッタ電子機器が、プロセス流体から間隔をおいて置かれ、プロセス流体からの熱隔離を提供する。しかし、本発明の構成は、背景技術の所で検討された遠隔封止技術を必要としない。温度補償もまた、用いることができる。
【００１１】
製薬業、バイオテクノロジー、食品飲料テクノロジー等のプロセス産業に用いられる電子産業圧力トランスミッタは、特別な要件を有することが多い。たとえば、非常に高温のプロセス流体の圧力を測定するすることを要求される場合が多い。プロセスの両方の「バッチ（ｂａｔｃｈｅｓ）」の間に発生するクリーニングプロセス中の非常な高温に耐え抜くことを要求される場合が多い。クリーニングプロセスは、「定置洗浄（Ｃｌｅａｎ  Ｉｎ  Ｐｌａｃｅ）」（ＣＩＰ）および／または「定置滅菌（Ｓｔｅｒｉｌｉｚｅ  Ｉｎ  Ｐｌａｃｅ）」（ＳＩＰ）と称される。これらのプロセスでは、プロセスインタフェースは、２００℃を超える温度にさらされる。さらに、圧力測定トランスミッタは、クリーニングプロセスに耐え抜くだけではなく、クリーニングプロセス中およびその後に、最小のエラーしか生じないようにすることも望ましい。このことは、次の「バッチ」のプロセスをできるだけ早く始めることを可能にする。クリーニングプロセス中にエラーが発生する場合には、測定装置がそのキャリブレーションパラメータに即座に、且つクリーニングプロセスに続く出力へ進むことなしに、戻ることが望ましい。
【００１２】
従来の産業圧力トランスミッタは、名目上、約８５℃までの温度に耐えて実行することができる。しかし、この温度を超えると、たとえば電子機器構成部品の過熱のため、実質的なエラーおよび／または装置の故障が発生することがある。背景技術の所で検討されたように、遠隔封止（二次充填システムであり、化学封止とも称される）は、高温プロセス環境の要求に合致させるために使用されることができる。これらの封止はまた、２００℃を超える温度に耐え抜くことができる。しかし、そのような構成は、多数の欠点を有する。たとえば、実質的な測定エラーが、すなわち１〜５％ほどのエラーがプロセス温度の上昇により発生することがある。さらに、この構成は、温度応答特性を悪くする、すなわち、大きなエラーおよびゆっくりした回復を生ずる。この構成はまた、高温クリーニング温度からベースライン動作温度に戻るときに、ドリフトおよび非反復エラーを発生する。それらはまた、クリーニングプロセス中に圧力を正確に測定することができないようにする可能性がある。
【００１３】
図１は、本発明による圧力トランスミッタアセンブリ１０６を例示する産業プロセス装置１００の簡略図である。プロセス装置１００は、その中にプロセス流体１０４を含む容器１０２を具備する。トランスミッタアセンブリ１０６は、トランスミッタ（トランスミッタモジュール）１０８を容器１０２に装着するトランスミッタオフセットアセンブリ１１０を具備する。トランスミッタオフセットアセンブリ１１０は、別個の構成要素として例示されているが、トランスミッタ１０８と一体的な構成要素であってもよい。オフセットアセンブリ１１０は、隔離ダイヤフラムアセンブリ１２０と、導管１２２と、トランスミッタ支持体１２４とを含む。隔離ダイヤフラムアセンブリ１２０は、プロセス流体１０４に面し接触するプロセスインタフェース側部を有する隔離ダイヤフラム１２８を含む。隔離キャビティ１２９が、隔離ダイヤフラム１２８の後ろに、プロセスインタフェース側部に対向して画定される。細管１２２がこのキャビティ１２９に連結し、キャビティ１２９および細管１２２は、隔離充填流体で満たされる。隔離充填流体は、油等の実質的に非圧縮性の流体である。隔離ダイヤフラムアセンブリ１２０に対向する細管１２２の端部は、圧力センサ１３０に連結する。圧力センサは、トランスミッタ回路１３２へ出力を提供する。トランスミッタ回路１３２は、図示されているように２線プロセス制御ループ１３４に接続される。圧力センサ１３０は、電気接続１３８によってトランスミッタ電子機器１３２に電気的に接続結される。１つの特定の実施形態において、電気接続１３８は、屈曲回路を備える。
【００１４】
