(57)【要約】  プロセストランスミッタ（１０）は、圧力をプロセス流体（１６）から圧力センサ（２２）へ伝送するための充填流体をもつ油圧システム（２４）を含む。充填流体は、油圧流体と、油圧システム（２４）における漏出によって起こる充填流体の損失を防止するための自己始動式漏出止め組成物を含む。
2009533679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセス流体のプロセス変数をはかるためのプロセストランスミッタであって、
前記プロセス流体の前記プロセス変数を感知するセンサと、
前記プロセス流体と前記センサとの間の連通チャネルを提供するための油圧システムと、
前記油圧システムにおける充填流体と、
を含み、前記充填流体は、
前記プロセス変数における変化を前記センサに伝送するための油圧流体と、
前記油圧システムにおける漏出を封じるための漏出止め組成物と、
を含む、
ことを特徴とするプロセストランスミッタ。
【請求項２】
前記漏出止め組成物はセルフシール性であることを特徴とする、請求項１に記載のプロセストランスミッタ。
【請求項３】
前記漏出止め組成物は金属粉ベース漏出止め組成物であることを特徴とする、請求項１に記載のプロセストランスミッタ。
【請求項４】
前記漏出止め組成物はアルミニウム粉漏出止め組成物であることを特徴とする、請求項１に記載のプロセストランスミッタ。
【請求項５】
前記漏出止め組成物は非金属ベース漏出止め組成物であることを特徴とする、請求項１に記載のプロセストランスミッタ。
【請求項６】
前記漏出止め組成物はポリマーベース漏出止め組成物であることを特徴とする、請求項１に記載のプロセストランスミッタ。
【請求項７】
前記漏出止め組成物は、漏出が封じられた後で、前記プロセストランスミッタの外部から検出可能な添加剤を含み、前記添加剤は、色添加剤、香添加剤又は化学的に検出可能な添加剤から成る群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載のプロセストランスミッタ。
【請求項８】
プロセス流体の処理圧力を測定するためのプロセストランスミッタであって、
油圧通路を有するセンサハウジングと、
前記プロセス流体を前記油圧通路から分離させるための隔離ダイアフラムと、
前記処理圧力の規模を測定するための圧力センサと、
前記隔離ダイアフラムから前記センサに前記処理圧力を伝送するための前記通路における充填流体と、
を含み、前記充填流体は、
油圧流体と、
前記油圧通路における漏出を封じるための漏出止め組成物と、
を含む
ことを特徴とするプロセストランスミッタ。
【請求項９】
前記漏出止め組成物は非金属ベース漏出止め組成物であることを特徴とする、請求項８に記載のプロセストランスミッタ。
【請求項１０】
前記漏出止め組成物はポリマーベース漏出止め組成物であることを特徴とする、請求項８に記載のプロセストランスミッタ。
【請求項１１】
前記漏出止め組成物は、漏出が封じられた後で、前記プロセストランスミッタの外部から検出可能な添加剤を含み、前記添加剤は、色添加剤、香添加剤又は化学的に検出可能な添加剤から成る群から選択されることを特徴とする、請求項８に記載のプロセストランスミッタ。
【請求項１２】
第１の隔離ダイアフラムを有するプロセストランスミッタと併せて用いるためのセルフシール性リモートシールであって、
毛細管と、
プロセス流体と接触する前記毛細管の第１の端部における第２の隔離ダイアフラムと、
前記毛細管を前記プロセストランスミッタの前記第１隔離ダイアフラムに接触させる前記毛細管の第２の端部における連結器と、
前記第２隔離ダイアフラムの変化を前記第１隔離ダイアフラムに中継するための前記毛細管における充填流体と、
を含み、前記充填流体は、
油圧流体と、
前記リモートシールにおける漏出を封じるための漏出止め組成物と、
を含む、
ことを特徴とするリモートシール。
【請求項１３】
前記漏出止め組成物はセルフシール性であることを特徴とする、請求項１２に記載のリモートシール。
【請求項１４】
前記漏出止め組成物は金属粉ベース組成物であることを特徴とする、請求項１２に記載の前記リモートシール。
【請求項１５】
