具有雙隔室殼體的過程變量變送器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種用在工業(yè)控制或監(jiān)測(cè)過程的過程變量變送器，其包括具有形成于其中的腔的殼體。殼體包括在腔中限定第一和第二隔室的集成接線板。變送器還包括被配置以檢測(cè)工業(yè)過程的過程變量的過程變量傳感器。測(cè)量電路被支承在第一隔室中，并被配置以接收來自過程變量傳感器的過程變量信號(hào)且提供輸出。電連接件在第二隔室中被支承在集成接線板上并電連接至測(cè)量電路。
【專利說明】具有雙隔室殼體的過程變量變送器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及工業(yè)過程控制或監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。具體地，本實(shí)用新型涉及這種系統(tǒng)中被配置以檢測(cè)過程變量的過程變量變送器。
【背景技術(shù)】
[0002]過程變量變送器用在工業(yè)過程控制環(huán)境中。這種變送器連接至過程流體以提供與該過程相關(guān)的測(cè)量結(jié)果。過程變量變送器可以被配置以監(jiān)測(cè)與加工廠中的流體，如化工、紙漿、石油、天然氣、藥物、食品和其它流體加工廠中的漿體、液體、蒸汽和氣體相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)過程變量。示例性被監(jiān)測(cè)過程變量包括流體的壓力、溫度、流量、液位、PH值、電導(dǎo)率、混濁度、密度、濃度、化學(xué)成分或其它特性。典型地，過程變量變送器位于通常在現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程位置處，并發(fā)送信息至中央位置，如控制室。過程變量變送器檢測(cè)包括石油和天然氣精煉廠、化學(xué)儲(chǔ)罐場(chǎng)、或化學(xué)處理工廠的多種應(yīng)用中的過程變量。在多種情況中，這要求過程變量變送器位于惡劣的環(huán)境中。
[0003]一些類型的過程變量變送器包括被分成兩個(gè)單獨(dú)的隔室的殼體。一個(gè)隔室包含電路，另一個(gè)隔室包含用于連接至過程控制回路的接線板。在美國專利N0.5，546，804中示出了一種這樣的配置。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]提供了一種用在工業(yè)控制或監(jiān)測(cè)過程的過程變量變送器，其包括具有形成于其中的腔的殼體。殼體包 括在腔中限定第一和第二隔室的集成接線板。變送器還包括被配置以檢測(cè)工業(yè)過程的過程變量的過程變量傳感器。測(cè)量電路被支承在第一隔室中，并被配置以接收來自過程變量傳感器的過程變量信號(hào)且提供輸出。電連接件在第二隔室中被支承在集成接線板上并電連接至測(cè)量電路的輸出。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，用在工業(yè)過程中的過程變量變送器包括:
[0006]殼體，該殼體具有形成于其中的腔，該腔在第一開口和第二開口之間延伸，所述殼體包括與該殼體一體地形成的集成接線板，該集成接線板在所述腔中限定了第一隔室和第二隔室；
[0007]過程變量傳感器，其被配置以檢測(cè)工業(yè)過程的過程變量；
[0008]測(cè)量電路，其被承載在第一隔室中并被配置以接收來自過程變量傳感器的過程變量信號(hào)且提供輸出；和
[0009]端子連接件，其在第二隔室中被承載在所述接線板上，并電連接至所述測(cè)量電路。
[0010]優(yōu)選地，電子器件殼體包括聚合物。
[0011]優(yōu)選地，過程變量變送器包括接線銷，所述接線銷延伸穿過聚合物壁并在測(cè)量電路和端子連接件之間提供電連接。
[0012]優(yōu)選地，過程變量變送器包括連接至接線銷并設(shè)置在第二隔室中的接線柱螺絲組件。[0013]優(yōu)選地，接線柱螺絲組件包括叉子，該叉子延伸到集成接線板中，由此將接線柱螺絲組件固定至集成接線板。
[0014]優(yōu)選地，端子連接器提供通向過程變量傳感器的電連接。
[0015]優(yōu)選地，端子連接器提供通向雙線式過程控制回路的電連接。
[0016]優(yōu)選地，過程變量變送器包括被構(gòu)造以將電連接件固定至接線柱螺絲組件的螺釘。
[0017]優(yōu)選地，過程變量傳感器包括溫度傳感器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的包括聚合物壁和銷組件的過程變量變送器的剖視圖的示意圖。
[0019]圖2是圖1的根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的過程變量變送器的銷組件的放大視圖。
[0020]圖3是圖1的變送器的正視圖，示出了接線板連接。
[0021]圖4是示出了圖1的變送器的電路的簡(jiǎn)化示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本實(shí)用新型提供了一種用在工業(yè)過程中的過程變量變送器，包括被劃分成兩個(gè)隔室的殼體。這兩個(gè)隔室由集成接線板限定，集成接線板將測(cè)量電路密封在第一隔室中并在兩個(gè)隔室之間提供密封。
