【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、在工业过程自动化中，在用于监测和/或确定介质的各种过程变量和/或特性变量的各种实施例中使用最多变化的现场装置。在本专利技术的上下文中，原则上，被称为现场装置的是所有测量装置，其被应用在过程附近并且传递或处理与过程相关的信息，因此也是通常被布置在场级的远程i/o、无线电适配器以及电子组件。大量这样的现场装置由endress+hauser集团制造和销售。
2、许多测量本领域已知的不同现场装置的测量原理许可表征介质的磁性和/或电气属性。在这种连接中，使用的是侵入式测量装置(在传感器单元被引入与介质直接接触的情况下)，以及非侵入式测量装置(在介质的过程变量记录在介质位于其中的容器外部的情况下)。非侵入式测量装置基本上提供了不需要侵入过程的优点。然而，这样的测量装置到这个时间点一直是有限可用的，因为对于测量和可能的干扰影响的可实现的准确性，例如通过容器壁或环境，需要考虑许多不同的因素。然而，共同的目标是使测量装置尽可能侵入该过程中。
3、另一目标在于持续小型化与增加传感器的应用范围的能力和扩展耦合。特别地，期望传感器，这能够综合表征介质的许多不同的过程变量和/或特性变量。关于该连接中的介质的磁性和/或电气属性，例如，需要精确的系统来记录磁场和/或电场的变化，并且取决于传感器类型，在给定情况下，精确的系统也是重力场。
技术实现思路
1、从这些考虑开始，本专利技术的目的是提供一种用于表征介质的传感器，尤其是在工业过程自动化中，借助于该传感器，在对过程的最小
2、本专利技术通过用于确定和/或监测容器中的介质的过程变量和/或特性变量的传感器装置来实现，该传感器装置包括：
3、-传感器设备，
4、-磁场设备，以及
5、-检测设备。
6、磁场设备用于产生磁场以使得该磁场至少穿透传感器设备、检测设备并且部分穿透介质。传感器设备进而被实施和/或布置成使得传感器设备的组件的至少一个磁性属性取决于过程变量和/或特性变量，并且磁场设备的磁场可借助于传感器设备根据过程变量和/或特性变量影响。检测设备被实施为记录与磁场相关的变量，尤其是磁通量密度、磁化率或磁导率，并且基于与磁场相关的变量来确定和/或监测过程变量和/或特性变量。在这种情况下，传感器设备被布置在容器的内部体积内，并且检测设备被布置在容器外部。
7、因此，本专利技术的传感器装置被实施为使得发生对过程的最小侵占。与介质的相互作用仅借助于传感器设备发生，传感器设备被布置在容器的内部体积中，并且因此与介质接触。相比之下，检测设备被布置在容器外部。此外，磁场设备能够被布置在容器外部。有利地，不需要容器的壁中的开口。
8、传感器设备能够具有一个或多个组件，其至少一个磁性属性取决于过程变量和/或特性变量。在这种情况下，不同的组件能够等同地或不同地实施，特别是由相同或不同的材料制成。各种部件的组合是有利的，尤其是关于抑制干扰外部磁场或关于传感器装置的应用范围的期望扩展。
9、另外，传感器设备能够被固定在容器的内表面上，例如容器或管道形式的容器。在这种情况下，能够使用可释放的以及不可释放的，尤其是材料结合的固定，特别是通过应用合适的固定手段。然而，传感器设备也能够被引入到容器的内部体积中，而不将其固定到壁。在这种情况下，传感器设备漂浮在介质中。传感器设备集成到容器的壁中也是一种选项，尤其使得传感器设备与容器的内表面齐平。
10、一方面，检测设备能够被固定在容器的外表面上或者与容器间隔开。特别地，检测设备也能够是分离的单元的一部分，其能够被带到容器附近，以用于记录介质的过程变量和/或特性变量。
11、容器例如是容器或管道。它同样能够是一次性使用容器。在许多工业过程中，特别是在制药、生物、生物化学和生物技术过程中，使用一次性使用过程解决方案或单次使用技术来增加测量。对应的过程工厂包括管线或反应器，其被实施为一次性使用容器(也称为一次性生物反应器或一次性生物反应器或一次性使用生物反应器或一次性使用组件)。这种一次性使用容器能够是例如柔性容器，例如袋、软管或发酵罐。许多一次性使用容器，例如生物反应器或发酵罐，具有供应管线和排放管线，其能够被实施为软管，或者其中也能够将刚性管状件作为供应管线和排放管线插入。一次性使用技术的优点在于，在终止过程之后，丢弃一次性使用容器。以这种方式，避免了复杂的清洁和消毒方法。特别地，通过使用一次性使用的容器，避免了交叉污染的风险并以其提高了过程安全性。另一方面，一次性使用
