CN110383028B - 输出误差减小的具有过压保护的压力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种装置，所述装置包括传感器主体(206)、被配置成测量差压的传感器(204)、以及所述传感器主体中或上的第一压力输入和第二压力输入。所述压力输入被配置成向所述传感器提供多个输入压力。每个压力输入包括被配置成响应于压力而移动的屏障隔膜(208,210)，以及被配置成限制所述屏障隔膜的移动的过载隔膜(216,218)。所述过载隔膜还被配置成抵靠所述传感器主体施加预紧力。每个压力输入的所述过载隔膜可以包括多个褶皱。所述褶皱的基部(502)可以被配置成提供所述预紧力，并且所述褶皱的顶部可以通过间隙(504)与所述传感器主体分离。不相邻的所述褶皱的顶部(602)可以被配置成提供所述预紧力，并且所述不相邻的褶皱之间的所述褶皱的顶部可以通过间隙(604)与所述传感器主体分离。

Description

输出误差减小的具有过压保护的压力传感器

相关申请的交叉引用和优先权要求

本专利申请根据35U.S.C.§119(e)要求以下美国临时专利申请的优先权：

-2017年3月10日提交的美国临时专利申请62/469,716；

-2017年3月10日提交的美国临时专利申请62/469,954；

-2017年3月10日提交的美国临时专利申请62/470,080；以及

-2017年3月10日提交的美国临时专利申请62/470,089。

所有这些临时申请据此全文都通过引用方式并入。

技术领域

本公开整体涉及压力传感器。更具体地，本公开涉及输出误差减小的具有过压保护的压力传感器。

背景技术

差压变送器通常通过向传感器提供两个压力值来操作。传感器将两个压力值之间的差异转换成电信号，该电信号然后可以进行附加的信号处理。为了实现最佳灵敏度，传感器可以在可导致传感器故障的差压附近操作。为避免损坏传感器，可以采用过压机构来限制输入传感器的差压。

虽然存在各种过压保护机构，但这些机构中的一些导致在从压力传感器输出的差压测量值中生成小误差。由于昂贵的机加工操作，这些机构中的其他机构实施起来很昂贵。此外，这些机构中的一些在特定操作状况下就是不可靠的，并且仍然允许发生传感器损坏。

发明内容

本公开提供了输出误差减小的具有过压保护的压力传感器。

在第一实施方案中，装置包括传感器主体和被配置成测量差压的传感器。装置还包括传感器主体中或上的第一压力输入和第二压力输入，其中压力输入被配置成向传感器提供多个输入压力。每个压力输入包括被配置成响应于压力而移动的屏障隔膜，以及被配置成限制屏障隔膜的移动的过载隔膜。过载隔膜被配置成抵靠传感器主体施加预紧力。

在第二实施方案中，系统包括歧管和安装到歧管的压力传感器。压力传感器包括传感器主体和被配置成测量差压的传感器。压力传感器还包括传感器主体中或上的第一压力输入和第二压力输入，其中压力输入被配置成向传感器提供多个输入压力。每个压力输入包括被配置成响应于压力而移动的屏障隔膜，以及被配置成限制屏障隔膜的移动的过载隔膜。过载隔膜被配置成抵靠传感器主体施加预紧力。

在第三实施方案中，方法包括将多个输入压力传送到传感器以及使用传感器来测量差压。使用传感器主体中或上的第一压力输入和第二压力输入来传送多个输入压力。每个压力输入包括被配置成响应于压力而移动的屏障隔膜，以及被配置成限制屏障隔膜的移动的过载隔膜，其中过载隔膜抵靠传感器主体施加预紧力。

从以下附图、描述和权利要求书中，本领域的技术人员可容易地清楚其他技术特征。

附图说明

为了更完整地理解本公开，现在参考以下结合附图来进行的描述，在附图中：

图1示出了根据本公开的示例性工业过程控制和自动化系统；

图2示出了根据本公开的示例性差压传感器；

图3示出了根据本公开的差压传感器中的示例性保护机构；

图4示出了根据本公开的具有过压保护的差压传感器的示例性操作；

图5和图6示出了根据本公开的用于减小或最小化来自具有过压保护的差压传感器的压力测量值误差的示例性技术；

图7示出了根据本公开的具有过压保护的差压传感器的示例性使用；并且

图8示出了根据本公开的用于输出误差减小的过压保护的示例性方法。

具体实施方式

图1至图8(下文所讨论)以及用于描述本发明在该专利文献中的原理的各种实施方案仅以例证的方式进行，并且不应理解为以任何方式限制本发明的范围。本领域的技术人员将理解，本发明的原理可在任何类型的适当布置的设备或系统中实现。

图1示出了根据本公开的示例性工业过程控制和自动化系统100。如图1所示，系统100包括有利于生产或加工至少一种产品或其他材料的各种部件。例如，系统100可用于促进对一个或多个工业厂房中的部件的控制。每个工厂表示一个或多个加工设施(或其一个或多个部分)，诸如用于生产至少一种产品或其它材料的一个或多个制造设施。一般来说，每个工厂可实现一个或多个工业过程并且可单独地或共同地称为过程系统。过程系统通常表示被配置成以某种方式加工一种或多种产品或其他材料的其任何系统或其部分。

在图1中，系统100包括一个或多个传感器102a和一个或多个致动器102b。传感器102a和致动器102b表示过程系统中可执行各种各样的功能中的任一种功能的部件。例如，传感器102a可以测量过程系统中的各种各样的特性，诸如压力、温度或流量。另外，致动器102b可以改变过程系统中的各种各样的特性。传感器102a中的每个传感器包括用于测量过程系统中的一个或多个特性的任何合适的结构。致动器102b中的每个致动器包括用于在过程系统中对一个或多个条件进行操作或影响的任何合适的结构。

至少一个网络104耦接到传感器102a和致动器102b。网络104有利于与传感器102a和致动器102b的交互。例如，网络104可输送来自传感器102a的测量数据并向致动器102b提供控制信号。网络104可以表示任何合适的网络或网络的组合。作为特定示例，网络104可表示至少一个以太网网络、电信号网络(诸如HART或基金会现场总线网络)、气动控制信号网络、或任何其他或附加一种或多种类型的一个或多个网络。

系统100还包括各种控制器106。控制器106可在系统100中使用以执行各种功能以便控制一个或多个工业过程。例如，第一组控制器106可使用来自一个或多个传感器102a的测量值来控制对一个或多个致动器102b的操作。第二组控制器106可用于优化由第一组控制器执行的控制逻辑或其它操作。第三组控制器106可用于执行附加的功能。

控制器106通常分层布置在系统中。例如，不同的控制器106可用于控制各个致动器、形成机器的致动器的集合、形成单元的机器的集合、形成工厂的单元的集合，以及形成企业的工厂的集合。控制器106的分层布置的特定示例被定义为过程控制的“普渡”模型。不同分层水平中的控制器106可以经由一个或多个网络108和相关联的开关、防火墙和其它部件进行通信。

每个控制器106包括用于控制工业过程的一个或多个方面的任何合适的结构。例如，控制器106中的至少一些控制器可表示比例积分微分(PID)控制器或多变量控制器，诸如鲁棒多变量预测控制技术(RMPCT)控制器或实现模型预测控制或其他高级预测控制的其他类型的控制器。作为特定示例，每个控制器106可表示运行实时操作系统、WINDOWS操作系统或其它操作系统的计算设备。

操作者对系统100的控制器106和其他部件的访问和交互可经由各种操作者控制台110进行。每个操作者控制台110可用于向操作者提供信息以及从操作者接收信息。例如，每个操作者控制台110可向操作者提供识别工业过程的当前状态的信息，诸如各种过程变量的值和警告、警报或与工业过程相关的其他状态。每个操作者控制台110也可以接收影响如何控制工业过程的信息，诸如通过接收由控制器106控制的过程变量的设定值或控制模式或接收改变或影响控制器106如何控制工业过程的其他信息。

多个操作者控制台110可被分组在一起并在一个或多个控制室112中使用。每个控制室112可包括任何合适布置方式的任意数量的操作者控制台110。在一些实施方案中，可使用多个控制室112来控制工业厂房，诸如当每个控制室112包含用于管理工业厂房的分立部分的操作者控制台110时。