隔離ダイヤフラムアセンブリ１２０はいずれの構成であってもよく、図１は、例示目的のみのために示されている。同様に、導管１２２、トランスミッタ１０８、圧力センサ１３０およびトランスミッタ電子機器１３２は、いずれの所望の構成であってもよい。導管１２２は、図１に示されているように、まっすぐまたは管状である必要はない。また、代替の構成では、複数の導管が用いられてもよい。
【００１５】
トランスミッタ支持体１２４は、物理的に、間隔をおいて、トランスミッタ１０８を隔離ダイヤフラムアセンブリ１２０に連結する。いずれの所望のトランスミッタ支持体または構成を使用することができる。例えば支持体１２４は、導管１２２をプロセス環境から保護するために、導管１２２を完全に取り囲んでいる。別の例では、トランスミッタ支持体は、空間を容器１０２とトランスミッタ１０８との間に分割し、バッフルを創出して、放射エネルギーを減少するか反射する。オフセットアセンブリ１１０によって設けられたプロセス容器１０２とトランスミッタ１０８との間の空間は、その間に熱隔離を提供する。熱隔離は、良好な断熱特性を備えた材料を用いてか、エアギャップを用いてか、または、他の技術を用いて、達成することができる。トランスミッタ１０８とプロセス容器１０２との間を隔てる距離は、個々の設備で要求される熱隔離の量に基づいて選択することができる。特に高いプロセス温度を有する設備、または極度な温度に特に感度のよい電子機器または他の構成要素を含むトランスミッタを備えた設備には、空間を大きくして使用することがきる。先行技術で使用される遠隔封止構成とは異なり、本発明の圧力トランスミッタアセンブリ１０６は、圧力トランスミッタをプロセス容器に装着するための従来の技術を使用してプロセス容器１０２に装着されることができる一体アセンブリを提供する。
【００１６】
図２は、別の例の実施形態によるプロセストランスミッタオフセットアセンブリ１５０の断面図である。アセンブリ１５０は、キャビティ１５７を形成する隔離ダイヤフラムを有する隔離ダイヤフラムアセンブリ１５２を含む。圧力導管１５６は、キャビティ１５７から圧力センサモジュール１５８へ延びている。図２の構成において、通気圧力導管１７０もまたセンサモジュール１５８から通気ポート１７２および隔離ダイヤフラムアセンブリ１５２へと延びている。導管１５６に充填流体を充填するために、充填流体導管１７６が設けられている。トランスミッタ支持体１６０が、導管１５６および１７０を囲繞し、圧力センサモジュール１５８を支持する。図２の構成において、トランスミッタ支持体１６０は、管状形状を有するが、いずれの形状をも使用することができる。チューブ１６０は、いずれの適切な材料から形成することができる。１つの特定の実施形態において、チューブ１６０は、高温プラスチックの比較的薄い壁から形成される。圧力センサモジュール１５８は、充填材料１８０を使用して支持体１６０に装着される。エアギャップ１８２が、隔離ダイヤフラムアセンブリ１５２と圧力センサモジュール１５８との間に熱隔離を提供する。電気接続１９０が、図２に示されていないトランスミッタ電子機器に接続される。電気接続１９０は、たとえば、屈曲できる回路を備えることができる。圧力センサモジュール１５８は、圧力センサ測定を補償するために使用される温度センサ（下記により詳細に検討される）を含んでもよい。充填材料１８０は、モジュール１５８にサポート構造物を提供し、固有の安全要件に合致するために使用されることができる。エアギャップ１８２は、いずれの所望の材料で満たされてもよく、たとえば、実質的な真空を構成してもよい。
【００１７】
図３は、別の例の実施形態による圧力センサトランスミッタアセンブリ２００の断面図である。図３の実施形態において、圧力トランスミッタ２０２が、オフセットアセンブリ２０４を通して隔離ダイヤフラムアセンブリ２０６に接続される。この構成において、オフセットアセンブリ２０４は、溶接部２０８に沿って隔離ダイヤフラムアセンブリ２０６に溶接されるステンレス鋼ハウジング２０７を含む。図示の実施形態において、ハウジング２０７は、管状形状を有し、トランスミッタ支持体を提供する。
【００１８】
