潜水型差压远传变送器和测量系统的制作方法

1.本实用新型涉及流量测量技术领域，具体涉及一种用于测量压力的差压远传变送器，尤其涉及一种潜水型差压远传变送器；本实用新型还涉及一种包括此潜水型差压远传变送器的测量系统。


背景技术：

2.压变送器作为仪器仪表行业的一个重要组成部分，对当今工业化生产提供了重要的基础数据。在一些应用场景中，例如，为了测量罐内所装流体的液位，需要在远离仪器的位置或在两个不同的位置进行测量，所述位置可以彼此相隔很远以及离变送器主体本身很远。此时，远传差压变送器装有特别设计的远传装置，该远传装置可通过隔膜等方式探测待测物的压力，并通过硅油等流体的形式将其所感测到的压力传递至变送器上，以达到测量的目的。
3.目前，远传差压变送器已经普遍应用在煤化、石油、冶金、水务等地面作业平台。但在深海平台作业，鉴于长距离传输及深海作业环境的其它因素限制，现有的差压远传变送器结构还远远不能满足需求。
4.因而就需要重新设计和制造一款潜水型差压远传变送器。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种潜水型差压远传变送器及一种测量系统。
6.根据本实用新型的第一方面，提供了一种潜水型差压远传变送器，包括至少一个差压变送器装置、至少两个远传装置及用于将压力从远传装置传递至差压变送器装置的至少两个压力引导组件，所述差压变送器装置包括：
7.壳体部件，所述壳体部件耐压且具有密闭容腔；
8.差压变送器，所述差压变送器固定在所述壳体部件的密闭容腔内，且具有两个测压端；所述两个压力引导组件被构造为将两个远传装置探测的压力分别传递至差压变送器的两个测压端；所述压力引导组件被布置为穿过壳体部件并与壳体部件固定密封连接；
9.电路组件，所述电路组件固定在所述壳体部件的密闭容腔内，且被配置为用于对差压变送器输出的电信号进行处理；
10.电连接器，所述电连接器密封固定在壳体部件上，所述电连接器被配置为与所述电路组件信号导通，以用于将处理后的差压变送器输出的电信号引出。
11.在本实用新型的一些实施例中，所述压力引导组件包括：
12.流体引导管，所述流体引导管包括位于其两端区域的连接端，以及位于其两个连接端之间的中部区域；所述流体引导管的两端分别与差压变送器、远传装置导通；
13.位于流体引导管连接端位置的两个固定管，所述流体引导管的连接端穿过固定管，且在固定管端部的位置与所述流体引导管密封。
14.在本实用新型的一些实施例中，所述流体引导管与固定管端面设置的焊唇对齐并焊接固定在一起。
15.在本实用新型的一些实施例中，所述压力引导组件包括防腐套管，所述流体引导管的中部区域穿过所述防腐套管；所述防腐套管的端部延伸至与固定管的外壁连接。
16.在本实用新型的一些实施例中，所述固定管上至少与防腐套管接触的区域设置有螺纹，通过一与所述螺纹配合的螺母将防腐套管锁紧在固定管上。
17.在本实用新型的一些实施例中，所述螺母为锥形螺母，所述固定管的相应区域具有与所述锥形螺母相适配的形状。
18.在本实用新型的一些实施例中，所述两个压力引导组件中邻近所述壳体部件侧的固定管穿过壳体部件上设置的孔位，并与所述壳体部件密封固定连接。
19.在本实用新型的一些实施例中，所述固定管与壳体部件的孔位位置通过焊接的方式密封固定在一起。
20.在本实用新型的一些实施例中，所述壳体部件包括基板以及与基板围成密闭容腔的筒体部；所述筒体部与基板通过焊接的方式密封固定在一起。
21.在本实用新型的一些实施例中，所述筒体部为钛金属材质的杯状构件，所述基板为钛金属材质的平板状构件。
22.在本实用新型的一些实施例中，所述差压变送器与所述基板固定在一起；所述电路组件通过支架连接在所述差压变送器上。
