本发明专利技术涉及一种通过至少一个特定波长的电磁波(4)，从至少部分为金属的壳体(3)的至少一个壳体开口(2)发射信号的装置，包括：发射/接收单元(5)，其布置在所述壳体(3)内以产生并且接收所述电磁波(4)；至少一个主天线(6)，其布置在所述壳体(3)内，以使所述发射/接收单元(5)所产生的电磁波(4)去耦，以及将所接收的电磁波(4)耦合并且发射至所述发射/接收单元(5)；第一辅天线(7)，其用于接收从所述主天线(6)去耦的电磁波，其中，所述第一辅天线被布置在所述壳体(3)内的所述壳体开口(2)上；以及第二辅天线(8)，其用于接收从所述壳体(3)外部发射的所述电磁波(4)，其中，所述第二辅天线(8)被布置在所述壳体(3)外部的所述壳体开口(2)上，其中，反射点(9)被布置在所述第一和第二辅天线(7、8)之间，使得在所述第一和第二辅天线(7、8)之间发生阻抗跳跃。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从金属壳体传送信号的装置
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的装置。
技术介绍
在自动控制中——尤其是过程自动控制中——现场装置被广泛地使用，用于确定、优化和/或影响过程变量。传感器，诸如捕捉液位、流量、压力、温度和电导率的对应过程变量的液位测量设备、流量计、压力和温度测量设备、电导率计等等用于过程变量的监测。诸如阀或者泵的致动器用于影响过程变量，并且能够用于改变管段中的流体的流量或者容器内的填充液位。现场装置通常指的是过程导向并且提供或者处理过程相关信息的所有装置。因此，关于本专利技术，现场装置应被理解为包括远程I/O(电子接口)、无线适配器或者被布置在现场液位的通用装置。恩德斯豪斯公司制造并且销售各种这样的现场装置。RFID系统例如用于识别现场装置。RFID系统由位于壳体内并且包含特有代码的应答器，以及用于读取这种标识符的读取器组成。NFC系统另外能够实现相反的信息路径以及，例如现场装置的一个或者几个被测值的传输或者多个现场装置的互连。RFID和NFC应答器的缺点在于现场装置的导电壳体本质上不可被RFID所必需范围内的电磁波穿透。
技术实现思路
本专利技术的目标在于创造一种提高来自于金属壳体的RFID或者NFC信号的传输的装置。通过本专利技术的主旨，根据本专利技术实现该目标。本专利技术的主旨在于一种通过至少一个特定波长的电磁波，从至少部分为金属的壳体的至少一个壳体开口发射信号的装置，包括：发射/接收单元，其布置在壳体内以生成并且接收电磁波；至少一个主天线，其布置在壳体内，以使发射/接收单元所产生的电磁波去耦，以及将所接收的电磁波耦合并且发射至发射/接收单元；第一辅天线，其用于接收从主天线去耦的电磁波，其中，第一辅天线被布置在壳体内的壳体开口上；以及第二辅天线，用于接收从壳体外部发射的电磁波，其中，第二辅天线被布置在壳体外部的壳体开口上，其中，反射点被布置在第一和第二辅天线之间，使得在第一和第二辅天线之间发生阻抗跳跃。根据有利实施例，壳体开口具有格兰头——尤其是PG格兰头。根据有利实施例，格兰头被至少部分地用介电填充材料填充——尤其是用介电密封化合物填充。介电填充材料保护由第一或者第二辅天线发出的电磁波，由此降低损耗。另外，填充材料例如通过在耐压现场装置中使用玻璃来确保壳体中的不可穿透性。根据有利变体，填充材料将第一和第二辅天线保持在格兰头内。因此，不需要用于第一和第二辅天线的固位装置。根据有利进一步发展，反射点被设计成从第一辅天线的直径突然变为第二辅天线的直径。直径的突然变化引起第一至第二辅天线发射的电磁波的波长变化，并且反之亦然。根据有利进一步发展，反射点被设计成第一和第二天线的共享天线基部。共享天线基部将第一辅天线与第二辅天线去耦。根据有利变体，共享天线基部具有板状设计，其中天线基部限定第一平面，其中具有壳体开口的壁限定第二平面，并且其中第一和第二平面相同。第一和第二辅天线的电磁场的分布对这些磁场的破坏性影响最小。根据有利实施例，第一和/或第二辅天线具有对应于至少一个特定波长的四分之一的整数倍的长度。这导致第一至第二辅天线的低耗发射，并且反之亦然。根据有利实施例，第一和/或第二辅天线具有对应于至少一个特定波长的四分之一的长度。这导致了第一至第二辅天线的低耗发射，并且反之亦然。以这种方式，第一或者第二辅天线能够接收和发射能够在不同频段中存在的多个波长的电磁波。为此，波长必须彼此为偶数倍。根据有利实施例，第一和/或第二辅天线各自都在与反射点相反的开口端成圆形。以这种方式，可能产生进入第一和/或第二天线内的频带的波长，由此实现宽带宽性。附图说明基于附图更详细地解释本专利技术。附图示出：图1：用于从金属壳体发射信号的装置的纵截面图，图2：圆形开口端的第一或者第二辅天线的示意性纵截面图，图3：分解视图和组装视图中的PG格兰头的侧视图，图4：具有三种不同类型的填料塞的现场装置的壳体的侧视图，以及图5：具有电场的输出和输入电场线的壳体的示意性纵截面图。具体实施方式图1示出用于从金属壳体(未示出)发射电磁波的装置1的纵截面图。壳体的壁13具有其中布置有格兰头10的壳体开口2。格兰头10具有中空圆筒形设计，并且大部分被布置在壳体外部。橡胶密封件16将格兰头10以水密方式密封在壁13上。具有第一和第二侧向面的板状天线基部12被布置在格兰头10内部。面向壳体外部的第一侧向面限定第一平面14。壳体的外面限定第二平面15。