用于将线缆电路与传感器模块相连接的插头连接单元制造技术

本发明专利技术涉及一种用于将线缆电路与传感器模块相连接的插头连接单元，特别是用于将线缆电路壳体（23）中的线缆电路与传感器模块壳体（17）中的传感器模块相连接的插头连接单元，其包括用于在线缆电路（3，14）和传感器模块（1，15）之间进行能量和/或数据传输的无线接口（2），其中该无线接口（2）的第一分段被设置在线缆电路（3，14）中并且该无线接口（2）的第二分段被设置在传感器模块（1，15）中，其中该无线接口（2）被磁屏蔽（10）所包围并且该磁屏蔽（10）被设置在线缆电路壳体（23）和/或传感器模块壳体（17）中。

【技术实现步骤摘要】
用于将线缆电路与传感器模块相连接的插头连接单元
本专利技术涉及一种用于将线缆电路与传感器模块相连接的插头连接单元，其包括用于在线缆电路和传感器模块之间进行能量和/或数据传输的无线接口。该接口的第一分段位于线缆电路中并且该接口的第二分段位于传感器模块中。
技术介绍
在过程自动化技术中，为了记录过程变量而应用了大量不同的传感器。这样的传感器的示例包括pH传感器、气体传感器、流量传感器、质量流量传感器等。在现代工业工厂中，这样的传感器经常在不同环境条件下进行操作。例如，传感器被暴露于腐蚀性化学制品、热量、振动等之中。在这样的情况下，传感器被设置在由传感器元件和传感器线缆所组成的测量点，该传感器线缆将传感器与测量变送器进行连接。在一些应用情况下，传感器被置于不锈钢或诸如塑料的耐用合成材料的可伸缩组件中以便使得能够将传感器插入到过程之中并且从中撤回。从DE102007048812A1中获知了一种具有数字信号调节的线缆电路。该线缆电路用于将传感器模块与测量变送器相连接。该线缆电路包括用于在线缆中所形成的电路和传感器模块之间进行信号传输的非接触式接口，其中该传感器模块与线缆电路之间电流地隔离并且线缆电路和传感器模块之间的信号传输通过光学的、电感的或电容的装置来进行。此外，还经由该无线接口对传感器模块进行能量供应。在这种情况下，该无线接口部分位于线缆电路中而部分位于传感器模块中，其中通过将线缆电路引入传感器模块而使得该无线接口的两个部分彼此相对地进行设置。该传感器模块和线缆的壳体具有相对小的直径，例如12mm。该传感器能够被应用于可伸缩组件（见下文）中，从而最大外尺寸是预先确定的。如已经提到的，信号调节的一部分在传感器和/或线缆中的电路中进行。诸如微处理器、其它有源元件以及无源元件之类的调节所需部件必须适应预定的空间条件。由于相对小的壳体直径的原因，线缆壳体的厚度非常小并且例如处于1-2mm，相应地，传感器壳体的厚度非常小并且例如处于1-2mm。特别地，当无线接口被实现为其初级绕组设置在线缆电路中而其次级绕组设置在传感器模块中的杂散场变压器时，会出现能量和数据传输的杂散磁场，其还处于线缆和传感器壳体之外。通过例如将这样的插头连接单元安装在管状的不锈钢组件中以便将传感器模块插入所要检查的介质之中，该不锈钢组件对杂散场有所影响。另一方面，该不锈钢组件的作用类似被电短路的第二次级绕组。另一方面，出现不锈钢组件的涡流损失。由此，初级绕组的有效电感和有效质量以该初级绕组的工作点有所变化并且包括传感器的线缆的效率有所降低的方式而变化。其结果是能量以及数据传输均受到负面影响。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种插头连接单元，在给定空间要求下，特别是以最小的可能空间要求，其确保了线缆电路和传感器模块之间的可靠能量和/或数据传输。根据本专利技术，该目的通过包括被磁屏蔽所包围的无线接口的特征而实现，该无线接口设置在线缆电路壳体和/或传感器模块壳体中。因此，使得能够在具有给定空间要求的情况下进行安全传输。该磁屏蔽所具有的优势在于，插头连接单元的磁路被改变使得其仅存在于线缆电路和传感器模块之内。在这样的情况下，线缆电路和传感器模块以外的杂散场很小，从而对于能量和数据传输的影响得以消除。有利地，该无线接口被实现为电感或电容接口。特别是在这样的物理原理的情况下，有必要使用屏蔽以便抑制外部杂散场对接口的功能的影响。在一种变形中，该磁屏蔽由设置在线缆电路壳体和/或传感器模块壳体内部的薄膜或薄片所组成。以这种方式，该磁屏蔽可以是构造简单的并且其制造是成本有效的。可替换地，该磁屏蔽被放置在塑料的线缆壳体和/或塑料的传感器模块壳体中。因此，当例如在塑料周围进行铁磁体材料注模时，并不需要对由壳体和屏蔽组成的两个层关于彼此进行调节。在一种形式的实施例中，该线缆电路壳体和/或传感器模块壳体完全或部分由塑料粘结铁氧体所制成。因此，线缆电路壳体和传感器模块壳体是同时用作磁屏蔽的材料。在另外的变形中，该磁屏蔽在包围无线接口的第一分段的线缆电路壳体的至少一个区域中实现，和/或至少在包围无线接口的传感器模块壳体的第二分段的区域中实现。以这种形式，相对于外部杂散场提供了最低程度的屏蔽。由电感或电容接口所产生的磁场在线缆电路内部延伸得越多，线缆电路壳体的磁屏蔽越完整，相应地，由电感或电容接口所产生的磁场在传感器模块内部延伸得越多，传感器模块壳体的磁屏蔽越完整。在一个实施例中，该磁屏蔽由具有>1的相对磁导率的材料所组成。