用于工业过程控制系统的无法兰压差变送器.pdf

一种用在工业过程控制系统(10)中的工业压力变送器(12)，包括压差传感器(56)和连接到所述压差传感器(56)的一体的过程连接器(26)。过程流体流输送管(39)延伸穿过所述过程连接器(26)，并容纳工业过程流体。主元件(64)设置在所述过程流体流输送管(39)中，用于在该主元件(64)两侧的过程流体中产生压力差。压差传感器(56)连接到所述过程流体流输送管(39)，用于感测所述主元件(64)两侧的压力差。

1.  一种用在工业过程控制系统中的压力变送器，该压力变送器包括：
传感器模块，该传感器模块包括：
压差传感器，用于感测过程流体中的压力差；
基座，具有用于容纳所述过程流体的过程流体流输送管；
位于所述过程流体流输送管中的主元件；
自所述主元件的两侧上的流体流输送管延伸的两个冲动式管线；
将两个冲动式管线与所述压差传感器连接的两个填充流体通道；和
一对隔离膜片，用于将所述冲动式管线与所述填充流体通道隔离；和
连接到所述传感器模块的变送器外壳，该变送器外壳含有用于处理所述压力传感器的输出的变送器电路系统。

2.  根据权利要求1所述的压力变送器，其中所述主元件引起所述过程流体中的所述压力差。

3.  根据权利要求1所述的压力变送器，其中所述主元件是从由文氏管、孔板、皮拖管或流量喷嘴构成的组中选出的。

4.  根据权利要求1所述的压力变送器，其中所述主元件由所述过程流体流输送管成型，以便于所述主元件与所述传感器模块成为一体。

5.  根据权利要求1所述的压力变送器，其中所述过程流体流输送管包括用来将过程流体源连接到所述传感器模块的接头。

6.  根据权利要求1所述的压力变送器，其中所述传感器模块包括用于将所述压力变送器固定到基部固定装置上的连接件。

7.  根据权利要求1所述的压力变送器，其中所述传感器模块包括用于容纳所述压差传感器的传感器容纳装置。

8.  根据权利要求1所述的压力变送器，其中所述压力变送器包括旁路支管。

9.  根据权利要求8所述的压力变送器，其中所述旁路支管包括：
旁路流输送管，用于将所述过程流体流输送管的第一端与所述过程流体流输送管的第二端在所述底座的外部连接；
第一旁路阀，其位于所述旁路流输送管与所述过程流体流输送管的所述第一端之间；和
第二旁路阀，其位于所述旁路流输送管与所述过程流体流输送管的所述第二端之间。

10.  根据权利要求1所述的压力变送器，其中所述的一对隔离膜片固定到一对过程膜片基部上，所述的一对过程膜片基部凹入在所述两个冲动式管线与所述两个填充流体通道之间的所述传感器模块中。

11.  根据权利要求10所述的压力变送器，其中所述过程流体流输送管从所述传感器模块的第一侧延伸到所述传感器模块的第二侧，并且所述两个冲动式管线从所述过程流体流输送管的顶部延伸到所述的一对过程膜片基部。

12.  根据权利要求10所述的压力变送器，其中所述的一对过程膜片基部是彼此共面的。

13.  根据权利要求1所述的压力变送器，其中所述传感器模块和所述变送器外壳构成了一个整体的单元。

14.  根据权利要求1所述的压力变送器，其中所述主元件将所述流体流输送管隔离成两个单独的隔室。

15.  一种用在工业过程变送器中的传感器模块，该传感器模块包括：
压差传感器，用于感测过程流体中的压力差；
基座，具有用于容纳所述过程流体的过程流体流输送管；
主元件，位于所述过程流体流输送管中，并用于引起所述过程流体中的所述压力差；
自所述主元件的两侧上的流体流输送管延伸的冲动式管线；
将冲动式管线与所述压差传感器连接的填充流体通道；和
用于将所述冲动式管线与所述填充流体通道隔离的隔离膜片。

16.  根据权利要求15所述的传感器模块，其中所述过程流体流输送管、主元件和冲动式管线由所述基座成型，使得该传感器模块具有一体的结构。

17.  根据权利要求15所述的传感器模块，其中所述过程流体流输送管包括用于将过程流体源连接到该传感器模块的接头，并且该传感器模块还包括用于将所述压力变送器固定到基部固定装置上的固定件。

18.  根据权利要求15所述的传感器模块，其中所述压力变送器包括旁路支管。

19.  根据权利要求18所述的传感器模块，其中所述旁路支管包括：
旁路流输送管，用于将所述过程流体流输送管的第一端与所述过程流体流输送管的第二端在所述底座的外部连接；
第一旁路阀，位于所述旁路流输送管与所述过程流体流输送管的所述第一端之间；和
第二旁路阀，位于所述旁路流输送管与所述过程流体流输送管的所述第二端之间。