[0023]圖1是示出用于監(jiān)測(cè)或控制工業(yè)過程中的過程流體的工業(yè)過程控制或監(jiān)測(cè)系統(tǒng)10的簡(jiǎn)化示意圖。典型地，過程變量變送器12位于現(xiàn)場(chǎng)中的遠(yuǎn)程位置處，并將檢測(cè)到的過程變量回傳至定位在中央位置的控制室14。各種技術(shù)可以用于傳送過程變量，包括有線和無線通信二者。一種常見的有線通信技術(shù)采用已知的雙線式過程控制回路16，其中單對(duì)電線被用于傳送信息以及提供電力至變送器12。用于傳送信息的一種技術(shù)是借助于將通過過程控制回路16的電流水平控制在4mA和20mA之間。4_20mA范圍內(nèi)的電流的值可以映射到過程變量的對(duì)應(yīng)的值。示例性的數(shù)字通信協(xié)議包括H ART? (由疊加在標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA模擬信號(hào)上的數(shù)字通信信號(hào)構(gòu)成的混合物理層)'FOUNDATION? Fieldbus (由美國儀表學(xué)會(huì)于1992年頒布的全數(shù)字通信協(xié)議)，Profibus通信協(xié)議或其它的通信協(xié)議。也可以實(shí)施無線協(xié)議，如射頻通信技術(shù)，包括Wireless丨IART(R)c
[0024]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，過程變量變送器12包括探測(cè)器19，其延伸到過程管道18中并被配置以測(cè)量過程管道18中的過程流體的過程變量。示例性的過程變量包括壓力、溫度、流量、液位、PH值、電導(dǎo)率、混濁度、密度、濃度、化學(xué)成分等。過程變量變送器12包括具有形成在其中的腔40的殼體20，腔40在第一開口 42和第二開口 46之間延伸。第一開口 42優(yōu)選地具有圓筒形形狀，使得端蓋26可以螺紋連接至殼體20。類似的端蓋24密封第二隔室開口 46。
[0025]單隔室過程變量變送器是已知的。這種變送器通常具有由被放置在殼體內(nèi)的變送器橡膠圓盤(puck)承載的電子模塊，所述殼體包括端子連接件。然而，在單隔室配置中，內(nèi)部電子器件和其它專用部件在蓋被移除時(shí)暴露于過程環(huán)境。因此，一些現(xiàn)有設(shè)有的配置采用雙隔室配置，其中變送器殼體由隔離壁分成第一隔室和第二隔室。隔離壁中的開口用于在兩個(gè)隔室之間布線。
[0026]如圖1所示，變送器12包括聚合物壁53，其被構(gòu)造成提供環(huán)境密封件，該環(huán)境密封件在腔40中限定第一隔室52和第二隔室50。聚合物壁53與殼體20整體地形成(單件)。更具體地，壁53在單個(gè)模制步驟中與殼體20 —起制造，使得在壁53和殼體20之間不存在接縫。測(cè)量電路23在第一隔室52中被支承在聚合物壁53上。測(cè)量電路23被配置以接收來自過程變量傳感器的過程變量信號(hào)并提供輸出。
[0027]聚合物壁53在殼體20中形成的腔40中的第一隔室52和第二隔室50之間提供密封。如圖1所示，變送器12包括銷組件55，其包括連接至接線柱螺絲組件59的接線銷57。接線銷57被支承在第二隔室50中并被構(gòu)造以電連接至測(cè)量電路23。接線銷57通過使用已知的模制或其它技術(shù)模制到聚合物壁53中并延伸穿過聚合物壁53，且被采用已知的焊接或其它技術(shù)連接至第一隔室52中的測(cè)量電路22。
[0028]圖2示出銷組件55的一部分的剖視圖。銷組件55包括接線銷57。在第一端處，接線銷57橫向地延伸進(jìn)入第二隔室50至接線柱螺絲組件59。接線銷57被模制到聚合物壁53中并延伸穿過聚合物壁53，以經(jīng)由焊接或其它連接技術(shù)連接至測(cè)量電路23。接線柱螺絲組件59被構(gòu)造以接受電連接。接線柱螺絲組件59優(yōu)選地包括接線柱螺絲64、固定支架65和叉子(prong) 67，叉子67延伸到聚合物壁53中的相應(yīng)的腔中以將接線柱螺絲組件59固定至壁53。如圖2所示，叉子67完全延伸穿過聚合物壁53，并且可以傾斜以將接線柱螺絲組件59牢固地固定至所述壁53。叉子67可采用任意合適的連接技術(shù)連接至接線銷57，并且可以被制造成單個(gè)元件。銷組件57通常由包括元件57、65的沖壓部件和螺釘64形成。
[0029]圖3是變送器12的正視圖，示出位于隔室50中的端子組件59A，59B。控制回路端子組件59B被支承在聚合物壁53的接線板側(cè)并被構(gòu)造以連接至過程控制回路16。聚合物壁53的該接線板側(cè)還支承傳感器端子組件59A，傳感器端子組件59A被構(gòu)造以連接至諸如溫度傳感器之類的過程變量傳感器19。在圖3中示出的配置中，壁53的接線板側(cè)可以在不將測(cè)量電路23暴露至過程環(huán)境的情況下由操作者在隔室50中訪問。