选择具有这样的磁导率的材料确保了对插头连接单元以外的杂散场的屏蔽。该磁屏蔽能够由大量材料所制成。特别是在磁屏蔽由铁磁体材料组成的情况下，实现了特别高的相对磁导率。有利地，导电材料的磁屏蔽实现为管状并且包括纵向缝隙。该纵向缝隙抑制了次级短路绕组的出现。在优选实施例中，该线缆电路壳体和传感器模块壳体实现为管状并且具有大约12mm的直径。特别地，该壳体应当被如此实现使得它们能够应用于可伸缩组件中。附图说明本专利技术允许多种形式的实施例。现在将基于附图对其选择进行更为详细地解释，附图如下示出，其中等同的特征被提供以等同的附图标记：图1为测量变送器、线缆电路和传感器模块之间的数据交换；图2为线缆电路和传感器模块的实施例的示例；和图3为根据图2的电感接口的屏蔽的实施例的示例。具体实施方式图1示出了用于记录并转发所测量数值的插头连接单元。该插头连接单元包括传感器模块1，其经由无线接口2与线缆电路3进行通信。在这样的情况下，无线接口2被实现为电感接口。为了能够将传感器模块1中所记录的数据转发至上级系统，线缆电路3经由线缆4与测量变送器5进行连接。测量变送器5的部分任务能够由线缆电路3所承担。因此，例如，也可能直接将传感器模块1连接至总线。传感器模块1包括传感器6，其应用于过程自动化的现场，因此例如是流量传感器、质量流量传感器、pH传感器、气体传感器等。在传感器模块1内，传感器6与电子电路7相连接，该电子电路7进而与无线电感接口2相耦合。电感接口2包括设置在线缆电路一侧的初级绕组8以及设置在传感器模块一侧的次级绕组9。次级绕组9与电子电路7相连接。当传感器模块1借助于可插连接器耦合而插到线缆电路3上时，初级绕组8和次级绕组9相对于彼此进入所定义的空间定位，从而能够在线缆电路3和传感器模块1之间以两个方向传送高频信号。以这种方式，使得能够在线缆电路3和传感器模块1之间进行数据交换。此外，还能够经由电感接口2进行传感器模块1的能量供应。在这方面，在电路12中所产生的线缆电路3的高频信号被传感器模块1的次级绕组9所接收，以便用作电子电路7和传感器6的工作电压。除了无线接口2之外，线缆电路3包括与线缆4的接口11，经由该接口11进行与测量变送器5的数据交换。图2示出了设置在线缆13末端的线缆电路14的实施例的示例。此外，示出了传感器模块15，其能够经由可插连接器耦合与线缆电路14进行连接，以使得能够经由电感接口2进行数据和能量传输。传感器模块15包括用于记录所测量的值的传感器16。传感器模块壳体17包括螺纹18，以便能够将传感器模块15安装在不锈钢可伸缩组件（未示出）中。在传感器模块15远离传感器16的一端提供有圆柱体末端部分19，其中设置有电感接口2的次级绕组20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将线缆电路壳体(23)中的线缆电路与传感器模块壳体(17)中的传感器模块相连接的插头连接单元，其包括用于在线缆电路(3，14)和传感器模块(1，15)之间进行能量和/或数据传输的无线接口(2)，其中所述无线接口(2)的第一分段位于所述线缆电路(3，14)中并且所述无线接口(2)的第二分段位于所述传感器模块(1，15)中，其中所述无线接口(2)被磁屏蔽(10)所包围，其特征在于所述磁屏蔽(10)被设置在所述线缆电路壳体(23)和/或所述传感器模块壳体(17)中，其中所述磁屏蔽(10)被设置到所述无线接口(2)的所述第一分段和/或所述第二分段，并且被实现为闭合主体，其中所述线缆电路壳体(23)和所述传感器模块壳体(17)实现为管状并且具有大约12mm的直径，并且其中所述线缆电路壳体(23)的壁厚度和所述传感器模块壳体(17)的壁厚度均为大约1mm。

【技术特征摘要】
2012.12.13 DE 102012112221.0;2013.10.16 DE 10201311.一种用于将线缆电路壳体(23)中的线缆电路与传感器模块壳体(17)中的传感器模块相连接的插头连接单元，其包括用于在线缆电路(3，14)和传感器模块(1，15)之间进行能量和/或数据传输的无线接口(2)，其中所述无线接口(2)的第一分段位于所述线缆电路(3，14)中并且所述无线接口(2)的第二分段位于所述传感器模块(1，15)中，其中所述无线接口(2)被磁屏蔽(10)所包围，其特征在于所述磁屏蔽(10)被设置在所述线缆电路壳体(23)和/或所述传感器模块壳体(17)中，其中所述磁屏蔽(10)被设置到所述无线接口(2)的所述第一分段和/或所述第二分段，并且被实现为闭合主体，其中所述线缆电路壳体(23)和所述传感器模块壳体(17)实现为管状并且具有大约12mm的直径，并且其中所述线缆电路壳体(23)的壁厚度和所述传感器模块壳体(17)的壁厚度均为大约1mm。2.根据权利要求1的插头连接单元，...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·皮尔茨，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔分析仪表两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE