具有双隔室壳体的过程变量变送器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种具有双隔室壳体的过程变量变送器，用在工业控制或监控过程中，并且该变送器包括壳体，该壳体中形成有腔，所述腔在第一和第二开口之间延伸。该变送器还包括过程变量传感器，所述传感器被配置成感测工业过程的过程变量。电子器件载体组件被安装在腔中并被配置成在腔中限定第一隔室和第二隔室并且在第一隔室和第二隔室之间提供密封。测量电路在第一隔室中被电子器件载体组件承载并且被配置成接收过程变量信号并提供输出。电连接部在第二隔室中被电子器件载体组件承载，并且被电连接到测量电路的输出端。
【专利说明】具有双隔室壳体的过程变量变送器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种工业过程控制或监控系统。特别地，本实用新型涉及被配置成在这种系统中感测过程变量的过程变量变送器。
【背景技术】
[0002]过程变量变送器被用在工业过程控制环境中。这种变送器连接到过程流体以提供涉及该过程的测量。过程变量变送器可以被配置成监控与过程设备(例如，泥浆、液体、化学蒸汽和气体、石油、气体、药品、事物和其他流体处理设备)中的流体相关的一个或多个过程变量。示例性的被监控的过程变量包括压力、温度、流量、液面、PH值、传导率、浑浊度、密度、浓度、化学成分或流体的其他特性。典型地，过程变量变送器被设置在远程位置，通常在田野里，并且将信息发送到集中的位置，例如控制室。过程变量变送器在各种应用(包括油和气精炼、化学品储存库、或化学处理工厂)中感测过程变量。在很多情况下，这要求过程变量变送器被设置在苛刻的环境中。
[0003]某些类型的过程变量变送器包括被划分成两个独立的隔室的壳体。一个隔室包含电路，另一个隔室包含用于连接到过程控制回路的终端盒。一种这种构造被示于第5546804号美国专利中。如其所示，该构造包括被划分成两个独立的隔室的壳体。
【发明内容】
[0004]本实用新型提供了一种用在工业控制或监控过程中的过程变量变送器，并且该变送器包括壳体，该壳体中形成有腔，所述腔在第一和第二开口之间延伸。该变送器还包括过程变量传感器，所述传感器被配置成感测工业过程的过程变量。电子器件载体组件被安装于所述腔中并被配置成在所述腔中限定第一隔室和第二隔室并且在两者之间提供密封。测量电路在第一隔室中被所述电子器件载体组件承载并且被配置成接收过程变量信号并提供输出。电连接部在第二隔室中被所述电子器件载体组件承载，并且被电连接到所述测量电路的输出端。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]图1是示出了根据本实用新型一个实施例的包括第一和第二隔室的过程变量变送器的横截面视图的图。
[0006]图2是图1的过程变量变送器的分解图。
[0007]图3是与图1类似的图，其具有插入物，示出了图1的变送器壳体中的密封。
[0008]图4是示出了另一示例性密封的变送器壳体的横截面视图。
[0009]图5是图1的变送器的正视图，示出了终端盒连接。
[0010]图6是示出了图1的变送器的电路的简图。
【具体实施方式】[0011]本实用新型提供了一种用在工业过程中的过程变量变送器，包括被划分成两个隔室的壳体。两个隔室由电子器件载体组件限定，电子器件载体组件承载测量电路并在两个隔室之间提供密封。
[0012]图1是示出了用于监控或控制在工业过程中的过程流体的工业过程控制或监控系统10的简图。典型地，过程变量变送器12被设置在原野中的远程位置处，并且向集中定位的控制室14发回感测到的过程变量。各种技术被用于发送过程变量，包括有线和无线通信。一种已知的通用的有线通信技术是双线过程控制回路16，其中，一对导线被用于同时运送信息以及向变送器12供电。一种传送信息的技术为将过程控制回路16中的电流水平控制在4mA至20mA之间。4_20mA范围内的电流值可以被映射成过程变量的相应值。示例
性的数字通信协议包括ΠΛΚ-- (由数字通信信号附加到标准的4-20mA模拟信号上组成的混合物理层)，FOUNDATION? Fieldbus (美国仪表协会于1992年颁布的全数字通信协议)，Profibus通信协议,或其他。无线协议，例如包括WirelessHART?的无线射频通信技术也可以被米用。
[0013]根据一个实施例，过程变量变送器12包括探头14，探头14延伸进入过程管道18并且被配置成用于测量过程管道18中的过程流体的过程变量。示例性的过程变量包括压力、温度、流量、液面、pH值、传导率、浑浊度、密度、浓度、化学成分等。过程变量变送器12包括壳体20，壳体20具有位于其中的腔40，腔40在被配置成接收端盖24和26的壳体20的相对的端部处的多个圆形开口之间延伸。端盖24和26被螺纹连接到壳体20。在一个实施例中，变送器12包括显示电路22，其被端盖24密封在腔40内。