20.  根据权利要求15所述的传感器模块，其中所述的隔离膜片固定到一对过程膜片基部上，所述的一对过程膜片基部凹入在所述传感器模块的在所述流体流输送管上方的表面中。

21.  一种用在工业过程控制系统中的工业压力变送器，该工业压力变送器包括：
压差传感器；
连接到所述压差传感器的一体的过程连接器；
过程流体流输送管，延伸穿过所述一体的过程连接器，并用于容纳工业过程流体；
位于所述过程流体流输送管中的主元件，用于在该主元件两侧在所述过程流体中产生压力差；并且
其中所述压差传感器连接到所述过程流体流输送管以感测所述主元件两侧的压力差。

22.  根据权利要求21所述的工业压力变送器，其中所述压力传感器通过液压系统连接到所述过程流体流输送管，所述液压系统包括：
自所述主元件的两侧上的流体流输送管延伸的冲动式管线；
将冲动式管线与所述压差传感器连接的填充流体通道；和
用于将所述冲动式管线与所述填充流体通道隔离的隔离膜片。

23.  根据权利要求22所述的工业压力变送器，其中所述隔离膜片凹入到所述一体的过程连接器的顶面中。

24.  根据权利要求21所述的工业压力变送器，其中所述主元件是从由文氏管、孔板、皮拖管或流量喷嘴构成的组中选出的。

25.  根据权利要求21所述的工业压力变送器，其中所述主元件由所述过程流体流输送管成型，使得所述主元件与所述一体的过程连接器是一个整体。

26.  根据权利要求21所述的工业压力变送器，其中所述一体的过程连接器包括旁路支管。

27.  根据权利要求21所述的工业压力变送器，其中所述旁路支管包括：
旁路流输送管，用于将所述过程流体流输送管的第一端与所述过程流体流输送管的第二端在所述一体的过程连接器的外部连接；
第一旁路阀，位于所述旁路流输送管与所述过程流体流输送管的所述第一端之间；和
第二旁路阀，位于所述旁路流量输送管与所述过程流体流输送管的所述第二端之间。

