具有礦物質(zhì)絕緣電纜的壓力傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種壓力測(cè)量系統(tǒng)，所述壓力測(cè)量系統(tǒng)包括壓力傳感探頭，所述壓力傳感探頭能夠延伸到過程流體中，并具有電特性隨著過程流體壓力變化的壓力傳感器。礦物質(zhì)絕緣電纜具有金屬護(hù)套，所述金屬護(hù)套具有近端和連接至壓力傳感探頭的遠(yuǎn)端。礦物質(zhì)絕緣電纜包括多個(gè)導(dǎo)體，所述多個(gè)導(dǎo)體在金屬護(hù)套內(nèi)延伸并由干燥的電絕緣的礦物質(zhì)彼此隔開。金屬護(hù)套的近端被構(gòu)造成用于密封地連接到過程流體容器。
【專利說明】具有礦物質(zhì)絕緣電纜的壓力傳感器

【背景技術(shù)】
[0001] 工業(yè)過程控制系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)和控制用于生產(chǎn)或輸送流體等的工業(yè)過程。在這種系 統(tǒng)中，通常重要的是測(cè)量諸如溫度、壓力、流量及其它的"過程變量"。過程控制變送器測(cè)量 這種過程變量并將與測(cè)量的過程變量有關(guān)的信息發(fā)送回到諸如中央控制室的中央位置。
[0002] -種類型的過程變量變送器是測(cè)量過程流體壓力并提供與測(cè)量的壓力有關(guān)的輸 出的壓力變送器。這種輸出可以是壓力、流量、過程流體的液位、或可以由測(cè)量的壓力得出 的其它過程變量。壓力變送器被構(gòu)造成將與測(cè)量壓力有關(guān)的信息發(fā)送回到中央控制室。通 常通過二線式過程控制回路提供所述發(fā)送，然而，有時(shí)使用其它通信技術(shù)。
[0003] 通常，壓力由壓力傳感器檢測(cè)，所述壓力傳感器耦合到過程變量變送器，并通過某 種類型的過程聯(lián)接器連接到過程流體。在許多情況下，壓力傳感器通過隔離流體或通過與 過程流體的直接接觸以流體連通的方式連接到過程流體。過程流體的壓力使壓力傳感器產(chǎn) 生物理變形，這種物理變形在壓力傳感器中產(chǎn)生諸如電容或電阻之類的相關(guān)電學(xué)變化。
[0004] 在許多工業(yè)壓力測(cè)量的應(yīng)用中，壓力屏障是必須的。壓力屏障是容納過程流體壓 力以確保工廠人員安全的機(jī)械結(jié)構(gòu)。因此，壓力屏障是過程流體壓力測(cè)量系統(tǒng)的關(guān)鍵要求。 為了提供一種安全且穩(wěn)固的系統(tǒng)，一些應(yīng)用要求冗余的壓力屏障，以確保萬一主壓力屏障 失效時(shí)工廠人員的安全。因此，如果主屏障（如隔離膜片）失效，過程流體仍然可被輔助屏 障（如玻璃或金屬管座）容納。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明公開了一種壓力測(cè)量系統(tǒng)。所述壓力測(cè)量系統(tǒng)包括壓力傳感探頭，所述壓 力傳感探頭能夠延伸到過程流體中并具有電特性隨著過程流體壓力變化的壓力傳感器。礦 物質(zhì)絕緣電纜具有金屬護(hù)套，所述金屬護(hù)套具有近端和連接到壓力傳感探頭的遠(yuǎn)端。礦物 質(zhì)絕緣電纜包括多個(gè)導(dǎo)體，所述多個(gè)導(dǎo)體在金屬護(hù)套內(nèi)延伸，并由電絕緣的干燥礦物質(zhì)彼 此隔開。金屬護(hù)套的近端被構(gòu)造成用于密封地連接到過程流體容器。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的使用礦物質(zhì)絕緣電纜的壓力傳感探頭的圖解視圖。
[0007] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的使用礦物質(zhì)絕緣電纜的壓力傳感探頭的圖解視圖。
[0008] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的壓力傳感探頭的壓力傳感器組件的截面圖解視圖。
[0009] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制作壓力傳感器組件的方法的流程圖。
