测量和自动化技术中包括电流隔离设备的现场设备制造技术

本发明专利技术涉及一种测量和自动化技术的现场设备(1)，包含具有壳体壁的壳体；数据传输装置(14)，其被布置在壳体壁的外部上；和电子操作电路(70)，其被布置在壳体腔(10.1)中，且适合于操作数据传输装置，其中，数据传输装置和电子操作电路经由电信号线(20)连接，其中信号线具有多个电导体，其中第一电导体(21)适合于引导数据信号，且其中至少一个第二电导体(22)适合于屏蔽第一电导体，其中，信号线具有隔离设备(26)，该隔离设备(26)适合于至少部分将数据传输装置侧的第一信号线段(20.1)与操作电子器件侧的第二信号线段(20.2)电流隔离，特征在于隔离设备包括具有第一横向表面(26.21)和与第一横向表面平行的第二横向表面(26.22)的电磁透明板(26.1)。

Field equipment including current isolation equipment in measurement and automation technology

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】测量和自动化技术中包括电流隔离设备的现场设备
本专利技术涉及一种用于在测量和自动化技术中应用的现场设备。该现场设备包含电子操作电路以及数据传输装置。这些电子操作电路和数据传输装置借助于信号线连接，其中信号线具有用于电流隔离的隔离设备。在含有爆炸性气体的环境中，这种信号线的隔离设备是必要的，以满足可适用的Ex-i标准或Ex-d标准的规定。
技术介绍
例如，如公开专利EP3029782A1所述，现有技术提出了以具有高频能力的导体结构的方式，使印刷电路板上的入口侧同轴线和出口侧同轴线的导体在一起，其中将隔离元件布置在印刷电路板的一侧上，以用于输入侧和输出侧的电气信号隔离。在印刷电路板上设置附加的隔离元件使得制造复杂化且在交流电压信号传输特性方面可能具有缺点。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是一种具有信号线的现场设备，在该情况下，以简单且鲁棒的方式满足安全标准要求。通过如独立权利要求1中限定的现场设备实现该目的。在测量和自动化技术中应用的本专利技术的现场设备包含：壳体，其具有壳体壁以及至少一个壳体腔，其中至少一个壳体腔至少部分地被壳体壁限定；测量电子器件，其适合于产生表示所测量变量的至少一个测量信号；数据传输装置；和电子操作电路，其被布置在第一壳体腔中且适合于操作数据传输装置和测量电子器件，以及适合于将测量信号转换成至少一个测量值；其中，数据传输装置被布置在第一壳体腔外且适合于与现场设备的电子操作电路交换数据；其中，数据传输装置和电子操作电路经由电信号线连接，其中，信号线具有多个电导体，该多个电导体适合于在数据传输装置和电子操作电路之间传递数据信号，其中，第一电导体适合于引导传输数据信号的第一电流，且其中至少第二电导体适合于引导传输数据信号的第二电流，其中，第二电流与第一电流相反，其中，信号线具有隔离设备，该隔离设备适合于至少部分地将第一数据传输装置侧的第一信号线段与操作电子器件侧的第二信号线段电流隔离。其中，每个电导体具有数据传输装置侧的第一导体段和操作电子器侧的电流隔离的第二导体段，其中导体段被布置在隔离设备上，其中，在至少一个电导体的情况下，第一导体段和第二导体段电流隔离，特征在于：隔离设备包括具有第一横向表面和与第一横向表面平行的第二横向表面的电磁透明板，其中，在隔离设备的区域中，第一信号线段的导体段被布置在第一横向表面上，且其中第二信号线段的导体段被布置在第二横向表面上，其中每个第一导体段沿着横向表面的法向与对应的第二导体段相对，和其中，该板至少具有安全标准所要求的最小厚度或介电强度。在电导体没有隔离的情况下，第一信号线段可例如借助于布置在电磁透明板中的导通孔(via)与第二信号线段电连接。在第一导体的情况下或者在至少一个第二导体的情况下或者在所有导体的情况下提供电流隔离，且该电流隔离用于在数据传输装置和电子操作电路之间阻断直流或者具有电网电压的常用频率的低频电流。在这种情况下，信号线适合于使得能够在数据传输装置和电子操作电路之间实现高数据传输速率。尤其是，信号线应当适合于能够根据所建立的无线网络协议系列诸如，例如IEEE802.11或者IEEE802.15来传输数据。以这种方式，例如，可以传输诸如网页或者较大文件的内容。电磁透明板例如可以是印刷电路板。在实施例中，安全标准是来自以下列表的标准：2007年的产品安全标准IEC60664-1或者2014年的Ex-d标准IEC60079-1，或者2011年的Ex-i标准IEC60079-11或者2010年的IEC61010-1。在实施例中，壳体包括第二壳体腔，该第二壳体腔通过壳体的内壁与第一壳体腔分开，其中，内壁具有第二信号馈通(feedthrough)，信号线穿过该第二信号馈通延伸。在实施例中，每个电导体包括数据传输装置侧的第一导体段和操作电子器件侧的电流隔离的第二导体段。在实施例中，数据传输装置包括适合于接收和/或发送高频信号的天线装置，其中，天线装置被布置在壳体壁的外部，其中，信号线穿过壳体壁中的第一信号馈通延伸。在实施例中，第一电导体和第二电导体彼此平行地在横向表面上延伸，和/或其中第一横向表面上的第一信号线段的导体段与第二横向表面上的第二信号线段的导体段平行地延伸。在实施例中，根据Ex-d标准，尤其是IEC60079-1，壳体和第一信号馈通(feedthrough)和第二信号馈通被实现为耐压，其中隔离设备被布置在第一信号馈通和/或第二信号馈通中，并且是耐压浇铸的。在壳体腔中发生的爆炸由此能够被保持在壳体腔中或者至少被保持在壳体中。在实施例中，两个第二电导体与第一电导体相关联，且第二电导体被布置在第一电导体的相对侧上。以这种方式，更好地抑制了信号辐射，从而显著改善了信噪比。在实施例中，板由介电材料组成，其中该材料尤其包含来自以下材料组的至少一种材料：陶瓷、塑料、玻璃。在实施例中，借助于印刷或蚀刻方法在板的横向表面上制备隔离设备的区域中的电导体。在实施例中，横向表面上的电导体是金属的，且尤其包括以下材料中的至少一种：铜、银、铝、铁或者含有这些元素中的至少一种合金。在实施例中，重叠区域中的隔离设备的区域中的导体段的长度至少为5mm，且特别是至少为10mm，且优选至少为20mm，和/或至多为150mm，且特别是至多为120mm，且优选至多为100mm。特别是，导体段的长度适合于数据信号的频率。在实施例中，数据信号具有至少0.25GHz的频率，且特别是至少0.4GHz，且优选至少1GHz，和/或具有至多10GHz的频率，且特别是至多8GHz，且优选至多6GHz。在实施例中，数据信号波长比电流隔离设备区域中导体段的长度大F倍，其中F大于1，且特别是大于2，且优选大于3.5，和/或其中F小于5.5，且特别是小于5.0，和优选小于4.5。在实施例中，现场设备包括隔离设备的包封(enclosure)，隔离设备被布置在该包封中，其中该包封被布置在第一信号馈通中或者在第二信号馈通中，其中包封外部与第一信号馈通或者与第二信号馈通牢固地连接，其中隔离设备尤其是借助于灌封材料耐压地浇铸在包封中。在实施例中，现场设备是液位计或流量计。附图说明在以下中，将基于附图中所示的实施例的示例描述现场设备，其附图示出如下：图1a)、1b)本专利技术的现场设备的示例的示意性构造；图2本专利技术的隔离设备的示例的不同视图；和图3a)、3b)在现场设备的信号馈通中安装本专利技术的隔离设备的两个示例。具体实施方式图1a)示出了现场设备1，其具有壳体10、电子操作电路70、测量电子器件60、数据传输装置14、信号线20和隔离设备26。该电子操作电路被布置在壳体的第一壳体腔10.1中，且经由电连接与测量电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量和自动化技术的现场设备(1)，包含：/n壳体(10)，所述壳体(10)具有壳体壁(11)和至少一个壳体腔，其中所述壳体腔至少部分地由所述壳体壁限定；/n测量电子器件(60)，所述测量电子器件(60)适合于产生表示所测量的变量的至少一个测量信号；/n数据传输装置(14)；和/n电子操作电路(70)，所述电子操作电路(70)被布置在第一壳体腔(10.1)中，且适合于操作所述数据传输装置和所述测量电子器件，以及适合于将所述测量信号转换成至少一个测量值；/n其中，所述数据传输装置被布置在所述第一壳体腔外部，且适合于与所述现场设备的所述电子操作电路交换数据；/n其中，所述数据传输装置和所述电子操作电路经由电信号线(20)连接，/n其中，所述信号线具有多个电导体，所述多个电导体适合于在所述数据传输装置和所述电子操作电路之间传递数据信号，/n其中，第一电导体(21)适合于引导传输所述数据信号的第一电流，且其中至少第二电导体(22)适合于引导传输所述数据信号的第二电流，其中所