(57)【要約】圧力測定装置（１００）は、絶対圧力センサ（１０４）、およびシリアル通信とエネルギとを、現場配線コンパートメント（１０８）内の電気的コネクタ（１１０）に連結するバス（１１４）を含む。大気圧センサモジュール（１１６）は、電気的コネクタでバスに接続される。バスは、大気圧センサモジュールにエネルギを供給し、大気圧センサモジュールからシリアル通信信号を受信する。シリアル通信信号は、大気圧を表わす数値データ（１２０）を含む。圧力測定装置は、感知された絶対圧力と受信された数値データとの間の計算された差としてゲージ圧力出力（１２４）を提供する。
2006520901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力測定装置であって、
加圧されたプロセス流体に連結可能な入口、
前記入口に連結され、前記プロセス流体の絶対圧力を表わすプロセスセンサ出力を提供する絶対圧力センサ、
制御システムに連結可能な電気的コネクタを備えた現場配線コンパートメント、
前記電気的コネクタに連結され、前記圧力測定装置にシリアル通信およびエネルギを提供するバス、
前記電気的コネクタで、大気圧センサモジュールにエネルギを供給し、前記大気圧センサモジュールから大気圧を表わす数値データを含むシリアル通信信号を受信する前記バスに接続された大気圧センサモジュール、および
前記電気的コネクタで前記バスに連結され、前記バスから前記プロセスセンサ出力および前記シリアル通信信号を受信し、前記感知された絶対圧力と前記受信された数値データとの間の計算された差として、前記制御システムにゲージ圧力を提供する回路からなる圧力測定装置。
【請求項２】
前記バスがローカルバスであり、前記圧力測定装置が制御システムバスによって前記制御システムに前記ゲージ圧力出力を連結する請求項１の圧力測定装置。
【請求項３】
前記バスが制御システムバスであり、前記圧力測定装置が前記制御システムバスによって前記制御システムに前記ゲージ圧力出力を連結する請求項１の圧力測定装置。
【請求項４】
前記大気圧センサモジュールが、前記現場配線コンパートメントの内に設置された請求項１の圧力測定装置。
【請求項５】
前記大気圧感知モジュールおよび前記電気的コネクタが、一体化されたアセンブリである請求項２の圧力測定装置。
【請求項６】
前記回路が、シリアル通信信号の更新が必要ではないことを示すスリープ信号を前記バスに提供し、前記大気圧センサモジュールが、前記シリアル通信信号の提供を停止する請求項１の圧力測定装置。
【請求項７】
前記回路が、前記制御システムに絶対圧力出力を提供する請求項１の圧力測定装置。
【請求項８】
前記回路が、シリアル通信信号の更新が必要であることを示すアウェイク信号を前記バスに提供し、前記大気圧センサモジュールが、前記シリアル通信信号の提供を開始する請求項１の圧力測定装置。
【請求項９】
さらに、絶対圧力センサおよび大気圧センサ用に異なる減衰調整器を含む請求項１の圧力測定装置。
【請求項１０】
圧力測定装置であって、 
加圧されたプロセス流体に連結可能な入口、 
前記入口に連結され、前記プロセス流体の絶対圧力を表わすプロセスセンサ出力を提供する絶対圧力センサ、
制御システムに連結可能な電気的コネクタを備えた現場配線コンパートメント、
シリアル通信およびエネルギを供給する前記電気的コネクタに連結されたバス、および
前記プロセスセンサ出力を受信し、前記バスから大気圧を表わす数値データを含むシリアル通信信号を受信するために前記バスに連結され、感知された絶対圧力と受信された数値データとの間の計算された差として制御システムに連結可能なゲージ圧力を提供する回路を含む圧力測定装置。
【請求項１１】
前記バスが、大気圧センサモジュールにエネルギを供給し、前記大気圧センサモジュールから前記シリアル通信信号を受信する請求項１０の圧力測定装置。
【請求項１２】
前記回路が、シリアル通信信号の更新が必要ではないことを示すスリープ信号を前記バスに提供する請求項１０の圧力測定装置。
【請求項１３】
前記回路が、シリアル通信信号の更新が必要であることを示すアウェイク信号を前記バスに提供する請求項１０の圧力測定装置。
【請求項１４】
前記バスがローカルバスであり、前記圧力測定装置が制御システムバスによって前記制御システムに前記ゲージ圧力出力を連結する請求項１０の圧力測定装置。
【請求項１５】
前記バスが制御システムバスであり、前記圧力測定装置が前記制御システムバスによって前記制御システムに前記ゲージ圧力出力を連結する請求項１０の圧力測定装置。
【請求項１６】
前記回路が前記制御システムに絶対圧力センサ出力を提供する請求項１０の圧力測定装置。
【請求項１７】
さらに、前記回路が、