トランスミッタ２０２は、トランスミッタハウジング２１０とカバー２１２とを含む。図３の構成において、ハウジング２１０は、管状ステンレス鋼ハウジング２０７と連続している。トランスミッタ電子機器２２０は、屈曲回路２２２を通して圧力センサ２３４に接続される。圧力センサ２３４は、充填流体導管２３６を通して隔離ダイヤフラムアセンブリ２０６に連結される。トランスミッタ電子機器２２０は、フィードスルー２２８を通して端子ブロック２３０に接続される。端子ブロック２３０に接続するために、現場配線入口２３２がハウジング２１０に設けられている。
【００１９】
図４は、別の例の実施形態による圧力トランスミッタアセンブリ３００の断面図である。圧力トランスミッタアセンブリ３００は、隔離ダイヤフラムアセンブリ３０６を含むオフセットアセンブリ３０４に連結された圧力トランスミッタ３０２を含む。オフセットアセンブリ３０４は、溶接部３１０で隔離ダイヤフラムアセンブリ３０６に連結するトランスミッタ支持体３０８を含む。支持体３０８は、溶接部３１２に沿ってトランスミッタ本体３２０に連結する。トランスミッタ本体３２０内に担持されたトランスミッタ回路３２２は、屈曲ケーブル３２４を通って圧力センサ３３２に接続される。圧力センサ３３２は、充填流体導管３３４を通して隔離ダイヤフラムアセンブリ３０６に連結される。回路３２２は、屈曲ケーブル３２８を通って接続ヘッダ３２６に接続される。ヘッダ３２６は、２線プロセス制御ループまたは他のデータインタフェースへの接続部を提供することができる。
【００２０】
図５は、別の例の実施形態によるトランスミッタアセンブリ３５０の断面図である。トランスミッタ３５０は、隔離ダイヤフラムアセンブリ３５６に連結する一体化トランスミッタオフセット支持体３５４を有するトランスミッタハウジング３５２を含む。圧力トランスミッタの圧力センサ３５８は、圧力ポート３６０を含む。導管３７０は、圧力ポート３６０から隔離ダイヤフラムアセンブリ３５６へ延びている。図には、任意の温度センサ３７２が、圧力センサ３５８に装着されている例が示されている。トランスミッタ電気回路３７４が、圧力センサ３５８に電気的に接続し、フィールド配線ポート３７６を通してフィールド配線（図示せず）に接続されることができる。一体化トランスミッタオフセット支持体３５４の内部は、所望の熱隔離を提供するために、気体、真空または絶縁材料で満たすことができる。絶縁材料の例として、ＲＴＶ（室温加硫ゴム）、発泡体または他の材料が挙げられる。そのような構成は、２００℃を超える温度のプロセス流体で動作することができる一方で、圧力センサ３５８およびトランスミッタ電子機器３７４をかなり低い温度たとえば８５℃より低い温度に維持することができる。
【００２１】
図６Ａは、典型的な先行技術の構成を有する圧力トランスミッタの様々な構成要素にかかるプロセス温度の影響を例示するグラフであり、図６Ｂは、本発明の１つの例の実施形態によるトランスミッタアセンブリにかかる温度の影響を示すグラフである。図６Ａは、上側の範囲限界(upper range limit)のパーセンテージとしてのゼロ点移動のプロセス温度と様々な構成要素の測定された温度とのグラフを示す。グラフは、圧力トランスミッタがプロセス温度の範囲にさらされるときの様々な構成要素の温度を示す。コネクタ温度のグラフは、プロセスに最も近くに位置するため最も鋭い増加を示す。しかし、圧力センサの隣に位置するＰＲＴ温度センサもまた、プロセス流体が２００℃であるときには、実質的に１２０℃まで上がる。トランスミッタ電子機器回路でさえ、８０℃を超える増加を示す。これらの温度変化の影響は、プロセス温度が上がるにつれて変化する圧力トランスミッタのゼロ指示値に見ることができる。対照的に、図６Ｂに例示されるように、プロセス温度が２００℃に上がるにつれて変化する圧力センサの温度は、約６５℃に達するだけである。図６Ｂの他のラインは、ハウジングの内部頂部領域、内部エア（ギャップ）領域、内部底部およびネックを含むプロセストランスミッタの他の領域の温度を示す。スパンのパーセントとしてのゼロ点移動もまた、温度が上がるにつれて変化する様子が示されている。
【００２２】