28.  根据权利要求27所述的工业压力变送器，还包括位于所述第一旁路阀与所述过程流体流输送管的所述第一端之间的排放阀。

29.  根据权利要求27所述的工业压力变送器，还包括用于与工业过程控制系统通讯的变送器电子装置。

用于工业过程控制系统的无法兰压差变送器
技术领域
本发明主要涉及用在工业过程控制系统中的过程装置。更特别的是，本发明涉及一种具有一体的主元件的无法兰压差变送器。
背景技术
工业过程变送器用于监视工业过程流体的过程变量。例如，压力变送器通常用在过程控制工业中来感测化学品或石油产品的压力或流量。压力变送器包括响应于过程压力中的变化而产生电输出的传感器或转换器。例如，电容性压力转换器基于过程流体对该转换器的电容的改变来产生变化的电信号。传感器的电信号由变送器电路系统处理以产生可以作为过程流体的压力指示来被监视的电输出。压力变送器还包括将它们与过程控制系统连通的电子装置和电路系统以通过控制回路或网络来远程监视电输出，或者例如使用LCD屏幕来在本地监视。
典型的基于电容性的压力变送器通过简单的液压系统连接到过程流体。该液压系统包括一个或多个填满精确量的填充流体的液压通道，这些液压通道将过程流体压力与电容性变送器连通。在液压通道的第一端上的是作为压力传感器的可变电容器板的传感器膜片。在所述液压通道的第二端上的是将填充流体与过程流体隔开的变送器隔离膜片。在压力变送器中，所述变送器隔离膜片可以设置成使得它们沿着该变送器的底部上的装配面共面。因此，该变送器底部可以使变送器隔离膜片延伸到变送器的外表面以适合与过程流体源配合。但是，因为变送器隔离膜片一般与变送器底部的装配面平齐，因此一般需要法兰适配器接头或过程法兰来将过程流体源与变送器隔离膜片连接成密封的装置。过程法兰是连接装置，其提供了将变送器底部与过程流体源机械紧固的装置。例如，COPLANAR^TM过程法兰可以从本发明的受让人购得。典型的过程法兰包括用于螺栓连接到变送器底部上的通孔的通孔，以及与变送器隔离膜片对齐的用于与过程流体管道连接的带螺纹的通孔。因此，通过螺栓连接过程流体被带到与变送器隔离膜片接触。当过程流体压力波动时，过程流体在液压系统的第一端处的隔离膜片上施加相应的力，其通过填充流体调整了液压系统的第二端处的电容性压力传感器的传感器膜片的位置。此外，为了从变送器上获得流量测量结果，还必须在过程管道中包括主流量元件，例如文氏管、孔板、皮拖管或流量喷嘴。因此，将过程流体源连接到压力变送器通常需要多个额外的元件，这样提供了潜在的泄漏点并增加了安装过程控制系统的成本。因此，存在对具有数量减少的潜在的泄漏点的简单且低成本的压力变送器的需求。
发明内容
本发明针对一种用在工业过程控制系统中的工业压力变送器。该工业压力变送器包括压差传感器和连接到所述压差传感器的一体的过程连接器。过程流体流输送管延伸穿过所述过程连接器，并容纳工业过程流体。主元件设置在所述过程流体流输送管中，用于在该主元件两侧的过程流体中产生压力差。所述压差传感器连接到所述过程流体流输送管，以感测所述主元件两侧的压力差。
附图说明
图1示出了包括本发明的无法兰压力变送器的过程控制系统。
图2示出了图1中的包括传感器模块和变送器外壳的无法兰压力变送器的分解视图。
图3是图2的压力变送器的侧向剖视图，示出了具有基于电容的压差传感器的传感器模块。
图4是图2的传感器模块的底部的顶向剖视图。
图5A示出了图3的具有处于打开配置的外部阀和管道的无法兰压力变送器。
图5B示出了图5A的具有处于关闭配置的外部阀和管道的无法兰压力变送器。
具体实施方式
图1示出了其中使用本发明的工业压力变送器12的工业过程控制系统10。过程控制系统10包括无法兰压力变送器12、管线14、控制室16和控制回路18。控制室16包括通讯系统20和电源22。在一个实施方式中，压力变送器12是双线变送器用来在4-20mA的封闭电路上操作。在该实施方式中，控制回路18包括一对用于从电源22向过程变送器12提供电力的电线。控制回路18还能够使用通讯系统20使控制室16将数据传输到压力变送器12以及从压力变送器12接收数据。一般地，4mA的DC电流为操作过程变送器12的传感器和变送器电路系统以及任何本地的显示设备提供了足够的能量。在其他实施方式中，过程变送器12通过数据总线、无线网络或者通过手持装置与控制室16通讯。
压力变送器12包括压力传感器，以及基于所感测到的工业过程流体的压力来产生电信号的变送器电路系统。压力变送器12还包括其他的电元件和电子元件，用于通过控制回路18将所述电信号传送到控制室16或诸如LCD屏幕之类的本地显示装置上，或者传送到上述的二者上，并且用来处理传感器输出。压力变送器12还包括变送器外壳24和传感器模块25以便于其直接与过程流体在其中流动的管线14连接，以获得压差测量结果。