23.在本实用新型的一些实施例中，所述电连接器的一端穿过筒体部上设置的通孔且与电路组件的接线端导通，所述电连接器通过焊接的方式固定且密封在筒体部的外侧。
24.在本实用新型的一些实施例中，所述远传装置构造有测压法兰，在所述测压法兰内设有流体通道，所述流体通道延伸并贯通至测压法兰的检测端面；在所述测压法兰的检测端面还设置有压力膜片，所述压力膜片被构造为向流体通道内传递压力；所述压力引导组件与测压法兰中的流体通道导通。
25.在本实用新型的一些实施例中，在检测端面外侧设置有保护盖，所述压力膜片位于由保护盖和测压法兰围成的内腔中；在所述保护盖上设置有连通所述内腔与外界的微孔结构。
26.根据本实用新型的第二方面，还提供了一种测量系统，所述测量系统中设置有至少一个上述的潜水型差压远传变送器。
27.通过提出的技术方案，将差压变送器、电路组件设置在壳体部件的密闭容腔中，用于传递压力的压力引导组件与壳体部件密封配合，该结构设计保证了潜水型差压远传变送器的密封性及耐压的需求。同时，位于壳体部件密闭容腔中的差压变送器输出的电信号经过电路组件处理之后并最终通过电连接器引出，这与传统的差压远传变送器相比，不再需要较长的压力引导组件，减少了压力从远传装置至差压变送器的传递距离，保证压力传递的效率，提高差压变送器的精度。另外，采用电连接器将变送器的信号引出，可以实现信号的长距离传输。
附图说明
28.以下将结合附图和实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述，但是
应当知道，这些附图只是出于解释目的而设计的，仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必依据实际比例进行绘制。
29.图1是本实用新型潜水型差压远传变送器的结构示意图。
30.图2是图1中压力引导组件与差压变送器、远传装置的连接结构示意图。
具体实施方式
31.首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本实用新型的用于压力变送器的远传装置、远传压力变送器以及包括该远传压力变送器的测量系统的结构、组成、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将它们理解为对本实用新型形成任何的限制。在本文中，技术术语“第一”、“第二”仅是用于进行区分性表述目的而无意于表示它们的顺序和相对重要性，技术术语“连接”及其衍生词意指特定部件被直接和/或间接地连接至另一部件，技术术语“高温”是指温度不低于例如300℃。另外，为了清楚起见在本文中没有赘述本领域技术人员已经公知的一般事项。
32.此外，对于在本文所提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，本实用新型仍然允许在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或者删减而不存在任何的技术障碍，从而也应当认为这些根据本实用新型的更多实施例是在本文的记载范围之内。
33.本实用新型提供了一种潜水型差压远传变送器，包括差压变送器装置、至少两个远传装置及连接差压变送器装置和远传装置的至少两个压力引导组件。远传装置通过压力引导组件与差压变送器装置的测压端连接，使得远传装置探测的压力可以通过压力引导组件传递至差压变送器装置，以使差压变送器装置可以输出相应的与压力相关的参数，或者通过压力参数计算、处理得到的其它参数。
34.差压变送器装置包括耐压且具有密闭容腔的壳体部件，以及位于壳体部件密闭容腔内的差压变送器、电路组件。两个压力引导组件的其中一端分别与差压变送器的两个测压端连通，以将相应远传装置所探测到的压力传递至差压变送器的两个测压端，差压变送器通过其两个测压端的压力差输出相应的压力参数。
