專利名稱：具有至少一個感應(yīng)接口的測量變送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有至少一個感應(yīng)耦合接口的測量變送器。感應(yīng)耦合接口的優(yōu)點(diǎn)在于它們避免諸如在潮濕環(huán)境中的腐蝕、放電(電火花)或者漏電流的電耦合接口問題。這特別涉及電勢傳感器。
背景技術(shù)：
歐洲專利EP1206012B1保護(hù)一種包括pH傳感器的裝置，該pH傳感器具有一個這種感應(yīng)耦合接口，用于連接到測量變送器PH傳感器和插接器，其中傳輸電纜可以借助該插接器連接到PH傳感器，由此可以將電源信號傳輸?shù)絧H傳感器，并且可以經(jīng)由該插接器無接觸地從PH傳感器傳輸測量信號，該插接器包括插入元件和插座元件，用于將傳輸電纜連接到PH傳感器，該插座元件可以可分離地連接到該插入元件，由此或者將插入元件指定給PH傳感器并將插座元件指定給傳輸電纜，或者將插座元件指定給PH傳感器并將插入元件指定給傳輸電纜，其中沒有從插座元件和插入元件引出電連接元件，其中插座元件對外部密封，插入元件對外部密封，并且插接器包括用于在插入元件和插座元件之間的感應(yīng)信號傳輸?shù)膯卧?。專利公開DE10220450公開了一種連接電纜，其具有感應(yīng)初級側(cè)插入元件和感應(yīng)耦合次級側(cè)插入元件。該專利公開教導(dǎo)了特別是在潮濕和化學(xué)活性的環(huán)境中，對于接觸的外殼在其防滲透性和電絕緣性方面有高要求，由此在電連接的情形下，在實(shí)踐中并未實(shí)現(xiàn)良好的保護(hù)。因此，該專利公開提出感應(yīng)耦合插入元件，其每一個都包括氣密密封的接口外殼。傳輸電纜將被連接在互補(bǔ)耦合元件之間，例如，該互補(bǔ)耦合元件例如安裝在傳感器和諸如測量變送器的上級單元上。專利公開DE102008043297A1在背景技術(shù)的內(nèi)容中公開了一種接口中性功能模塊(interface neutral function module),其在每種情形下實(shí)施為具有初級側(cè)和次級側(cè)感應(yīng)耦合接口，并且其特別地被氣密密封且在外殼中沒有開口。該功能模塊包括用于供應(yīng)次級側(cè)連接的傳感器的能量存儲單元，用于正常應(yīng)用的初級側(cè)供電失效的情形。在該發(fā)明的一種實(shí)施方式中，該功能模塊包括用于繪制次級側(cè)記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)記錄器、顯示單元和操作單元。專利公開DE102008053920A1公開了一種分配模塊，該分配模塊包括外殼、模塊電
子器件、用于第一測量設(shè)備的第一連接裝置、用于第二測量設(shè)備的第二連接裝置和用于至少一個數(shù)據(jù)處理單元的至少第三連接裝置，由此第一連接裝置和第二連接裝置都包括位于外殼內(nèi)并連接到該模塊電子器件的傳輸線圈，用于形成感應(yīng)耦合接口，并且由此該至少兩個傳輸線圈中的每一個位于插入元件的內(nèi)部。為控制分配模塊、特別是第一連接裝置以及第二連接裝置的分配模塊，和/或?yàn)榱颂幚斫?jīng)由第三連接裝置接收的控制命令，專利公開DE102008053920A1公開了借助微處理器(μ C)、和/或可變邏輯部件(現(xiàn)場可編程門陣列，F(xiàn)PGA)、和/或?yàn)閷Ｓ眉呻娐?ASIC)構(gòu)成的控制單元。專利公開DE102008053920A1還公開了:一種顯示裝置，該顯示裝置與控制單元通信，用于可視化經(jīng)由分配模塊傳輸數(shù)據(jù)和/或用于可視化關(guān)于分配模塊的狀態(tài)信息，例如還呈現(xiàn)關(guān)于分配模塊的連接裝置的連接配置和/或經(jīng)由連接裝置流動的數(shù)據(jù)流；以及服務(wù)單元，該服務(wù)單元例如與控制單元通信，并用于對控制單元編程和用于選擇性地將分配單元的連接裝置分別地打開或關(guān)閉；以及無線通信裝置，該無線通信裝置與控制單元通信，被提供用于無線地發(fā)送和接收用于分配模塊的配置數(shù)據(jù)。