[0014]单隔室过程变量变送器是已知的。这种变送器典型地具有被承载在变送器橡胶圆盘(puck)的电子模块 ，其中橡胶圆盘被设置在包括接线端的壳体内。然而，在单隔室构造中，当盖被移除时，内部电子元件和其他专用构件被暴露于过程环境中。因此，某些现有技术构造使用双隔室构造，其中，变送器壳体被隔壁划分成第一隔室和第二隔室，隔壁与壳体集成并与壳体一起被形成为一个部件。
[0015]如图1所示，变送器12包括安装在腔40中的电子器件载体组件30。在这种实施例中，电子器件载体30包括终端盖27，终端盖27在腔40中限定了第一隔室50和第二隔室52并在二者之间提供密封。测量电路23被电子器件载体组件30承载于第一隔室50中。测量电路23被配置成用于接收来自过程变量传感器的过程变量信号并提供输出。电连接部(未示出)被终端盖27承载于第二隔室52中并且被用于例如连接到过程流体变量传感器，诸如探头14中携带的温度传感器。电连接部被电地连接到测量电路23并在过程控制回路16上提供变送器输出。
[0016]密封被设置在电子器件载体组件30的唇部34与壳体20之间，并密封第一隔室50使之与第二隔室52隔开。该密封可以通过使用电子器件载体30与壳体20之间封装的密封材料形成，或可通过其他技术形成。该密封材料可以由适于提供气密密封的材料(例如橡胶)制成。在一个实施例中，该密封包括围绕壳体20的内周靠着设置的O形环。在使用O形环的构造中，密封可以通过使用固定机构(例如螺钉等)固定在电子器件载体30的唇部34与壳体20之间的位置中。
[0017]图2是过程变量变送器12的一个实施例的分解图，描绘了壳体20、显示器22、端盖24和26以及电子器件载体组件30。如图2中所示，电子器件载体组件30包括测量电路23、显示界面盖25和终端盖27。终端盖27在隔室50和52之间提供了物理屏障。测量电路23被夹在盖25与27之间并位于第一隔室50中。显示电路22可以例如被配置成插入显示界面盖25中，如图2所示。例如，构件可包括在它们之间提供电连接的多线连接器和可以被接收于终端盖25中以提供固定安装的接脚(feet)。替换性的连接技术可以被采用，例如，螺钉、粘接剂等。如下文中更详细的说明，载体组件30具有凸缘构造并在壳体20内形成密封，以将壳体20内的腔划分成两个分离的隔室50，52。图2还描绘了可选择的瞬间保护电路29，其可被安装到终端盖27。电路29例如可以防止来自过程控制回路16的瞬变或防止其他连接部进入测量电路23。
[0018]图3示出了变送器12并包括由100表示的插入部，该插入部更好地描绘了在电子承载组件30的唇部34与壳体20的唇部60之间的形成的密封。唇部34通过载体唇部102压靠壳体唇部60。插入部100还描绘了被设置在唇部60和唇部34之间的O形垫圈104。图4是变送器12的另一示例性实施例的横截面视图，其使用了被设置在壳体唇部60与电子器件载体30的唇部34之间的局部圆盘形的垫圈104。此外，在图4中，所示的电连接部105在第二隔室52中的终端(如图25中所示)和测量电路23之间延伸。
[0019]图5是变送器12的正视图，示出了位于隔室52中的终端120。终端120被载于电子器件载体组件30的终端盒侧上的隔室52中的并且被配置成连接到过程控制回路16。电子器件载体组件30的这个终端盒侧还优选地承载被配置成连接到诸如承载在探头14上的温度传感器的过程变量传感器154(图5中未示出)的传感器终端130。在图5所示的构造中，载体30的终端盒侧可通过移除盖26而在隔室52中访问，无需将测量电路23或显示电路22暴露于过程环境。这允许操作者访问传感器孔133，从而连接到探头14的线可以被电连接到终端130以及回路孔135，从而连接器120可以被连接到过程控制回路16。孔133和135被形成为穿过壳体20的开口。图5还描绘了螺钉132，螺钉132被用于将电子器件载体组件30固定在壳体20中。螺钉132被用于向唇部60和102施加安装力，从而在隔室50和52之间提供气密的密封。
[0020]图6是过程变量变送器的一个示例性实施例的简化的方块图，其更详细地示出了测量电路23。如图6所示，测量电路23被设置在第一隔室50中并包括依据存储器152中携带的指令而操作的微处理器150。微处理器150通过设置在第二隔室52中的模数转换器156和传感器终端130连接到过程变量传感器154。传感器154可以是包括例如温度传感器的任意类型的过程变量传感器。微处理器150通过设置在隔室50中的输入/输出电路160和终端120连接到双线过程控制回路16。I/O电路160同样被配置成用于发电以向电路22，23供电，其中电来自于双线过程控制回路16。
[0021]如图6所示，电子器件载体组件30将变送器壳体20划分为隔室50和52。测量电路23和可选择的显示电路22被设置在腔50中，而终端120、130被设置在隔室52中。如上所述，端盖26可以从变送器壳体20上移除，从而终端120、130和隔室52可以被操作者访问。例如，这样可用于通过回路孔将变送器12连接到双线过程控制回路16以及通过传感器孔133将测量电路23连接到过程变量传感器154。
[0022]尽管本实用新型已经结合优选实施例做出了描述，但本领域的技术人员将意识至IJ，在不脱离本实用新型的实质和范围的前提下可以在形式和细节上做出变化。电子器件载体可以由任意适当的材料制成。在一种特殊的实施例中，电子器件载体由塑料制成并且壳体20和端盖24、26由金属(例如压铸的铝)制成。测量电路23可连接到可选择的显示器22。在这种构造中，端盖24可以被配置成包括透明的区域，从而可以从变送器壳体20的外侧看到显示器。尽管已经描述了 O形环、垫圈和密封填料，但任意适当的密封技术都可以被采用以用于电子器件载体30到壳体20的内壁的密封。在这里描述的实例中，电子器件载体30的圆周向的唇部102被推压抵靠着壳体20的圆周向的唇部60，以在二者之间提供密封。该密封防止苛刻的环境元素(例如液体、灰尘和污物等)抵达隔室50中承载的电子电路。测量电路23可以由单独的构件承载或者可以被直接地与电子器件载体安装在一起。在一个实例中，延伸穿过载体组件30的连接部由用塑料包覆模制的黄铜插脚形成。该构造在采用热电偶传感器时不需要额外的冷端温度补偿。
【权利要求】
1.一种用在工业过程中的过程变量变送器，包括: 壳体，该壳体中形成有腔，所述腔在第一和第二开口之间延伸； 过程变量传感器，其被配置成感测工业过程的过程变量； 电子器件载体组件，其被安装在所述腔中并被配置成在所述腔中限定第一隔室和第二隔室并且在第一隔室和第二隔室之间提供密封； 测量电路，其在第一隔室中被所述电子器件载体组件承载，并且被配置成用于接收来自过程变量传感器的过程变量信号并提供输出；和 电连接部，其在第二隔室中被所述电子器件载体组件承载，并且被电连接到所述测量电路的输出端，所述电连接部提供变送器输出； 垫圈，设置在所述电子器件载体组件和所述壳体之间。
2.根据权利要求1所述的过程变量变送器，其中，所述密封被形成在电子器件载体组件上的唇部与壳体的唇部之间。
3.根据权利要求1所述的过程变量变送器，其中，所述电子器件载体组件包括塑料。
4.根据权利要求1所述的过程变量变送器，还包括装填在所述电子器件载体组件与所述壳体之间的密封材料。
5.根据权利要求1所述的过程变量变送器，还包括位于所述电子器件载体组件与所述壳体之间的O形环。
6.根据权利要求1所述的过程变量变送器，还包括在第一隔室中连接到测量电路的显示器。
7.根据权利要求6所述的过程变量变送器，其中，所述显示器被安装到所述电子器件载体组件。
8.根据权利要求1所述的过程变量变送器，包括被配置成用于推压所述电子器件载体组件使之抵靠所述壳体的安装螺钉。
9.根据权利要求1所述的过程变量变送器，包括在第二隔室中承载在所述电子器件载体组件上的传感器连接器，该传感器连接器被配置成将所述测量电路电连接到所述过程变量传感器。
10.根据权利要求1所述的过程变量变送器，其中，所述过程变量传感器包括温度传感器。
11.根据权利要求1所述的过程变量变送器，包括橡胶垫圈，该橡胶垫圈被设置在电子器件载体组件和壳体之间并被配置成在第一隔室和第二隔室之间提供密封。
12.根据权利要求1所述的过程变量变送器，其中，所述壳体包括能够进入第二隔室的传感器孔。
13.一种用在工业过程中的过程变量变送器，包括: 腔，所述腔在壳体的第一和第二开口之间延伸； 电子器件载体装置，其用于在所述腔中限定第一隔室和第二隔室； 密封装置，其用于将所述电子器件载体装置密封到所述壳体并且从而使第一隔室与第二隔室密封隔开； 感测装置，其用于感测工业过程的过程变量； 接收装置，其用于在第一隔室中接收感测到的过程变送器变量；和提供装置，其通过使用被设置在第二隔室中的电连接部提供变送器输出并且被电连接到所述接收装置。
14.根据权利要求13所述的过程变量变送器，包括连接到感测装置的连接器装置，其中所述连接器装置被设置在第二隔室中。
【文档编号】G01D5/12GK203561372SQ201320613153
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】德克·鲍尔斯克, 柯尔斯顿·诺曼, 贾进杰, 托德·拉尔森 申请人:罗斯蒙特公司