大気圧を表わす受信された数値データを記憶するメモリ領域、および
前記シリアル通信信号が受信される時に、前記メモリ領域を更新する更新回路を含むことからなる請求項１０の圧力測定装置。
【請求項１８】
さらに、前記回路が、
大気圧を表わす最後の数値データが受信された後の動作時間の長さを表わすカウント値を提供するタイマ、および
動作時間が予め定められた時間の長さを超過する場合に、前記メモリ領域を予め定められた値にリセットするリセット回路を含むことからなる請求項１７の圧力測定装置。
【請求項１９】
前記リセット回路が、前記メモリ領域を１標準大気圧を表わす値にリセットする請求項１８の圧力測定装置。
【請求項２０】
前記リセット回路が、メモリ領域を誤差メッセージを表わす範囲外値にリセットする請求項１８の圧力測定装置。
【請求項２１】
圧力測定装置電気的コネクタでバスに接続するように適応され、  
大気圧センサ、
前記バスから電力を受信するための電力調整装置、および
前記バスによって電力が供給され、前記大気圧センサ連結されて、大気圧を表わす数値データを含むシリアル通信信号を前記バスに提供する大気感知回路からなる大気圧感知モジュール。
【請求項２２】
前記圧力測定装置が、シリアル通信信号の更新が必要ではないことを示すスリープ信号を前記バスに提供した後で、前記大気感知回路が、前記シリアル通信信号の提供を停止する請求項２１の大気圧感知モジュール。
【請求項２３】
前記バスから電力を消費し、前記スリープ信号が受信された後で、前記大気感知回路が電力消費を低減する請求項２１の大気圧感知モジュール。
【請求項２４】
前記圧力測定装置が、シリアル通信信号の更新が必要であることを示すアウェイク信号を前記バスに提供した後で、前記大気感知回路が、前記シリアル通信信号の提供を開始する請求項２１の大気圧感知モジュール。
【請求項２５】
前記大気感知回路が、スリープモードおよびアウェイクモードの間の動作を自動的に循環させるセルフタイマを含むプロセッサからなる請求項２１の大気圧感知モジュール。
【請求項２６】
さらに、圧力測定装置のねじ切りされた導管開口部に取付け可能なねじ溝を備えたハウジングを含む請求項２１の大気圧感知モジュール。
【請求項２７】
前記ねじ溝が、圧力測定装置の完全な防爆性を維持する請求項２６の大気圧感知モジュール。
【請求項２８】
さらに、前記大気圧センサモジュール内の回路と周辺環境とを分離する防炎性遮蔽格を含む請求項２７の大気圧センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用プロセス流体を監視する際に用いられる圧力感知装置に関する。特に、本発明は、産業用プロセス流体の絶対圧を感知する圧力測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力測定装置は、広範にわたる様々な圧力および流量の測定の要求に応じて異なる装置に取付け可能となるように、異なる構成のものが製造されている。この異なる構成の圧力測定装置は、例えば、５つの異なる圧力範囲、５つの異なる絶縁ダイアフラム材料、４つの異なるプロセスフランジ部材、２つの異なるタイプの絶縁流体充填、ゲージまたは絶対圧力出力、単一または２重の入口、および世界的な産業用の安全性および互換性基準の多様性に対応するような他の様々な構成を含んでいる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
何百もの異なる構成の圧力測定装置を利用可能にしておく必要があるが、非常に多くの様々な構成を備えた圧力測定装置を製造し所有する（inventorying）ことは、エンドユーザだけでなくメーカーの両方にとって費用がかかるという問題がある。
【０００４】
絶対圧力測定装置が産業用地に設置される場合、圧力規格を使用する周期的な較正が必要である。しかしながら、デッドウェイトテスタ（dead weight tester）のような圧力規格は、通常にはゲージ圧力ユニットで較正され、絶対圧力測定装置の正確な較正は、現場用地で行なうのが難しい。
【０００５】
圧力感知装置のタイプの数を減らすことが必要である一方で、ユーザの要求を満足することおよび全てのタイプの装置に対する較正が必要である。ゲージ圧力較正規格を使用して、絶対圧測定計器を簡便に較正するための構成も必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
加圧されたプロセス流体入口に連結されて、プロセス流体の絶対圧力を表わすプロセスセンサ出力を提供する絶対圧力センサを含む圧力測定装置が開示される。
【０００７】