述第二电流与所述第一电流相反，/n其中，所述信号线具有隔离设备(26)，所述隔离设备适合于至少部分地将数据传输装置侧的第一信号线段(20.1)和操作电子器件侧的第二信号线段(20.2)电流隔离，/n其中，每个电导体具有数据传输装置侧的第一导体段(20.11)和操作电子器件侧的电流隔离的第二导体段(20.21)，其中，所述导体段被布置在所述隔离设备上，/n其中，在至少一个电导体的情况下，所述第一导体段(20.11)和所述第二导体段(20.21)被电流隔离，/n特征在于/n所述隔离设备包括具有第一横向表面(26.21)和与所述第一横向表面(26.21)平行的第二横向表面(26.22)的电磁透明板(26.1)/n其中，在所述隔离设备上，所述第一信号线段的所述导体段被布置在所述第一横向表面上，且其中所述第二信号线段的所述导体段被布置在所述第二横向表面上，其中每个第一导体段沿着横向表面法向与对应的第二导体部分相对，且/n其中，所述板至少具有安全标准所要求的最小厚度或介电强度。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170904 DE 102017120266.81.一种测量和自动化技术的现场设备(1)，包含：
壳体(10)，所述壳体(10)具有壳体壁(11)和至少一个壳体腔，其中所述壳体腔至少部分地由所述壳体壁限定；
测量电子器件(60)，所述测量电子器件(60)适合于产生表示所测量的变量的至少一个测量信号；
数据传输装置(14)；和
电子操作电路(70)，所述电子操作电路(70)被布置在第一壳体腔(10.1)中，且适合于操作所述数据传输装置和所述测量电子器件，以及适合于将所述测量信号转换成至少一个测量值；
其中，所述数据传输装置被布置在所述第一壳体腔外部，且适合于与所述现场设备的所述电子操作电路交换数据；
其中，所述数据传输装置和所述电子操作电路经由电信号线(20)连接，
其中，所述信号线具有多个电导体，所述多个电导体适合于在所述数据传输装置和所述电子操作电路之间传递数据信号，
其中，第一电导体(21)适合于引导传输所述数据信号的第一电流，且其中至少第二电导体(22)适合于引导传输所述数据信号的第二电流，其中所述第二电流与所述第一电流相反，
其中，所述信号线具有隔离设备(26)，所述隔离设备适合于至少部分地将数据传输装置侧的第一信号线段(20.1)和操作电子器件侧的第二信号线段(20.2)电流隔离，
其中，每个电导体具有数据传输装置侧的第一导体段(20.11)和操作电子器件侧的电流隔离的第二导体段(20.21)，其中，所述导体段被布置在所述隔离设备上，
其中，在至少一个电导体的情况下，所述第一导体段(20.11)和所述第二导体段(20.21)被电流隔离，
特征在于
所述隔离设备包括具有第一横向表面(26.21)和与所述第一横向表面(26.21)平行的第二横向表面(26.22)的电磁透明板(26.1)
其中，在所述隔离设备上，所述第一信号线段的所述导体段被布置在所述第一横向表面上，且其中所述第二信号线段的所述导体段被布置在所述第二横向表面上，其中每个第一导体段沿着横向表面法向与对应的第二导体部分相对，且
其中，所述板至少具有安全标准所要求的最小厚度或介电强度。


2.根据权利要求1所述的现场设备，
其中所述安全标准是来自以下列表的标准：
2007年的产品安全标准IEC60664-1或者2014年的Ex-d标准IEC60079-1，或者2011年的Ex-i标准IEC60079-11或者是2010年的IEC61010-1。


3.根据权利要求1或2所述的现场设备，
其中，所述壳体包括第二壳体腔(10.2)，所述第二壳体腔(10.2)通过所述壳体的内壁(12)与所述第一壳体腔分开，
其中，所述内壁具有第二信号馈通(13.2)，所述信号线穿过所述第二信号馈通(13.2)延伸。


4.根据前述权利要求中的一项所述的现场设备，
其中，每个电导体包括数据传输装置侧的第一导体段(20.11)和电流隔离的操作电子器件侧的第二导体段(20.21)。


5.根据前述权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢卡斯·坦纳，丹尼尔·科尔默，维尔纳·坦纳，玛丽塔·佩措尔德，吕德尔·博塞，
申请(专利权)人：恩德斯豪斯流量技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH