專利名稱：非本質(zhì)安全供電的測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非本質(zhì)安全(nichteigensicher)供電的測量儀，其包括設(shè)計(jì)成防爆類型“增安型(Erhhte Sicherheit)(E-xe)”的連接裝置，該連接裝置用于將測量儀連接到供電接口，以給測量儀提供電能；還包括含有測量儀電子元件的電子裝置、指示裝置、設(shè)計(jì)成防爆類型“增安型(Ex-e)”或者“本質(zhì)安全型(Eigensicherheit)(Ex-i)”的傳感器；以及至少不是設(shè)計(jì)成防爆類型“本質(zhì)安全型(Ex-i)”的輸出電路。
背景技術(shù)：
在爆炸性氣氛中使用電子測量儀時(shí)，爆炸危險(xiǎn)來自于測量儀的開關(guān)和電過渡處(Uebergaenge)上的電火花。另外在測量儀熱的表面上可能發(fā)生點(diǎn)燃。因此，為了能夠在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)使用測量儀而采取防爆措施是必需的。
在歐洲，防爆是由ATEX標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。其中，電子儀器的防爆是在標(biāo)準(zhǔn)DIN EN 50014至50028以及EN 60079進(jìn)行規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)DIN EN50014描述了防爆的基本原理，而其后的標(biāo)準(zhǔn)描述了各種防爆類型。最后，標(biāo)準(zhǔn)DIN EN 60079描述了設(shè)計(jì)成特定防爆類型的設(shè)備在使用地點(diǎn)的安裝。
如氣體或蒸汽的易燃介質(zhì)以足夠高的濃度出現(xiàn)并可能與空氣或純氧氣混合的所有地方基本上都存在爆炸危險(xiǎn)。這些爆炸危險(xiǎn)區(qū)域典型是在化工和礦業(yè)設(shè)備內(nèi)或周圍，但是也可以是其他區(qū)域，例如在高濃度的酒精飲料的灌裝設(shè)備中或者在谷物地窖中。
在那里防止爆炸基本上有兩種不同方案，即所謂的“一級(jí)”以及“二級(jí)”防爆。在這里，“一級(jí)”防爆是基于避免易燃介質(zhì)。但是避免易燃介質(zhì)往往是不能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)楣ば蚧蛑圃旆椒ǖ膶?shí)質(zhì)往往正是在于特定易燃介質(zhì)的使用。那么，在這種情況下必需采用“二級(jí)”保護(hù)措施，也就是避免可能點(diǎn)燃爆炸性氣氛的點(diǎn)火源。
電氣設(shè)備上的為了阻止點(diǎn)燃周圍的爆炸危險(xiǎn)氣氛的措施劃分為前面已經(jīng)提及的防爆類型。在這里，為了達(dá)到期望的防爆，可以在一種設(shè)備中實(shí)現(xiàn)這些防爆類型中的一種或多種。
在開頭所述的測量儀中，應(yīng)當(dāng)設(shè)有設(shè)計(jì)成防爆類型“增安型(Ex-e)”的連接裝置，用于連接到供電接口，以給測量儀提供電能。在這里，防爆類型“增安型”(簡稱“Ex-e”)是指采取減少火花形成和高溫的概率的措施。因此，在正常工作中不許存在點(diǎn)火源。典型地，這是通過使用部件的超大尺寸以及在可能有火花經(jīng)過的位置之間的距離足夠大來實(shí)現(xiàn)。
另外，在開頭所述的測量儀中，應(yīng)當(dāng)設(shè)有傳感器，該傳感器例如設(shè)計(jì)成保護(hù)類型“本質(zhì)安全型”，簡稱“Ex-i”。在這里，防爆類型“本質(zhì)安全型”描述了將電路中的能量限制在這樣的一些值上的措施，這些值使得具有爆炸所需的點(diǎn)燃能量的不允許的高溫和/或點(diǎn)火火花以及電弧不會(huì)出現(xiàn)。在這里，重要的是，本質(zhì)安全不是涉及單個(gè)設(shè)備，而是涉及整個(gè)本質(zhì)安全的電路。除了導(dǎo)線之外，這樣的本質(zhì)安全電路至少包括本質(zhì)安全的設(shè)備和其附屬設(shè)備。
在這里，本質(zhì)安全的設(shè)備是指這樣的設(shè)備，按照定義，在該設(shè)備中的所有電路都是本質(zhì)安全的。也就是說，在本質(zhì)安全電路中的電壓和電流是如此之小，使得在短接、斷開或者接地時(shí)不會(huì)發(fā)生點(diǎn)火，那就是說該點(diǎn)火能量小于點(diǎn)燃爆炸性氣氛的最小點(diǎn)火能量。與下面將要描述的附屬設(shè)備相反，本質(zhì)安全設(shè)備適合直接在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)使用。
