一种用于使射频信号从布置在防爆外壳内的信号发生装置耦合到布置在所述外壳之外的信号接收装置的介电连接器。所述连接器被配置成密封地插入外壳中的开口中，并且适合于从所述外壳的内部接纳至少一个内部传导构件，从所述外壳的外部接纳至少一个外部传导构件，至少一个传导构件被部分插入连接器中，在信号发生装置和信号接收装置之间形成电抗（电容和／或电感）耦合和电隔离。通过按照本发明专利技术的介电连接器，能够实现危险环境中的强电抗耦合和安全操作的组合。
Dielectric connector, direct current insulation connection and electronic system
A dielectric connector for coupling a radio frequency signal from a signal generator arranged in an explosion-proof enclosure to a signal receiving device disposed outside the housing. The connector is configured to seal into the opening in the shell, and is adapted to receive at least one internal conduction component from the inside of the shell, receiving at least one external conduction member from the outside of the housing, at least one conduction member is inserted into the connector part, formed between the signal generator reactance and the signal receiving device (capacitance and / or inductance coupling) and electrical isolation. By means of the dielectric connector according to the invention, the combination of strong reactance coupling and safe operation can be realized in the dangerous environment.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于将来自置于防爆外壳内的信号发生装置的射频 信号耦合到置于所述外壳外的信号接收装置的介电连接器以及直流 绝缘直通连接。通过所述连接器的信号通道可以是单向的或者双向 的。本专利技术还涉及在危险环境中使用的电子系统。技术背景工业测量和监视系统，比如雷达液位计系统的安装通常既费时， 费用又高。这样的系统通常包含许多电子系统，例如测量装料高度、 温度、压力等的传感器。这些电子系统一般需要与中央控制单元通信 和/或相互通信。从而在安装这样的系统的过程中，必须铺设大量的电 缆。环境通常恶劣，可能具有腐蚀性或危险性流体，电缆和/或电缆-壁界面一般需要被密封，以便形成防爆系统。由于环境恶劣，敷设电缆的成本通常和材料成本一样高，有时甚 至更大，因此自然想到使用无线系统，不过迄今为止，无线系统未得 到广泛使用。近年来，必需的无线电硬件的成本显著降低，从而无线电硬件的 成本本身不再是将高级工业传感器广泛用于测量液位、压力、流量等的巨大障碍。尽管前面提及的硬件成本的降低，但是无线通信不比它在工业环 境中那样更普及的主要原因之一在于这些低成本、批量生产的无线电 发射器和接收器通常并不适合于用在工业环境中。具体地说，对于将 用在危险环境，例如气氛中可能存在爆炸气体的环境中的电子设备具 有某些苛刻的要求。按照惯例，术语"危险"用于表征这样的环境，特殊的规定和条例通常用于使电子设备降低这样的潜在危险。于是，使用目前的常规解决方案的工业无线应用一般包括一个独立的(防爆)箱，所述防爆箱包含无线电调制解调器，天线和电缆敷设。合并起来，用于实现适合于工业环境的单元的这些辅助装置将比实际的主动无线电硬件责一个数量级。为了能够经济上可行地在工业电子单元之间使用无线通信，需要一种允许在工业环境中使用廉价的批量生产的无线电硬件的廉价装置。DE 10026033 z^开一种供在危险环境中^f吏用的测量变换器。所公 开的变换器包含在压力密闭的金属外壳中。金属外壳具有介质窗口， 通过所述介质窗口，高频信号通过表面拼片(patch)与位于介质窗口 外面的天线电容耦合。按照惯例，能够遏制内部爆炸的封装的正规要 求被称为防爆或防火。当设计这种通过防爆外壳的电容耦合装置时遇到的 一个问题是 在使外壳的介质部分保持足够强的时候，获得足够强的信号耦合。在如DE 10026033中>^开的那种装置中，需要使介质窗口非常 薄，以便获得令人满意的无线信号的信噪比。从而，出现不可忽视的 外壳的力学破坏的风险。从而，所提出的这种设计很难既达到遏制可 能的爆炸的机械强度，又能够实现足够良好的电容耦合。从而，需要一种用于危险环境的能够构成更坚固的防爆设备外壳 的高频耦合装置。
技术实现思路