上述のように、本発明の別の態様において、温度センサを使用して、温度隔離に関連した温度補償を提供することができる。図７は、トランスミッタ３５０の温度センサの例示の位置を示す図５の圧力トランスミッタの断面図である。温度センサ３８０は隔離ダイヤフラムアセンブリ内に置かれ、温度センサ３８２はトランスミッタ支持構造物に沿って置かれ、温度センサ３８４は圧力センサに隣接して置かれ、温度センサ３８６はトランスミッタ電子機器に装着される。これらの温度センサ３８０〜３８６は、トランスミッタ３５０の回路に電気的に接続され、トランスミッタによって提供された圧力関連出力に温度補償を提供するために使用される。各温度センサ３８０〜３８６を使用して、圧力出力にかかる異なる温度の影響を補償することができる。４個の異なる温度センサが示されているが、本発明では、４個以外のいずれの数の温度センサをいずれの所望の位置に設置して利用することができる。温度センサを使用して、それらが接続される関連サブシステムを動的に補償することができる。圧力トランスミッタシステムおよびロジックのインペリアルテスティング（ｉｍｐｅｒｉａｌ  ｔｅｓｔｉｎｇ）またはモデリングによって、特定の補償特性を決定することができ、一時的なエラーを減らすために使用することができる。温度センサは、センサの近くにある構成要素の温度変化のためエラーの相対的な大きさに比例する補償を提供するためにトランスミッタ内に置くことができる。
【００２３】
図８は、他の実施形態による圧力トランスミッタアセンブリ４００の側断面図である。図８の構成において、隔離ダイヤフラムアセンブリ４０２は、隔離ダイヤフラム４０４および４０６を含む。隔離ダイヤフラム４０２および４０６は、それぞれ、細管（導管）４１０および４１２を通して圧力センサ４０８に連結する。圧力センサ４０８は、トランスミッタ出力コネクタ４１６を提供する測定回路４１４へ電気出力を提供する。
【００２４】
図８の構成において、ダイヤフラムアセンブリ４０２は、典型的にステンレス鋼から形成される隔離ダイヤフラム連結フランジ４２０によって支持される。連結フランジ４２０は、プロセスフランジ（図示せず）に連結し、且つ、ダイヤフラム４０４および４０６をシール４２２で封止するように構成されている。隔離ダイヤフラム連結フランジ４２０は、切欠部分４３０、４３２および４３４を含む。切欠部分４３０、４３２および４３４は、プロセス流体およびプロセスフランジ（図示せず）からの熱隔離を提供する。いずれの数の切欠部分および構成を利用することができる。しかし、切欠部分以外の残りの構造物は、特定の用途のために十分な強さを提供しなければならない。１つの実施例において、切欠部分は空気で充填される。しかし、切欠部分は、熱伝導率が低い材料を含むいずれの種類の材料を含むことができる。例示された構成において、切欠部分４３２は、隔離ダイヤフラム連結フランジ４２０を完全に貫いて延びている。別の構成において、封止された切欠部分は、実質的な真空を含むことができる。
【００２５】
隔離ダイヤフラム連結フランジ４２０は、別個の構成要素から形成されることができ、または、トランスミッタハウジング４４０と一体的に形成されることができる。１つの構成において、隔離ダイヤフラム連結フランジは、ステンレス鋼等の金属からなる。切欠部分４３０、４３２および４３４は、いずれの適切な技術を使用して形成されることができる。例として、機械加工等の材料除去プロセスまたは、形成プロセスが挙げられる。熱隔離を提供することに加えて、図８に例示された構成は、トランスミッタアセンブリ４００の重量を減少することができる。
【００２６】
本発明は、高温プロセス接続から圧力トランスミッタを隔離するための技術を提供する。一体化圧力トランスミッタアセンブリは、隔離ダイヤフラムアセンブリから間隔をおいて設けられた圧力トランスミッタを含む。この構成は、プロセス接続が２３０℃またはそれ以上の温度であっても、回路および圧力センサがより低い温度で作動されるのを可能にする。モジュール構造は、本発明が、広い範囲の用途で実施されるのを可能にし、在庫物を最小限にしながら簡単で低価格のアセンブリ技術の使用を可能にする。熱隔離は、支持体構造物に使用される材料を変えることによって、および／または、支持体構造物を長くすることによって、増大することができる。温度センサを使用して、公知の技術によって、測定されたプロセス変数を補償することができる。しかし、補償用の温度センサを圧力センサの近くに置くことに加えて、１つの例の実施形態では、温度センサは隔離ダイヤフラムアセンブリの近くに置かれる。圧力センサは、ゲージ圧力、絶対圧力および差圧を測定するために使用することができる。温度補償のために、温度センサを電子回路ボードに設けることができる。温度センサは、温度変動の補償に使用されるために熱伝導性材料によって圧力センサに熱的に連結されることができる。