[0010] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的壓力傳感探頭的壓力傳感器組件的截面圖 解視圖。
[0011] 圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制作圖5中的壓力傳感器組件的方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 壓力屏障可以具有各種形式。例如，過程隔離膜片通常作為主壓力屏障很好地工 作。此外，遠(yuǎn)程密封毛細(xì)管系統(tǒng)可以是有效的輔助屏障。玻璃或陶瓷集水管允許有效的電 連接同時(shí)還提供有用的壓力屏障。最后，壓力傳感器本身可以被設(shè)計(jì)成容納壓力并因此用 作壓力屏障。如上所述，壓力屏障在過程流體壓力測(cè)量中極其重要，這是因?yàn)樗鰤毫ζ琳?確保過程流體的整體性。然而，壓力屏障產(chǎn)生許多問題。這種問題包括成本、復(fù)雜性、尺寸、 可靠性、和順從性。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，礦物質(zhì)絕緣（MI)電纜在壓力測(cè)量系統(tǒng)中用作輔助密封件。 這極大地提高了礦物質(zhì)絕緣電纜技術(shù)，以提供可配置性高、成本低的輔助密封件。例如，生 產(chǎn)礦物質(zhì)絕緣電纜的技術(shù)成熟，并以低成本提供非常耐用的結(jié)構(gòu)。為了生產(chǎn)礦物質(zhì)絕緣電 纜，在金屬管內(nèi)懸掛一根或多根電線。電線由干燥的陶瓷粉末，如氧化鎂圍繞。然后，在滾 筒之間擠壓整個(gè)組件以減小它的直徑（并增加它的長(zhǎng)度）。在礦物質(zhì)絕緣電纜通常會(huì)發(fā)現(xiàn) 高達(dá)7種導(dǎo)體，從一些制造商可以獲得高達(dá)19種導(dǎo)體。礦物質(zhì)絕緣電纜非常耐用，并且可 以在非常高的溫度下工作。測(cè)試已經(jīng)表明，礦物質(zhì)絕緣電纜可以在40bar左右的壓力下工 作，并且產(chǎn)品文獻(xiàn)表明，礦物質(zhì)絕緣電纜能夠承受高達(dá)至少IOOOOpsi的壓力。
[0014]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施例的采用礦物質(zhì)絕緣電纜的壓力檢測(cè)探頭的示意 圖。過程壓力測(cè)量系統(tǒng)10包括與金屬法蘭14連接的電子元件隔間12。法蘭14包括多個(gè) 螺釘孔15 (如圖2所示），所述多個(gè)螺釘孔15便于將系統(tǒng)10安裝至過程流體管道或容器。 壓力傳感器組件16通過礦物質(zhì)絕緣電纜18電耦合至電子元件隔間12,礦物質(zhì)絕緣電纜18 還物理地支撐壓力傳感器組件16。電子元件隔間12包含用于測(cè)量安裝在組件16內(nèi)的一個(gè) 或多個(gè)傳感器的電氣特性的電路。電子元件隔間12優(yōu)選還包括用于通過合適的過程工業(yè) 通信協(xié)議將與測(cè)量的電氣特性相關(guān)的信息傳輸至其它裝置的電路，合適的過程工業(yè)通信協(xié) 議例如是4_20mA、高速可尋址遠(yuǎn)程換能器（HART?)協(xié)議、Foundation?Fieldbus、無線過程 通信協(xié)議，例如IEC62591、或其他合適的協(xié)議。
[0015]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施例的采用礦物質(zhì)絕緣電纜的壓力檢測(cè)探頭的示意 圖。圖2圖示了去除電子元件隔間12后的系統(tǒng)10。多根電線連接到在礦物質(zhì)絕緣電纜18 中從近端22延伸到遠(yuǎn)端24的多種金屬棒或?qū)w上。這些電線便于將金屬棒連接到電子元 件隔間12中的電路。金屬棒通過諸如干燥的氧化鎂（MgO)粉末之類的礦物質(zhì)彼此絕緣并 與圍繞所述金屬棒的金屬護(hù)套絕緣。礦物質(zhì)絕緣電纜的生產(chǎn)技術(shù)容易允許礦物質(zhì)絕緣電纜 長(zhǎng)度的變化。另外，較長(zhǎng)的長(zhǎng)度在探頭生產(chǎn)過程中能夠容易砍掉，以便于提供不同的探頭長(zhǎng) 度。據(jù)信礦物質(zhì)絕緣電纜可能長(zhǎng)達(dá)1米并依然能夠提供滿意的操作。礦物質(zhì)絕緣電纜18 的金屬護(hù)套30(圖3中示出）在附圖標(biāo)記20的位置處焊接到法蘭14。標(biāo)記20能夠表示 把礦物質(zhì)絕緣電纜18密封到諸如罐或管道的過程流體容器上的任何類型的密封件。因此， 電纜18的近端提供了一種密封端，該密封端能夠被密封到法蘭14上或被直接密封到過程 流體容器上。實(shí)際上，護(hù)套30可能制作的十分厚（與已知的礦物質(zhì)絕緣電纜相比）以便于 將護(hù)套30焊接到法蘭14上和排斥高的過程壓力。如圖2所示，礦物質(zhì)絕緣電纜18的遠(yuǎn)端 24連接到傳感器組件16的套管26上。套管26容納礦物質(zhì)絕緣電纜18和組件16的一個(gè) 或更多傳感器之間的互連裝置。金屬屏蔽網(wǎng)28優(yōu)選地焊接到套管26上以允許過程流體接 觸組件16的傳感器，然而另外也為了保護(hù)傳感器免受損害。
[0016]本發(fā)明的實(shí)施例在與由諸如藍(lán)寶石的單晶材料形成的基于電容的壓力傳感器結(jié) 合使用時(shí)是特別有優(yōu)勢(shì)的。當(dāng)用于這樣的壓力傳感器時(shí)，使用礦物質(zhì)絕緣電纜作為輔助密 封件具有特別的優(yōu)勢(shì)。這些壓力傳感器已經(jīng)眾所周知。例如，美國專利No. 6, 520, 020公開 了這樣一種傳感器。然而，這種壓力傳感器具有許多要求獨(dú)特的安裝和封裝方式以充分利 用的特征。最值得注意的是，壓力傳感器，憑借它的材料和設(shè)計(jì)，適合直接接觸過程流體，而 不需要使用金屬或陶瓷隔離膜片的充油的隔離系統(tǒng)。在至少一些實(shí)施例中，油的缺乏允許 這種實(shí)施例能夠承受極高的過程溫度。進(jìn)一步地，傳感器被設(shè)計(jì)成可以銅焊到壓力界墻上。 然后，黃銅接頭把過程壓力側(cè)和周圍的環(huán)境側(cè)分隔開。于是，就不要求玻璃或金屬密封件。 仍然進(jìn)一步地，壓力傳感器的至少一些設(shè)計(jì)包含一體的溫度傳感器，從而允許傳感器組件 同時(shí)檢測(cè)溫度和壓力。
[0017] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的壓力傳感探頭的壓力傳感器組件的截面圖解視圖。 金屬護(hù)套30在附圖標(biāo)記32的位置處被焊接到套管26上。金屬護(hù)套30可以由任何合適的 材料形成，這些合適的材料例如是不銹鋼，包括諸如丨nconel?(鉻鎳鐵合金）之類的鎳基 合金的其他合適的合金。雖然本發(fā)明的一些實(shí)施例使用內(nèi)徑不變的金屬護(hù)套，但護(hù)套30的 內(nèi)徑可以隨著從遠(yuǎn)端24移動(dòng)到近端22而減小。因此，過程壓力將進(jìn)一步壓緊氧化鎂填料 52,潛在地提高密封的壓力等級(jí)。
[0018] 礦物質(zhì)絕緣電纜18包含從近端22延伸到超過護(hù)套30的末端38的多根金屬棒 (導(dǎo)體）34、36。每個(gè)單獨(dú)的棒34、36分別被電耦合至，優(yōu)選地被焊接到導(dǎo)電互連件42、44 上，導(dǎo)電互連件42、44進(jìn)一步連接至壓力傳感器50上相應(yīng)的連接焊盤或跡線46,48。每根 棒34, 36通過絕緣礦物質(zhì)52與每根其他的棒34, 36和金屬護(hù)套30隔開和絕緣。壓力傳感 器50可以是已知的由諸如藍(lán)寶石之類的單晶材料形成的電容基壓力傳感器，或任何其他 的合適的壓力傳感器。在操作中，過程流體壓力沿著箭頭52所示的方向起作用以壓縮傳感 器50。這種對(duì)傳感器50的壓縮會(huì)導(dǎo)致變形，該變形造成形成傳感器50的層之間的間距改 變。導(dǎo)電板被放置到壓力傳感器50的內(nèi)表面上，使得該變形導(dǎo)致導(dǎo)電板間的電容的改變。 這種電容的改變由設(shè)置在電子元件隔間12中并經(jīng)由礦物質(zhì)絕緣電纜18連接到壓力傳感器 50的合適的電路檢測(cè)。