圧力測定装置は、現場配線コンパートメント内の電気的コネクタに、シリアル通信とエネルギを連結するバスを含む。大気圧センサモジュールは、電気的コネクタでバスに接続される。バスは、大気圧センサモジュールにエネルギを供給し、大気圧センサモジュールからシリアル通信信号を受信する。シリアル通信信号は、大気圧を表わす数値データを含む。
【０００８】
圧力測定装置は、プロセスセンサ出力を受信し、バスからシリアル通信信号を受信する回路を含む。回路は、感知された絶対圧力と受信された数値データとの計算された差として制御システムに連結可能なゲージ圧力出力を含む。
【０００９】
本発明を特徴づける利点だけでなく、これらおよび様々な他の特徴が、以下の関連図面の詳細な説明および検討の内容によって明白となるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
下記の実施形態では、メーカーおよびエンドユーザが、多数のゲージ圧力測定装置を製造または所有（inventory）しなければならないことを回避することができる。メーカーまたはエンドユーザは、絶対圧力測定装置を所有して、必要な時に、絶対圧力装置をゲージ圧力測定装置のように機能する装置に効果的に変換するように、大気圧センサモジュールを追加することができる。
【００１１】
さらに、この構成によって、デッドウェイトテスタなどのゲージ圧力規格を使用する絶対圧力測定装置を簡便に較正することができる。較正中には、大気圧センサモジュールは、一時的に現場の電気的コネクタに接続され、それにより圧力測定装置はゲージ圧力出力を提供する。圧力感知装置およびゲージ圧力規格の両方は、簡便に比較されるゲージ圧力出力を提供するので、較正が簡便に実行される。較正の完了後に、大気圧センサモジュールが取り外され、圧力感知装置は、絶対圧力出力を制御システムに提供することに戻ることができる。
【００１２】
１つの好ましい構成では、圧力測定装置は、制御システムにシリアル通信を提供するように構成され、このシリアル通信は、制御システムへの絶対圧力検出値およびゲージ圧力検出値を含む。この好ましい構成では、圧力測定装置は、そのゲージ出力を使用して較正され、絶対的出力も較正されることができる。
【００１３】
図１は、圧力測定装置１００の実施例のブロック図を示す。圧力測定装置１００は、（図１に示されない）加圧されたプロセス流体に連結する入口１０２を含む。絶対圧力センサ１０４は、入口１０２に連結され、プロセス流体の絶対圧力を表わすプロセスセンサ出力１０６を提供する。
【００１４】
「絶対圧力（absolute pressure）」とは、真空または絶対零圧力に関する圧力を意味する。絶対圧力は、周囲の大気圧に関連して測定または計算される圧力である「ゲージ圧力（gage pressure）」と区別可能である。ゲージ圧力は、プロセス流体絶対圧力と周辺大気圧との間の差である差圧である。
【００１５】
圧力測定装置１００は、制御システム１１２に連結された電気的コネクタ１１０が備えられている現場配線コンパートメント１０８を含む。電気的コネクタ１１０に連結されるバス１１４は、シリアル通信およびエネルギを提供する。大気圧センサモジュール１１６は、電気的コネクタ１１０でバス１１４に接続される。バス１１４は、大気圧センサモジュール１１６にエネルギを供給する。バス１１４は、大気圧センサモジュール１１６からシリアル通信信号１１８を受信する。シリアル通信信号１１８は、好ましくはラベル１２１と結合された大気圧を表わす数値データ１２０を含む。オプションのラベル１２１は、数値データを大気圧検出値と識別する。電気的コネクタ１１０の接続は、図２−４に示される具体例に関連して、より詳細に後述される。大気圧センサモジュール１１６は、図６に示される具体例に関連して、より詳細に後述される。
【００１６】
回路１２２は、プロセスセンサ出力１０６を受信し、バス１１４からシリアル通信信号１１８を受信する。回路１２２は制御システム１１２に連結され、ゲージ圧力出力１２４を提供する。回路１２２は、感知された絶対圧力１０６と受信された数値データ１２０との間の差として、ゲージ圧力出力１２４を計算する。さらに、圧力測定装置１００は、絶対圧力出力を生成し、その出力を制御システムに連結することが可能である。
【００１７】
圧力測定装置１００は、大気圧センサモジュール１１６なしで、単独で絶対圧力測定装置として使用される。一方、大気圧センサモジュール１１６が含まれる場合には、圧力測定装置１００は、ゲージ圧力測定装置として使用される。
【００１８】
この構成によって、メーカーおよびエンドユーザは、ゲージ圧力装置を製造または所有する必要がなくなる。メーカーまたはエンドユーザは、絶対圧力装置を所有して、必要な時に、絶対圧力装置をゲージ送信機のように機能する装置に効果的に変換するように、大気圧センサモジュール１１６を追加することができる。
【００１９】
この構成により、さらにデッドウェイトテスタなどのゲージ圧力規格を使用して、絶対圧力測定装置を簡便に較正することが可能である。較正中には、大気圧センサモジュール１１６が一時的に接続され、圧力測定装置１００がゲージ圧力出力を提供する。圧力測定装置１００およびゲージ圧力規格の両方が、ゲージ圧力出力を提供するので、簡便に比較され、較正が簡便に実行されることができる。較正の完了後に、大気圧センサモジュール１１６が取り外され、圧力測定装置１００は、制御システムに較正された絶対圧力出力を提供するように戻ることができる。
【００２０】
１つの好ましい構成では、圧力測定装置は、制御システムに、絶対圧力検出値およびゲージ圧力検出値を含むシリアル通信を提供するように構成される。この好ましい構成では、大気圧センサモジュールは、一時的な較正中ではなく、通常動作中に、圧力測定装置に接続される。
【００２１】
図２〜４は、電気的コネクタと大気圧センサモジュールとの間の別のバス接続を示す。
【００２２】
図２は、電気的コネクタ１４０、（図１の回路１２２に相当する）回路１４２、（図１のモジュール１１６に相当する）大気圧センサモジュール１４４、および（図１の制御システム１１２に相当する）制御システム１４６間の配線を示す。回路１４２は、バス導体１５２およびバス共通導体１５０を含む制御システムバス１４８に接続されている。制御システム１４６は、制御システムバス１４８に接続され、回路１４２には直接的に、大気圧感知モジュール１４４には間接的に、電気エネルギのすべてを供給する。回路１４２は、制御システムバス１４８を介して制御システム１４６にゲージ圧力出力を提供する。図１に関して上述されたように、回路１４２は、さらに制御システムバス１４８を介して制御システム１４６に絶対圧力出力を提供する。
【００２３】
回路１４２はまた、ローカルバス導体１５６およびバス共通導体１５０を含むローカルバス１５４に接続される。回路１４２は、ローカルバス１５４を介して大気圧センサモジュール１４４にエネルギを連結する。大気圧センサモジュール１４４は、ローカルバス１５４を介して回路１４２にシリアル通信信号を伝送する。
【００２４】
好ましい構成では、ローカルバス１５４は、約３０メートルの最大バス長を有するコントローラ・エリア・ネットワーク（Controller Area Network：ＣＡＮ）プロトコルの態様によってフォーマットされたシリアル通信信号を導くように構成される。さらにローカルバス１５４は、液晶ディスプレイモジュールあるいは温度センサモジュールなどの他の現場周辺装置にエネルギを供給し、それらと通信することができるのが望ましい。制御システムバス１４８は、制御システム１４６への何百メートル以上の長距離送信用にフォーマットされた信号を導くように構成されるのが望ましい。制御システムバスは、ＨＡＲＴプロトコル、ＰＲＯＦＩＢＵＳ、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ  ＦＩＥＬＤＢＵＳ、あるいは他の産業標準プロトコルを使用して重畳されたシリアル通信を備えた４−２０ｍＡループなどの長距離送信用の産業標準バスを含むのが望ましい。
【００２５】
図３は、電気的コネクタ１６０、（図１の回路１２２に相当する）回路１６２、（図１のモジュール１１６に相当する）大気圧センサモジュール１６４、および（図１の制御システム１１２に相当する）制御システム１６６間の配線を示す。回路１６２は、バス導体１７２およびバス共通導体１７０を含む制御システムバス１６８に接続される。制御システム１６６は、制御システムバス１６８に接続され、大気圧感知モジュール１６４には直接的に、さらに回路１６２には直接的に、電気エネルギのすべてを供給する。回路１６２は、制御システムバス１６８を介して制御システム１６６にゲージ圧力出力を提供する。図１に関して上述されたように、回路１６２は、さらに制御システムバス１６８を介して制御システム１６６に絶対圧力出力を提供する。
【００２６】
好ましい構成では、制御システムバス１６８は、ＨＡＲＴプロトコル、ＰＲＯＦＩＢＵＳ、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ  ＦＩＥＬＤＢＵＳ、あるいは他の産業標準プロトコルを使用して重畳されたシリアル通信を備えたマルチドロップ電流ループなどの長距離送信用産業標準バスを含むのが望ましい。図３に示された構成では、単一の大気圧センサモジュール１６４は、マルチドロップバス１６８に接続された複数のマルチドロップ圧力測定装置に、シリアル通信信号を提供する。
【００２７】