前記漏出止め組成物はポリマーベース組成物であることを特徴とする、請求項１２に記載のリモートシール。
【請求項１６】
前記漏出止め組成物は、前記漏出止め組成物によって漏出が封じられた後で、前記リモートシールの外部から検出可能な添加剤を含むことを特徴とする、請求項１２に記載のリモートシール。
【請求項１７】
プロセス流体の圧力を、充填流体を通してセンサに伝送するための密閉形油圧システムを有するプロセストランスミッタであって、
前記充填流体が、油圧流体と、前記密閉形油圧システムにおける漏出を封じるための漏出止め組成物とを含む、
ことを特徴とするプロセストランスミッタ。
【請求項１８】
前記漏出止め組成物はセルフシール性であることを特徴とする、請求項１７に記載のプロセストランスミッタ。
【請求項１９】
前記漏出止め組成物は金属粉ベース組成物であることを特徴とする、請求項１７に記載のプロセストランスミッタ。
【請求項２０】
前記漏出止め組成物はポリマーベース組成物であることを特徴とする、請求項１７に記載のプロセストランスミッタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、工業プロセス制御システムにおいて用いられるプロセス器具に関する。より具体的には、本発明は、プロセストランスミッタで用いるためのセルフシール性油圧システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロセストランスミッタは、様々な工業プロセスにおいて用いられるプロセス流体の圧力、温度、フロー及びレベルといったプロセス変数を監視するのに用いられる。例えば、プロセストランスミッタは、製造設備全体にわたり位置するプロセス流体の変数をはかるために、化学薬品製造業及び石油精製業に広く用いられる。プロセストランスミッタは、典型的には、多様なプロセス変数を監視するために、多数の位置における製造又は処理設備全体にわたり採用される。
【０００３】
プロセストランスミッタは、プロセス変数の物理的変化に応じて電気出力を生成するセンサを含む。例えば、容量性圧力変換器又はピエゾ抵抗圧力変換器は、プロセス流体の圧力の関数として電気出力を生成する。典型的には、プロセス流体の圧力は、一端でプロセス流体と接触し、他端でセンサと接触する密閉形油圧システムを通してセンサに伝達される。圧力が感知されると、このセンサの電気出力は、トランスミッタの回路によって処理されて、プロセス変数の規模の表示として監視できるようになる。
【０００４】
プロセストランスミッタの正確さは、プロセス流体圧力の規模をセンサに伝える密閉形油圧システムの能力に拠る。典型的には、油圧システムは、正確なレベルの充填流体で充填された油圧通路を含む。この油圧通路の第１の端部には、充填流体をプロセス流体から分離する隔離ダイアフラムがある。この油圧通路の第２の端部には、センサを充填流体とリンクさせるセンサダイアフラムがある。充填流体は、典型的には、プロセス流体圧を分離ダイアフラムからセンサダイアフラムへ伝える油圧流体を含む。他の実施形態においては、リモートシールは、通路の延長部として働き、付加的な充填流体を有する毛細管を含む。プロセス流体圧が変動するとき、プロセス流体は、油圧システムの第１端部にある分離ダイアフラム上に対応する力を働かせる。油圧システムにある充填流体は、力を分離ダイアフラムへの油圧通路の第１端部に伝送する。油圧通路の第２端部には、センサを充填流体にリンクさせるセンサダイアフラムがある。力はセンサダイアフラムを偏向させ、それによってセンサがその電気出力を変更するようにする。したがって、電気出力は、充填流体の油圧性に直接関連する。プロセストランスミッタの正確さは、油圧システムの通路及びリモートシールにおける充填流体の質及び量に関連する。わずかな漏出が、充填流体の量を減じる可能性があり、これはダイアフラムの底入れといった幾つかの不正確さを導入する可能性がある。漏出によって、また、空気が装置に入る可能性があり、気体は圧縮可能であるために、不正確さを導入する可能性がある。
【０００５】
手荒い取り扱い、腐食、材料変動、製造上のばらつき等のために、プロセストランスミッタの油圧システムは、微細な漏出を生じる可能性がある。時間と共に、これらの微細な漏出は、性能の正確さを低減させることとなる可能性がある。漏出がごくわずかであるため、充填流体が漏出するという物理的証拠はほとんどない。さらに、そのようなわずかな漏出によるプロセストランスミッタ性能の低下の初期証拠もほとんどない。プロセストランスミッタの性能上の欠陥が明らかになる程に、充填流体の実質的な量が油圧システムから漏出するまで、性能の不正確さは検出されないままになる可能性がある。発見されない場合には、微小な漏出のせいで、結局は、油圧システムがプロセス変数の規模をセンサに伝送することが完全に不能になる。
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、プロセス流体のプロセス変数をはかるためのプロセストランスミッタに向けられる。プロセストランスミッタは、センサと、油圧システムと、充填流体とを含む。センサは、プロセス流体変数の規模を測定する。油圧システムは、プロセス流体とセンサとの間の連通チャネルを提供する。充填流体は、油圧流体と漏出止め組成物とを含む。充填流体は、プロセス流体のプロセス変数における変化をセンサに伝送する。漏出止め組成物は、セルフシール性であり、油圧システムにおける漏出を封じる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、制御室１２と、プロセストランスミッタ１４と、プロセス流体１６とを含むプロセス制御システム１０を示す。プロセストランスミッタ１４は、トランスミッタ回路１８と、センサ回路２０と、センサ２２と、油圧システム２４とで構成される。プロセストランスミッタ１４は、プロセス流体１６における、圧力のようなプロセス変数のレベルを監視するのに用いられる。
【０００８】
プロセストランスミッタ１４のセンサ２２は、油圧システム２４を通してプロセス流体１６と油圧で接続される。油圧システム２４は、第１の端部でプロセス流体１６と、第２の端部でセンサ２２と連結する通路を含む。油圧システム２４は、第１の油圧流体及び第１の漏出止め組成物からなる第１の充填流体を含む。第１油圧流体は、プロセス流体１６の圧力をセンサ２２に伝送する。第１漏出止め組成物は、油圧システム２４の通路に生じる漏出を封じる。
【０００９】
別の実施形態においては、油圧システム２４は、油圧システム２４の通路がプロセストランスミッタ１４のハウジングの境界を越えて延びることを可能にするリモートシールを含む。このリモートシールは、第２の油圧流体及び第２の漏出止め組成物からなる第２の充填流体で満たされ、通路の第１充填流体から隔離された毛細管を含む。
【００１０】
第１油圧流体及び第２油圧流体は、当業者に公知の任意の好適な油圧流体とすることができる。種々の実施形態においては、第１及び第２油圧流体は、米国ミシガン州ミッドランド所在のＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩ、ＵＳＡから市販されているＤＣ２００、ＤＣ７０４（登録商標）又はＳｙｌｔｈｅｒｍＸＬＴ（登録商標）シリコンオイルを含む。他の実施形態においては、米国ニュージャージー州リバーエッジ所在のＨａｌｃａｒｂｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによるＨａｌｏｃａｒｂｏｎ（登録商標）、米国イリノイ州ノースフィールド所在のＳｔｅｐａｎ  ＣｏｍｐａｎｙによるＮｅｏｂｅｅ（登録商標）Ｍ−２００、グリセリン及び水又はプロピレン・グリコールといった同様の流体を用いることができる。第１油圧漏出止め組成物及び第２漏出止め組成物は、図２でより詳細に示す。第１漏出止め組成物及び第２漏出止め組成物の両方が、セルフシール性である。通路又はリモートシールにおいて微細な漏出の形成があると、セルフシール漏出止め組成物が、どのような外部作用もなく、漏出を素早く封じるように作用する。一実施形態においては、第１及び第２充填流体は、漏出止め組成物に対して約１００対１の割合の混合油圧流体からなる。
【００１１】
