专利名称：高温压力变送器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于化纤、橡塑等机械设备或者其他设备中的高温过程流体压力 测量与控制的变送器。
背景技术：
过程监视和控制系统用于监视和控制工业过程的操作，工业工程中用于制造化纤、橡 胶、塑料等，或者是其他有流体过程的各种产品的生产中，为了在期望的参数范围内操作， 这些工程是必须得到监控的。
变送器已经成为用于描述连接到过程设备并用于传感过程变量的设备术语。示例过程 变量包括压力、温度、流量和其它。通常，变送器位于远程位置(即在现场)。并将传感 的过程变量通过若干过程送回到中央控制室，包括有线和无线通信的多种技术皆被用于发 送的过程变量。
目前业界常用的压力变送器是测量过程的流体压力，压力变送器能够直接测量包括压 差、绝对压力和表面压力等，典型的压力变送器包括经隔离系统连接到过程流体的压力传 感器，该隔离系统包括可与过程流体物理接触的隔离膜；在隔离膜和压力传感器之间延 伸的隔离填充流体。该隔离填充流体优选的包括诸如油等实质上不能压縮的流体，当过程 流体对隔离膜施加压力时，所施加的压力经填充流体传递并到达压力传感器，再从压力传 感器经由压力变送器以外的信号放大设备、信号转换设备等对信号做进一步的整合处理， 并最终输出到中央控制室的电脑或PLC系统中。
然而，这种常用的压力变送器一来耐高温性能差，隔离膜、填充流体及压力传感器所 传送的信号由于热效应或随外界温度的变化而变化等经常性不准确；再者，由于该压力变 送器本身没有相应的信号处理系统，而是要通过变送器以外的设备来完成，因此信号经过 多次不同途径的传送，错误率大大上升，而信号强度却大大减弱，而且迟滞误差比较大， 稳定性能差，不利于信号的整合处理及最终的监控。

实用新型内容
为解决前述背景技术中常用的压力变送器存在的问题，本实用新型提供一种用于测量 和监控高温过程流体的高温压力变送器，包括处于高温过程流体中的感压膜片，位于感 压膜片上端与感压膜片相连接的毛细管、位于毛细管上端的弹性体及位于弹性体上端与弹 性体相连接的应变计，其所述应变计上端连接有一可将所得信号直接放大并与远程监控系 统相兼容的多运放放大电路芯片，而且所述感压膜片采用经应力释放和硬度提升并经过真 空热处理和真空钛碳化物镀膜处理的15-5PH的不锈钢Armoloy涂层膜片，所述毛细管是 直径为0.3mm的金属毛细管，所述弹性体由高弹性的合金材料构成，且所述感压膜片、金 属毛细管、弹性体、应变计等共同组成应变电桥并通过多运放放大电路芯片对信号进行直 接的整和处理，不仅降低了由于热效应或随外界温度的变化而变化等经常性不准确的问 题；而且信号不用经过多次不同途径的传送，大大降低了错误率，信号强度也大大增强。本实用新型的有益效果是，具有良好的耐高温性能，长期稳定性好，迟滞误差小，重 复性好，功耗低，抗干扰性好，体积小。
以下结合附图和实施例对本实用新型进行进一步的说明。

图1为本实用新型高温压力变送器的结构示意图。
图2为本实用新型高温压力变送器中如图1所示的感压膜片与毛细管的局部放大图。 图3为本实用新型高温压力变送器中如图1所示的弹性体及应变计等的局部放大图。 图4为本实用新型高温压力变送器中如图1所示的多运放放大电路芯片的放大图
图中1、高温压力变送器，101、感压膜片，102、毛细管，104、螺纹杆，105、弹性体， 106、应变计，107、多运放放大电路芯片
具体实施方式
如图所示，本实用新型提供一种用于测量和监控高温过程流体的高温压力变送器1， 该高温压力变送器1从下向上依次包括与流动的高温过程流体相接触的感压膜片101， 所述感压膜片101采用经应力释放和硬度提升并经过真空热处理和真空钛碳化物镀膜处 理的15-5PH的不锈钢Armoloy涂层膜片，其具有良好的耐高温性能；连接于感压膜片 101并位于感压膜片101上端的毛细管102，所述毛细管是直径为0.3mm的金属毛细管， 其具有长期稳定性好，不易损坏等优点，且所述毛细管102外部被螺纹杆104包裹，即 毛细管102贯穿于螺纹杆104内部；位于毛细管102上端与毛细管102相连接的感压头； 在所述感压头上端用利于信号传递的等离子焊机焊接在感压头上的弹性体105，所述弹 性体105由高弹性的合金材料构成；位于弹性体105上端并粘贴于其上的耐高温、高精 度的应变计106，所述毛细管102上端的感压头、弹性体105、应变计106等元件皆容置 于一封闭的壳体内；与应变计106电性连接的多运放放大电路芯片107，所述多运放放 大电路芯片107内包括有将应变计106转换来的电信号和数字信号放大为标准信号和数 字通讯信号并输出到远程监控系统的CMOS集成电路，其中采用的放大电路为共模抗干 扰放大电路，其可将所得信号直接放大并与远程监控系统相兼容，直接输出放大的0/5V、 0/10V、 4/20MA和Hart协议信号到电脑或者PLC系统以进行远程的测量和监控。