每个操作者控制台110包括用于向操作者显示信息以及与操作者进行交互的任何合适的结构。例如，每个操作者控制台110可以包括一个或多个处理设备114，诸如一个或多个处理器、微处理器、微控制器、现场可编程门阵列、专用集成电路、离散逻辑设备、或其他处理或控制设备。每个操作者控制台110还可以包括一个或多个存储器116，其存储由一个或多个处理设备114使用、生成或收集的指令和数据。每个操作者控制台110还可以包括有助于通过至少一个有线或无线网络进行通信的一个或多个网络接口118，诸如一个或多个以太网接口或无线收发器。

图1中的传感器102a中的至少一个可以表示差压变送器。如上所述，差压变送器通常通过向传感器提供两个压力值来操作，该传感器将两个压力值之间的差异转换成电信号。为避免损坏传感器，可以采用过压机构来限制输入传感器的差压。

用于提供过压保护的常规方法通常具有各种缺点。一些方法导致差压测量值中产生小误差。由于昂贵的机加工操作，其他机构实施起来很昂贵。此外，一些方法在特定的操作状况下是不可靠的。

根据本公开，提供了输出误差减小的具有过压保护的差压传感器。该方法允许在差压传感器(包括具有共面仪表主体的那些)中提供过压保护，其中输出误差减小并且不需要昂贵的机加工操作。因为输出误差被减小或最小化，所以这种方法导致压力传感器的改善性能。此外，过压保护有助于确保压力传感器在所有预期的操作状况下都可以有效操作。另外，具有共面仪表主体的压力传感器可以比常规“双头”压力传感器更小并且成本更低，从而允许这种方法在更小和更便宜的压力传感器中实现。此外，共面仪表主体可以直接安装到歧管，由此消除昂贵的耐腐蚀压头、螺栓和其他各种硬件，并且消除对具有垫圈的接头的需要(其为有毒或腐蚀性过程流体的潜在泄漏路径)。最后，提供过压保护可以允许在单个集成电路芯片或其他结构上使用多个压阻或其他传感器，这允许捕获多个或冗余的传感器测量值。作为特定示例，相同的集成电路芯片可以包括输出差压和静压测量值的传感器。

下面提供关于输出误差减小的具有过压保护的差压传感器的附加细节。应当注意，这些细节涉及差压传感器的具体实施方式，并且其他实施方式可以根据需要或期望而变化。

虽然图1示出了工业过程控制和自动化系统100的一个示例，但是可以对图1作出各种改变。例如，工业控制和自动化系统具有多种配置。图1所示的系统100旨在示出其中可以使用差压传感器的一个示例性操作环境。

图2示出了根据本公开的示例性差压传感器200。为了便于解释，差压传感器200可以被描述为用在图1的工业过程控制和自动化系统100中。然而，差压传感器200可以用在任何其他合适的系统中，并且该系统不需要与工业过程控制和自动化相关。

如图2所示，差压传感器200包括适配器202和至少一个传感器204。适配器202表示差压传感器200的一部分，其中导线或其他信号导体可以连接到传感器204。适配器202的外表面也可以是螺纹的或以其他方式配置，以便有助于将差压传感器200附接到更大的设备或系统。可由任何合适的一种或多种材料通过任何合适的方式形成适配器202。作为特定示例，适配器202可以由金属形成。

传感器204表示感测多个输入压力并输出指示输入压力之间的差异的信号的结构。例如，传感器204可以输出电信号，其电压或电流与输入压力之间的差异成比例地变化。传感器204包括任何合适的差压传感器，诸如压阻式或电容式传感器。如上所述，还可以使用多个传感器204，诸如输出差压和静压测量值的传感器。而且，多个传感器204可以或可以不在单个集成电路芯片上实现。每个传感器204包括用于测量压力的任何合适的结构。

差压传感器200还包括共面主体206，该共面主体表示差压传感器200的其中定位有多个压力输入的一部分。压力输入通常位于共同平面上，这就是主体206被称为“共面”主体的原因。可由任何合适的一种或多种材料通过任何合适的方式形成共面主体206。作为特定示例，共面主体206可以由金属形成。应当注意，适配器202和共面主体206可以一体地形成或者作为连接(诸如通过焊接)在一起的单独件形成。