センサ２２は、油圧システム２４を通して、プロセス流体１６のプロセス変数における物理的変化を感知する。典型的には、センサ２２は、第１充填流体を通して提示されるように、プロセス流体１６の圧力における変化に応じて電気信号を生成する変換器である。センサ２２は、センサ回路２０と電子通信する。センサ回路２０は、センサ２２の出力を使用可能なフォーマットに調整し、これにより局所監視用に表示されて、トランスミッタ回路１８に送られる。プロセストランスミッタ１４のトランスミッタ回路１８は、センサ回路２０の出力を、制御室１２にあるプロセス変数の遠隔監視のための中心から離れた位置に伝えるように用いられる。一実施形態においては、トランスミッタ回路１４は、制御ループ２６を通して制御室１２と通信する。他の実施形態においては、トランスミッタ回路１８は、無線ネットワーク上で通信する。さらに他の実施形態においては、プロセストランスミッタ１４は、トランスミッタ回路１８を含まず、制御室１２と接続しない。さらに別の実施形態においては、センサ２２の調整された出力は、有線で又は無線でプロセストランスミッタ１４にリンクされた手持ち式装置によって読み取り可能である。
【００１２】
図２は、本発明のプロセストランスミッタ１４が用いられるプロセス制御システム１０の実施形態を示す。プロセス制御システム１０は、制御室１２と、プロセストランスミッタ１４と、プロセス流体１６とを含む。プロセストランスミッタ１４は、センサ２２と、油圧システム２４と、ハウジング２５とを含み、制御ループ２６によって制御室１２に接続する。油圧システム２４は、通路２８及びリモートシール３０を含む。
【００１３】
通路２８は、センサダイアフラム３２と第１分離ダイアフラム３４との間に延び、第１充填流体３６で充填される。リモートシール３０は、毛細管３８と、アイソレータ・アセンブリ４０と、コネクタ４２と、第２分離ダイアフラム４４とを含み、第２充填流体４６で充填される。第１充填流体３６は、第１の油圧流体及び第１の漏出止め組成物を含む。第２充填流体４６は、第２の油圧流体及び第２の漏出止め組成物を含む。
【００１４】
プロセストランスミッタ１４は、プロセス流体１６の圧力を検出するのに用いられる。プロセストランスミッタ１４は、１つだけの油圧システム２４を有する絶対圧力ゲージとして示される。他の実施形態においては、プロセストランスミッタ１４には、第２の油圧システムが取り付けられて、圧力差が感知できるようになる。プロセストランスミッタ１４は、第１充填流体３６によってセンサダイアフラム３２にかけられた圧力に対するセンサ２２の応答に基づく電気信号を発生させる。第１充填流体３６は、第１分離ダイアフラム３４にかけられた第２充填流体４６の圧力によって影響を受ける。第２充填流体４６の圧力は、第２分離ダイアフラム４４にかけられたプロセス流体１６の圧力に応じる。プロセストランスミッタ１４は、制御ループ２６を使用して、電気信号を制御室１２に中継する。油圧システム２４の充填流体３６及び４６を通して提示されるように、電気信号の規模は、センサ２０によって検出されるプロセス流体１６の圧力に基づく。電気信号の規模は、プロセス流体１６の処理圧力の規模の表示として、制御室１２で監視される。制御室１２は、また、電力をプロセストランスミッタ１４に供給し、制御ループ２６上でプロセストランスミッタ１４と通信する。
【００１５】
分離ダイアフラム４４は、プロセス流体１６を、リモートシール３０において用いられる第２充填流体４６から隔離する。プロセス流体１６は、分離ダイアフラム４４上で力を働かせる関連圧力Ｐ１を有する。この力は、毛細管３８の第２充填流体４６によって、毛細管３８における圧力が圧力Ｐ１と等しくなるように、分離ダイアフラム４４から通路２８の第１分離ダイアフラム３４へ伝送される。Ｐ１に関連する力は、通路２８における圧力が圧力Ｐ１と等しくなるように、第１充填流体３６によって、第１分離ダイアフラム３４からセンサダイアフラム３２及びセンサ２２へ伝送される。
【００１６】
センサ２２に伝送される力の量は、油圧システム２４に存在する第１油圧流体及び第２油圧流体の質及び量に拠る。プロセストランスミッタ１４は、油圧システム２４に定量の第１及び第２油圧流体を有する状態で較正される。任意の油圧流体が油圧システム２４から漏出する場合においては、プロセストランスミッタ１４の正確さが低減し、不正確な出力がセンサ２２によって生成される。
【００１７】