【００２７】
本発明は、好適な実施形態を参照して説明されてきたが、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形状および詳細に変更を行ってもよいことを認識する。いずれの種類の隔離ダイヤフラムアセンブリをも使用することができ、本発明は、具体的に本明細書に述べられたものに限定されない。同様に、他の圧力トランスミッタ構成が利用されてもよい。隔離充填流体は、いずれのタイプの構成または形状であってもよい。所望により、いずれのタイプの圧力センサ、隔離ダイヤフラムまたはトランスミッタ電子機器を用いることができる。本発明に使用される圧力トランスミッタアセンブリに使用される圧力トランスミッタモジュールは、構成を有することができ、典型的にではあるが排他的にではなく、トランスミッタ電子機器および／または圧力センサを含む。１つの実施形態において、隔離ダイヤフラムと圧力センサとの間の間隔あけは、約１．３インチよりも大きい。別の例の実施形態において、隔離ダイヤフラムから圧力センサへ測定された熱伝導率は、約１Ｗ／ｍＫ未満である。トランスミッタサポート構造物は、トランスミッタアセンブリモジュールおよび／または隔離ダイヤフラムアセンブリに装着される別個の構成要素から形成されることができ、または、圧力トランスミッタモジュールおよび／または隔離ダイヤフラムアセンブリと一体的に形成される構成要素であってもよい。圧力センサは、所望により、トランスミッタモジュール内に、トランスミッタサポート内に、または、別の場所に置くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】熱隔離を提供するために圧力センサが隔離ダイヤフラムアセンブリから離れて置かれた圧力トランスミッタアセンブリを示す図である。
【図２】プロセストランスミッタオフセットアセンブリの断面図である。
【図３】トランスミッタオフセットアセンブリを含む圧力トランスミッタアセンブリの断面図である。
【図４】圧力トランスミッタアセンブリの他の実施形態の断面図である。
【図５】他の実施形態による圧力トランスミッタアセンブリの断面図である。
【図６Ａ】先行技術の構成に関する、圧力トランスミッタアセンブリの構成要素にかかるプロセス温度の影響を示すグラフである。
【図６Ｂ】本発明による構成に関する、圧力トランスミッタアセンブリの構成要素にかかるプロセス温度の影響を示すグラフである。
【図７】圧力センサ測定を補償する際に使用される温度センサの位置を示す圧力トランスミッタアセンブリの断面図である。
【図８】熱隔離を提供するために切欠部分を含む他の例の実施形態の断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１１０…トランスミッタオフセットアセンブリ、１２０…隔離ダイヤフラムアセンブリ、１２２…細管、１２４…トランスミッタ支持体、１２８…隔離ダイヤグラム、１２９…隔離キャビティ、１３０…圧力センサ、４２０…隔離ダイヤフラム連結フランジ、４３０、４３２、４３４…切欠部分。
【図１】
2009530640.tif 000003
【図２】
2009530640.tif 000004
【図３】
2009530640.tif 000005
【図４】
2009530640.tif 000006
【図５】
2009530640.tif 000007
【図６Ａ】
2009530640.tif 000008
【図６Ｂ】
2009530640.tif 000009
【図７】
2009530640.tif 000010
【図８】
2009530640.tif 000011
【国際調査報告】
2009530640.tif 000012
2009530640.tif 000013
2009530640.tif 000014