传感器模块25包括一体的过程连接器26，管线14通过一体的过程流体流输送管直接连接到所述过程连接器26。过程连接器26包括设置在过程流体流输送管中的主元件(例如孔板)，以便于容易地获得管线14中的过程流体的流量测量结果。一体的过程连接器26还包括连接装置以便于压力变送器12可以直接连接到过程流体源(例如管线14)和固定元件(例如基部28)。因此，压力变送器12是无法兰的，所以不需要使用额外的过程法兰、复式接头、管道延伸装置或主元件。
图2示出了图1的压力变送器12的一个实施方式的分解图。包括外壳24和传感器模块25的压力变送器12配置成测量管线14中的过程流体的流量。压力变送器12还包括电路系统30、接线端32、盖34A和盖34B。连接器26包括传感器容纳装置36和基座38，管线14在过程流体流输送管39处连接到所述基座38。流体流输送管39可以制造成多种直径以与过程管道的各种尺寸相接。容纳装置36包含压差传感器和电子电路系统以根据传感器产生通过电缆4和插销44传送到变送器电路系统30的压力信号。电路系统30和接线端32在毂46处固定在外壳24内，所述毂46提供了用于将变送器12的元件紧固在外壳24内部的锚定点。电路系统30基于容纳装置36内的传感器感测到的过程变量来产生输出，并通过控制回路18将所述输出传送到控制室16，或者传送到位于变送器电路系统30中的本地显示装置上，或者传送到上述二者上。接线端32和电路系统30用盖34A和34B密封在外壳24的进入口中。盖34A和34B提供了可重复的并且可重新密封的进入变送器外壳24来接近电路系统30和接线端32的入口。盖34A和34B一般通过至少七个带螺纹的接合件螺纹连接到外壳24上，以防止水或其他污染物进入变送器12，并且提供火焰淬火的功能。此外，控制回路18通过线管连接件38A和48B被带入到外壳24中。使用例如塞子将线管连接件48A和48B围绕控制回路18密封以便于在盖34A和34B处隔离外壳内的电路系统30和接线端32。基座38包括用于将压力变送器12固定到固定基部28或者其他的一些这种固定装置上的固定孔50A和50B。在其他实施方式中，变送器12仅由管线14的重量支撑在过程控制系统10中。压力变送器12直接接合到管线14中以便于管线14的螺纹14A和14B直接拧到连接器26的输送管39中。因此，不需要额外的固定件或法兰来将变送器12与过程流体管线14连接。
图3是压力变送器12沿着图2的剖面线3-3的示意性侧视图。压力变送器12包括变送器外壳24和传感器模块25。变送器外壳包括电路系统30、接线端32、盖34A、盖34B、电缆43、插销44、线管连接件48A和连接器54。传感器模块25包括一体的过程连接器26，该过程连接器26包括传感器容纳装置36和基座38。可以理解的是变送器外壳24和传感器模块25可以选择成型成一个整体单元。传感器容纳装置36容纳传感器56和传感器电子装置57，同时传感器基座38包括过程流体输送管39(包括螺纹接头39A和39B)、填充流体通道58A和58B、冲动式管线60A和60B、隔离膜片62A和62B、主元件64、以及膜片基部68A和68B。
在该实施方式中，电路系统30和接线端32在毂46处连接到外壳24。接线端32接收来自于控制室16的过程控制回路18，以便于通讯系统20和电源22与变送器12连接。接线端32通过连接器54连接到电路系统30，电路系统30通过电缆43连接到传感器电子装置57。传感器56基于过程流体输送管39中所感测到的压力差来产生电输出。所述电输出被传送到传感器电子装置57，然后通过电缆43被传送到变送器电路系统30。电路系统30处理传感器56的输出信号，由此受压流体的压力可以被传送到本地显示装置上，例如传送到与电路系统30连接的LCD屏幕69上，或者通过控制回路18传送到控制室16。在一个实施方式中，电路系统30产生4至20mA的信号。在另一个实施方式中，电路系统30包括用于使用诸如或FOUNDATION^TM Fieldbus之类的数字协议在数字网络上交互和通讯的软件、电路和其他电子元件。可选地，可以使用无线通讯网络。
过程流体管线14的螺纹连接件14A和14B在螺纹接头39A和39B处连接到基座38。基座38可以是定制成具有多种螺纹形式以适于不同的工业过程连接件。在各个实施方式中，螺纹接头39A和39B包括1/4”的美国标准锥管螺纹(national pipe thread，NPT)或1/8”的NPT圆锥外螺纹(male pipe thread，MPT)。但是，在其他实施方式中，接头39A和39B可以包括其他的流体连接件，例如快速拆卸活节头或者提升阀式的连接器。过程流体流过输送管39，例如从接头39A流向接头39B。主元件64设置在输送管39中的接头39A与39B之间以便于在过程流体中产生压力差。