鉴于现有技术的上述缺陷和其它缺陷，本专利技术的目的是提供用于 通过防爆外壳的射频信号的直流绝缘馈通的改进装置，以及利用这种 直流绝缘馈通的电子系统。本专利技术的另一目的是实现用于通过防爆设备外壳的射频信号的 直流绝缘馈通的更坚固装置，以及供在危险环境中使用的更坚固的电 子系统。按照本专利技术的第一方面，这些及其它目的由使射频信号从布置在 防爆外壳内的信号发生装置耦合到布置在所述外壳外的信号接收装 置的介电连接器实现，其中所述连接器被配置成密封地插入外壳中的 开口中，并且适合于从所述外壳的内部接纳至少一个内部传导构件， 所述至少一个内部传导构件与信号发生装置连接，从所述外壳的外部 接纳至少一个外部传导构件，所述至少一个外部传导构件与信号接收 装置连接，其中所述连接器部分封闭至少一个传导构件，其中当所述 连接器接纳所述传导构件时，所述连接器提供信号发生装置和信号接 收装置之间的电抗耦合和电隔离。"介电连接器"指的是本申请中详细公开的一种新型組件。但是， 不要与常规使用的电连接器混淆，并且并不意味着该组件应是导电 的。"射频信号，，应被理解为适合于无线电通信的频率， 一般约10 MHz到几个GHz的频率下的电磁信号。这里，"信号发生装置"应被理解成能够产生射频信号的装置。例 如，这样的装置可以是无线电发射器或无线电收发器。就无线电收发 器来说，通过介电连接器可进行双向通信。适当的信号发生装置包括 用于WLAN、蓝牙、GSM、 AMPS、 PHS等任意之一的发射器或收 发器。这里，"信号接收装置"是能够接收由信号发生装置产生的射频信 号的装置。这种信号接收装置的示例包括各种类型的天线，电缆和供 电缆和/或天线使用的适配器。天线可直接连接到本专利技术的介电连接 器，或者通过电缆间接地连接到本专利技术的介电连接器。连接天线或电 缆(例如到更远的天线)与连接器的组合可能性是一个事实上重要的 特征。"密封地插入"意味着介电连接器和外壳之间的界面达到这种程 度的压力密闭，以致包括介电连接器的外壳按照相关条例可被列为防 爆的。在本申请中，"电隔离"指的是排除通过所述连接的直流流动的传导隔离。更具体地说，本专利技术的电隔离不仅提供直流绝缘，而且有效地阻止频率为几MHz和更低的所有电流，从而只允许射频信号通过。 就本申请来说，"电抗耦合"可以只是电容耦合，只是电感耦合， 或者是电容耦合和电感耦合的组合。非电射频耦合多数时候是电容耦 合，不可也可以是电容耦合和电感耦合的组合。借助电容耦合和电感 耦合的适当组合，能够实现足够强的耦合，尽管更厚的介电材料能够 抵挡爆炸压力。通过按照本专利技术的第一方面的介电连接器，实现防爆外壳的内部 和外部之间的直流绝缘馈通。通过该直流绝缘，各种标准类型的信号 发生装置可在危险环境中使用，而不需要重新验证使用该介电连接器 的装置。通过使标准类型的批量生产的信号发生装置的使用成为可 能，能够显著降低工业电子单元的材料和安装的总费用。当这里使用术语"危险环境"时，它具体指的是在气氛中存在爆炸 性气体的环境。这里，用语"直流绝缘馈通，，应被理解成有效地避免从O Hz到几 MHz频率的信号的耦合的馈通。对于所述耦合， 一般使用较小的电容 (多数实际情况下，几个pF)，从而有效地阻止除无线电信号外的 所有电功率通过。当用在防爆电子设备中时，这种小电容简化被视为故障安全(诸如l毫米之类的一定厚度)的耦合的使用，并且还产生 对雷暴时产生的过压的改进保护。通过这样配置介电连接器，以致至少一个传导构件被部分插入连 接器中，即使使介电连接器厚到以致连接器上的表面拼片之间的电抗 耦合相当不足的程度，通过所述连接器形成的馈通，也能够实现强的 电抗耦合。从而，通过按照本专利技术的介电连接器，能够实现危险环境中强的 电抗耦合和安全操作的组合。按照本专利技术的介电连接器的一个实施例，所述介电连接器适合于 接纳至少一个内部传导构件和至少一个外部传导构件，以致内部传导 构件和外部传导构件都被部分地插入所述连接器中。通过这样配置介电连接器，以致内部传导构件和外部传导构件都 可被插入所述连接器中，在连接器内部能够产生电抗耦合。所述连接 器适合于接纳沿直线插入的内部传导构件和外部传导构件，从而传导 构件的端部会彼此相对，并且在这些端部之间产生电抗耦合。更可取 的是，所述连接器适合于沿基本平行的插入方向偏移地接纳内部传导 构件和外部传导构件，以致插入的内部传导构件和外部传导构件的各 个部分在与插入方向平行的方向上重叠。通过这种重叠，能够本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种介电连接器，用于使射频信号从布置在防爆外壳内的信号发生装置耦合到布置在所述外壳外的信号接收装置，其中所述连接器被配置成密封地插入所述外壳中的开口中，并且适合于：从所述外壳的内部接纳至少一个内部传导构件，所述至少一个内部传导构件与所述信号发生装置连接，从所述外壳的外部接纳至少一个外部传导构件，所述至少一个外部传导构件与所述信号接收装置连接，其中所述连接器部分封闭至少一个所述传导构件，其中当所述连接器接纳所述传导构件时，所述连接器提供在所述信号发生装置和所述信号接收装置之间的电抗耦合和电隔离。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：奥洛夫爱德沃森，
申请(专利权)人：罗斯蒙特雷达液位股份公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]
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