35.其中，压力引导组件被布置为穿过壳体部件并与壳体部件固定密封连接。电路组件被配置为用于对差压变送器输出的电信号进行处理，例如用于信号的放大、计算或者其它处理等。电连接器密封固定在壳体部件上，且被配置为与所述电路组件信号导通，以用于将处理后的差压变送器输出的电信号引出。
36.通过提出的技术方案，将差压变送器、电路组件设置在壳体部件的密闭容腔中，用于传递压力的压力引导组件与壳体部件密封配合，该结构设计保证了潜水型差压远传变送器的密封性及耐压的需求。同时，位于壳体部件密闭容腔中的差压变送器输出的电信号经过电路组件处理之后并最终通过电连接器引出，这与传统的差压远传变送器相比，不再需要较长的压力引导组件，减少了压力从远传装置至差压变送器的传递距离，保证压力传递的效率，提高了差压变送器的精度。另外，采用电连接器将变送器的信号引出，可以实现信号的长距离传输。综上所述，本实用新型的潜水型差压远传变送器可以应用到深海或深水作业平台等领域。
37.参考图1，在该附图中示意性地给出了一个根据本实用新型的潜水型差压远传变
送器示例的大致构成情况，下面将通过以下这些实施例对本实用新型的技术方案进行示范性的说明。
38.如图1所示，在该潜水型差压远传变送器中，包括差压变送器装置a、两个远传装置b和两个压力引导组件c。图1中仅在差压变送器装置a的右侧方向示意出了一个远传装置b的结构图，在此需要注意的是，该实施例中的差压变送器装置a利用其两侧测压端的压力差进行测量的，因此需要设置两个远传装置b，该两个远传装置b 的结构可以是一致的。两个远传装置b分别通过对应的压力引导组件c与差压变送器装置a中的两个测压端连通，以使得处于不同测量位置的两个远传装置b可以为差压变送器装置a传递不同的压力。
39.图1所示意实施例的潜水型差压远传变送器，两个远传装置b、两个压力引导组件c的结构、形状以及它们之间的布置方式可以是相同的，因此现仅以描述其中一个远传装置b、一个压力引导组件c的方式对图1所示潜水型差压远传变送器的结构及其工作原理进行介绍。
40.差压变送器装置a包括具有密闭容腔的壳体部件，以及位于壳体部件密闭容腔中的差压变送器7、电路组件9。壳体部件采用耐压的材质，例如钛合金等钛金属材质。这种材质的壳体部件不但耐压，而且还耐腐蚀，可以应用到深海、深水作业领域，且具有较长的使用寿命。
41.在本实用新型一些实施例中，壳体部件包括筒体部8、基板1。筒体部8、基板1 均可以采用钛金属材质，例如钛合金。筒体部8一端开口且具有容腔，基板1与筒体部8的开口端固定在一起，二者共同围成了具有密闭容腔的壳体部件。筒体部8、基板1可以通过焊接的方式连接在一起，以提高筒体部8、基板1之间的连接强度、耐压强度、密封性能。
42.在本实用新型一个可选的实施例中，基板1上设置有对应于筒体部8开口端的环形槽，基板1的开口端定位在该环形槽中，并通过焊接的方式进行固定、密封。
43.在本实用新型一个可选的实施例中，可以选择合适外形的筒体部8。例如选择具有圆柱形、半圆形或者圆弧状截面的筒体部8，以进一步提高壳体部件的耐压能力。
44.继续参考图1，差压变送器7具有两个测压端，并利用其两个测压端间的差压输出相应的信号。差压变送器7可以选用单晶硅差压传感器芯体或者本领域技术人员所熟知的其它差压传感器。差压变送器7固定在基板1上位于壳体部件密闭容腔的一侧。其中，差压变送器7可以通过设计的支撑座进行装配。例如，差压变送器7与支撑座是独立的部件，并通过装配的方式进行组装；也可以是，差压变送器7与支撑座被构造为一体结构，在此不做具体限制。
45.在本实用新型一个可选的实施例中，可通过螺栓或螺钉12的方式将支撑座锁紧在基板1上。例如可在基板1上设置盲孔，以用于与对应的螺栓或螺钉12进行锁紧。
46.压力引导组件c用于连通差压变送器7和远传装置b，且构造为将远传装置b探测的压力传递至差压变送器7的测压端。参考图1，压力引导组件c包括流体引导管4，流体引导管4是压力传递的部件，例如通过硅油5等流体在流体引导管4中流动以将远传装置b探测的外界压力传递至差压变送器7的测压端。
47.在本实用新型的一些实施例中，流体引导管4可以选用毛细管，例如选用316l 不锈钢材质制作的毛细管等。流体引导管4包括分别位于其两端的连接端，以及位于其两个连接端之间的中部区域。流体引导管4的两端分别与差压变送器7的测压端、远传装置导通。
48.参考图2，流体引导管4用于与差压变送器7导通的一端记为第一连接端41，用于与远传装置b导通的一端记为第二连接端42，流体引导管4位于第一连接端41、第二连接端42之间的区域记为中部区域40。中部区域40的长度根据差压变送器7 与远传装置b之间的距离而定，以使得差压变送器7即使位于距离测量现场较远的位置处(具体距离可根据实际应用情况来进行选择设定)，它也能够借助于远传装置b 获取到流体压力信号。
49.继续参考图1、图2，压力引导组件c包括位于流体引导管4第一连接端41位置的固定管6，流体引导管4的第一连接端41从该固定管6的管道中穿过，并将流体引导管4与固定管6密封在一起。
50.在本实用新型一些实施例中，设计流体引导管4的外径与固定管6的内径近似一致，当流体引导管4的第一连接端41穿过固定管6后，二者间的间隙可以控制在比较合理的范围内。进一步地，可以通过焊接或者本领域技术人员所熟知的其它范围进行密封，例如使用密封胶。
51.在本实用新型一些其它可选的实施例中，流体引导管4与固定管6端面设置的焊唇(视图未给出)对齐并焊接固定在一起。例如在固定管6的端面位置设置焊唇，流体引导管4的第一连接端41从固定管6后与固定管6上的焊唇对齐，并通过焊接的方式将流体引导管4的第一连接端41与固定管6的端面位置焊接、密封在一起。通过这样的结构设计，既可以保证固定管6与流体引导管4之间的连接，也实现了固定管6与流体引导管4之间的密封。
52.在本实用新型一些实施例中，为了进一步提高压力引导组件c的密封性及防腐性，在流体引导管4的中部区域40的外壁上套有防腐套管3。防腐套管3可以采用本领域技术人员所熟知的防腐材料，例如对海水耐腐蚀材质，具体根据实际应用情况来进行选择选择。
53.流体引导管4的中部区域40套在防腐套管3的里面，防腐套管3端部从流体引导管4的中部区域40往固定管6的方向延伸，直至延伸至与固定管6的外壁连接，即防腐套管3的端部区域套在固定管6的外壁上。采用这样的结构设计，一方面实现了防腐套管3与固定管6、流体引导管4之间的连接，另一方面还可以实现防腐套管 3与固定管6、流体引导管4之间的密封。通过防腐套管3可以避免海水、淡水或其它应用场景中对流体引导管4的腐蚀，提高使用的寿命。
54.在本实用新型一个可选的实施方式中，固定管6上至少与防腐套管3接触的区域设置有螺纹，通过一与螺纹配合的螺母2将防腐套管3的端部锁紧在固定管6上。
55.继续参考图2，固定管6上至少在其邻近流体引导管4中部区域40的一侧设置有螺纹(视图未给出)，防腐套管3的端部至少套在固定管6的螺纹位置，这样当螺母2与固定管6上的螺纹锁紧在一起后，将防腐套管3挤压在固定管6与螺母2之间，从而实现了防腐套管3与固定管6之间的连接、密封。
56.在本实用新型一些可选的实施方式中，螺母2为锥形螺母，对应地，固定管6的端部具有与锥形螺母相适配的形状。参考图2，固定管6的端部被构造为圆锥状的形状，使得锥形螺母与固定管6端部在这种圆锥面的锁紧方式下可以锁合得更紧，以提高各部件间连接的强度，强化各部件之间的密封性能。