図２〜４に示される構成は、配線構成のいくつかの例であるが、同様に電気的コネクタ上に任意数のターミナルを用いる他の配線構成を使用することができる。
【００２８】
図４は、図２の構成と同様の構成を示す。図２で使用される符号と同じ図４で使用される符号は、同一または類似の機能を表わす。図４では、大気圧センサ１４４は、一体化されたアセンブリ１５７を形成するように、電気的コネクタの中に統合されている。図４に示される構成によって、絶対圧力出力を提供する圧力測定装置は、単純に、図２に示される電気的コネクタ１４０を図４に示されるような一体化されたアセンブリ１５７と交換することによって、ゲージ圧力出力を提供するように改良されることができる。
【００２９】
大気圧センサモジュール１１６、１４４、１６４は、現場配線コンパートメント１０８内に装備され、圧力測定装置１００の一部になる。または、大気圧センサモジュール１１６、１４４、１６４は、送信機の外部に装備されることができる。
【００３０】
典型的には、大気圧はゆっくりと変化するので、シリアル通信信号１２０は、数分毎に１回または較正中に一度だけ更新される必要がある。大気圧センサモジュール１１６は、シリアル通信信号１２０を生成するためにエネルギを消費する。いくつかの適用では、図５に示される好ましいタイミング図に示されるように、更新が必要でない場合には、大気圧センサモジュール１１６をスリープモードにすることが望ましい。
【００３１】
図５は、大気圧センサモジュールのスリープモードおよびアウェイクモードのタイミング図を示す。図５では、水平軸１９０、１９２は時間を表わし、第１の縦軸１９４は、回路に大気圧センサモジュールを接続するバス上の様々な信号の出現を表わす。第２の縦軸１９６は、大気圧センサモジュールのエネルギ消費１９８の大きさを表わす。大気圧センサモジュールは、（回路１２２、１４２、１６２などの）回路が、バスを介して大気圧センサモジュールにシリアルスリープ信号２０２を送信する時まで、更新されるシリアル通信信号２００を発生する。大気圧センサモジュールは、２０４で示されるように、シリアルスリープ信号２００に反応して、シリアル通信信号２００の発生を停止する。回路が更新されたシリアル通信信号を再び必要とする時、回路は、バスを介して大気圧センサモジュールにシリアルアウェイク信号２０６を送信する。大気圧センサモジュールは、２０８で示されるように、シリアルアウェイク信号２０６に反応して、通信信号の発生を再開する。更新されたシリアル通信信号が生成されていない時には、エネルギ消費１９８は低下する。この構成は、大気圧センサモジュールによる電力消費を低減する。
【００３２】
１つの好ましい構成では、スリープモードとアウェイクモードの動作を交互に行なうように自己調時された大気圧センサモジュールによって、省電力が達成される。大気圧センサモジュールは、そのセルフタイマを実行するためにちょうど十分な電力を消費して、自らを自動的にスリープモードにする。大気圧センサモジュールは、測定を行ない、結果を送信するのに十分な期間、自動的に自らをアウェイクモードにして、次にスリープモードに戻る。
【００３３】
回路が、シリアル通信信号の更新が必要ではないことを示すスリープ信号２０２をバスに提供し、大気圧センサモジュールは、シリアル通信信号の提供を停止する。回路は、シリアル通信信号の更新が必要であることを示すアウェイク信号２０６をバスに提供し、大気圧センサモジュールは、シリアル通信信号の提供を開始する。回路の好ましい構成は、図６に関して以下に説明される具体例で説明する。
【００３４】
図６は、圧力測定装置回路２３０の実施例のブロック図である。回路２３０は、図１の回路１２２に相当する。回路２３０は、絶対圧力センサ出力２３２を受信し、バス２３４に連結する。回路２３０は、タイマ２３８およびメモリ２４０に連結されるプロセッサ２３６を含む。センサインタフェース回路２４２は、絶対圧力センサ出力２３２とプロセッサ２３６とを接続する。シリアルインタフェース回路２４６は、バス２３４とプロセッサ２３６とを接続する。プロセッサ２３６は、典型的には低電力マイクロプロセッサである。メモリ２４０は、典型的には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、およびＥＥＰＲＯＭなどの揮発性段階の変化を備えたメモリ要素からなる。
【００３５】
メモリ２４０は、バス２３４から受信され、大気圧を表わす数値データを記憶する揮発性メモリ領域２４４を含む。メモリ２４０内の不揮発性メモリ要素に記憶された実行プログラムで動作するプロセッサ２３６は、更新されたシリアル通信信号がバス２３４から受信される時に、メモリ領域２４４を更新する更新回路として機能する。プロセッサ２３６は、数値データに添付されたラベルによって、受信された数値データを数値データであると認識する。
