示出了测量电路112,该测量电路112被电联接到传感器102、104。测量电 路112被构造为确定来自两个传感器102U04的输出之间的差值。例如，传感器102U04 的电容之间的差值。该差值与由每一个传感器102U04所感测到的压力之间的差值相关。 该压差可与如上所述的牺牲涂层108的腐蚀量相关。输出114被提供为与被测量的腐蚀相 关。该输出可以被本地地使用，或者使用已知技术传送到远程位置。此种技术包括在包含 无线过程控制回路的过程控制回路上进行传送。过程控制回路的特定类型的示例包括双线 4-20mA回路，根据丨丨ART?通信协议、现场总线协议而进行通信的回路，以及诸如根据包 括IEC62591标准在内的无线丨丨ΛΚ?Φ通信协议等的无线技术。
[0034] 根据另一实施例，图2是被构造为腐蚀传感器或测量系统130的压力变送器132 的侧视剖视图。变送器132包括压差传感器134,该压差传感器134具有被联接到测量电 路136的电输出。在图2中示出的压差传感器134包括隔膜159 (在图2中未示出），该隔 膜根据平衡其两侧之间的内部压力而相应地偏转。压力传感器134经由毛细管142和144 联接到第一远程密封件140。管142和144可以被填充有例如处于背压下的隔离填充流体。 变送器132包括联接到不锈钢法兰148的隔离隔膜146。第二远程密封件150经由毛细管 152、154和隔离隔膜156被流体地联接到压力传感器134。毛细管142、152在焊接点157 被焊接到法兰148。远程密封件140、150分别包括暴露向腐蚀过程流体的各自的压力敏感 膜160、162。膜160U62被构造为响应于施加的外部或内部压力而偏转。膜160U62的偏 转量经由它们各自的毛细管142、144、152、154作为压力的改变被流体地传送到压差传感 器134。压差传感器134具有诸如电容的电特征，该电容根据所施压的压力的任何不平衡而 进行改变。
[0035] 膜160、162被构造为使得：受向腐蚀流体暴露的影响，膜中的一个（例如牺牲隔膜 160)的偏转量响应于所施加的外部或内部压力将以如下的方式发生改变：该偏转量比"基 准"膜162的偏转量大。这可以通过任何适当的技术实现。例如，膜160可以是由以比膜 162的腐蚀速率快的速率被腐蚀的材料制成的。在另一示例性构造中，膜162大致比膜160 厚，但是由相同的材料制成。另一物理特性可以被采用，以实现在腐蚀和传感器对基于平衡 内部压力的偏转的响应之间的期望的关系。例如，膜的表面积或直径可以按照需要进行改 变。
[0036] 在图2中示出的腐蚀测量系统130可以基于未受压的系统并且响应于由腐蚀过程 流体自身所施加的压力而做出反应。如上所述，在另一示例性构造中，毛细管142、144、152 和154在背压下被填充有油填充流体。在此种构造中，过程流体不受压的系统中的腐蚀可 以被测量。具体地，膜160响应于所施加的背压而偏转的量将随着膜160被腐蚀而发生改 变。
[0037] 因为压差传感器134的极度敏感性，因此该构造是可行的。传感器的腔体深度（d) 在图3中被示意性示出。该深度是范围相关的，但是大约是4蜜耳（0.004英寸）。假定中 心隔膜159从0到URL (最大极限范围）的移动量是0.004英寸（约等于1〇Λι)。特定传感 器的精度规格可以是上述范围的1/10的〇. 025%。因此，系统可以分辨10-5m的0. 025% ( = 0· 00025*0. 00001 = 2. 5nm =中心隔膜 159 的移动量的 25 埃（angstrom))。
[0038] 该计算示出了传感器的精度。然而，感兴趣的计算是与材料损失成比例的油的 体积位移。由于偏转的圆形隔膜而发生的体积量改变可以近似于圆柱体的一半=(1/2) πΛ，其中，r ^ Icm= 10_2m，并且h= 10_5m。如上所述，该系统可以分辨该体积的0. 025%。 这等于4xl(T13m3= 4xl(T4mm3。然而，当进行诸如温度效应和长时期稳定性的长时间测量时， 应当对其他的误差留出余量。
[0039] 腐蚀速率经常表现为每年几蜜耳。每年一蜜耳在一个应用中可以被认为是非常 优秀的，但是在不同的应用中可能认为是非常严重的。测量的两个关键元素是腐蚀敏感度 (由分辨率和电容传感器的稳定性所限定的最小可测量腐蚀速率）和腐蚀范围（由电容传 感器的中心隔膜的行程量所限定的可测量腐蚀的最大量）。总体上，一个属性的提高导致其 他属性的损耗。
[0040] 为该设计建模是复杂的，因为薄膜产生卷曲效应。如下示出的简化等式用于解释 测量能力和设计权衡（trade-off·)。对于一个传感器而言，中心隔膜刚度S。远小于隔离件 刚度S1，探测到的压差为：
[0041]
[0042] 其中，P是背压（内部压力），St是由腐蚀所造成的隔离件厚度的改变，并且t是 原始隔离件厚度。S。的值可以由传感器的以往建模而确定并且是范围相关的。
[0043] 用于夹紧边缘膜的隔离件刚度&是
[0044]
[0045] 其中，E是具有半径r、厚度t和泊松常数V的隔离件的杨氏模量。
[0046] 该模型显示了一些已知因数基于牺牲隔离件材料，并且一些变量基于设计权衡 量，包括背压、传感器范围、隔离件直径和由于腐蚀而引起的可探测的厚度改变。
[0047] 例如，对于1英寸直径、0.05英寸厚度、连接到典型传感器的并且被填充有 6000psi的背压的碳钢牺牲隔离件而言，隔离件膜厚度的0. 001英寸的损失会产生I. 44psi 的压差，或40英寸的水。这是范围2的250英寸的水的1/6。因此，对于该设计而言，腐蚀 范围（可测量腐蚀的最大量）可以大约是0.006英寸。该传感器可以测量40英寸的水，精 度为0. 02英寸水的0. 05 %。因此，对于该设计而言，腐蚀敏感度（最小的可测量腐蚀速率） 可以是大约〇. 05% *365天=0. 18天（大约4,4小时）以探测0. 001英寸的年度速率。
[0048] 图4示出了使用压差变送器132的腐蚀测量系统130的另一示例性实施例。如图 4所示的实施例的构造与如图2所示的构造类似。然而，在图4的构造中，腐蚀传感（牺牲） 膜160和基准膜162被安装在变送器132的法兰170上。在图4的构造中，标准压力变送 器132可以被修改为包括腐蚀感测膜160和基准膜162。另外，如果在过程流体流和膜160 之间存在空间，那么这可以降低膜160所经历的腐蚀量。例如，如果连接管件被用于将牺牲 膜160联接到过程流体流，那么连接件内的流动与过程自身中的过程流体的流动相比是较 迟钝的。因此，牺牲膜160可以以较慢的速率被腐蚀，因为其暴露向比过程中的其他部件少 的腐蚀过程流体。
[0049] 图5示出了使用压差变送器132的腐蚀测量系统130的另一示例性实施例。在图 5的构造中，细长管180、182被构造为延伸到过程流体中。管180是腐蚀感测管，并且管182 是基准管。管180和182优选地分别被填充有插入件184、186。管180、182是中空的并且 被填充有可流体地联接到毛细管144U54的过程流体。插入件184U86可以被构造为降低 过程流体的量因此降低由填充流体中的体积改变而引起的温度效应。管180U82可以是任 意形状并且不限于圆柱形状。
[0050] 管180U82的外壁用作一种类型的膜并且在压力的作用下偏转。腐蚀感测管180 的壁的厚度比基准管182的厚度小。因此，如果管180、182由相同的材料制成，那么管180、 182将以相同的速率被腐蚀。然而，腐蚀感测管180与管182相比随着腐蚀的进行响应于 内部压力将更多地偏转。这造成了管180在给定的背压下将比管182对腐蚀更加敏感。管 180U82可以由任何适当的材料形成，包括例如碳钢。用于插入件184U86的材料可以视 情况而被选择，并且在一些构造为可以被构造为以补偿温度的变化的形式膨胀或收缩。管 180、182在