主元件64包括流量限制装置，其用于产生过程流体中压力差，同时还用于允许过程流体流过输送管39。在示出的实施方式中，主元件64包括孔板，但是在本发明的其他实施方式中，主元件64包括文氏管、皮托管或流量喷嘴。同样地，在过程流体经过主元件64时，在主元件两侧产生压力差，其中在主元件64的第一、高压力侧上的是第一压力P1，在主元件64的第二、低压力侧上的是第二压力P2。所述压力差由传感器56测定。
传感器56例如是基于电容的压力盒，其中压力传感器56的电容根据膜片70的位置而变化。过程流体的压力P1和P2改变时膜片70的位置改变，其是通过填充流体及通道58A和58B呈现的。传感器膜片70在通道58A和58B之间提供了柔性的隔板，其响应于通道60A与60B之间的压力差(例如主元件64两侧的压力差，或P1-P2)的改变而弯曲。因此，基于P1和P2之间的压力差，传感器56的电容的变化可以用来确定输送管39中的过程流体的多个参数，例如体积或质量流量。在其他实施方式中，传感器56基于其他公知的感测原理来工作，例如使用压阻应变仪技术。
根据一个实施方式，一体的过程连接器26一般是浇铸的并通过机械加工，以便于基座38和容纳装置36是一个整体件。在本发明的多个实施方式中，基座38和容纳装置36是由诸如不锈钢、HASTELLLOY^TM或MOEL^TM之类的合金构成的。容纳装置36主要包括用来容纳基座38上方的传感器56以及填充流体通道58A和58B的挖空的腔体。在其他的实施方式中，容纳装置36可以焊接到基座38上，然后设置一个盖。一体的过程连接器26的容纳装置36和基座38一起提供了允许传感器56与过程流体输送管39和控制室16连通的结构。压差传感器56通过电路系统30和57以及控制回路18连接到控制室16。传感器56使用来自于输送管39的两个不同的压力来表示，并且通过液压系统来感测来自输送管39中的压力差。液压系统包括填充流体通道58A和58B、冲动式管线60A、和60B以及隔离膜片62A和62B。
如此制造基座38，使得冲动式管线60A和60B与输送管39整体包括在内，以提供与冲动式管线60A和60B的防漏连接。冲动式管线60A和60B一般包括在输送管39与膜片基部68A和68B之间的基座38中加工出来的窄的通道。在一个实施方式中，使用电火花加工(EDM)来生成冲动式管线60A和60B。同样地，直接在基座38上加工出输送管39。冲动式管线60A自主元件54的第一侧上的输送管39延伸，该管线60A填充有管线14的过程流体。同样地，压力P1由过程流体传递到隔离膜片62A。类似地，冲动式管线60B自主元件64的第二侧上的输送管39延伸并且填充有过程流体，以便于压力P2由所述过程流体传递到隔离膜片62B。膜片62A和62B将冲动式管线60A和60B密封，以防止过程流体进入通道58A和58B。
填充流体通道58A和58B一般包括通过与膜片基部68A和68B连接的焊接连接装置连接到冲动式管线60A和60B的不锈钢管段。膜片基部68A和68B包括焊到基座38的容纳装置36中的孔上的不锈钢圆板。膜片基部68A和68B包括钻出的或机械加工的孔，所述孔分别从基部68A和68B的顶面接纳填充流体通道58A和58B。膜片62A和62B一般包括柔性的金属隔膜，所述金属隔膜分别焊接或固定到膜片基部68A和68B的底面上。通道58A和58B以及成型在膜片基部68A和68B与膜片62A和62B之间的腔体分别填充有液压填充流体，并在它们的第一端由柔性膜片62A和62B密封，且在它们的第二端由传感器56密封。液压填充流体是由压力传递液压流体构成的，其可以是现有技术中任何已知的合适的液压流体。这些液压填充流体一般是惰性的、稳定的而且基本不可压缩的。此外，液压流体具有使它们适合于用在基于电容的传感器中的绝缘特性。在多个实施方式中，第一和第二液压流体是由从美国密歇根州米德兰市的Dow Corning公司可购得的或Syltherm的硅油构成的。在其他实施方式中，可以使用类似的流体，例如美国新泽西州River Edge的Halocarbon Products公司的填充流体将过程流体的压力从冲动式管线60A和60B传送到容纳装置36中的传感器56。膜片基部68A和68B提供有耐用的焊点来将膜片62A和62B固定到基座38上。
