用于压力变送器的远传装置、远传压力变送器和测量系统的制作方法

本发明涉及流量测量技术领域，尤其涉及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。

背景技术：

在核电领域中，对于快中子反应堆的冷却系统，由于液态金属钠具有优良的热工特性而成为快中子反应堆技术中首选的冷却剂。当快中子反应堆运行时，冷却系统回路的温度一般可高达500℃以上。对于冷却系统压力参数的测量，则需要使用耐高温性能的压力变送器。高温压力变送器主要取决于内部的充灌液，常规压力变送器是以硅油为充灌液，其耐热性能仅能达到300℃以下，因此难以适应以上应用环境。现在市场上的耐高温型压力变送器，其内部充灌液一般也都属于低熔点、高沸点液态金属，并且多数以钠钾合金、水银为主。对于采用钠钾合金充灌液的高温变送器，其中的钠钾合金充灌液容易与水或潮湿空气接触，并且一旦接触就会发生燃烧、爆炸，因此导致安全性太差，在运输、储藏、使用等方面将存在极大的风险。对于水银来讲，不仅由于有毒而会对人体容易造成伤害，而且其本身也属于国家明令禁止使用的危化品。因此，这些目前市场上普通使用的这些压力变送器测量设备内部的充灌液都不适合用于例如快中子反应堆的冷却系统等高温场合。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了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，从而可以解决或者至少缓解了现有技术中存在的上述问题或者其他方面的问题中的一个或多个。

首先，根据本发明的第一方面，它提供了一种用于压力变送器的远传装置，其布置在压力变送器和与待测流体相连通的引压管之间，所述远传装置包括：

第一部分，其与所述引压管相连，并且具有第一膜片和密封填充有第一流体的第一腔体，所述第一膜片设置在所述第一腔体和所述引压管之间，用于使得所述引压管内的待测流体与所述第一流体相隔离并向所述第一流体传递压力；以及

第二部分，其与所述第一部分相连，并且具有第二膜片和填充有第二流体且与所述压力变送器相连通的第二腔体，所述第二流体的耐热性能不高于所述第一流体，所述第二膜片设置在所述第一腔体和所述第二腔体之间，用于使得所述第一流体与所述第二流体相隔离并向所述第二流体传递压力。

在根据本发明所述的用于压力变送器的远传装置中，可选地，所述第一部分还具有用于使所述第一腔体向外散热的散热部。

在根据本发明所述的用于压力变送器的远传装置中，可选地，所述散热部包括设置在所述第一部分的外表面上的一个或多个环形凹槽。

在根据本发明所述的用于压力变送器的远传装置中，可选地，所述第一膜片被焊接在所述第一部分朝向所述引压管一侧的端部上，并且所述第二膜片被焊接在所述第二部分朝向所述第一部分一侧的端部上。

在根据本发明所述的用于压力变送器的远传装置中，可选地，所述第一膜片的截面尺寸大于所述第二膜片的截面尺寸。

在根据本发明所述的用于压力变送器的远传装置中，可选地，所述第一部分上设置有第一可密封开口，其与所述第一腔体相连通用于充灌所述第一流体，并且/或者所述第二部分上设置有第二可密封开口，其与所述第二腔体相连通用于充灌所述第二流体。

在根据本发明所述的用于压力变送器的远传装置中，可选地，所述第二腔体通过毛细管与所述压力变送器相连通。

在根据本发明所述的用于压力变送器的远传装置中，可选地，所述第一腔体内填充有液态金属镓，所述第二腔体内填充有硅油。

其次，根据本发明的第二方面，它提供了一种远传压力变送器，所述远传压力变送器包括如以上任一项所述的用于压力变送器的远传装置。

另外，根据本发明的第三方面，它提供了一种测量系统，所述测量系统中设置有一个或多个如以上所述的远传压力变送器。

从与附图相结合的以下详细描述中，将会清楚地理解根据本发明的各技术方案的原理、特点、特征以及优点等。本发明采用了双腔体隔离传压结构，并且可通过使用两种耐热性能不同的流体(如液态金属镓和硅油等)作为传压介质，从而能够适用于例如快中子反应堆的冷却系统等高温应用环境，其不仅结构紧凑，易于制造、安装和操作使用，而且测量数据准确可靠，尤其所使用的流体材料符合安全环保要求。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明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，而不必要依比例进行绘制。

图1是一个根据本发明的远传压力变送器实施例的结构组成示意图，其中同时示出了引压管的剖视结构。

图2是图1所示的远传压力变送器实施例中的远传装置示例的剖视结构示意图。

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明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发明形成任何的限制。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。

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，本发明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发明的更多实施例是在本文的记载范围之内。

请结合参考图1和图2，在这两个附图中分别示意性地给出了一个根据本发明的远传压力变送器示例和装设在其中的远传装置示例的大致构成情况，下面将通过以上这些实施例对本发明进行示范性说明。

如图1所示，在该远传压力变送器100中，它可包括远传装置1和压力变送器2，该压力变送器2可采用任何可用的现有压力变送器，而远传装置1则是根据本发明来进行创新性设计和制造的，可以通过诸如毛细管(如不锈钢软态毛细管)等连接件将该远传装置1和压力变送器2二者连接在一起，以使得压力变送器2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1获取到流体压力信号。

具体来讲，如图1和图2所示，远传装置1可以具有两个组成部分，即第一部分11和第二部分12，可以采用例如焊接等任何适宜的连接方式将第一部分11安装连接到与待测流体(如液态金属钠等)相连通的引压管4上，并且将第二部分12与上述的压力变送器2保持连接。

对于第一部分11来讲，它设置有第一膜片111和第一腔体112。通过提供第一膜片111和随后提及的第二膜片121，可使用例如焊接等方式用它们固装到第一部分11上，从而封装第一腔体112的两端，以便形成用来填充第一流体(如耐高温的液态金属镓等)的密封空间。借助于上述的第一膜片111，可以使得在引压管4内流动的待测流体与第一腔体112内的第一流体二者相互隔离开，并且同时通过第一膜片111与该待测流体之间的接触可将该待测流体的压力传递给该第一流体。当需要应用到高温环境下时，由于与第一膜片111进行接触的第一流体可能具有很高的工作温度(例如达到300℃或者更高)，因此第一膜片111可采用适于耐受所预期的高温环境的材料(如耐高温的不锈钢材料等)来制成。

对于第二部分12来讲，可以通过例如焊接、铆接、螺接等一种或多种连接方式将它与第一部分11连接在一起。该第二部分12设置有第二膜片121和第二腔体122，并且可在第二腔体122内填充第二流体(如硅油等)。可将第二膜片121布置在以上两个腔体之间，以使得它们各自的第一流体和第二流体彼此隔离开，并且同时通过第二膜片121与第一流体之间的接触可将第一流体的压力传递给第二流体。当处于高温应用环境下时，由于第二部分12不与可能具有很高工作温度的第一流体直接接触，因此尽管第二膜片121可同样采用与第一膜片111相同的耐高温材料制成，但是它也可以选择与第一膜片111所用材料不相同的耐热性能相对较低的其他材料(如普通金属材料等)来制成。

请参考图2，在可选情形下，可以考虑在远传装置1的第一部分11上设置散热部110，以便进一步促进从第一腔体112向外排散热能。仅作为举例说明，例如可以在第一部分11的外表面上构造一个或多个环形凹槽，由此能够有效增加第一部分11的表面散热面积，从而使得远传装置1能更充分地与外界进行换热，达到更快速降温的目的。

通过采用以上结构布置方式，该远传装置1形成了相当有效的双隔离腔体的传压结构。即，例如快中子反应堆的冷却系统等高温应用现场的流体压力作用于可耐受高温的第一膜片111，然后通过可耐受高温的第一流体将压力传递至第二膜片121，接着再通过可处于常温状态下的第二流体将压力传递至压力变送器2，从而能够实现压力测量目的。由于第一流体可以耐承受现场的高温，并且还能通过可选的散热部110进一步降温后将压力传递至第二膜片121以及第二流体，此时的介质温度能够下降到第二流体的适用范围内，从而可以有效保障压力传递的准确性和可靠性。当上述的第一流体和第二流体分别选用液态金属镓和硅油时，这两种液体都属于性质稳定并且符合安全环保要求的传压介质，因此可以保证在测量环境和操作上安全可靠。

需要指出的是，以上仅是基于图1和图2中阐示的实施例来对本发明进行了示范性说明，但是应当理解的是，在不违背本发明主旨的情况下，可以根据实际应用需求来进行灵活的设计、修改或调整。

举例而言，虽然在实际应用时，可以将上述的第一流体(或第二流体)一次性地充灌到第一腔体112(或第二腔体122)内，然后将腔体密封后投入使用，但是作为可选情形，可以如图2所示地在第一部分11上设置可密封开口113，以便经由其将第一流体充灌到第一腔体112内，然后再使用例如密封盖件等将该可密封开口113进行密封，这对于方便实施流体充灌操作，特别是在日后需要补充充灌流体时，都是相当有利的。与之类似，可以在第二部分12上设置第二可密封开口123，以便于在需要时将第二流体充灌到第二腔体122内。

又比如，在具体应用场合下，第一膜片111和第二膜片121可以具有完全相同或者不相同的结构尺寸，例如可将第二膜片121构造成其截面尺寸比第一膜片111小，这将有利于使得远传装置1在整体结构上更加小巧紧凑。

再举例来讲，根据本发明的远传装置可单独进行设计、制造和销售，虽然它非常适合用于例如快中子反应堆的冷却系统等高温应用环境，并且因此允许在诸如如以上讨论的第一流体、第二流体、第一膜片、第二膜片等方面进行相应的选择和设计，但是应当说明的是，本远传装置也同样适合在非高温应用环境下使用，此时第一流体和第二流体可使用耐热性能相对较低的流体材料，并且它们可选择相同的流体，也可选择不相同的流体。

此外，根据本发明的设计思想，还提供了一种远传压力变送器，在该远传压力变送器中设置有根据本发明所设计提供的远传装置，从而可以在例如非常方便、灵活且安全地进行现场使用而无需增加其他的附件，例如可将其用于核电行业液态金属钠冷却快堆系统高温回路中的压力测量和监测等，由此可以给核电行业等诸多行业领域带来更为环保和安全保障，从而实现如前所述的本发明明显优于现有技术的突出优势。

另外，根据本发明的设计思想，也提供了一种测量系统，可以在该测量系统上配置使用一个或多个根据本发明所设计提供的远传压力变送器，以便实现如以上讨论的本发明的这些突出优势。

以上仅以举例方式来详细阐明根据本发明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发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明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发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。