【００３６】
タイマ２３８は、大気圧を表わす最後の数値データが受信された後の動作時間の長さを表わすカウント値をプロセッサ２３６に提供する。
【００３７】
メモリ２４０内の不揮発性メモリ要素に記憶された実行プログラムにより動作するプロセッサ２３６は、動作時間が予め定められた期間を超える場合に、メモリ領域２４４を予め定められた値にリセットするリセット回路として機能する。シリアル通信信号が、タイマ２３８によって設定された期間利用できないと、メモリ領域は予め選択された値にリセットされる。１つの好ましい構成では、リセット回路は、メモリ領域２４４を１標準大気圧を表わす値にリセットする。別の好ましい構成では、リセット回路は、メモリ領域２４４を誤差メッセージを表わす範囲外の値にリセットする。
【００３８】
図７は、圧力測定装置電気的コネクタでバス２６２に接続する大気圧感知モジュール２６０の実施例のブロック図を示す。大気圧感知モジュール２６０は、大気圧センサ２６４を含む。電力調整装置２６６は、バスからの電力をライン２６８で受信する。大気感知回路２７０は、メモリに記憶されたラベル２７４に連結されたプロセッサ２７２、バス２６２に連結されたシリアルインタフェース２７６を含むのが望ましい。大気感知回路２７０は、バス２６２によって電力供給され、大気圧センサ２６４に連結される。大気感知回路２７０は、ラベル２７４と結合された大気圧を表わす数値データを含むシリアル通信信号を、シリアルインタフェース２７６を通してバス２６２に提供する。電力調整装置２６６は、バス２６２から受信されたシリアルスリープ信号およびシリアルアウェイク信号に反応するように、プロセッサ２７２によって制御される。電力調整装置２６６は、アウェイクおよびスリープ信号に反応して、大気圧センサ２６４へのエネルギを供給および停止を行なう。
【００３９】
圧力測定装置が、シリアル通信信号の更新が必要ではないことを示すスリープ信号をバス２６２に提供した後に、大気圧センサ回路２６０は、シリアル通信信号の提供を停止する。大気圧感知モジュール２６０は、バスからの電力を消費し、大気感知回路２７０は、スリープ信号が受信された後に電力消費を低減する。圧力測定装置が、シリアル通信信号の更新が必要であることを示すアウェイク信号をバス２６２に提供した後に、大気感知回路２７０は、シリアル通信信号の提供を開始する。
【００４０】
別の好ましい構成では、大気感知回路２７０は、スリープタイマを含むプロセッサ２７２を含み、バス２６２からのタイミング信号に依存するのではなくプロセッサ２７２によって自己調時される。
【００４１】
図８は、プロセス入口３３３で絶対圧力を感知するライン圧力センサ３０１を含む差動プロセス流体送信機３００の実施形態を示す。
【００４２】
送信機３００は、配線コンパートメント３０４を囲む現場配線ハウジング３０２を含む。配線ハウジング３０２は、アルミニウムまたはステンレス鋼などの金属から作られる。耳部３０６などの取付部材は、配線コンパートメント３０４の内部に形成され、コンパートメントカバー３０８はねじを切られており、３０９に示されるように配線コンパートメントの内部の対応するねじ溝と噛み合う。
【００４３】
永久的に封止された送信機アセンブリ３１０は、ねじを切られて、３１１に示されるように配線コンパートメントの内部の対応するねじ溝と噛み合う。図に示されるように、送信機アセンブリ３１０は、差圧送信機アセンブリであり、封止された絶縁ダイアフラム３３２、電気的リード線３３５によって接続された差圧センサ３３４、絶対圧力センサ３０１、および１つまたは複数のプリント回路基板３３６を含む。プロセス入口内の絶縁ダイアフラム３３２は、絶縁流体で満たされたライン３５０、３５１によって差圧センサ３３４に連結される。ライン３５１は、さらに絶対圧力センサ３０１にライン圧力を連結する。送信機アセンブリ３１０は、配線コンパートメント３０４の内部にアクセス可能な送信機電気的コネクタ３１２を有する。送信機アセンブリ３１０は、溶接点３４０で永久的に溶接止めされた外部金属ハウジング３３８、および送信機電気的コネクタ３１２を囲む密閉封止されたフィードスルー３４２を有する。したがって、送信機アセンブリ３１０内のプリント回路基板３３６は、永久的に封止され、送信機３００周辺の大気から保護される。
【００４４】
送信機３００は、さらに電気的コネクタ３１４を含む。電気的コネクタ３１４は、現場配線３１８への電気的接続用に適用されたターミナル３１６を含む。典型的には、現場配線３１８は、送信機３００にエネルギを供給し、送信機アセンブリ３１０によって感知されたプロセス流体変数の遠隔地への電気的送信を行なう２線式４−２０ｍＡ産業用制御ループを介するＨＡＲＴシリアル通信、または図２〜４に関連して説明されたように配線された、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ  ＦＩＥＬＤＢＵＳ、ＰＲＯＦＩＢＵＳ、または他の通信プロトコルなどの様々な既知の産業用バスを含む、長距離信号通信を使用する。１つの実施形態では、ねじ３２８は、電気的コネクタ３１４を取付耳部３０６に取付ける。好ましくは、電気的コネクタ３１４は、封止されたプログラミングジャンパアセンブリ３２０および封止されたプログラミング押しボタン式スイッチ３３０を含む。ジャンパアセンブリ３２０は、それぞれプログラミング用の様々な方向の内の１つに差し込むことができる取外し可能なジャンパ本体３２６を含む。電気的コネクタ３１４は、さらに、送信機電気的コネクタ３１２に差し込まれ、送信機アセンブリ３１０の本体に封止される封入プラグ３２４が終端である封止ケーブル３２２を含む。
【００４５】
送信機３００は、制御システム３０３に連結する電気的コネクタ３１４を備えた現場配線コンパートメント３０４を含む。封止ケーブル３２２は、シリアル通信とエネルギとを供給し、電気的コネクタ３１４に連結されるバス３２３を含む。大気圧センサモジュール３５４は、電気的コネクタ３１４でバス３２３に接続する。図示されるように、大気圧センサモジュール３５４は、一体化されたアセンブリを形成するように、電気的コネクタ３１４内に組み込まれるのが望ましい。バス３２３は、大気圧センサモジュール３５４にエネルギを供給する。バス３２３は、大気圧センサモジュール３５４からシリアル通信信号を受信する。シリアル通信信号は、数値データを大気圧検出値と識別するラベルと結合された大気圧を表わす数値データを含む。
【００４６】
送信機３００は、通信バス３１８に差圧出力を提供し、さらにバス３１８にライン圧力出力を提供する。ライン圧力出力は、絶対圧力センサ３０１によって感知される。ライン圧力出力は、感知される絶対圧力、大気圧センサモジュール３５４からのシリアル通信信号を使用して計算されたゲージ圧力、あるいはそれらの両方でありえる。所望ならば、プログラミングジャンパアセンブリ３２０の内の１つ、または押しボタン式スイッチの内の１つがライン圧力の絶対値またはゲージ値のどちらかを選択するために使用される。
【００４７】
回路３３６は、プロセスセンサ出力３０５を受信し、バス３１８からシリアル通信信号を受信する。回路３３６は、制御システム３０３に連結されるゲージ圧力出力を提供する。回路３３６は、感知された絶対圧力３０５と受信された数値データとの間の計算された差として、（図１の出力１２４に相当する）バス３１８に提供されるゲージ圧力出力を計算する。さらに、圧力測定装置３００は、絶対圧力出力を生成し、それを制御システムに連結する。
【００４８】
送信機３００は、大気圧センサモジュール３５４なしで単独使用が可能であり、ライン圧力の絶対圧力測定を行なう。大気圧センサモジュール３５４が含まれてもよく、その場合には、圧力送信機３００は、入口３３３でライン圧力のゲージ圧力測定を行なう。
【００４９】
図９〜１１は、絶対圧力センサ４０２を備えた入口４０６でプロセスライン圧力Ｐを感知する、単一の入口を有する圧力送信機４００を示す。図９および１０は、それぞれ、適所に配線コンパートメント４０４を備えた圧力送信機４００の１つの実施形態の側面図および正面図である。２つのねじを切られた電気的導管開口部の内の１つは、オプションの防炎性遮蔽格子４０８で塞がれている。防炎性遮蔽格子４０８によって、配線コンパートメント３０４と周辺の大気との間の通気が可能となる。したがって、配線コンパートメント３０４は大気圧に維持される。
【００５０】
図９〜１１に示された送信機４００は、図８に示された送信機に多くの点で類似している圧力測定装置である。図８で使用される符号と同じ図１１の符号は、同一または類似の機能を示す。
【００５１】
図１２は、絶対圧力センサおよび大気圧センサ用に異なる減衰調整器を備えた圧力測定装置４５０の別の実施例を示す。図１で使用される符号と同じ図１２の符号は、同一または類似の機能を示す。図１２においては、プロセス流体の絶対圧力を表わすプロセスセンサ出力１０６は、調整可能な減衰を提供する第１の減衰回路４５２に連結されている。第１の減衰回路４５２の出力４５３は、絶対圧力を表わすが、ユーザが調整可能であることが望ましい第１の調整可能な減衰因数によって平滑化される。大気圧センサ４５４の出力４５４は、調整可能な減衰を提供する第２の減衰回路４５６に連結されている。第２の減衰回路４５６の出力４５７は、大気圧を表わすが、ユーザが調整可能なユーザであることが望ましい第２の調整可能な減衰因数によって平滑化される。減衰された出力４５３、４５７は、加算接続部４５８に連結され、減衰された大気出力４５７が減衰された絶対圧力出力４５３から差し引かれてゲージ圧力出力４６０を生成する。第１の減衰因数は、第２の減衰因数とは異なるように調節される。この構成は、僅かに減衰されるだけである絶対圧力検出の迅速な応答を遅らせることなく、ドアの開閉や突風などの大気ノイズを除去するように、大気圧検出値を大きく減衰させることができる点に利点がある。好ましい構成では、ゲージ圧力ＧＰ＝Ｋ１（絶対圧力）−Ｋ２（大気圧）であり、ここで、Ｋ１およびＫ２は減衰因数である。圧力変化を処理するための所望の迅速な応答が維持され、かつ大気圧内のノイズが除去される。
【００５２】
図１３は、ねじ溝４７４でねじを切られた大気圧センサモジュール４７０を示し、圧力測定装置４８０のねじを切られた導管開口部に取付けられる。ねじ溝４７４は、ねじを切られた導管開口部と噛み合って防炎性封止を提供し、圧力測定装置４８０の配線導管システムの完全な防爆性を維持する。好ましい構成では、大気圧センサモジュール４７０は、大気圧センサモジュール４７０内の回路から周辺環境を分離する防炎性遮蔽格子を含む。圧力測定装置４８０は、図１１の圧力測定装置４００に類似であり、図１１で使用される符号と同じ図１３の符号は、同一または類似の機能を示す。
【００５３】
本発明の様々な実施例の構造および機能の詳細に加えて、本発明の様々な実施例の多くの特性および利点が前述されたが、本開示は単に例であって、添付の特許請求の範囲に表現される用語の広範な一般的な意味によって示される全範囲に対して、本発明の理念の範囲内で、特に構造および配置について、細部における変更がなされてもよいことは理解される。例えば、特定の要素は、本発明の範囲を逸脱せずに、同一の機能性を実質的に維持すると同時に、圧力測定装置用の特定の適用に応じて変更してもよい。本発明の内容は、本発明の精神を逸脱せずに、他の圧力測定装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】圧力測定装置の一実施形態のブロック図である。
【図２】電気的コネクタと大気圧センサモジュールと間の別のバス接続を示す。
【図３】電気的コネクタと大気圧センサモジュールと間の別のバス接続を示す。
【図４】電気的コネクタと大気圧センサモジュールと間の別のバス接続を示す。
【図５】大気圧センサモジュールのスリープ（sleep）モードおよびアウェイク（awake）モードのタイミング図である。
【図６】圧力測定装置回路の実施例のブロック図である。
【図７】大気圧感知モジュールの実施例のブロック図である。
【図８】プロセスライン圧力を感知する絶対圧力センサを含む２つの入口を有する圧力送信機を示す。
【図９】絶対圧力センサを備えた、プロセスライン圧力を感知する単一入口の圧力送信機を示す。
【図１０】絶対圧力センサを備えた、プロセスライン圧力を感知する単一入口の圧力送信機を示す。
【図１１】絶対圧力センサを備えた、プロセスライン圧力を感知する単一入口の圧力送信機を示す。
【図１２】絶対圧力センサおよび大気圧センサ用に異なる減衰調整備えた圧力測定装置の別の実施形態を示す。
【図１３】圧力測定装置の導管開口部内に取付ける大気圧センサモジュールを示す。
【符号の説明】
【００５５】
１００……圧力測定装置、１０２……入口、１０４……絶対圧力センサ、１０６……プロセスセンサ出力、１０８……現場配線コンパートメント、１１０……電気的コネクタ、１１２……制御システム、１１４……バス、１１６……大気圧センサモジュール、１１８……シリアル通信信号、１２０……数値データ、１２１……ラベル、１２２……回路、１２４……ゲージ圧力出力
【図１】
2006520901.tif 000003
【図２】
2006520901.tif 000004
【図３】
2006520901.tif 000005
【図４】
2006520901.tif 000006
【図５】
2006520901.tif 000007
【図６】
2006520901.tif 000008
【図７】
2006520901.tif 000009
【図８】
2006520901.tif 000010
【図９】
2006520901.tif 000011
【図１０】
2006520901.tif 000012
【図１１】
2006520901.tif 000013
【図１２】
2006520901.tif 000014
【図１３】
2006520901.tif 000015
【国際調査報告】
2006520901.tif 000016
2006520901.tif 000017
2006520901.tif 000018