例如在背景技术中描述的现有技术的变送器，膜片一般连接到变送器底部上的平的装配面上以便于它们能够容易地与过程法兰等连接。但是，膜片的焊点会变为受应力状态，因为在栓接到过程法兰时它们被机械拉紧。对于本发明，膜片62A和62B被移入基座38的内部，远离了任何机械连接件。装有膜片基部68A和68B的凹槽伸入基座38一定深度以减小膜片62A和62B周围的应力点。这些凹槽还伸入到基座38中，以便于膜片基部68A和68B彼此基本共面，尽管它们不需要是可操作的。基部68A和68B的圆板成型成与它们要插入的所述凹槽的形状相配，使得膜片62A和62B完全封装在基座38与基部68A和68B的底部之间，并且使得基部68A和68B的顶部与基座38的顶部平齐。在一个实施方式中，膜片基部68A和68B大约0.125英寸(～0.3175cm)到大约0.25英寸(～0.635cm)厚。在一个实施方式中，膜片基部68A和68B的底部位于基座38的顶面与输送管39的顶面之间的中点上。膜片基部68A和68B凹入基座38内，以为膜片62A和62B提供降低应力的容纳装置。膜片62A和62B上的应力借助于基座38的整体结构而得到进一步降低。因此，由于传感器模块26的结构，包括主元件64和压力传感器56的变送器12可以通过降低应力的连接装置直接连接到过程流体管线14，而不需要额外的过程法兰或复式接头。
图4示出了传感器模块26的基座38的一个实施方式沿图2的剖面线4-4的剖视图。基座38包括过程流体输送管39、固定孔50A、固定孔50B、主元件64、以及冲动式管线60A和60B。过程管线14使用螺纹接头39A和39B连接到输送管39。主元件64基本位于输送管39的中心，在冲动式管线60A和60B之间。在示出的实施方式中，主元件64包括孔板，其整体浇铸并加工成基座38的一部分。因此，主元件64直接成型在输送管39中并且由输送管39成型。正如上面所述，主元件64在通过冲动式管线60A和60B传递到传感器56的过程流体中产生压力差。因此，过程流体持续地流过基座38和主元件64，以便于传感器56可以得到压差信号。
输送管39一般浇铸在基座38中，以便于传感器模块包括紧凑的、一体的结构。基座38可以浇铸成毛坯，然后加工出所需的尺寸。例如，输送管39以及螺纹接头39A和39B的尺寸可以在浇铸之后基于与其一起使用的工业过程控制系统来加工出最终的尺寸。还有，主元件64可以大尺寸地浇铸在输送管39中，然后加工出孔板或者其他具有所需的流量限制作用的元件。在其他的实施方式中，基座38可以浇铸并加工成使得主元件64不包括开口，并且照这样将输送管39分成单独的两半或彼此隔离的两个隔室。因此，变送器12可以用作标准的压差变送器，或者与远程密封系统结合使用。压差连接装置可以连接到接头39A和39B。在该结构中，输送管39提供了与基座38的防漏连接。因此不需要铜焊接点或焊接接点就可以构造基座38。
基座38的整体结构因此无需将变送器12与诸如复式接头或过程法兰之类的外部过程控制装置连接。这样降低了变送器12的成本，因为不需要大量的螺栓和固定件。这样增强了变送器12的稳定性进而增强其可靠性，因为消除了与一般的螺纹连接件相关的误差和泄漏。例如，过程变送器一般在其底面栓接到过程法兰，而隔离膜片位于该底面。但是，螺栓连接在某些应用中会导致变送器不稳定。例如，在温度变化大和大范围降低的情况下，螺栓连接会松弛，这样会改变过程法兰与变送器的隔离膜片之间的接触面，从而造成压力测量结果的改变并产生误差。一体的过程连接器26的整体结构省去了过程流体源与隔离膜片之间的螺纹连接，从而消除了由于栓接而导致的潜在的误差根源。
一体的过程连接器26的基座38允许变送器12仅用单个过程流体接头连接到多个工业过程流体管道。例如，固定孔50A和50B伸入基座38以便于压力变送器12可以利用例如带螺纹的固定件固定到基部28上，或者固定到一些其他这种固定装置上。过程流体输送管39和过程流体接头39A和39B允许变送器12直接连接到过程流体源，例如管线14。主元件64布置在输送管39内部以便于变送器直接与流体流量测定装置连接。因此，可以快速简单地将完整的压力感测系统并入到必须仅进行单一的湿对接(即过程流体流过的连接)的工业过程中。但是，时常需要停止流体流过主元件64以便于变送器12可以执行多种功能，或者在变送器12上进行维修。因此，基座38可以与外部的旁路管道系统连接。
图5A和5B示出了本发明的一个实施方式，其中传感器模块26的基座38配置成包括旁路支管或旁路管道72、第一旁路阀74、第二旁路阀76和排放阀78。管线14通过接头39A和39B连接到基座38。正如上面解释的，接头39A和39B可以包括任何类型的可重复连接的连接器，例如螺纹接头、快速拆卸活节头或者提升阀式的连接器或者任何其他合适的连接器。旁路管道72接到管线14的上游，即过程流体进入基座38的地方。管道72在装有阀的接合点处接在管线14上以便于流动或过程流体可以通过输送管39传送或绕过输送管39传送。
图5A示出了在正常操作条件下的传感器模块26，其中阀74，76和78关闭以引导过程流体通过输送管39，以用主元件64来测量流量。因此，压力传感器56能够从膜片62A和62B与过程流体的相互作用中获得压力读数。有时需要对变送器12或传感器56进行诊断测试或者其他的维修，因此需要停止过程流体流通过输送管39。所以，可以调整阀74，76和78来引导过程流体流过旁路管道72而不会中断过程流体流通过管线14。