57.在本实用新型一些实施例中，固定管6或/和螺母2可以采用耐压、耐腐蚀的材质，例如可以采用钛材质金属等。
58.流体引导管第一连接端41位置的结构设计基本与第二连接端42位置的结构设计
是一致的，即在第二连接端42位置设置了基本相同结构的固定管6，防腐套管3的另一端亦通过螺母2锁紧在该端的固定管6外壁上，在此不再具体说明。
59.流体引导管第一连接端41需要穿过筒体部8与差压变送器7连通，第二连接端 42需要与远传装置a连通。因此上述的固定管6的结构设计不但可以保护流体引导管4，还可以为流体引导管4两个连接端的导通起到强化支撑的作用，保证连接位置的结构强度。
60.参考图1，流体引导管4的第一连接端41位置需要穿过筒体部8并与位于密闭容腔中差压变送器7连接、导通，因此需要在筒体部8的对应设置设置孔位。第一连接端41位置的固定管6穿过该孔位，以便将固定管6内的流体引导管的端头连接在差压变送器7的测压端。另外，在固定管6与筒体部8的孔位之间需要进行密封处理。例如可以通过焊接的方式将固定管6与筒体部8孔位的位置焊接、密封在一起，保证壳体部件内部是完全密闭的，避免深海或者深水作业时发生泄漏。
61.需要说明的是，差压变送器7具有两个测压端，因此需要设置两个压力引导组件 c，分别穿过筒体部8并与差压变送器7的对应测压端导通。在本实用新型一个可选的实施方式中，两个测压端对称分布在差压变送器7的两侧，相应的，两个压力引导组件c中邻近筒体部8侧(第一连接端41侧)的固定管6对称分布在筒体部8相对的两侧，以保证远传差压变送器整体结构的对称性设计，进而提高远传差压变送器的耐压特性。
62.参考图1，流体引导管4的第二连接端42与远传装置b导通，远传装置b探测到压力会通过压力引导组件c传递至差压变送器7的测压端，具体地，通过流体引导管4中的流体变化传递远传装置b探测的压力。两个远传装置b分别探测不同位置的压力，从而根据差压变送器7两个测压端的压力差可以输出具体的可以表征压力的参数。
63.本实用新型的远传差压变送器，还包括位于壳体部件密闭容腔内的电路组件9，电路组件9被配置为用于对差压变送器7输出的电信号进行处理。
64.在本实用新型一些实施例中，电路组件9可以是电路板组件等，差压变送器7输出的电信号经过该电路组件9后进行处理，包括但不限于放大、去噪、转换等。或者基于深海传输的需求，使电路组件9处理后的信号更易于远距离传输，例如传输效率高、衰减少、抗干扰能力强等。
65.在本实用新型一些实施例中，如果在设计上允许占用基板1面积，电路组件9可以设置在基板1上，例如可通过螺丝固定或者其它本领域技术人员所熟知的方式固定。差压变送器7的输出端与电路组件9可通过传统的方式进行连接，比如金属导线进行电信号导通。
66.在本实用新型其它一些实施例中，电路组件9可以连接在差压变送器7上。例如可通过结构设计，采用一支架将电路组件9连接在差压变送器7上远离基板1的一侧，以减少电路组件9占用基板1的面积，换句话说，这样的结构设计可以降低筒体部8的横向尺寸，即减小筒体部8的内径，这利于壳体部件的耐压设计。
67.在本实用新型一些实施例中，电路组件9是由电路板和保护罩组成，保护罩可以为金属壳体，其可以与差压变送器7焊接在一起。保护罩的上端设置有两个出线端子，以将处理后的电信号输出。
68.本实用新型的远传差压变送器，包括电连接器10，电连接器10密封固定在壳体部件上，且被配置为与电路组件9信号导通，以用于将处理后的差压变送器7输出的电信号引出。
69.参考图1，电连接器10装配在筒体部8的外部，例如安装在筒体部8上与基板 1相对一侧的中部区域。筒体部8的相应位置设置通孔，以便于电连接器10的一端可以经该通孔与电路组件9的接线端子11导通。图1示意出了电连接器10通过导线与电路组件9的接线端子11导通，亦可以采用本领域技术人员所熟知的方式，在此不再赘述。