的传感器必须满足特殊要求，例如必须避免到环境的通道，尤其是未密封的位置。因此，实际上也通常将传感器带入一次性使用容器(侵入式传感器)中，这使得耦合到介质上特别容易实现，然而，在容器外部固定的传感器(非侵入式传感器)具有以下优点：不需要与过程的连接，并且在给定情况下，传感器能够被再次使用，并且能够显著更容易地满足无菌性要求。在本解决方案中，仅需要将传感器设备引入容器内。其它部件能够保持在容器外部，并由此有利地可重复使用。另外，不需要从容器的内部体积到环境的连接，从而不会出现容器的未密封部位。
12、在实施例中，磁场设备包括至少一个线圈和/或一个永磁体。另外，还能够存在线圈芯，尤其是具有高磁导率的材料。一方面，可能施加基本上恒定的磁场。然而，同样可能调制磁场，尤其是关于频率和/或幅度。这种调制对于降低扰动信号的影响尤其有利。
13、传感器装置的实施例包括传感器设备的组件包括铁磁材料。铁磁材料在可预定相变温度下具有从顺磁状态到铁磁状态的相变。铁磁状态的特征在于具有材料的原子的磁矩的平行取向的趋势。
14、铁磁材料是例如钴、铁或镍或它们的合金之一。特别地，它也能够是纳米晶体或无定形材料。
15、传感器装置的替代实施例包括传感器设备的组件包括磁致伸缩材料。磁致伸缩材料由于施加的磁场而被材料的变形区分开。在这种连接中，一种区分焦耳磁致伸缩，在这种情况下由于磁化的变化而发生长度变化，在这样的情况下，毛细管效应也被称为逆磁致伸缩效应，因此，机械应力的变化引起磁化的变化，以及δe效应，其描述了由于磁化的变化的弹性模量的变化。
16、磁致伸缩材料例如是镍或铁合金，尤其是钴和铁的合金，镓和铁的合金，例如galfenol，或铽、镝和铁的合金，例如terfenol。优选地，选择具有最佳可能磁导率的材料，以便最大化传感器设备由磁场的穿透。能够使用固体磁致伸缩组件以及多孔材料的那些。在多孔材料的情况下，尤其是多孔材料的机械变形能够被用于记录特定的过程变量和/或特性变量。
17、在另外的替代实施例中，传感器设备的组件包括铁氧体材料或永磁体，其磁场取决于工艺变量，例如介质的温度。
18、相对于传感器设备有利的是，这样的传感器设备包括支撑件或膜，传感器设备的组件，尤其是铁磁或磁致伸缩材料，借助于例如材料结合连接(例如，以层或细长元件的形式)施加在支撑件或膜上。特别地，组件能够与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于确定和/或监测容器(2)中的介质(M)的过程变量和/或特性变量的传感器装置(1)，包括
2.根据权利要求1所述的传感器装置(1)，
3.根据权利要求1或2所述的传感器装置(1)，
4.根据前述权利要求中至少一项所述的传感器装置(1)，
5.根据权利要求3或4所述的传感器装置(1)，
6.根据权利要求5所述的传感器装置(1)，
7.根据前述权利要求中至少一项所述的传感器装置(1)，
8.根据权利要求7所述的传感器装置(1)，
9.根据权利要求7所述的传感器装置(1)，
10.根据权利要求9所述的传感器装置(1)，
11.根据权利要求9所述的传感器装置(1)，
12.根据权利要求11所述的传感器装置(1)，
13.根据前述权利要求中至少一项所述的传感器装置(1)，
14.根据权利要求13所述的传感器装置(1)，
15.根据权利要求1至12中至少一项所述的传感器装置(1)，
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于确定和/或监测容器(2)中的介质(m)的过程变量和/或特性变量的传感器装置(1)，包括
2.根据权利要求1所述的传感器装置(1)，
3.根据权利要求1或2所述的传感器装置(1)，
4.根据前述权利要求中至少一项所述的传感器装置(1)，
5.根据权利要求3或4所述的传感器装置(1)，
6.根据权利要求5所述的传感器装置(1)，
7.根据前述权利要求中至少一项所述的传感器装置(1)，
...
【专利技术属性】
技术研发人员：迪特马尔·弗鲁豪夫，弗洛里安·克罗格曼，拉斐尔·屈南，帕沃·弗尔多利亚克，彼得·克勒费尔，本雅明·舍雷尔，谢尔盖·洛帕京，英·图安·塔姆，沃尔克·弗赖，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔欧洲两合公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。