在防爆類型“本質(zhì)安全”的范疇下，附屬設(shè)備是指這樣的設(shè)備，在該設(shè)備中，不是所有的電路都是本質(zhì)安全的。然而，附屬設(shè)備包含至少一個(gè)本質(zhì)安全電路，該電路可以進(jìn)入到爆炸危險(xiǎn)區(qū)域。一般地，在附屬設(shè)備中，非本質(zhì)安全信號(hào)被轉(zhuǎn)換成本質(zhì)安全信號(hào)。因此，附屬設(shè)備例如可以設(shè)計(jì)成其他防爆類型的設(shè)備。
在非本質(zhì)安全供電的測量儀中，該測量儀包括含有測量儀電子元件的電子裝置，如開頭所述，該電子裝置經(jīng)常設(shè)計(jì)成防爆類型“耐壓殼型(Druckfeste kapselung)”，簡稱“Ex-d”，這意思是，該電子裝置裝有這樣的外殼，該外殼在其內(nèi)部發(fā)生點(diǎn)火的情況下保證外殼的殼體能承受壓力，其中必須如下阻止外殼內(nèi)部的爆炸向外部區(qū)域傳播，即例如為了實(shí)現(xiàn)電接線的通過的向外殼外的孔的縫隙寬度相應(yīng)地保持很小。
因此，電子裝置設(shè)計(jì)成防爆類型“耐壓殼型”具有許多缺點(diǎn)電子裝置由于外殼而變得很重，其中，此外存在很小的關(guān)于形狀的自由度。由于穩(wěn)固原因，耐壓外殼大多數(shù)設(shè)計(jì)成圓形或球形。此外，由于提到的只有很小的允許縫隙寬度，必須設(shè)有昂貴的電纜引線，用于從其他電子元件連接到該電子裝置的接線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種這樣的非本質(zhì)安全供電的測量儀，使得可以簡單且價(jià)廉地制造，但仍然可以在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)安全使用。
由開頭所述的測量儀出發(fā)，該任務(wù)通過如下的方式得到解決，即電子裝置設(shè)計(jì)成防爆類型“澆封型(Verguβkapselung)(Ex-m)”，指示裝置設(shè)計(jì)成防爆類型“本質(zhì)安全性(Ex-i)”，以及指示裝置、傳感器和輸出電路通過設(shè)計(jì)成防爆類型“增安型(Ex-e)”的接口與電子裝置連接。
在這里，防爆類型“澆封型”是指這樣將潛在的點(diǎn)火源埋置在澆注材料中，以致危險(xiǎn)的爆炸性氣氛不會(huì)被點(diǎn)燃。電子裝置不必再昂貴地設(shè)計(jì)成防爆類型“耐壓殼型”，而是設(shè)計(jì)成防爆類型“澆封型”，并與本質(zhì)安全地構(gòu)成的指示裝置和設(shè)計(jì)成防爆類型“增安型”的接口相結(jié)合，這樣本發(fā)明走了一條全新的路。因此不需要昂貴的導(dǎo)線引線，指示裝置不必設(shè)在耐壓外殼內(nèi)，這又避免了設(shè)置耐壓的監(jiān)視窗，以及另外對(duì)于電子裝置及其殼體的設(shè)計(jì)還存在最大程度的形狀自由度。
為實(shí)現(xiàn)輸出電路有各種不同的方案。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)方案，可以設(shè)置如“Profibus PA”或“Profibus DP”的現(xiàn)場總線作為輸出電路，其中在這可以是本質(zhì)安全的結(jié)構(gòu)或者可選地是非本質(zhì)安全的設(shè)計(jì)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)方案，設(shè)有至少兩個(gè)至少不是設(shè)計(jì)成防爆類型“本質(zhì)安全型”的輸出電路。接著，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)相當(dāng)優(yōu)選的改進(jìn)方案，設(shè)有三個(gè)至少不是設(shè)計(jì)成防爆類型“本質(zhì)安全型”的輸出電路，即優(yōu)選是電流輸出，脈沖輸出和狀態(tài)輸出。
另外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)方案，指示裝置被設(shè)成由電子裝置供電。也就是說，通過設(shè)計(jì)成防爆類型“增安型”的接口，由電子裝置以本質(zhì)安全的方式給指示裝置提供電能。
開頭已經(jīng)將按照本發(fā)明的測量儀設(shè)計(jì)成以非本質(zhì)安全的方式供電。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)方案，該測量儀為此還可與以標(biāo)準(zhǔn)電源接口或者標(biāo)準(zhǔn)低壓接口，如標(biāo)準(zhǔn)24V接口形式的供電接口連接。這就是說，重要的是，可以為按照本發(fā)明的測量儀設(shè)計(jì)一供電接口，該供電接口不必屬于防爆類型“本質(zhì)安全型”。
按照本發(fā)明的測量儀基本上可以具體化為多種不同類型的測量儀。但是，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)方案，該測量儀被設(shè)計(jì)成用于測量流過測量管的流動(dòng)介質(zhì)流量的磁感應(yīng)流量測量儀，該測量儀包括設(shè)計(jì)成防爆類型“增安型(Ex-e)”的勵(lì)磁線圈，用于產(chǎn)生貫穿流動(dòng)介質(zhì)的磁場還包括設(shè)計(jì)成防爆類型“本質(zhì)安全型(Ex-i)”的電極，用于截取在流動(dòng)介質(zhì)中感生的電壓。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)方案，該測量儀是用于測量流過測量管的流動(dòng)介質(zhì)流量的超聲波流量測量儀，該超聲波流量測量儀包括設(shè)計(jì)成防爆類型“本質(zhì)安全型(Ex-i)”的超聲波換能器，用于發(fā)送或接收經(jīng)過流動(dòng)介質(zhì)的超聲波信號(hào)。
最后，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)方案，測量儀是用于測量流過測量管的流動(dòng)介質(zhì)流量的科氏質(zhì)量流量測量儀，該質(zhì)量流量測量儀包括至少一個(gè)用于激發(fā)測量管振蕩的振蕩發(fā)生器、至少一個(gè)用于獲得產(chǎn)生的測量管振蕩的振蕩傳感器、從電子裝置中移出的并且以防爆類型“本質(zhì)安全型(Ex-i)”的方式供電的電子前端，用于連接到振蕩發(fā)生器和振蕩傳感器以及從電子前端引出并且同樣設(shè)計(jì)成防爆類型“本質(zhì)安全型(Ex-i)”的信號(hào)線。
先前已經(jīng)將指示裝置、傳感器和輸出電路設(shè)計(jì)成通過設(shè)計(jì)成防爆類型“增安型”的接口與電子裝置連接。關(guān)于這一點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)方案規(guī)定，為此設(shè)有多個(gè)連接到電子裝置的連接端子，這些連接端子都是設(shè)在電子裝置的同一側(cè)上。這些連接端子按區(qū)域分別進(jìn)行澆注，通向設(shè)在澆注外殼內(nèi)的電子裝置，并在另一側(cè)從澆注外殼伸出，使得它們作為導(dǎo)電連接供使用。
在這點(diǎn)上，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)方案規(guī)定，還將電子裝置設(shè)置在優(yōu)選由塑料構(gòu)成的罩子(Becher)內(nèi)并澆注該罩子。通過這種方式特別簡單且價(jià)廉地制造電子裝置。


下面參照附圖詳細(xì)地解釋本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1示意地示出了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的測量儀；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的測量儀的電子裝置，該電子裝置是設(shè)在罩子內(nèi)并澆注在該罩子內(nèi)。
具體實(shí)施例方式
圖1示意示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的測量儀1，該測量儀通過供電接口2以非本質(zhì)安全的方式供電。對(duì)于該供電接口2，可以是標(biāo)準(zhǔn)電源接口(110V/200V)或者標(biāo)準(zhǔn)低壓接口，例如標(biāo)準(zhǔn)24V接口。
為了連接到供電接口2，測量儀1具有連接裝置3。該連接裝置3具有用于連接到供電接口2的實(shí)際連接方案以及其他不作詳細(xì)描述的I/O電路。連接裝置3設(shè)計(jì)成防爆類型“增安型”，也就是說這樣設(shè)計(jì)尺寸，使得在測量儀的使用中不會(huì)產(chǎn)生能夠點(diǎn)火的火花。
電子裝置4與連接裝置3連接，該電子裝置包含測量儀所有的電子元件?，F(xiàn)在關(guān)鍵的是，該電子裝置4是設(shè)計(jì)成防爆類型“澆封型”，也就是全部位于澆注材料5內(nèi)。設(shè)計(jì)成防爆類型“增安型”的接口6作為引向電子裝置4的不作詳細(xì)描述的電子元件的引線，這些接線6一側(cè)伸入澆注材料5內(nèi)，而在另一側(cè)形成導(dǎo)電的連接端子。