此外，專利公開DE102008053920A1公開了諸如EEPROM、PROM或硬盤的數(shù)據(jù)存儲器，該數(shù)據(jù)存儲器與控制單元通信并相應(yīng)地被集成到控制單元，用于存儲分別來自于分配模塊和與測量設(shè)備相關(guān)的相應(yīng)的測量變量和信息，諸如，例如，用于存儲測量值、校正數(shù)據(jù)、解鎖碼、證書、用于使能操作的數(shù)據(jù)、參數(shù)化數(shù)據(jù)或授權(quán)數(shù)據(jù)。此外，專利公開DE102008053920A1公開了，被提供用于測量設(shè)備且彼此相同的至少兩個連接裝置，在分配模塊處包括傳輸線圈，該傳輸線圈位于模塊外殼內(nèi)并且連接到模塊電子器件，并且用于在各個測量設(shè)備和分配模塊之間形成電能傳輸感應(yīng)耦合接口。該至少兩個傳輸線圈中的每一個位于插入連接元件內(nèi)，其由不導(dǎo)電人造材料構(gòu)成，用于形成可分離插入連接耦合，并被實(shí)施為模塊外殼的集成部分。此外，被提供用于數(shù)據(jù)處理單元的第三連接裝置也同樣包括傳輸線圈，該傳輸線圈為了在分配模塊和數(shù)據(jù)處理單元之間形成感應(yīng)接口而位于插入連接元件內(nèi)，其由不導(dǎo)電人造材料構(gòu)成，用于形成可分離插入連接耦合，并被實(shí)施為模塊外殼的集成部分。如果以此方式形成的接口實(shí)質(zhì)上排他地感應(yīng)耦合，可以通過很簡單的方式實(shí)現(xiàn)在測量設(shè)備和分配模塊之間、以及根據(jù)具體情況在分配模塊和數(shù)據(jù)處理單元之間的電分離。因此通過簡單的方式可以實(shí)現(xiàn)具有液密接口的分配模塊，其不需要突出的電連接元件以在測量設(shè)備和分配模塊之間進(jìn)行電連接?！癒nick”公司提供了一種名為“Portavo”的測量變送器，其外殼滿足IP防護(hù)等級IP67。在該外殼中，采用取決于需求的測量模塊以用于不同的操作模式，其中不能通過外殼為這些模塊防潮。稱為“Memosens”技術(shù)的用于感應(yīng)耦合接口的測量模塊是可用的，其中該測量模塊包括具有電接觸的多極連接插座，可以將具有相應(yīng)連接針的插頭插入該多級連接插座。沒有提供接觸防潮的保護(hù)。因此，如果具有感應(yīng)耦合接口的連接元件被提供用于直接連接到傳感器，則它們包括密封外殼。就現(xiàn)狀來說這是合理的，因?yàn)樵跍y量位置處，在緊鄰傳感器處預(yù)期由于清潔化學(xué)品或過程介質(zhì)而對接口的最大損壞。但是，在測量變送器上出現(xiàn)暴露的電接觸以連接傳感器，或傳感器電纜經(jīng)由包括適合的密封罩的Panzergewinde (對于電纜密封套繞制的德國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn))被送入測量變送器外殼。因此，一方面這意味著增加了安裝成本以及伴隨的諸如在電纜連接處極性顛倒的危險(xiǎn)，并且另一方面，仍然只能對連接以及根據(jù)具體情況對測量變送器的電路元件提供有限的保護(hù)。因此本發(fā)明的目的是為此尋找補(bǔ)救并且提供用于爆炸易發(fā)區(qū)域的安全的測量變送器。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，借助根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1的測量變送器實(shí)現(xiàn)該目的。本發(fā)明的測量變送器包括變送器外殼，變送器外殼內(nèi)具有至少一個電路腔；電子電路，其布置在電路腔中，用于經(jīng)由至少一個感應(yīng)耦合接口向傳感器供電并且接收和處理傳感器的測量數(shù)據(jù)，其中，感應(yīng)耦合接口包括具有在初級側(cè)上的第一插入耦合元件和互補(bǔ)的在次級側(cè)上的第二插入連接元件的插入連接耦合，其中，第二插入連接元件可分離地可連接到第一插入連接元件，其中，第一插入連接元件包括在耦合外殼中的至少一個第一感應(yīng)率禹合器，該稱合外殼被氣密密封地形成，特別是材料鎖合地(substance-to-substance)結(jié)合到變送器外殼或者與變送器外殼一體地形成。在本發(fā)明的實(shí)施例中，測量變送器滿足IP防護(hù)等級IP67、IP68、IP69、以及特別是IP69k。在實(shí)施例中，在每種情形下，測量變送器包括具有兩個或更多個感應(yīng)耦合接口的插入連接元件，其中，在每種情形下，感應(yīng)耦合接口包括具有第一插入耦合元件和互補(bǔ)的第二插入連接元件的插入連接耦合，其中，在每種情形下，第二插入連接元件可分離地可連接到第一插入連接元件，其中，在每種情形下，第一插入連接元件包括在稱合外殼中至少第一感應(yīng)耦合器，該耦合外殼被氣密密封地形成，特別是被材料鎖合地結(jié)合到變送器外殼或者與變送器外殼一體地形成。被連接的傳感器和致動器能夠經(jīng)由感應(yīng)耦合接口分別地被提供有能量，并且能夠利用其進(jìn)行單向或雙向數(shù)據(jù)交換。測量變送器能夠根據(jù)協(xié)議經(jīng)由額外的感應(yīng)接口或者根據(jù)具體情況經(jīng)由具有電插入元件的接口而直接或間接地連接到過程控制系統(tǒng)，該額外的感應(yīng)接口優(yōu)選地實(shí)施為另一種感應(yīng)接口，該電插入元件優(yōu)選地是可密封的。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，測量變送器包括顯示單元，其顯示器被氣密密封，并且特別地被材料鎖合地結(jié)合到外殼并且集成在外殼中。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，測量變送器包括操作裝置，其操作元件被氣密密封，并且特別地被材料鎖合地結(jié)合到外殼并且集成在外殼中。操作元件特別地包括能夠被磁性地激活的REED接觸，以及能夠通過外殼壁激活的霍爾傳感器或者電容傳感器。


現(xiàn)在將借助在附圖中描繪的實(shí)施例來說明本發(fā)明。附圖示出了:圖1:具有發(fā)明的變送器的測量場點(diǎn)配置圖2:發(fā)明的測量變送器的實(shí)施例的示意性前視3:發(fā)明的測量變送器的接口
具體實(shí)施例方式圖1所示的測量場點(diǎn)配置包括具有氣密密封外殼的測量變送器1，該氣密密封外殼包括以同樣方式氣密密封的接口，該接口特別包括感應(yīng)耦合插入連接耦合?，F(xiàn)場設(shè)備，即傳感器2和致動器，經(jīng)由感應(yīng)耦合傳感器電纜3和致動器線4連接到這些接口。用于測量變送器與控制系統(tǒng)的其它組件通信的通信線5經(jīng)由氣密密封接口連接，該氣密密封接口例如也可以是感應(yīng)耦合接口。經(jīng)由一條或多條電源線6進(jìn)行測量變送器I的供電，其中，在優(yōu)選的實(shí)施例中，電能在測量變送器中感應(yīng)耦合，或分別經(jīng)由插頭插座引入并在測量變送器的外殼中融合(fused) ο
圖2中描述的測量變送器8包括氣密密封外殼10、用于連接到過程控制系統(tǒng)的感應(yīng)耦合插入連接元件13和用于將傳感器與測量變送器連接的感應(yīng)耦合插入連接元件14。插入連接元件13、14被實(shí)現(xiàn)成使得對應(yīng)件(counter piece) 15、16不可能互換。如此,只有正確的對應(yīng)部分15、16才能連接到測量變送器8的插入連接元件。HART、Profibus、基金會現(xiàn)場總線(Foundation Fieldbus)或者其它總線系統(tǒng)可以作為用于到過程控制系統(tǒng)的接口的協(xié)議操作。到傳感器的連接可以借助稱為Memosens的技術(shù)進(jìn)行。測量變送器8還包括顯示區(qū)域11，與操作元件12相似,顯示區(qū)域11的顯示窗與外殼10材料鎖合地結(jié)合,其例如可以包括電容觸摸傳感器。圖3示出在來自圖2的測量變送器8的外殼壁中的感應(yīng)耦合連接元件14的典型整體實(shí)施例。插入連接元件14包括布置在輪廓中的中心初級側(cè)感應(yīng)稱合器18,該輪廓與外殼壁整體實(shí)施或者材料鎖合地結(jié)合到外殼壁，并且對應(yīng)于Memosens技術(shù)的初級側(cè)插入連接元件。次級側(cè)對應(yīng)件可以附接到該輪廓，其中次級側(cè)感應(yīng)耦合器20從外周包圍初級側(cè)感應(yīng)耦合器18。
權(quán)利要求