差压传感器200中的压力输入使用高压屏障隔膜208和低压屏障隔膜210来实现。屏障隔膜208和210中的每一个表示允许压力传输到差压传感器200中并同时防止过程流体(诸如油、气体或其他高压和腐蚀性流体)进入差压传感器200的屏障。屏障隔膜208和210表示可基于施加到屏障隔膜208和210的压力的量在图2中向上或向下移动的柔性膜。

屏障隔膜208和210中的每一个表示任何合适的柔性膜，诸如金属膜。屏障隔膜208和210中的每一个也可以具有任何合适的大小、形状和尺寸。在特定实施方案中，屏障隔膜208和210足够小并且间隔开以配合在用于工业标准DIN歧管的已建立的螺栓图案内。这允许将差压传感器200直接安装到歧管。

来自屏障隔膜208和210的压力经由行进通过各个通道212的填充流体传输到传感器204。填充流体可以表示不可压缩流体，因此由屏障隔膜208或210施加的压力由填充流体传送到传感器204。填充流体表示用于传送压力的任何合适流体，诸如有机硅油或其他合适流体。每个通道212表示用于填充流体的任何合适通道。

压力传感器200可以任选地包含流体膨胀补偿元件214a-214b，其用于减小填充流体的热膨胀效应。在一些实施方案中，可能需要或期望减小或最小化填充流体通过通道212的流体行进。然而，由于需要在大温度范围内操作压力传感器200，这可能变得复杂。由于填充流体的流体膨胀特性可能极大地超过主体206的膨胀特性，因此随着温度的增加，这导致更大的流体量。为了帮助解决该问题，可以使用流体膨胀补偿元件214a-214b，并且其表示包围或围绕通道212中的各个通道的圆柱形或其他部件。流体膨胀补偿元件214a-214b可以使用低热膨胀材料形成，诸如INVAR(FeNi36或64FeNi)或与共面主体206的材料相比具有低热膨胀的其他材料。

每个屏障隔膜208和210分别具有相关联的过载或过压保护机构216和218。保护机构216和218通常提供针对可能损坏差压传感器200的过压状况的保护。在用于“双头”封装的典型过压机构中，中心隔膜定位在两个相对屏障隔膜之间并且通常平行于该两个相对屏障隔膜。当压力输入位于仪表主体的相对侧时，这种设计是有效的。然而，如在图2中可以看到的，不能在差压传感器200中成本有效地使用这种常规方法，因为屏障隔膜208和210是共面的而不是位于主体206的相对侧上。相反，保护机构216和218实现对传感器204的单独保护。保护机构216和218中的每一个包括用于提供结构增强和过压保护的任何合适的结构。下面相对于图4至图6提供关于保护机构216和218的示例性操作的附加细节。

共面仪表主体可以比“双头”封装更小且更轻。保护机构216和218能够配合到减小尺寸的共面仪表主体中，因此可以在较小的压力传感器中提供过压保护。此外，共面仪表主体可以直接安装到承载过程流体的歧管。这种方法不仅实现更轻且更容易安装的设备，这种方法还节省耐腐蚀压头和相关硬件的成本。此外，如下面更详细描述的，保护机构216和218可以被设计成减小或最小化由传感器204生成的压力测量值中的误差。

虽然图2示出了差压传感器200的一个示例，但可以对图2做出各种改变。例如，图2中的部件的大小、形状和相对尺寸仅用于说明。而且，图2中的部件的其他布置可以用在差压传感器中。此外，差压传感器200的总体形状因子可以根据需要或期望而变化。

图3示出了根据本公开的差压传感器中的示例性保护机构216、218。为了便于说明，相对于图2的差压传感器200描述图3所示的保护机构216、218。然而，保护机构216、218可以与任何其他合适的压力传感器一起使用。

如图3所示，保护机构216、218被实施为在屏障隔膜与主体206之间放置在该屏障隔膜208、210中的一个后面的附加隔膜。保护机构216、218可以比屏障隔膜208、210更厚。保护机构216、218操作以保护传感器204免受损坏。例如，保护机构216将随着压力的施加而移动并且允许屏障隔膜210移动并抵靠保护机构218放置，从而停止压力的进一步输入。以类似的方式，保护机构218将随着压力的施加而移动并且允许屏障隔膜208移动并抵靠保护机构216放置，从而停止压力的进一步输入。以这种方式，每个保护机构216、218的单独操作将保护传感器204免于由于来自任一压力输入的过压而损坏。