壓力傳感器組件16可以插入到諸如管道或槽壁的過程流體容器中 并通過法蘭14安裝到過程流體容器上。然而，可以采用其它安裝技術(shù)，包括直接把電纜18 安裝到過程流體容器中的開口。進(jìn)一步地，也可以實(shí)踐本發(fā)明的將壓力傳感器組件16插入 到用于壓差流應(yīng)用中的脈沖管中的實(shí)施例。進(jìn)一步地，本發(fā)明的至少一些實(shí)施例的高溫承 受能力可以允許傳感器組件使用最少的脈沖管用在蒸汽檢測(cè)環(huán)境中。此外，在一些實(shí)施例 中，壓力傳感器50可以包括溫度傳感器，如電阻溫度檢測(cè)器，該溫度傳感器提供隨過程流 體溫度變化的諸如電阻之類的電學(xué)指示。
[0019] 如圖3所示，壓力傳感器50在附圖標(biāo)記56的位置處連接到傳感器安裝構(gòu)件或盤 54。這種連接更優(yōu)為把壓力傳感器50安裝并密封到盤54上的銅焊接頭。盤54又在附圖 標(biāo)記58的位置處焊接到套管26上。圖3中描述的結(jié)構(gòu)提供了多個(gè)有用的特征。例如，在 壓力傳感器50壞掉或以其他方式斷裂的情況中，通過傳感器安裝盤54上的孔的過程流體 將不會(huì)通過礦物質(zhì)絕緣電纜18,從而確保維持過程壓力。如圖3所示的結(jié)構(gòu)的一個(gè)附加特 征是礦物質(zhì)絕緣電纜或傳感器組件具有允許使用更輕的過程密封件（法蘭密封件）的相對(duì) 小的直徑。另外，考慮到材料減少，甚至可以以相對(duì)少的投資成本提供需要特殊材料的應(yīng)用 (如海底應(yīng)用）。仍然進(jìn)一步地，較小的結(jié)構(gòu)也便于在較小的區(qū)域內(nèi)使用。
[0020] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例制作壓力傳感探頭的一種方法的流程圖。方法100開 始于提供礦物質(zhì)絕緣電纜的方框102。礦物質(zhì)絕緣電纜的金屬護(hù)套的一部分被削減，從而暴 露了其中的礦物質(zhì)和導(dǎo)體。接下來，在方框104處，傳感器組件電連接到相應(yīng)的礦物質(zhì)絕緣 導(dǎo)體上。這種操作可以包括把柔軟的金屬互連件焊接到每個(gè)礦物質(zhì)絕緣導(dǎo)體上，然后把每 個(gè)柔軟的金屬互連件焊接到傳感器上相應(yīng)的焊盤或跡線上。在方框106處，諸如套管26之 類的套管滑動(dòng)到合適的位置中，并焊接到金屬護(hù)套上。在方框108處，優(yōu)選由干燥的礦物質(zhì) (氧化鎂）填充套管。接下來，在方框110處，諸如盤54之類的傳感器安裝盤滑到組件上。 更優(yōu)的是，傳感器安裝盤具有針對(duì)壓力傳感器的狹槽。探測(cè)器安裝盤優(yōu)選被激光焊接到套 管上。在方框112處，傳感器被銅焊到端蓋上。最后，在方框114處，屏蔽網(wǎng)或其他合適的 保護(hù)構(gòu)件焊接到傳感器安裝盤以完成壓力傳感器組件。礦物質(zhì)絕緣電纜的近端簡(jiǎn)單地通過 諸如法蘭14之類的法蘭上的孔，并焊接到該法蘭上的孔。
[0021] 迄今為止，所描述的本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種直接接觸過程流體的傳感器。然 而，采用提供隔離流體填充式隔離系統(tǒng)的實(shí)施例仍然可以具有一些優(yōu)勢(shì)。例如，隔離流體填 充系統(tǒng)提供另一種過程屏障。進(jìn)一步地，隔離流體填充系統(tǒng)將會(huì)減小或削弱溫度傳感器對(duì) 于熱力瞬變的反應(yīng)。
[0022] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的壓力傳感探頭的壓力傳感器組件的截面圖 解視圖。圖5所示的實(shí)施例與圖3所示的實(shí)施例有些相似，并且相似的元件編號(hào)相似。壓 力傳感器50被由隔離流體容納系統(tǒng)204包含的隔離流體206圍繞。隔離流體容納系統(tǒng)204 優(yōu)選地包括圓筒形波紋管，所述圓筒形波紋管對(duì)過程流體壓力做出反應(yīng)，因此會(huì)把過程流 體壓力傳遞給傳感器50而不需要讓過程流體實(shí)際接觸傳感器50。隔離流體填充結(jié)構(gòu)204 更優(yōu)由適合暴露于過程流體中的金屬形成，這種金屬例如是鎳基合金，如Incone：l?i(鉻鎳 鐵合金），并且隔離流體填充結(jié)構(gòu)204通過使用諸如電阻點(diǎn)焊（RSW)的任何合適的技術(shù)焊接 到盤54上。結(jié)構(gòu)204提供了第一個(gè)失效屏障。把壓力傳感器50連接到板54的銅焊接頭提 供了第二個(gè)屏障，并且礦物質(zhì)絕緣電纜18還提供了防止過程流體進(jìn)入電子元件殼體12的 第三個(gè)屏障。取決于最終的要求，結(jié)構(gòu)204可以有任意合適數(shù)量的波紋，范圍是從沒有波紋 (一個(gè)簡(jiǎn)單的薄箔圓筒）到一個(gè)充分展開的、由合適的材料（如鎳基合金，例如丨nconel? ) 形成并具有順從性的金屬波紋管。這種波紋管可以在市場(chǎng)上買到并且能夠通過包括電阻點(diǎn) 焊的任何合適的技術(shù)連接到板54上。在一個(gè)實(shí)施例中，通過裝料口 208填充圖5所示的隔 離流體填充結(jié)構(gòu)，然后密封裝料口 208。在一個(gè)實(shí)施例中，隔離流體包括油。
[0023] 圖5和圖3的另一個(gè)不同是屏蔽網(wǎng)28已被一個(gè)更耐用的穿孔蓋子200替代，所述 蓋子具有穿過該蓋子的多個(gè)穿孔202,所述多個(gè)穿孔202允許過程流體進(jìn)入傳感器50。然 而，屏蔽網(wǎng)28和蓋子200僅僅是能夠用于保護(hù)傳感器50免受機(jī)械損害同時(shí)允許過程流體 進(jìn)入傳感器的保護(hù)結(jié)構(gòu)的示例。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以使用其他合適的、能夠執(zhí)行相同 功能的結(jié)構(gòu)。
[0024] 圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制作圖5中的壓力傳感探頭的方法的流程圖。方法 250開始于方框252,其中由單晶材料形成的電容基壓力傳感器銅焊到諸如板54之類的傳 感器安裝盤上。接下來，在方框254處，諸如礦物質(zhì)絕緣電纜18的礦物質(zhì)絕緣電纜電連接 到傳感器上。在一些實(shí)施例中，這種電連接包括提供焊接到礦物質(zhì)絕緣電纜的棒/導(dǎo)體和 傳感器50上相應(yīng)的焊盤或跡線的小的柔性電線。此外，更優(yōu)的是，一旦完成電連接，提供一 個(gè)套管并用干燥的粉末狀礦物質(zhì)填充該套管。在方框256處，套管滑動(dòng)到合適的位置中并 焊接到礦物質(zhì)絕緣電纜18的金屬護(hù)套和傳感器安裝板上。在方框258處，波紋管組件焊接 到傳感器安裝板上。然后，由基本上不可壓縮的隔離流體，如硅油，填充波紋管組件，并在附 圖標(biāo)記260處密封該波紋管組件。接下來，在方框262處，諸如穿孔蓋子202的穿孔蓋子焊 接到傳感器安裝板。與圖3所描述的實(shí)施例相比，所形成的隔離液體填充結(jié)構(gòu)提供了一種 附加的過程屏障。另外，考慮到隔離流體的熱質(zhì)量，與圖3的實(shí)施例相比，認(rèn)為安裝在傳感 器50內(nèi)的任何溫度傳感器會(huì)對(duì)熱力瞬變具有衰減的響應(yīng)。
[0025]雖然已經(jīng)參照優(yōu)選的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在不 背離本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的情況下可以在形式和詳細(xì)上進(jìn)行改變。例如，盡管已經(jīng)相 對(duì)于連接到礦物質(zhì)絕緣電纜上的單個(gè)傳感器（具有壓力檢測(cè)結(jié)構(gòu)，以及可選擇地具有溫度 檢測(cè)結(jié)構(gòu)）描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但值得注意的是，可以獲得具有多于單個(gè)壓力/溫度 傳感器所需要的芯體/棒的商用礦物質(zhì)絕緣電纜。于是，本發(fā)明的實(shí)施例也包括在礦物質(zhì) 絕緣電纜的遠(yuǎn)端處或附近提供多個(gè)壓力或溫度傳感器。甚至當(dāng)提供這種實(shí)施例時(shí)，認(rèn)為具 有半英寸或更小直徑的單個(gè)礦物質(zhì)絕緣電纜可以提供必需的電連接。這里所展示的法蘭僅 僅是用于把礦物質(zhì)絕緣電纜連接載送過程流體的過程流體容器的示例性技術(shù)。示例性過程 流體容器包括罐或管道。在一個(gè)示例配置中，礦物質(zhì)絕緣電纜的近端能夠被直接密封到過 程流體器皿的開口。多于一種類型的干燥絕緣礦物質(zhì)可以被用到該裝置的不同位置處。