70.电连接器10与筒体部8进行密封处理。在本实用新型一个可选的实施方式中，可以通过焊接的方式进行固定及密封。进一步地，可以在电连接器10与筒体部8通孔配合的位置添加密封材料，比如密封胶套等，以保证电连接器10与筒体部8之间的密封性能。
71.在本实用新型一个可选的实施例中，电连接器10的另一端可以是插接头结构，以插接的方式连接传输线以将远传差压变送器的电信号向外传出。为了防止漏水，插接头之间需要进行密封处理。
72.在本实用新型一些实施例中，电连接器10不但可以将远传差压变送器的电信号向外传出，还可以为远传差压变送器供电，例如为电路组件9、差压变送器7供电，以使电路组件9可以处理差压变送器7输出的信号。
73.通过本实用新型的技术方案，提供了一种密封性能良好且耐压的远传差压变送器，使得可以将其应用在深海、深水等作业平台。差压变送器7输出的信号经过电路组件 9处理后再通过电连接器10传输，这与传统的远传变送器相比，探测距离不再受到压力引导组件c的长度限制，保证了压力引导组件c传递压力的效率及精度，使得深海、深水探测成为可能。
74.本实用新型的远传装置b可以采用现有的远传装置结构，例如通过膜片进行探测外界压力等。
75.在本实用新型一个实施例中，远传装置b构造有测压法兰14，测压法兰14内部设有流体通道18。流体通道的一端延伸并贯通至测压法兰14的检测端面，另一端延伸至测压法兰14的接口位置并用于与压力引导组件c导通。
76.参考图1，测压法兰14的凸缘上设置有多个螺孔15，以将该测压法兰14固定在作业平台或者其它需要的场景中。测压法兰14具有一检测端面，在测压法兰14的检测端面设置有压力膜片17，压力膜片17是远传装置b探测外界压力的主要部件。压力膜片17可以采用焊接的方式固定在测压法兰14的检测端面上，以将测压法兰14 的流体通道18覆盖住。当压力膜片17感测外界的压力变化而发生形变后，会影响流体通道18中流体的流动的方向，由此将外界的压力通过流体通道18、压力引导组件 c传递至差压变送器7的测压端。
77.在本实用新型一个可选的实施方式中，测压法兰14与其检测端面相对的一侧还设置有与流体通道18连通的注油孔13。在真空环境下，通过该注油孔13可以往流体通道18注入合适的流体，例如硅油5等。
78.在本实用新型一个可选的实施方式中，为了保护压力膜片17，还设置有保护盖 16。保护盖16例如可以选用四氟材质，其可通过螺纹的方式连接在测压法兰14的检测端面侧的外圆周上。保护盖16与测压法兰14的检测端面之间形成了一内腔，以将压力膜片17容纳其中。该保护盖16可以起到保护压力膜片17的作用，同时又不会限制压力膜片17的工作。
79.在保护盖16上设置有连通内腔与外界的微孔结构20，通过该微孔结构20使得压力膜片17可以与外界连通，以探测外界的压力变化，另外还能保护压力膜片17不受砂石或者其它颗粒物的冲击或者磨损。
80.在本实用新型一些实施例中，压力膜片17和/或测压法兰14可选用钛金属材质，以防止海水的腐蚀。
81.以上仅以举例方式来详细阐明根据本实用新型的用于压力变送器的远传装置、远传压力变送器以及包括该远传压力变送器的测量系统，这些个例仅供说明本实用新型的原理及其实施方式之用，而非对本实用新型的限制，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，本领域技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本实用新型的范畴并为本技术各项权利要求所限定。