第一和第二平面14、15可以相同。这使用填充格兰头10的内部空间并且将天线基部12保持在第一和第二平面14、15相同的位置中的填充材料11来实现。此外，填充材料11以水密方式密封壳体开口2。填充材料11包括介电材料，诸如塑料、玻璃或者陶瓷。第一杆状辅天线7(直径约1.5mm)被布置在天线基部12的第一侧向表面上，并且指向壳体外部方向。第二杆状辅天线8被布置在天线基部12的第二侧向表面上，并且指向壳体内部方向。以这种方式，第一和第二辅天线7、8将天线基部12作为共享的天线基部12。天线基部12在第一和第二辅天线7、8之间起反射点作用，使得在第一和第二辅天线7、8之间发生阻抗跳跃。选择第一和第二辅天线7、8的长度，使得长度对应于要发射的电磁波的四分之一波长的倍数(例如，在蓝牙4.0低功耗下的2.44GHz)。然而，第一和第二辅天线7、8的长度可以精确地为电磁波长的四分之一，通过该长度，信号将从金属壳体发射。这对于2.4GHz范围内的波长的电磁波(ANT、ANT+、蓝牙、WLAN)尤其有利。由于第一和第二天线7、8的共享的天线基部12，实现了要发射的电磁波的窄带宽性。结果，能够防止干扰。通过使用粗针作为第一或者第二辅天线7、8，实现了第一辅天线7至第二辅天线8的良好阻抗调节。如果第一或者第二辅天线的开口端是圆形的，则产生扩展的表面，从而导致改进的电场去耦。图2示出圆形开口端的第一或者第二辅天线7的示意性纵截面图。如果第一或者第二辅天线的开口端是圆形的，则由于反射点与第一和第二辅天线的开口端之间的距离而导致不同长度。这种不同长度的结果在于，不仅特定波长的电磁波，而且具有限定频段的流畅范围的波长的电磁波进入相应的辅天线。这产生电磁波的宽带宽性。图3示出被设计成PG格兰头的格兰头10的侧视图——一个以分解视图示出并且一个以组装视图示出。格兰头10在外端17具有尖齿，该尖齿与紧固螺母18一起使得更稳固地保持电缆在格兰头10内行进(“应变释放”)。第二橡胶密封件19导致水密格兰头10。如果由塑料制成的格兰头10附接至金属制成的壳体，则这代表在没有电缆被拧入这种格兰头10的情况下波的发射可能性。现场仪器的壳体通常具有至少一个壳体开口，以便安装PG格兰头。多个壳体开口提供存在将电缆引入现场装置的多种可能性。这对于在美国安装尤其重要，因为布线通常必须位于金属导管(屏蔽导管)内，并且这些金属导管非常坚固。此外，这使得能够级联现场仪器。这减少了所需的布线工作。在这些装置中，例如设置适当的总线系统，以便跨其它装置发射测量数据。为此，这些装置具有用于至少两个电缆的连接。有利地，未使用的格兰头中的一个用于电磁波的发射。这具有现有壳体中的壳体开口已经可用，并且不需要改变壳体的优点。以所谓的填料塞来密封未使用的格兰头。图4示出具有由塑料制本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种通过至少一个特定波长的电磁波(4)，从至少部分为金属的壳体(3)的至少一个壳体开口(2)发射信号的装置，包括：发射/接收单元(5)，所述发射/接收单元(5)布置在所述壳体(3)内以生成以及接收所述电磁波(4)；至少一个主天线(6)，所述至少一个主天线(6)布置在所述壳体(3)内，以使所述发射/接收单元(5)的所产生的电磁波(4)去耦，以及将所接收的电磁波(4)耦合并且发射至所述发射/接收单元(5)；第一辅天线(7)，用于接收从所述主天线(6)去耦的电磁波，其中，所述第一辅天线被布置在所述壳体(3)内的所述壳体开口(2)上；以及第二辅天线(8)，用于接收从所述壳体(3)外部发射的电磁波(4)，其中，所述第二辅天线(8)被布置在所述壳体(3)外部的所述壳体开口(2)上，其特征在于反射点(9)被布置在所述第一和第二辅天线(7、8)之间，使得在所述第一和第二辅天线(7、8)之间发生阻抗跳跃。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.11 DE 102014118391.61.一种通过至少一个特定波长的电磁波(4)，从至少部分为金属的壳体(3)的至少一个壳体开口(2)发射信号的装置，包括：发射/接收单元(5)，所述发射/接收单元(5)布置在所述壳体(3)内以生成以及接收所述电磁波(4)；至少一个主天线(6)，所述至少一个主天线(6)布置在所述壳体(3)内，以使所述发射/接收单元(5)的所产生的电磁波(4)去耦，以及将所接收的电磁波(4)耦合并且发射至所述发射/接收单元(5)；第一辅天线(7)，用于接收从所述主天线(6)去耦的电磁波，其中，所述第一辅天线被布置在所述壳体(3)内的所述壳体开口(2)上；以及第二辅天线(8)，用于接收从所述壳体(3)外部发射的电磁波(4)，其中，所述第二辅天线(8)被布置在所述壳体(3)外部的所述壳体开口(2)上，其特征在于反射点(9)被布置在所述第一和第二辅天线(7、8)之间，使得在所述第一和第二辅天线(7、8)之间发生阻抗跳跃。2.根据上述权利要求至少一项所述的装置，其中，所述壳体开口(2)具有格兰头...
【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·布勒德特，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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