在一些实施方案中，保护机构216、218附接到差压传感器200的主体206。屏障隔膜208、210然后放置在保护机构216、218上方并且附接到差压传感器200的主体206。在特定实施方案中，保护机构216、218和屏障隔膜208、210使用激光焊接302来附接到主体206。此外，焊接或其他密封环304可以围绕屏障隔膜208、210和保护机构216、218的周边放置。密封环304可以用于容纳垫圈或O形环306，该垫圈或O形环密封外部歧管或用于向传感器200输入压力的其他部件。

尽管图3示出了差压传感器中的保护机构216、218的一个示例，但可以对图3进行各种改变。例如，图3中的部件的大小、形状和相对尺寸仅用于说明。

图4示出了根据本公开的具有过压保护的差压传感器的示例性操作。为了便于解释，相对于图2的差压传感器200描述图4所示的操作。然而，这些操作可以使用任何其他合适的压力传感器来进行。

如图4所示，使用通道212在主体206中实现内部搬运以将两个压力输入传递到传感器204。高压端口402向传感器204提供较高压力输入，并且低压端口404向传感器204提供较低压力输入。

填充流体406填充屏障隔膜208与保护机构(过载隔膜)216之间的间隙。填充流体406经由端口402被搬运到传感器204的高压侧并且到主体206与另一个保护机构(过载隔膜)218之间的间隙。类似地，填充流体408填充屏障隔膜210与保护机构(过载隔膜)218之间的间隙。填充流体408经由端口404被搬运到传感器204的低压侧并且到主体206与另一个保护机构(过载隔膜)216之间的间隙。

在施加高压侧压力期间，压力从屏障隔膜208传输到填充流体406，并且然后传输到传感器204以及传输到另一个保护机构(过载隔膜)218与主体206之间的间隙。这致使保护机构218偏离主体206，从而增加主体206与保护机构218之间的间隙。同时，屏障隔膜208与保护机构216之间的间隙减小。当足够的填充流体406移动以消除屏障隔膜208与保护机构216之间的间隙时，屏障隔膜208和保护机构216嵌套在一起，并且没有附加的压力将传输到传感器204，从而为传感器204提供过压保护。

以类似方式，在施加低压侧压力期间，压力从屏障隔膜210传输到填充流体408，并且然后传输到传感器204以及传输到另一个保护机构(过载隔膜)216与主体206之间的间隙。这致使保护机构216偏离主体206，从而增加主体206与保护机构216之间的间隙。同时，屏障隔膜210与保护机构218之间的间隙减小。当足够的填充流体408移动以消除屏障隔膜210与保护机构218之间的间隙时，屏障隔膜210和保护机构218嵌套在一起，并且没有附加的压力将传输到传感器204，从而为传感器204提供过压保护。

尽管图4示出了具有过压保护的差压传感器的操作的一个示例，但可以对图4进行各种改变。例如，图4中的部件的大小、形状和相对尺寸仅用于说明。

图5和图6示出了根据本公开的用于减小或最小化来自具有过压保护的差压传感器的压力测量值误差的示例性技术。为了便于解释，相对于图2至图4的差压传感器200描述图5和图6所示的技术。然而，这些技术可以使用任何其他合适的压力传感器来进行。

图2至图4所示的过载或过压保护机构216和218中的每一个通过使过载隔膜移动离开主体206的相邻表面而起作用。理想地，在差压传感器200的预期操作范围内不会发生过载隔膜远离主体206的移动。然而，在某个阈值压力之上，将发生过载隔膜远离主体206的移动。

这可以通过安装过载隔膜以使得过载隔膜对主体206施加预紧力来实现。然后需要阈值量的压力来克服预紧力并移动过载隔膜。过载隔膜与主体206之间的预紧力和配合质量也可以帮助避免过载隔膜朝向主体206的任何移动。在差压传感器200的预期操作范围内的这两个可能移动(朝向主体206和远离主体206)的总和可以引起测量误差，诸如以滞后的形式。为了减小过载隔膜在差压传感器200的预期操作范围内的移动并且在阈值压力之上仍然允许完全移动，可以控制过载隔膜与主体206的配合。

图5和图6示出了保护机构216、218(过载隔膜)与主体206之间的配合的两个示例。在图5中，保护机构216、218安装有抵靠主体206的预紧力。保护机构216、218的几何形状和主体206的配合几何形状被修改，使得保护机构216、218的褶皱的基部502具有抵靠主体206的预紧力，而保护机构216、218的褶皱的顶部在保护机构216、218与主体206之间具有间隙504。基部502处的支撑可以减小或最小化在低于预载力的压力下的行进，而褶皱顶部处的间隙504可以确保在超过预紧力时，保护机构216、218快速且精确地移动离开主体206。

在图6中，保护机构216、218安装有抵靠主体206的预紧力。保护机构216、218的几何形状和主体206的配合几何形状被修改，使得保护机构216、218的褶皱的不相邻顶部602具有抵靠主体206的预紧力，而在不相邻褶皱之间的褶皱顶部处存在间隙604。不相邻顶部602处的支撑可以减小或最小化在低于预载力的压力下的行进，而不相邻褶皱之间的褶皱顶部处的间隙604可以确保在超过预紧力时，保护机构216、218快速且精确地移动离开主体206。

尽管图5和图6示出了用于减小或最小化来自具有过压保护的差压传感器的压力测量值误差的技术的示例，但可以对图5和图6进行各种改变。例如，可以使用保护机构216、218与主体206之间的任何其他合适配合。

图7示出了根据本公开的具有过压保护的差压传感器200的示例性使用。为了便于解释，相对于图2的差压传感器200描述图7所示的使用。然而，差压传感器200可能以任何其他合适的方式使用。

如图7所示，差压传感器200直接安装到歧管702。歧管702表示被配置成输送至少一种过程流体704的任何合适的结构。如上所述，歧管702可以被配置成在高压下输送一种或多种腐蚀性过程流体。歧管702可以具有任何合适的大小、形状和尺寸，并且可由任何合适的一种或多种材料形成。

差压传感器200可以直接安装到歧管702的开口706。开口706可以具有任何合适的大小、形状和尺寸，并且可以分开任何合适的距离。如上所述，例如，歧管502可以表示工业标准DIN歧管，并且屏障隔膜208和210可以足够小并且间隔开以配合在用于DIN歧管的已建立螺栓图案内。

尽管图7示出了具有过压保护的差压传感器200的一个示例性使用，但可以对图7进行各种改变。例如，差压传感器200可能以任何其他合适的方式使用，并且不需要与歧管一起使用。

图8示出了根据本公开的用于输出误差减小的过压保护的示例性方法800。为了便于解释，相对于如图4所示的那样操作的图2的差压传感器200描述图8所示的方法800。然而，方法800可以与任何其他合适的压力传感器一起使用。

如图8所示，在步骤802处，由差压传感器的过载隔膜抵靠差压传感器的主体施加预紧力。这可以包括，例如，保护机构216和218抵靠差压传感器200的主体206施加预紧力。可以至少部分地基于保护机构216和218抵靠主体206的配合来限定预紧力。

在步骤804处，在差压传感器的屏障隔膜处接收输入压力。这可以包括，例如，在压力传感器200的屏障隔膜208和210处接收输入压力。作为特定示例，这可以包括通过歧管702的开口706在压力传感器200的屏障隔膜208和210处接收输入压力。在步骤806处，将输入压力传递到至少一个压力传感器。这可以包括，例如，填充流体406和408通过端口402和404将输入压力从屏障隔膜208和210传递到至少一个传感器204。在步骤808处，生成一个或多个压力测量值。这可以包括，例如，至少一个传感器204生成电信号，其电压或电流与输入压力之间的差异成比例地变化。这还可以包括，不同传感器204生成多个压力测量值，诸如多个差压测量值或差压和静压测量值。

如果在步骤810处不存在过压状况，则该过程返回到步骤804，使得可以生成附加的压力测量值。然而，如果在步骤810处，在屏障隔膜中的一个上存在过压状况，则该过程包括用于保护一个或多个压力传感器免受损坏的附加步骤。例如，在屏障隔膜中的指定屏障隔膜上的过压状况期间，在步骤812处，将填充流体传递出指定屏障隔膜与其相关联的过载隔膜之间的空间。这可以包括，例如，屏障隔膜208与保护机构216之间的填充流体406经由端口402移动到主体206与另一个保护机构218之间的间隙。这还可以包括，屏障隔膜210与保护机构218之间的填充流体408经由端口404移动到主体206与另一个保护机构216之间的间隙。这将力施加到保护机构216或218，从而可以克服由该保护机构216或218施加的预紧力并致使该保护机构216或218移动离开主体206。

如果传递了足够的填充流体，则在步骤814处，指定屏障隔膜最终抵靠其相关联的过载隔膜嵌套。这可以包括，例如，屏障隔膜208接触并抵靠保护机构216或者屏障隔膜210接触并抵靠保护机构218。这有助于在步骤816处防止附加的压力到达一个或多个压力传感器。这可以包括，例如，相关联的保护机构216、218防止指定屏障隔膜208、210进一步向内移动，否则其可能经由填充流体406、408向一个或多个压力传感器204施加过大压力。

尽管图8示出了用于输出误差减小的过压保护的方法800的一个示例，但可以对图8进行各种改变。例如，虽然示出为一系列步骤，但是图8中的各个步骤可以重叠、并行发生、以不同顺序发生，或者发生任何次数。作为特定示例，步骤806-808可以与步骤810-816同时发生，使得与压力测量值的生成并行地提供过压保护。

阐述贯穿本专利文献中使用的某些字词和短语的定义可能是有利的。术语“包括”和“包含”及其衍生词意指包括但不限于此。术语“或”是包括性的，表示和/或。短语“与…相关联”及其衍生词可以意指包括、包括在…内、与…互连、包含、包含在…内、连接到…或与…连接、耦接到…或与…耦接、可与…通信、与…协作、交错、并置、与…接近、结合到…或与…结合、具有、具有…的性质、具有与…的关系或与…具有关系等。当与项列表一起使用时，短语“…中的至少一个”意指可以使用所列的项中的一个或多个项的不同组合，并且可能仅需要列表中的一个项。例如，“A，B和C中的至少一者”包括以下任何组合：A，B，C，A和B，A和C，B和C，以及A和B和C。

不应将本申请中的描述理解为暗示任何特定元件、步骤或功能是必须包括在权利要求书范围内的基本或关键要素。专利保护的主题的范围仅由所允许的权利要求书来限定。此外，权利要求书都未关于所附权利要求书或权利要求要素中的任何一项援引35U.S.C.§112(f)，除非在特定权利要求中明确使用后面是识别功能的分词短语的“用于…的装置”或“用于…的步骤”的确切字词。在权利要求书中使用术语诸如(但不限于)“机构”、“模块”、“设备”、“单元”、“部件”、“元件”、“构件”、“装置”、“机器”、“系统”、“处理器”或“控制器”被理解为并旨在指代相关领域的技术人员已知的结构，如权利要求书本身特征进一步修改的或增强的，并且并不旨在援引35U.S.C.§112(f)。

虽然本公开已描述了某些实施方案和大体上相关联的方法，但是这些实施方案和方法的变更和置换对于本领域的技术人员来说将是显而易见的。因此，上文对示例性实施方案的描述不限定或约束本公开。在不脱离如以下权利要求书限定的本公开的实质和范围的情况下，其他改变、替换和变更也是可能的。

Claims (11)

1.一种装置，包括：

传感器主体(206)，其包括低压侧和高压侧；

传感器(204)，所述传感器设置在所述低压侧和所述高压侧之间且被配置成测量差压；以及

第一压力输入和第二压力输入，所述第一压力输入与所述传感器主体的低压侧相关联且所述第二压力输入与所述传感器主体的高压侧相关联，所述压力输入被配置成从所述低压侧和所述高压侧向所述传感器施加至少一个输入压力，每个压力输入包括：

屏障隔膜(208, 210)，所述屏障隔膜与所述第一和第二压力输入中的每一个相关联且被配置成响应于压力而移动；和

过载隔膜(216, 218)，所述过载隔膜与所述第一和第二压力输入中的每一个相关联且被配置成限制所述屏障隔膜的移动，其中所述过载隔膜被配置成抵靠所述传感器主体施加预紧力，

其中与所述第一和第二压力输入中的每一个相关联的所述过载隔膜可操作以响应于克服所述预紧力的压力而移动离开所述传感器主体，

其中与所述第一和第二压力输入中的每一个相关联的所述过载隔膜包括多个褶皱，其中所述褶皱的基部可操作以抵靠所述传感器主体提供所述预紧力，且所述褶皱的顶部通过间隙与所述传感器主体分离。

2.根据权利要求1所述的装置，还包括：

第一填充流体(406)，所述第一填充流体被配置成将所述压力从所述第一压力输入的所述屏障隔膜传送到所述传感器作为第一输入压力；和

第二填充流体(408)，所述第二填充流体被配置成将所述压力从所述第二压力输入的所述屏障隔膜传送到所述传感器作为第二输入压力。

3.根据权利要求2所述的装置，还包括：

至少一个第一通道(212, 402)，所述至少一个第一通道被配置成在以下之间输送所述第一填充流体：(i)所述第一压力输入的所述屏障隔膜与所述第一压力输入的所述过载隔膜之间的间隙以及(ii)所述传感器和所述第二压力输入的所述过载隔膜与所述传感器主体之间的间隙；和

至少一个第二通道(212, 404)，所述至少一个第二通道被配置成在以下之间输送所述第二填充流体：(i)所述第二压力输入的所述屏障隔膜与所述第二压力输入的所述过载隔膜之间的间隙以及(ii)所述传感器和所述第一压力输入的所述过载隔膜与所述传感器主体之间的间隙。

4.根据权利要求1所述的装置，其中：

每个压力输入的所述过载隔膜包括多个褶皱；

不相邻的所述褶皱的顶部(602)被配置成抵靠所述主体提供所述预紧力；并且

所述不相邻的褶皱之间的所述褶皱的顶部通过间隙(604)与所述传感器主体分离。

5.根据权利要求1所述的装置，其中每个压力输入的所述屏障隔膜被配置成与所述压力输入的所述过载隔膜嵌套。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述传感器包括多个传感器(204)中的一个。

7.一种系统，包括：

歧管(702)；以及

安装到所述歧管的压力传感器(200)，所述压力传感器包括根据权利要求1至6中任一项所述的装置。

8.一种方法，包括：

将至少一个输入压力从传感器主体的低压输入和高压输入施加(806)到设置在所述传感器主体内的传感器(204)；以及

使用所述传感器来测量(808)差压；

其中每个压力输入包括：

屏障隔膜(208, 210)，所述屏障隔膜与所述压力输入中的每一个相关联且被配置成响应于压力而移动；和

过载隔膜(216, 218)，所述过载隔膜与所述压力输入中的每一个相关联且被配置成限制所述屏障隔膜的移动，所述过载隔膜抵靠所述传感器主体施加预紧力，

其中与所述压力输入中的每一个相关联的所述过载隔膜可操作以响应于克服所述预紧力的压力而移动离开所述传感器主体，

其中与所述压力输入中的每一个相关联的所述过载隔膜包括多个褶皱，其中所述褶皱的基部可操作以抵靠所述传感器主体提供所述预紧力，且所述褶皱的顶部通过间隙与所述传感器主体分离。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

使用第一填充流体将所述压力从第一压力输入的所述屏障隔膜传送到所述传感器作为第一输入压力；以及

使用第二填充流体将所述压力从第二压力输入的所述屏障隔膜传送到所述传感器作为第二输入压力。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括：

通过至少一个第一通道在以下之间输送所述第一填充流体：(i)所述第一压力输入的所述屏障隔膜与所述第一压力输入的所述过载隔膜之间的间隙以及(ii)所述传感器和所述第二压力输入的所述过载隔膜与所述传感器主体之间的间隙；以及

通过至少一个第二通道在以下之间输送所述第二填充流体：(i)所述第二压力输入的所述屏障隔膜与所述第二压力输入的所述过载隔膜之间的间隙以及(ii)所述传感器和所述第一压力输入的所述过载隔膜与所述传感器主体之间的间隙。

11.根据权利要求8所述的方法，其中：

每个压力输入的所述过载隔膜包括多个褶皱；

不相邻的所述褶皱的顶部(602)被配置成抵靠所述主体提供所述预紧力；并且

所述不相邻的褶皱之间的所述褶皱的顶部通过间隙(604)与所述传感器主体分离。

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