【權(quán)利要求】
1?一種壓力測(cè)量系統(tǒng)，包括： 壓力傳感器組件，所述壓力傳感器組件能夠延伸到過程流體內(nèi)，所述壓力傳感器組件 具有電特性隨著過程流體壓力變化的壓力傳感器； 礦物質(zhì)絕緣電纜，所述礦物質(zhì)絕緣電纜包括具有近端和連接至壓力傳感器組件的遠(yuǎn)端 的金屬護(hù)套，所述礦物質(zhì)絕緣電纜具有通過干燥的電絕緣的礦物質(zhì)彼此隔開的多個(gè)導(dǎo)體， 所述多個(gè)導(dǎo)體電耦合至壓力傳感器并在金屬護(hù)套內(nèi)延伸； 其中，金屬護(hù)套的近端被構(gòu)造成用于密封地連接到過程流體容器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力測(cè)量系統(tǒng)，包括過程法蘭，該過程法蘭具有穿過該過程 法蘭的孔，并且其中金屬護(hù)套的近端被密封地連接到過程法蘭，并且過程法蘭被構(gòu)造成用 于密封地連接到過程流體容器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力測(cè)量系統(tǒng)，其中隨過程流體壓力變化的所述電特性是電 容。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓力測(cè)量系統(tǒng)，其中所述壓力傳感器由單晶材料形成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力測(cè)量系統(tǒng)，其中所述壓力傳感器被銅焊至傳感器安裝構(gòu) 件中的孔，并且其中銅焊接頭形成主過程流體密封件，而礦物質(zhì)絕緣電纜形成輔助過程流 體密封件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓力測(cè)量系統(tǒng)，進(jìn)一步包括焊接到傳感器安裝構(gòu)件上和焊接 到礦物質(zhì)絕緣電纜的金屬護(hù)套上的套管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓力測(cè)量系統(tǒng)，其中所述套管保護(hù)礦物質(zhì)絕緣電纜到壓力傳 感器的電連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓力測(cè)量系統(tǒng)，其中所述套管填充有干燥的絕緣礦物質(zhì)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓力測(cè)量系統(tǒng)，其中所述單晶材料是藍(lán)寶石。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力測(cè)量系統(tǒng)，其中所述壓力傳感組件包括與礦物質(zhì)絕緣 電纜電連接的溫度敏感元件。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力測(cè)量系統(tǒng)，其中所述金屬護(hù)套由不銹鋼形成。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力測(cè)量系統(tǒng)，其中所述金屬護(hù)套具有恒定的內(nèi)徑。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力測(cè)量系統(tǒng)，其中所述金屬護(hù)套具有從遠(yuǎn)端到近端減小 的內(nèi)徑。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力測(cè)量系統(tǒng)，其中所述礦物質(zhì)是氧化鎂。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力測(cè)量系統(tǒng)，進(jìn)一步包括連接到壓力傳感器組件以保護(hù) 壓力傳感器的屏蔽網(wǎng)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力測(cè)量系統(tǒng)，進(jìn)一步包括連接到壓力傳感器組件的穿孔 端蓋。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力測(cè)量系統(tǒng)，進(jìn)一步包括包圍壓力傳感器的隔離流體填 充系統(tǒng)，所述隔離流體填充系統(tǒng)把過程壓力傳遞到壓力傳感器，但將壓力傳感器與過程流 體隔離。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的壓力測(cè)量系統(tǒng)，其中所述隔離流體填充系統(tǒng)包括多個(gè)波紋 管。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的壓力測(cè)量系統(tǒng)，其中所述隔離流體填充系統(tǒng)由鉻鎳鐵合金 形成。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力測(cè)量系統(tǒng)，進(jìn)一步包括耦合至礦物質(zhì)絕緣電纜的第二 壓力傳感器組件。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的壓力測(cè)量系統(tǒng)，其中所述礦物質(zhì)絕緣電纜具有約0. 5英寸 或更小的直徑。
22. -種形成壓力測(cè)量系統(tǒng)的方法，所述方法包括下述步驟： 提供一段礦物質(zhì)絕緣電纜； 剝?nèi)サV物質(zhì)絕緣電纜一部分以訪問礦物質(zhì)絕緣電纜中的多個(gè)導(dǎo)體； 提供具有多個(gè)導(dǎo)電焊盤的壓力傳感器； 把礦物質(zhì)絕緣電纜的相應(yīng)的導(dǎo)體電耦合至壓力傳感器的導(dǎo)電焊盤以形成互連區(qū)域； 圍繞互連區(qū)域定位一套管； 將套管連接到礦物質(zhì)絕緣電纜的金屬護(hù)套上； 將傳感器安裝構(gòu)件定位在套管的末端處，并將傳感器安裝構(gòu)件連接到套管上；以及 將壓力傳感器銅焊到傳感器安裝構(gòu)件上。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，包括用干燥的礦物質(zhì)粉末填充套管的步驟。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，進(jìn)一步包括將礦物質(zhì)絕緣電纜穿過過程法蘭中的孔 并將礦物質(zhì)絕緣電纜的護(hù)套連接到過程法蘭上的步驟。
25. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，進(jìn)一步包括鄰近壓力傳感器連接屏蔽網(wǎng)的步驟。
26. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，并進(jìn)一步包括提供圍繞壓力傳感器設(shè)置的隔離流體 容納系統(tǒng)并用隔離流體填充隔離流體容納系統(tǒng)的步驟。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，并進(jìn)一步包括將穿孔的端蓋連接到隔離流體容納系 統(tǒng)上的步驟。
28. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，并進(jìn)一步包括將礦物質(zhì)絕緣電纜的近端密封地安裝 到過程流體容器上的步驟。
【文檔編號(hào)】H01B7/20GK104515637SQ201410085849
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】馬克·斯蒂芬·舒馬赫, 大衛(wèi)·安德魯·布羅登 申請(qǐng)人:羅斯蒙特公司