微細な漏出の影響を最小にするために、第１充填流体３６及び第２充填流体４６は、それぞれ第１及び第２自動始動式漏出止め組成物を含む。通路２８は、第１油圧流体及び第１漏出止め組成物を含む第１充填流体３６で充填される。毛細管３８は、第２油圧流体及び第２漏出止め組成物を含む第２充填流体４６で充填される。２つの充填流体は、第１分離ダイアフラム４２によって分離される。漏出止め組成物は、油圧システム２４に形成される微細な漏出を封じ、次いで、プロセストランスミッタ１４の高い正確さを維持する。
【００１８】
通路２８はセンサダイアフラム３２と接触するため、第１漏出止め組成物として金属ベースの漏出止め組成物を用いることは実現可能ではない。金属ベースの漏出止め組成物は、センサ２２の容量性又はピエゾ抵抗の変換器によって生成される電気出力と干渉する可能性がある。例えば、金属ベースの漏出止め組成物は、容量性変換器のコンデンサ極板間の静電容量に影響を与える可能性がある。
【００１９】
一実施形態においては、第１漏出止め組成物は、非金属ベース漏出止め組成物である。特定的には、一実施形態においては、第１漏出止め組成物は、ポリマーベースである。好ましくは、第１漏出止め組成物は、ポリテトラフルオロエチレン（例えばＴｅｆｌｏｎ（登録商標））ベース組成物のような、長鎖ポリマーベース組成物である。
【００２０】
第２漏出止め組成物は、毛細管３８に形成される微細な漏出を封じる。第２漏出止め組成物は、微細な漏出が第２充填流体４６の毛細管３８からゆっくりと滲み出るのを防ぐ。第２充填流体４６は、プロセス流体１６、プロセストランスミッタ１４のセンサ２２及び回路から隔離されている。したがって、第２充填流体４６は、当業者には充分に公知である金属ベース漏出止め組成物を含むことができる。一実施形態においては、第２漏出止め組成物は、金属粉ベースの漏出止め組成物を含む。特定的には、一実施形態においては、第２漏出止め組成物は、アルミニウム粉ベース漏出止め組成物である。一実施形態においては、第２漏出止め組成物は、米国カリフォルニア州デュアルテ所在のＪｕｓｔｉｃｅ  Ｂｒｏｔｈｅｒｓ、Ｉｎｃ．から市販されているＲＳＬ／２Ｒａｄｉａｔｏｒ  Ｓｔｏｐ  Ｌｅａｋ（登録商標）である。一実施形態においては、第２漏出止め組成物は、米国カリフォルニア州アズーサ所在のＷｙｎｎ  Ｏｉｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＷｙｎｎのラジエータ封止剤である。アルミニウムベース漏出止め組成物は、非常に小さいピンホール型の漏出に対して良好に作用する。特定的には、マイクロインチから約０．０３３インチまでの大きさの粒子の範囲に及ぶアルミニウム粒子を有するアルミニウムベース漏出止め組成物である。
【００２１】
いずれの漏出止め組成物の種類にとっても、ポリマー又は金属粒子の大きさは極めて小さいはずであり、溶液及び／又は懸濁状態のまま残る。サブマイクロインチ程度の特別な化学組成が好ましいであろう。
【００２２】
本発明の他の実施形態においては、第１及び第２漏出止め組成物には、漏出が封じられた後で、プロセストランスミッタ１４の外部で顕著であるマーカが追加される。例えば、色添加剤又は香添加剤を用いることができる。他の実施形態においては、漏出止めには、漏出が封じられた後で、空気中に放出される化学物質添加剤が追加される。化学物質添加剤は、次に、質量分析計のような化学物質検出器を用いて検出可能である。さらに、他の実施形態においては、漏出止め組成物には紫外線光反応物質が追加され、漏出が封じられた後で、紫外線反応物質は、紫外線光により検出することができる。
【００２３】
本発明は、好ましい実施形態を参照して説明されてきたが、当業者であれば、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、形態及び詳細に変更を行うことができることを認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のプロセストランスミッタが用いられるプロセス制御システムのブロック図を示す。
【図２】本発明が用いられるリモートシールを有するプロセストランスミッタを示す。
【図１】
2009533679.tif 000003
【図２】
2009533679.tif 000004
【国際調査報告】
2009533679.tif 000005