用于测量点的传感器以及检查用于测量点的传感器的方法技术

在由传感器头ＳＫ和传感器头相对件ＳＧ构成的两部件传感器中，检查是否正确的传感器头与传感器头相对件相连。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于测量点的传感器以及一种用于检查用于测量 点的传感器的方法。
技术介绍
在过程自动化技术中，经常使用传感器用于检测测量值。通常， 传感器通过测量变送器与控制系统相连，控制系统转发测量数据。测 量变送器和控制系统之间的通信根据过程自动化技术中常用的一种标 准实现，标准例如为HART数据传输或现场总线系统(Foundation fieldbus、 Profibus)等。除了这些开放的传输系统之外，有时在数字数 据传输中还应用专有协议，在传感器和测量变送器之间对等连接的情 况中特别是这样的。在特定的传感器类型的情况中，传感器常常由两个部件构成，艮P， 传感器头和与其匹配的传感器相对件。在测量点提供的传感器头相对 件固定地与测量变送器相连，而传感器头可以拆卸。在传感器必须规 律性地接受维护的情况，这种分为两件的结构特别具有优点。为了清洁或标定，可以在测量点简单地拆卸传感器头，以便被运 送至执行维护的实验室。这种两部件传感器可以从本申请人(Endress + Hauser Conducta) 获得，商标为Memosens⑧。该产品已经由本申请人制造并销售多年。在这种传感器中的问题是，在清洁或标定之后，必须将正确的传 感器头在正确的测量点重新安装到传感器头相对件上。通常，用户携带容纳了一组若干传感器头的盒子，必须从中选择对于相关测量点的 正确的传感器头。为此，传感器头被标记有测量点说明(TAG-Name)， 以方便用户将传感器头与测量点相关联。然而，由于用户的手动工作，仍然可能出现混淆。不匹配会具有 严重后果。于是，在氰化物测量点安装的测量头无论如何不能安装到食品测量点。错误应用的测量头能够例如导致被测产品的污染，并且因而导致 产品后续处理步骤的严重劣化。当前，已知传感器和测量变送器彼此相距较远的应用情况。未来 计划令传感器能够直接与控制系统相连，而无需在其间插入测量变送 器。原则上，错误应用的传感器头能够在测量变送器或控制系统上得 到指示。然而，当传感器和测量变送器或控制系统空间分离较远时，不可能在测量点直接显示。为了在每次替换中进行检查，用户将不得不走过较远的路程。进 一歩，在可能有20个传感器头的情况中，这种检查非常耗时，因为用 户必须多次返回控制系统以检査是否安装了正确的传感器。所有至今已知的检查方法都经受可能的误差源，从而不能保证传 感器头绝对可靠地安装在正确的测量点。将来，替换测量头将是不必由技师完成的常规性工作。这样，对 于安全替换有更高的需求。
技术实现思路
于是，本专利技术的目的是提供一种用于测量点的传感器以及一种检 查用于测量点的传感器的方法，其不具有上述缺点，并且其中特别地， 对于传感器保证了测量头的安全替换，并且在安装了错误的传感器头 的情况，直接以信号向用户报告错误。这个目的通过权利要求1限定的特征或者权利要求4限定的方法 步骤实现。附图说明现在根据附图中给出的实施例，详细解释本专利技术，附图中图1是与控制系统相连的多个传感器的示意图；和图2是具有传感器头和传感器头相对件的两部件传感器的示意图。具体实施例方式图1显示了一种控制系统L，其与多个传感器T1、 T2、 T3通过合 适的电缆K1、 K2、 K3连接。传感器T1、 T2、 T3分别与合适的测量点 Ml、 M2、 M3相关联。在传感器和控制系统之间的通信通过具有按照 RS 485标准的"物理层"的串行数据通信实现。控制系统L还与未详 细示出的执行机构连接。控制系统L可以是PLC单元(可编程逻辑控 制器)或分散控制DL (分布式控制系统)。通常，控制系统L还与能 够实现厂房或公司范围的数据交换的局域网(以太网)相连。图2是本专利技术的传感器的框图。传感器由两个部件制成传感器 头SK和传感器头相对件SG。两个部件通过易于解开的卡口连接彼此 相连。传感器头SK主要由测量变送器MA构成，其用于检测物理测量 变量，例如，pH值、温度等。测量变送器MA与信号处理单元SV串连，模拟测量信号在该信号处理单元中被预处理，例如，滤波或放大。 通过模/数转换器A/d 1，测量信号被馈送至微控制器juCl，在这里进一 步处理测量信号。通过通信接口S1，微控制器mC1能够发送及接收数 据。