如已經(jīng)設(shè)計(jì)的，電子裝置4通過這些接口6與連接裝置3連接。此外，傳感器7以及指示裝置8也通過這些接口6與電子裝置4連接。在這里，傳感器7設(shè)計(jì)成防爆類型“增安型”或者設(shè)計(jì)成防爆類型“本質(zhì)安全型”。
在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的測量儀是用于測量流過測量管的流動(dòng)介質(zhì)流量的磁感應(yīng)流量測量儀的情況下，設(shè)有設(shè)計(jì)成防爆類型“增安型”的勵(lì)磁線圈，用于產(chǎn)生貫穿流動(dòng)介質(zhì)的磁場；以及設(shè)置設(shè)計(jì)成防爆類型“本質(zhì)安全型”的電極，用于截取在流動(dòng)介質(zhì)中感生的電壓。
如果根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的測量儀是用于測量流過測量管的流動(dòng)介質(zhì)流量的超聲波流量測量儀，設(shè)有設(shè)計(jì)成防爆類型“增安型”的超聲波換能器，用于發(fā)送或接收經(jīng)過流動(dòng)介質(zhì)的超聲波信號(hào)。
最后，如果作為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的測量儀是用于測量流過測量管的流動(dòng)介質(zhì)流量的科氏質(zhì)量流量測量儀，該質(zhì)量流量測量儀包括至少一個(gè)用于激發(fā)測量管振蕩的振蕩發(fā)生器和至少一個(gè)用于獲得產(chǎn)生的測量管振蕩，那么對(duì)于電子裝置4還附加設(shè)有設(shè)計(jì)成以防爆類型“本質(zhì)安全型”的方式供電的電子前端和從電子前端引出并且同樣設(shè)計(jì)成防爆類型“本質(zhì)安全型”的信號(hào)線，電子前端用于連接到振蕩發(fā)生器和振蕩傳感器。
在現(xiàn)在描述的根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的測量儀中，設(shè)有兩個(gè)輸出電路9、10，這兩個(gè)電路都不是設(shè)計(jì)成防爆類型“本質(zhì)安全型”。指示裝置8同樣是通過接口6與電子裝置連接，其中，指示裝置8設(shè)計(jì)成防爆類型“本質(zhì)安全型”并且由電子裝置4以本質(zhì)安全的方式供電。
從圖2可看出以示意視圖表示的根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的測量儀的電子裝置4。在這里，電子裝置4位于由塑料構(gòu)成的罩子11內(nèi)并有澆注材料5。只有接口6從澆注材料5伸出，這些接口由多個(gè)連接端子12構(gòu)成。通過將這些連接端子12設(shè)置在同一側(cè)，因此可以得到可特別簡單且價(jià)廉地制造的電子裝置4結(jié)構(gòu)。
總的來說，在這里主要的優(yōu)點(diǎn)在于不需要昂貴的導(dǎo)線引線，顯示裝置不必設(shè)在耐壓外殼內(nèi)，這避免了設(shè)置耐壓的監(jiān)視窗，以及對(duì)于電子裝置及其殼體的設(shè)計(jì)存在最大程度的形狀選擇自由。
權(quán)利要求
1.一種非本質(zhì)安全供電的測量儀(1)，該測量儀包括設(shè)計(jì)成防爆類型“增安型(Ex-e)”的連接裝置(3)，該連接裝置用于將測量儀(1)連接到供電接口(2)，以給測量儀(1)提供電能，測量儀還包括含有測量儀(1)電子元件的電子裝置(4)、指示裝置(8)、設(shè)計(jì)成防爆類型“增安型(Ex-e)”或者“本質(zhì)安全型(Ex-i)”的傳感器(7)以及至少不是設(shè)計(jì)成防爆類型“本質(zhì)安全型(Ex-i)”的輸出電路(9)，其特征在于，所述電子裝置(4)設(shè)計(jì)成防爆類型“澆封型(Ex-m)”，所述指示裝置(8)設(shè)計(jì)成防爆類型置本質(zhì)安全性(Ex-i)”，以及所述指示裝置(8)、傳感器(7)和輸出電路(9)通過設(shè)計(jì)成防爆類型“增安型(Ex-e)”的接口(6)與電子裝置(4)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的測量儀，其特征在于，設(shè)有如“ProfibusPA”或“Profibus DP”的現(xiàn)場總線作為輸出電路(9)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的測量儀，其特征在于，設(shè)有至少兩個(gè)至少不是設(shè)計(jì)成防爆類型“本質(zhì)安全型(Ex-i)”的輸出電路(9，10)。