图5B示出了配置成引导过程流体从管线12到达旁路管道72的阀74，76和78。在该结构中，过程流体停止在膜片62A和62B上施加压力，因此压力传感器65不产生响应于过程流体压力的压力信号。可以打开排放阀78来使输送管39泄压到大气压状态。同样地，可以对包括变送器电路系统30和传感器56的变送器12进行各种测试、维修和诊断。阀74，76和78可以包括任何形式的适于在过程控制系统中控制过程流体流动的阀。特别地，阀74和76包括可选择地在输送管39与管道72之间引导流体的阀。在本发明的多个实施方式中，阀74，76和78包括在工业中公知的带螺纹的阀销、换向阀、提升式阀、T或L型球阀或标准泄压/排水阀。在其他的实施方式中，变送器12与控制阀和用来自动操作过程流体通过管线14流向变送器12的比例-积分-微分(PID)控制器结合使用。
尽管已经参照优选实施方式对本发明进行了描述，然而本领域的技术人员可以了解，在不脱离本发明的原理和精髓的情况下可以在形状和细节上做出改变。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用在工业过程控制系统中的压力变送器，该压力变送器包括：
传感器模块，该传感器模块包括：
压差传感器，用于感测过程流体中的压力差；
基座，具有从该基座的第一侧延伸穿过到达该基座的第二侧的过程流体流输送管，该过程流体流输送管用于容纳所述过程流体；
主元件，位于所述第一侧与所述第二侧之间的所述过程流体流输送管中；
第一隔离膜片凹槽和第二隔离膜片凹槽，位于所述基座的不面对所述流体流输送管的第三侧上；
第一冲动式管线和第二冲动式管线，自所述主元件两侧上的流体流输送管延伸，穿过所述基座，并分别到达第一隔离膜片凹槽和第二隔离膜片凹槽；
第一填充流体通道和第二填充流体通道，分别从所述第一隔离膜片凹槽和第二隔离膜片凹陷处延伸到所述压差传感器；和
第一隔离膜片和第二隔离膜片，分别位于所述第一隔离膜片凹槽和第二隔离膜片凹槽中，以将所述第一隔离膜片凹槽和第二隔离膜片凹槽分别与第一冲动式管线和第二冲动式管线阻隔；和
连接到所述传感器模块的变送器外壳，该变送器外壳含有用于处理所述压力传感器的输出的变送器电路系统。
2.根据权利要求1所述的压力变送器，其中所述主元件允许流体流从所述第一侧穿过所述过程流体流输送管到达所述第二侧，并且引起所述过程流体中的所述压力差。
3.根据权利要求1所述的压力变送器，其中所述主元件是从由文氏管、孔板、皮拖管或流量喷嘴构成的组中选出的。
4.根据权利要求1所述的压力变送器，其中所述主元件由所述过程流体流输送管成型，并且所述第一冲动式管线和第二冲动式管线以及所述第一隔离膜片凹槽和第二隔离膜片凹槽由所述基座成型，以便于所述主元件、所述第一冲动式管线和第二冲动式管线、以及所述第一隔离膜片凹槽和第二隔离膜片凹槽与所述传感器模块成为一体。
5.根据权利要求1所述的压力变送器，其中所述过程流体流输送管包括用来将过程流体源连接到所述传感器模块的接头，并且所述传感器模块包括用于将所述压力变送器固定到基部固定装置上的连接件。
6.根据权利要求1所述的压力变送器，其中所述第一隔离膜片和第二隔离膜片沿着所述基座的非装配面安装。
7.根据权利要求1所述的压力变送器，其中所述传感器模块包括与所述基座一体的用于容纳所述压差传感器的传感器容纳装置，并且其中所述第一隔离膜片凹槽和第二隔离膜片凹槽开向所述传感器容纳装置。
8.根据权利要求6所述的压力变送器，其中所述第一隔离膜片凹槽和第二隔离膜片凹槽没有与装配相关的应力。
9.根据权利要求1所述的压力变送器，还包括旁路支管，所述旁路支管包括：
旁路流输送管，用于将所述过程流体流输送管的第一端与所述过程流体流输送管的第二端在所述底座的外部连接；
第一旁路阀，位于所述旁路流输送管与所述过程流体流输送管的所述第一端之间；和
第二旁路阀，位于所述旁路流输送管与所述过程流体流输送管的所述第二端之间。
10.根据权利要求1所述的压力变送器，其中所述第一隔离膜片和第二隔离膜片固定到第一膜片基部圆板和第二膜片基部圆板上，所述第一膜片基部圆板和第二膜片基部圆板位于所述传感器模块的第一隔离膜片凹槽和第二二隔离膜片凹槽中，其中所述第一基部圆板和第二基部圆板包括用于容纳所述第一填充流体通道和第二填充流体通道的开口。
11.根据权利要求10所述的压力变送器，其中所述第一隔离膜片和第二隔离膜片分别焊接到所述第一基部圆板和第二基部圆板上，并且所述第一基部圆板和第二基部圆板分别焊接到所述第一隔离膜片凹槽和第二隔离膜片凹槽上，从而使所述第一过程隔离膜片和第二过程隔离膜片与所述基座脱离连接，并消除与该基座相关的应力。
12.根据权利要求10所述的压力变送器，其中所述的一对过程膜片基部圆板是彼此共面的。
13.根据权利要求1所述的压力变送器，其中所述传感器模块和所述变送器外壳构成了一个整体的单元。
14.根据权利要求1所述的压力变送器，其中所述主元件将所述流体流输送管隔离成两个单独的隔室，以便于不允许所述流体从所述第一侧通过所述流体流输送管流到所述第二侧。
15.一种用在工业过程变送器中的传感器模块，该传感器模块包括：
压差传感器，用于感测过程流体中的压力差；
基座，具有用于容纳所述过程流体的过程流体流输送管；
主元件，位于所述过程流体流输送管中，并用于引起所述过程流体中的所述压力差；
自所述主元件的两侧上的流体流输送管延伸的冲动式管线；
将冲动式管线与所述压差传感器连接的填充流体通道；和
用于将所述冲动式管线与所述填充流体通道隔离的隔离膜片，其中所述隔离膜片位于所述基座内部并且沿着该基座的非装配面安装。
16.根据权利要求15所述的传感器模块，其中所述过程流体流输送管、主元件和冲动式管线由所述基座成型，使得该传感器模块具有一体的结构。
17.根据权利要求15所述的传感器模块，其中所述过程流体流输送管包括用于将过程流体源连接到该传感器模块的接头，并且该传感器模块还包括用于将所述压力变送器固定到基部固定装置上的固定件。
18.根据权利要求15所述的传感器模块，其中所述压力变送器包括旁路支管，该旁路支管将所述过程流体流输送管在所述主元件两侧上的部分连接，以便于允许所述流体绕过所述主元件流动。
19.根据权利要求18所述的传感器模块，其中所述旁路支管包括：
旁路流输送管，用于将所述过程流体流输送管的第一端与所述过程流体流输送管的第二端在所述底座的外部连接；
第一旁路阀，位于所述旁路流输送管与所述过程流体流输送管的所述第一端之间；和
第二旁路阀，位于所述旁路流输送管与所述过程流体流输送管的所述第二端之间。
20.根据权利要求15所述的传感器模块，其中所述的隔离膜片固定到一对过程膜片基部圆板上，所述一对的过程膜片基部圆板凹入在所述传感器模块的在所述流体流输送管上方的表面中。
21.一种用在工业过程控制系统中的工业压力变送器，该工业压力变送器包括：
压差传感器，用于感测过程流体中的压力差；
通过内部液压系统连接到所述压差传感器的无法兰过程连接器；
过程流体流输送管，穿过所述无法兰过程连接器，并用于容纳工业过程流体；
位于所述过程流体流输送管中的主元件，用于在该主元件的两侧在所述过程流体中产生压力差；并且
其中所述压差传感器连接到所述过程流体流输送管以感测所述主元件两侧的压力差。
22.根据权利要求21所述的工业压力变送器，其中所述液压系统还包括：
自所述无法兰过程连接器内的所述主元件两侧上的流体流输送管延伸的冲动式管线；
将冲动式管线与所述压差传感器连接的填充流体通道；和
用于将所述冲动式管线与所述填充流体通道隔离的隔离膜片。
23.根据权利要求22所述的工业压力变送器，其中所述隔离膜片凹入到所述一体的过程连接器的顶面中，以便于沿着所述无法兰过程连接器的非装配面安装。
24.根据权利要求21所述的工业压力变送器，其中所述主元件是从由文氏管、孔板、皮拖管或流量喷嘴构成的组中选出的。
25.根据权利要求21所述的工业压力变送器，其中所述主元件由所述过程流体流输送管成型，使得所述主元件与所述无法兰过程连接器是一个整体。
26.根据权利要求21所述的工业压力变送器，其中所述无法兰过程连接器包括旁路支管。
27.根据权利要求26所述的工业压力变送器，其中所述旁路支管包括：
旁路流输送管，用于将所述过程流体流输送管的第一端与所述过程流体流输送管的第二端在所述无法兰过程连接器的外部连接；
第一旁路阀，位于所述旁路流输送管与所述过程流体流输送管的所述第一端之间；和
第二旁路阀，位于所述旁路流输送管与所述过程流体流输送管的所述第二端之间。
28.根据权利要求27所述的工业压力变送器，还包括位于所述第一旁路阀与所述过程流体流输送管的所述第一端之间的排放阀。
29.根据权利要求6所述的工业压力变送器，其中所述第一隔离膜片和第二隔离膜片位于所述传感器模块的基座内部。
30.一种用在工业控制系统中的工业压力变送器，该工业压力变送器包括：
压差传感器；
连接到所述压差传感器的一体的过程连接器；
过程流体流输送管，延伸穿过所述一体的过程连接器，并用于容纳工业过程流体；
位于所述过程流体流输送管中的主元件，用于在该主元件两侧的所述过程流体中产生压力差，其中所述压差传感器连接到所述过程流体流输送管以感测所述主元件两侧的所述压力差；和
旁路支管，该旁路支管包括：
旁路流输送管，用于将所述过程流体流输送管的第一端与所述过程流体流输送管的第二端在所述一体的过程连接器的外部连接；
第一旁路阀，位于所述旁路流输送管与所述过程流体流输送管的所述第一端之间；和
第二旁路阀，位于所述旁路流输送管与所述过程流体流输送管的所述第二端之间。