1.一種測量變送器(8)，用于接收和處理測量數(shù)據(jù)，包括: 變送器外殼(10)，在所述變送器外殼(10)內(nèi)具有至少一個電路腔； 電子電路，所述電子電路被布置在所述電路腔中，用于經(jīng)由至少一個感應(yīng)耦合接口(12,13)向傳感器供電并且接收和處理所述傳感器的測量數(shù)據(jù)； 其中，所述感應(yīng)耦合接口(12、13)包括具有在初級側(cè)上的第一插入連接元件和互補(bǔ)的在次級側(cè)上的第二插入連接元件的插入連接稱合； 其中，所述第二插入連接元件可分離地可連接到所述第一插入連接元件； 其中，所述第一插入連接元件包括第一耦合器外殼內(nèi)的至少第一感應(yīng)耦合器，所述第一耦合器外殼被氣密密封，特別是被材料鎖合地結(jié)合到所述變送器外殼或者與所述變送器外殼一體地形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量變送器，其中所述測量變送器滿足IP防護(hù)等級IP67、IP68、IP69 或IP69k。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測量變送器，所述測量變送器在每種情形下包括具有兩個或更多個感應(yīng)耦合接口的插入連接元件， 其中，每種情形下，所述感應(yīng)耦合接口包括具有在初級側(cè)上的第一插入連接元件和互補(bǔ)的在次級側(cè)上的第二插入連接元件的插入連接f禹合， 其中，每種情形下，所述第二插入連接元件可分離地可連接到所述第一插入連接元件，其中，每種情形下，所述第一插入連接元件包括第一耦合器外殼內(nèi)的至少第一感應(yīng)耦合器，所述第一耦合器被氣密密封，特別是被材料鎖合地結(jié)合到所述變送器外殼或者與所述變送器外殼一體地形成。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的測量變送器，進(jìn)一步包括接口，所述測量變送器經(jīng)由所述接口可連接到過程控制系統(tǒng)， 其中所述測量變送器經(jīng)由所述接口與過程控制系統(tǒng)通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測量變送器，其中所述接口包括電接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測量變送器，其中所述接口是感應(yīng)耦合接口，其中，所述感應(yīng)耦合接口包括具有在初級側(cè)上的第一插入連接元件和互補(bǔ)的在次級側(cè)上的第二插入連接元件的插入連接f禹合， 其中，所述第二插入連接元件可分離地連接到第一插入連接元件， 其中，所述第一插入連接元件包括耦合外殼內(nèi)的至少第一感應(yīng)耦合器，所述耦合外殼器被氣密密封地形成，特別是被材料鎖合地結(jié)合到所述變送器外殼或者與所述變送器外殼一體地形成。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的測量變送器，進(jìn)一步包括顯示單元，所述顯示單元的顯示器被氣密密封，并且特別是被材料鎖合地結(jié)合到所述外殼并且集成在所述外殼中。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的測量變送器，進(jìn)一步包括操作設(shè)備，所述操作設(shè)備的操作元件被氣密密封，并且特別是被材料鎖合地結(jié)合到所述外殼并且集成在所述外殼中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有至少一個感應(yīng)接口的測量變送器。用于接收和處理測量數(shù)據(jù)的測量變送器(8)包括變送器外殼(10)，在該變送器外殼內(nèi)具有至少一個電路腔；電子電路，其布置在該電路腔中，用于經(jīng)由至少一個感應(yīng)耦合接口(12、13)向傳感器供電并且接收和處理傳感器的測量數(shù)據(jù)，其中，感應(yīng)耦合接口(12、13)包括利用位于在初級側(cè)上的第一插入連接元件和在次級側(cè)上的互補(bǔ)的第二插入連接元件的插入連接耦合，其中，第二插入連接元件可分離地可連接到第一插入連接元件，其中，第一插入連接元件包括在耦合外殼中的至少第一感應(yīng)耦合器，該耦合外殼被氣密密封，特別是被材料鎖合地結(jié)合到變送器外殼或與變送器外殼一體地形成。
文檔編號G01D5/12GK103185601SQ201210598988
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者托爾斯滕·佩希施泰因, 斯文-馬蒂亞斯·沙伊貝, 斯特凡·皮爾茨 申請人:恩德萊斯和豪瑟爾測量及調(diào)節(jié)技術(shù)分析儀表兩合公司