4.如權(quán)利要求3所述的測量儀，其特征在于，設(shè)有三個(gè)至少不是設(shè)計(jì)成防爆類型“本質(zhì)安全型(Ex-i)”的輸出電路，即電流輸出，脈沖輸出和狀態(tài)輸出。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的測量儀，其特征在于，所述指示裝置(8)由電子裝置(4)供電。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的測量儀，其特征在于，該測量儀可與以標(biāo)準(zhǔn)電源接口或者標(biāo)準(zhǔn)低壓接口，如標(biāo)準(zhǔn)24V接口形式的供電接口連接，該供電接口至少不是設(shè)計(jì)成防爆類型“本質(zhì)安全型(Ex-i)”。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的測量儀，其特征在于，該測量儀(1)是用于測量流過測量管的流動(dòng)介質(zhì)流量的磁感應(yīng)流量測量儀，該磁感應(yīng)流量測量儀包括設(shè)計(jì)成防爆類型“增安型(Ex-e)”的勵(lì)磁線圈，用于產(chǎn)生貫穿流動(dòng)介質(zhì)的磁場，還包括設(shè)計(jì)成防爆類型“本質(zhì)安全型(Ex-i)”的電極，用于截取在流動(dòng)介質(zhì)中感生的電壓。
8.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的測量儀，其特征在于，該測量儀(1)是用于測量流過測量管的流動(dòng)介質(zhì)流量的超聲波流量測量儀，該超聲波流量測量儀包括設(shè)計(jì)成防爆類型“本質(zhì)安全型(Ex-i)”的超聲波換能器，用于發(fā)送或接收經(jīng)過流動(dòng)介質(zhì)的超聲波信號(hào)。
9.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的測量儀，其特征在于，該測量儀是用于測量流過測量管的流動(dòng)介質(zhì)流量的科氏質(zhì)量流量測量儀，該質(zhì)量流量測量儀包括至少一個(gè)用于激發(fā)測量管振蕩的振蕩發(fā)生器、至少一個(gè)用于獲得產(chǎn)生的測量管振蕩的振蕩傳感器、從電子裝置(4)中移出的并且以防爆類型“本質(zhì)安全型(Ex-i)”的方式供電的電子前端，用于連接到振蕩發(fā)生器和振蕩傳感器，還包括從電子前端引出并且同樣設(shè)計(jì)成防爆類型“本質(zhì)安全型(Ex-i)”的信號(hào)線。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的測量儀，其特征在于，所述電子裝置(4)具有多個(gè)連接端子(12)，這些連接端子都設(shè)在電子裝置(4)的同一側(cè)上。
11.如權(quán)利要求10所述的測量儀，其特征在于，所述電子裝置(4)設(shè)在優(yōu)選由塑料構(gòu)成的罩子(11)內(nèi)并澆注在該罩子(11)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種非本質(zhì)安全供電的測量儀(1)，該測量儀包括設(shè)計(jì)成防爆類型“增安型”的連接裝置(3)，該連接裝置用于將測量儀(1)連接到供電接口(2)，以給測量儀(1)提供電能，測量儀還包括含有測量儀(1)的電子元件的電子裝置(4)、指示裝置(8)、設(shè)計(jì)成防爆類型“增安型”或者“本質(zhì)安全型”的傳感器(7)以及至少不是設(shè)計(jì)成防爆類型“本質(zhì)安全型(Ex－i)”的輸出電路(9)。根據(jù)本發(fā)明，電子裝置(4)設(shè)計(jì)成防爆類型“澆封型”，指示裝置(8)設(shè)計(jì)成防爆類型"本質(zhì)安全型"，以及指示裝置(8)、傳感器(7)和輸出電路(9)通過設(shè)計(jì)成防爆類型"增安型"的接口與電子裝置(4)連接。
文檔編號(hào)G01F15/18GK101029834SQ20071008560
公開日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2007年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月1日
發(fā)明者W·弗洛林, H·布羅克豪斯, J·萊姆庫爾, W·斯特爾茨 申請(qǐng)人:克洛納測量技術(shù)公司