【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确定和/或监测至少一个物理和/或化学测量变量的测量设备。
技术介绍
1、测量设备确定和/或监测测量变量，从测量变量确定过程变量。本专利技术的测量设备是过程和自动化技术的现场设备的部件，其用于监测和/或确定介质的至少一个例如化学和/或物理过程变量。大量此类现场设备由endress+hauser集团公司制造和销售。
2、由现场设备确定的过程变量能够是介质的料位、流量、压力、温度、ph值、氧化还原电势或电导率。支持确定过程变量的不同可能的测量原理在现有技术中是已知的，因此这里不再进一步详细解释。用于测量料位的现场设备具体地体现为微波料位测量设备、超声波料位测量设备、时域反射计、料位测量设备(tdr)、辐射测量料位测量设备、电容式料位测量设备、导电料位测量设备和振动电子料位测量设备。相反，用于测量流动(例如流量或流速)的现场设备例如根据科里奥利、超声波、涡流、热和/或磁感应测量原理来工作。在压力测量设备的情况下，存在绝对压力、相对压力和压差测量设备。压力测量设备例如具有用于确定与压力相关的电容的测量设备，然后基于该电容来确定介质的压力。
3、通常，测量设备包括传感器元件，其借助于电换能器提供与测量变量相关的电初级信号，以及现场电子器件，其被设置用于处理电初级信号并操作电换能器。连接到现场电子器件的通常是电子单元，其尤其负责电流供应、由现场电子器件获得的电次级信号的进一步处理和/或接口的操作等。现场电子器件与电子单元的连接通常借助于插头进行。
4、在专利申请de 10 2019 1
5、然而，现场电子器件是相对较小的部件，使得没有太多空间可用于提供插头。因此，相应地小的插头难以与之交互。此外，提供与例如电路板的连接的传统插头仅被设计用于最高达约100℃的温度，而相比之下，测量设备经常暴露于例如达到200℃的明显更高的温度。此外，在测量设备的电子器件的范围中，温度可能高达150℃。
技术实现思路
1、因此，本专利技术的目的是提供一种被设计用于更高温度的测量设备。更高温度尤其是高达约150℃的温度。
2、本专利技术的目的通过一种用于确定和/或监测至少一个物理和/或化学测量变量的测量设备来实现，其包括
3、-传感器元件，其中该传感器元件具有用于提供与测量变量相关的电初级信号的电换能器以及具有至少一个金属化表面部分的传感器主体，
4、-现场电子器件，其具有壳体和布置在壳体内部的测量和操作电路，该测量和操作电路用于操作电换能器和用于处理初级信号，其中现场电子器件的第一区域包括多个第一接触区域，该第一接触区域与传感器元件的至少一个金属化表面部分机械且电连接，其中现场电子器件的第二区域包括多个第二接触区域，以及
5、-电路板，其在第一范围中包括多个第三接触区域，其中电路板借助于第二接触区域和第三接触区域与现场电子器件机械且电连接。
6、本专利技术的测量设备避免了插头以及与其相关的问题，因为电路板与现场电子器件连接而没有中间元件。为此，现场电子器件被装备在具有第一接触区域和第二接触区域的第一区域和第二区域上，特别是相对地设置。在制造中，通常首先将现场电子器件与传感器元件连接(例如焊接)，然后在后续步骤中将电路板焊接至现场电子器件。这提供了附加的优势，即电路板能够适应客户要求。多个第一、第二和第三接触区域被实施为其部件的区域上的金属化区域。在这种情况下，多个接触区域能够是两个或更多个——有时也可以是更多数量的——接触区域。对于电路板以及用于连接电路板和现场电子器件的焊膏，传统的解决方案是可用的，并且适用于高温。电路板例如用于现场电子器件的能量供应和/或处理电次级信号，该电次级信号在处理电初级信号时产生并从现场电子器件发射。
7、有利地，电路板被实施为柔性电路板。
8、在实施例中，第一接触区域和第二接触区域被实施为qfn-、lga-、dfn-或bga布置。电路板的第三接触区域优选地被实施为对应于现场电子器件的第二接触区域。qfn(四方扁平无引线)、lga(焊盘栅格阵列)和dfn(双扁平无引线)描述了布置，在这种情况下，接触区域平面地集成在电路板或壳体的相关联区域上。相反，在bga(球栅阵列)布置的情况下，接触区域被形成为焊珠。为了进一步处理，首先，焊膏必须被沉积在接触区域的至少一部分上。
9、在附加实施例中，传感器元件是压力传感器元件。
10、另一实施例规定，压力传感器元件具有平台和测量膜，其与平台连接并封闭压力室。通常，压力传感器元件足够敏感，以致于压力传感器元件和/或与压力传感器元件连接的元件的热膨胀系数的微小差异也导致热机械应力并随后导致压力信号中的滞后。这不仅适用于压敏元件和现场电子器件之间的接合，而且也适用于现场电子器件。压力传感器元件例如由陶瓷、特别是刚玉制成，其具有低热膨胀系数。
11、在附加实施例中，压力传感器元件包括电容式测量换能器，其具有布置在测量膜上的至少第一电极以及布置在平台上的至少第二电极，其中第一电极与第二电极彼此面对，其中第一电极和第二电极之间的电容取决于测量膜的与压力相关的偏转，其中至少第二电极经由至少一个延伸穿过平台的引线与测量和操作电路连接。
12、优选地，现场电子器件可以系统级封装方法制造。上面提供了系统级封装方法的详细信息。测量和操作电路包括至少一个集成电路以及至少一个无源元件。现场电子器件以其代表复杂的集成部件。在系统级封装方法的场境下，现场电子器件的热膨胀系数与传感器元件的热膨胀系数相匹配，使得现场电子器件和传感器元件具有基本上相同的热膨胀系数。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于确定和/或监测至少一个物理和/或化学测量变量的测量设备(1)，所述测量设备包括：
2.根据权利要求1所述的测量设备，
3.根据权利要求1-2中至少一项所述的测量设备，
4.根据权利要求3所述的测量设备，
5.根据权利要求4所述的测量设备，
6.根据权利要求1-5中至少一项所述的测量设备，
7.根据权利要求1-6中至少一项所述的测量设备，
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于确定和/或监测至少一个物理和/或化学测量变量的测量设备(1)，所述测量设备包括：
2.根据权利要求1所述的测量设备，
3.根据权利要求1-2中至少一项所述的测量设备，
<...【专利技术属性】
技术研发人员：罗穆亚尔德·吉拉尔迪，安德烈亚斯·施皮茨，埃尔克·施密特，尼尔斯·波纳特，马塞尔·格夫勒雷尔，德克·维德曼，
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：
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