本实用新型的工作过程是，当被测的流动的高温过程流体的压强，通过感压膜片101， 以1: 1传递并通过填充满传递介质(通常是油类等实质上不能压縮的流体)的毛细管102， 并通过与毛细管102相连接的感压头传递到贴有应变计106的弹性体105上，贴在弹性体 105上的应变计106由于应变电阻，组成惠斯登电桥，即所述处于高温过程流体中的感压 膜片101，位于感压膜片101上端与感压膜片相连接的毛细管102、位于毛细管102上端 的弹性体105及位于弹性体上端与弹性体相连接的应变计106共同组成应变电阻随机械形 变而产生阻值变化的应变电桥。基于虎克定律在弹性限度内，物体的形变跟引起形变的 外力成正比的原理将压力通过弹性体105上的金属应变计106转换成线形的电信号，即在 压力作用下，感压膜片101产生变形，弹性体105上端的应变计106感受其形变后，产生 电阻效应并输出与作用压力大小成正比的电信号，再经由与应变计106电性连接的多运放 放大电路芯片107对该电信号进行放大整合，即CMOS集成电路将应变计106转换的电信 号放大为标准信号和数字通讯信号，直接输出放大标准信号于电脑或PLC系统进行远传过 程控制。
权利要求1. 一种用于测量和监控高温过程流体的高温压力变送器，包括处于高温过程流体中的感压膜片，位于感压膜片上端与感压膜片相连接的毛细管、位于毛细管上端的弹性体及位于弹性体上端与弹性体相连接的应变计，其特征在于所述应变计上端电性连接有一可将所得信号直接放大并与远程监控系统相兼容的多运放放大电路芯片。
2、 如权利要求1所述的高温压力变送器，其特征在于所述运放放大电路芯片内包括有 将应变计转换来的电信号和数字信号放大为标准信号和数字通讯信号并输出到远程 监控系统的CMOS集成电路。
3、 如权利要求1所述的高温压力变送器，其特征在于所述多运放放大电路芯片中采用 的放大电路为共模抗干扰放大电路。
4、 如权利要求1所述的高温压力变送器，其特征在于所述经多运放放大电路芯片放大的信号为0/5V、 0/10V、 4/20MA和Hart协议信号。
5、 如权利要求1所述的高温压力变送器，其特征在于所述处于高温过程流体中的感压膜片，位于感压膜片上端与感压膜片相连接的毛细管、位于毛细管上端的弹性体及位 于弹性体上端与弹性体相连接的应变计共同组成应变电阻随机械形变而产生阻值变 化的应变电桥。
6、 如权利要求1所述的高温压力变送器，其特征在于所述感压膜片采用经应力释放和 硬度提升并经过真空热处理和真空钛碳化物镀膜处理的15-5PH的不锈钢Armoloy涂层膜片。
7、 如权利要求1所述的高温压力变送器，其特征在于所述毛细管是直径为0.3mm的 金属毛细管。
8、 如权利要求1所述的高温压力变送器，其特征在于所述弹性体由高弹性的合金材料 构成。
9、 如权利要求1所述的高温压力变送器，其特征在于所述毛细管上端设有一与毛细管相连接的感压头，所述弹性体用利于信号传递的等离子焊机焊接在感压头上的。
10、 如权利要求9所述的高温压力变送器，其特征在于所述毛细管上端的感压头、弹性体、应变计等元件皆容置于一封闭的壳体内。
专利摘要本实用新型公开了一种用于测量和监控高温过程流体的高温压力变送器，包括处于高温过程流体中的感压膜片，位于感压膜片上端与感压膜片相连接的毛细管、位于毛细管上端的弹性体及位于弹性体上端与弹性体相连接的应变计，其所述应变计上端连接有一可将所得信号直接放大并与远程监控系统相兼容的多运放放大电路芯片，其优点是可以直接输出放大标准信号与电脑或PLC系统进行远程过程控制，且具有良好的耐高温性能，稳定性好，迟滞误差小，重复性好，功耗低，体积小。
文档编号G01L9/04GK201289417SQ200820151920
公开日2009年8月12日 申请日期2008年8月13日 优先权日2008年8月13日
发明者莹 于, 浩 吴 申请人:上海皓鹰测控技术有限公司