[0030]圖4是過程變量變送器12的簡(jiǎn)化框圖，更詳細(xì)地示出了測(cè)量電路23。如圖4所示，測(cè)量電路23被設(shè)置在腔52中并包括微處理器150，微處理器150根據(jù)存儲(chǔ)器152中載有的指令運(yùn)行。微處理器150通過定位在隔室50中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器156和傳感器端子130連接至過程變量傳感器154。傳感器154可以是任何類型的過程變量傳感器，包括，例如，溫度傳感器。微處理器150通過定位在隔室50中的輸入/輸出電路160和端子120連接至雙線式過程控制回路16。I / O電路160還配置成以源自雙線式過程控制回路16的電力產(chǎn)生用于給電路23供電的電力。可選的顯示器22也可以被承載在殼體20中并用于本地地顯示信息。
[0031]如圖4中示意性地示出的那樣，聚合物壁53將變送器殼體20分成腔50和52。測(cè)量電路23定位在腔52中，而端子59A，59B定位在腔50中。如上所述，可以從變送器殼體20上去除端蓋26，從而可以由操作者訪問端子59A，59B和腔50。例如，這可以用于將變送器12連接至雙線式過程控制回路16以及用于將測(cè)量電路23連接至過程變量傳感器19。
[0032]通過采用本實(shí)用新型，過程變量變送器的殼體通過單個(gè)模制步驟制造，其中聚合物壁53提供與殼體一體地形成的接線板。如本文中使用的那樣，術(shù)語“集成接線板”指的是將變送器12的殼體中的腔分成兩個(gè)單獨(dú)的隔室的聚合物壁53。用于同時(shí)地形成包括聚合物壁53的變送器殼體20的模制可以是任何適當(dāng)?shù)哪Ｖ萍夹g(shù)，包括注射模塑法。采用這種技術(shù)，延伸穿過接線板的銷57與變送器殼體一體地制成并延伸穿過接線板/聚合物壁53。銷57可以在模制殼體20時(shí)或者在之后的某個(gè)時(shí)間固定在合適的位置。與現(xiàn)有設(shè)計(jì)相比，聚合物壁在腔50和52之間提供了屏障，而不需要諸如O形環(huán)、機(jī)械連接等之類的附加密封。類似地，可以通過聚合物壁53定位和固定銷57，而不需要額外的插入或密封步驟。這減少了兩個(gè)腔50和52之間的密封件出現(xiàn)任何失效的可能性。
[0033] 雖然已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例描述了本實(shí)用新型，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，在不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行改變。雖然示出了溫度傳感器，但可以采用任何類型的過程變量傳感器。一種示例性聚合物是塑料。任何類型的端子都可以被放置在腔50中，包括傳感器端子、電力端子、回路端子等。本實(shí)用新型不要求端子59A和59B 二者都定位在腔50中。
【權(quán)利要求】
1.一種用在工業(yè)過程中的過程變量變送器，其特征在于，所述過程變量變送器包括: 殼體，該殼體具有形成于其中的腔，該腔在第一開口和第二開口之間延伸，所述殼體包括與該殼體一體地形成的集成接線板，該集成接線板在所述腔中限定了第一隔室和第二隔室; 過程變量傳感器，其被配置以檢測(cè)工業(yè)過程的過程變量； 測(cè)量電路，其被承載在第一隔室中并被配置以接收來自過程變量傳感器的過程變量信號(hào)且提供輸出；和 端子連接件，其在第二隔室中被承載在所述接線板上，并電連接至所述測(cè)量電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過程變量變送器，其特征在于，電子器件殼體包括聚合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過程變量變送器，其特征在于，所述過程變量變送器包括接線銷，所述接線銷延伸穿過聚合物壁并在測(cè)量電路和端子連接件之間提供電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過程變量變送器，其特征在于，所述過程變量變送器包括連接至接線銷并設(shè)置在第二隔室中的接線柱螺絲組件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的過程變量變送器，其特征在于，接線柱螺絲組件包括叉子，該叉子延伸到集成接線板中，由此將接線柱螺絲組件固定至集成接線板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過程變量變送器，其特征在于，端子連接器提供通向過程變量傳感器的電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過程變量變送器，其特征在于，端子連接器提供通向雙線式過程控制回路的電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的過程變量變送器，其特征在于，所述過程變量變送器包括被構(gòu)造以將電連接件固定至接線柱螺絲組件的螺釘。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過程變量變送器，其特征在于，過程變量傳感器包括溫度傳感器。
【文檔編號(hào)】G01D5/00GK203758527SQ201420069438
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】亞倫·安德魯·佩羅, 德克·威利·鮑謝克, 勞倫·邁克爾·安格斯塔德 申請(qǐng)人:羅斯蒙特公司