通信接口 Sl由转换器Wl、电压源单元SVSK和线圈Ll构成。传感器头相对件SG匹配传感器头SK。它们能够通过未详细示出的卡口连接而易于松开地彼此连接。传感器头相对件SG包含与通信接口 Sl相应的相对接口， g卩，通 信接口 S2。通信接口 S2包括线圈L2、放大器V和转换器W2。转换 器W2与微控制器mC2相连。与控制系统l的通信在硬件上通过通信 接口S3实现，该通信接口例如由RS-485芯片提供。电缆K具有四条 线路LG1、 LG2、 LG3、 LG4，它们由屏蔽AS围绕。两条线路用于通 信，两条线路用于对于传感器头相对件SG的能量传输。于是，对于传感器头相对件SG的能量供应，提供电压源单元 SVSG，其通过线路LG1和LG2由控制系统L供电。到现在描述的结构对应于已知的Memosens传感器。两个通信接口 Sl和S2之间的数据传输经由电感耦合实现。同时 通过这个连接，能量也无线地传输至传感器头SK。这个能量在电压源 单元SVSK中被转换并被转换为对于单个部件合适的电源电压。控制系统L和传感器(传感器头相对件和/或传感器头)之间传输 的是不同测量数据、参数数据和传感器特定的数据，例如，传感器规 格，其包括序列号、生产日期、硬件及软件版本；测量值，其包括主 要测量值和辅助测量值(通常是温度)；标定数据，其包括零漂/斜率、 日期/时间、标定方法；传感器状态，包括在极限条件下的使用寿命、 标定周期、用于状态评价的辅助参数；关于测量点的信息，例如TAG数；关于传感器头上的传感器元件的信息，诸如测量范围、首次投入 使用的日期、批次。在所述实施例中，传感器头SK和传感器头相对件SG完全流电隔 离。特别是在pH测量的情况中，这个流电隔离具有很大优点；然而， 对于本专利技术，流电隔离并不是必须的。为了标定，传感器头SK被从传感器头相对件SG上旋下，并被运 输至远离测量点M1的实验室，在那里进行实际标定。这可以自动进行 并且对于每一传感器头的标定值被唯一相关地存储在—数据库中。这个 数据库可以例如连接至局域网。之后，传感器头必须在其被拆卸的测 量点被重新安装。在替换传感器头时，用户使用一个容纳许多传感器 头的盒子B。在图1中非常象征性地显示出这个盒子B。根据本专利技术，传感器头SK包括天线Al和与其相连的无线电单元 Fl。无线电单元F1可以或者通过连接线VL与微控制器mC1相连，或 者，在另一实施例中，可以不与微控制器ptCl相连。正如在RFID技 术中经常使用的，无线电单元Fl是转发器。无线电单元Fl能够无需 外部电源，而仅仅借助无线电波能量而工作。作为补充，无线电单元F1还与电压源单元SVSK相连。以这种方 式，当没有可用的无线电波能量时，也可以从无线电单元F1中提供的 存储器(具有512字节存储能力的EEPROM存储器)中读出数据。另外，在传感器头相对件SG中提供无线电单元F2，其与微控制 器MC2相连。无线电单元F2的天线A2在电缆K中，屏蔽AS之外。现在对于不同实施例详本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于测量点的传感器，由能够可拆卸地彼此连接的传感器头（ＳＫ）和传感器头相对件（ＳＧ）构成，其中传感器头（ＡＫ）包括用于检测测量值的测量变送器（ＭＡ）、用于处理测量值的第一微控制器（μＣ１）、用于传感器头（ＳＫ）的供电的电压源单元（ＳＶＳＫ）以及用于与传感器头相对件（ＳＧ）数据交换的通信接口（Ｓ１），其中传感器头相对件与控制系统相连，经过处理的测量值被转发至该控制系统，　其特征在于，　所述第一微控制器（μＣ１）与无线电单元（Ｆ１）相连，该无线电单元连接至所述传感器头的所述电压源单元（ＳＶＳＫ）并且具有附加的独立的电压源单元（ＳＶＦ１），　其中所述附加的独立的电压源单元（ＳＶＦ１）被通过无线电能量供电，并因而即使当所述电压源单元（ＳＶＳＫ）没有为所述传感器头（ＳＫ）提供能量时也能够通过无线电进行数据交换。

【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：沃夫冈巴贝尔，马丁格尔克，德特勒夫维特默，安德烈亚斯戈姆里希，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔测量及调节技术分析仪表两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]