无线防爆设备制造技术

本发明专利技术公开了一种无线防爆设备，该设备包括：天线；防爆腔室；通信模块，其布置在防爆腔室中，该通信模块构造为通过天线发送和接收无线信号；连接器部分，其具有中间导体，天线电连接至该中间导体，该中间导体具有通过连接线连接至通信模块的一端和暴露于防爆腔室的外部的另一端；以及短枝节模块，其布置在防爆腔室中并布置在连接线上，该短枝节模块构造为保障中间导体的一端与地之间的导电性，从而将中间导体的电势保持在特定电势。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种无线防爆设备，其中布置有用于通过天线发送/接收无线信号的通信模块。具体地，本公开涉及一种无线防爆设备，其在不使用任何密闭腔室的情况下完全满足由类型η防爆规范(IEC(国际电工技术委员会))建立的防爆规范(IEC 60079-15)，并且能够获得高性能无线通信。在此，根据本专利技术的无线防爆设备的示例包括必须对应于防爆标准的设备(用于无线通信的继电器单元、网关单元等)，诸如每个都具有无线通信功能的现场装置。现场装置包括诸如差动压力计、流量计、温度计、监视摄像机、致动器、控制器等之类的各种现场装置。
技术介绍
任何相关技术的无线防爆设备被安装在诸如存在易燃气体等的工厂或者车间之类的危险位置中。电源电缆连接至无线防爆设备，从而从外部电源向该无线防爆设备提供电力。当无线防爆设备被安装在会产生诸如易燃气体或易燃物的蒸汽之类的爆燃性空气的“危险位置”中时，期望该无线防爆设备被布置在具有密闭防爆结构的完全封闭的腔室中(JP-UM-A-6_57042)。具有密闭防爆结构的完全封闭的腔室被设计为，当该腔室的内部发生爆炸时承载爆炸压力，并防止由爆炸引起的火焰接触到该腔室之外的易燃气体、易燃物的蒸汽等。另外，相关技术中的无线防爆设备被设计为允许天线作为用于无线设备的适当的天线，并且防止由无线设备的电源系统产生的能量通过天线流出到腔室之外的爆燃性空气，从而即使电源系统崩溃了也能防止发生爆炸。图14是相关技术的无线防爆设备的构造示例的剖视图。在图14中，在相关技术的无线防爆设备中，防爆密闭腔室1被布置在“危险位置” 中。布置在天线罩元件2中的天线4形成为穿透防爆密闭腔室1的外壁的一部分并从其上突出。通信模块3布置在防爆密闭腔室1中，并且连接至通信模块3的天线4布置在天线罩元件2中。天线罩元件2形成在无线电波可传送元件之外，并且通信模块3通过天线 4与现场装置(未示出)进行通信。天线罩元件2布置在诸如作为防爆密闭腔室的玻璃罩之类的保护罩元件5中。保护罩元件5附接至防爆密闭腔室1的外壁，从而罩住天线罩元件3和天线4。保护罩元件5 由至少可以传送高频信号(电磁波)的原料(诸如玻璃或树脂之类的材料)制成。通信模块3使用通信电缆(未示出)通过电缆输出部分(未示出)连接至控制部分，从而向/从控制部分发送/接收电信号。控制部分布置在“安全位置”，同时电缆输出部分穿透防爆密闭腔室1的外壁的一部分。另外，通信模块3使用电源电缆(未示出)通过电缆输出部分(未示出)连接至电源部分，从而从电源部分向通信模块3提供电力。电源部分布置在安全位置，同时电缆输出部分穿透防爆密闭腔室1的外壁的一部分。例如，下面的专利文献1已经公开了一种无线防爆设备的构造，其包括天线和防爆密闭腔室中的通信模块，并且通过电源电缆连接至外部电源从而对其提供电力，并且还通过通信电缆连接至外部控制部分从而与外部控制部分进行通信。 JP-A-9_182^4然而，由于沉重的防爆密闭腔室和沉重的保护罩元件，使得相关技术的无线防爆设备的产品重量很重。例如，如果期望安装该设备的位置较高，则该位置可能需要加固。因此，存在安装位置受限的问题。另外，在相关技术的无线防爆设备中，天线和主体被整体形成，使得其不能彼此分离。因此，存在天线的期望安装位置受限的问题，从而影响无线通信性能。另外，在相关技术的无线防爆设备中，将诸如玻璃或树脂的材料用作腔室的材料。 与金属材料相比，温度变化、紫外线等很容易对该材料产生影响并破坏该材料。因此，存在这样的问题，在产品规格中存在着诸如温度范围、安装条件等限制。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例提供了一种无线防爆设备，其在不使用任何密闭腔室的情况下完全满足防爆规范(类型η防爆规范)，并且能够获得高性能无线通信。在第一构造中，一种无线防爆设备包括天线；防爆腔室；通信模块，其布置在防爆腔室中，该通信模块构造为通过天线发送和接收无线信号；连接器部分，其具有中间导体，天线电连接至该中间导体，该中间导体具有通过连接线连接至通信模块的一端和暴露于防爆腔室的外部的另一端；以及短枝节(short stub)模块，其布置在防爆腔室中并布置在连接线上，该短枝节模块构造为保障中间导体的一端与地之间的导电性，从而将中间导体的电势保持在特定电势。在第二构造中，一种无线防爆设备，包括天线；防爆腔室；通信模块，其布置在防爆腔室中，该通信模块构造为通过天线发送和接收无线信号；连接器部分，其具有中间导体，天线电连接至该中间导体，该中间导体具有通过连接线连接至通信模块的一端和暴露于防爆腔室的外部的另一端；以及并联谐振模块，其布置在防爆腔室中并布置在连接线上，该并联谐振模块构造为基于无线信号的频率进行谐振，该并联谐振模块构造为保障中间导体的一端与地之间的导电性，从而将中间导体的电势保持在特定电势。在第三构造中，天线可以连接至连接器部分的中间导体的另一端，并布置在防爆腔室的外部。在第四构造中，无线防爆设备还可以包括电缆模块，其构造为传送来自天线的信号，其中天线经过电缆模块连接至连接器部分的中间导体的另一端。在第五构造中，无线防爆设备还可以包括隔直电容器模块，其布置在防爆腔室中并布置在连接线上，该隔直电容器模块构造为隔断来自通信模块的DC电流。在第六构造中，短枝节模块可以是构造为消除来自由通信模块发送和接收的信号中的特定信号分量的滤波器。在第七构造中，短枝节模块可以包括分布常数电路。在第八构造中，短枝节模块可以被形成为对应于多个频带，短枝节模块具有第一连接线图案和第二连接线图案，在第一连接线图案中高频信号在水平方向中从一端输入并从另一端输出，第二连接线图案的一端以直角连接至第一连接线图案下部的中央部分，第二连接线图案的另一端通过串联连接的多个类似曲柄的图案中的至少一个DC连接至地。在第九构造中，短枝节模块还可以具有作为开路枝节的直线图案的第三连接线图案，第三连接线图案具有以直角与第一连接线图案上部的中央部分相对布置的一端，并且插入可变电容，其电容量可以根据施加在其上的电压而变化。在第十构造中，短枝节模块可以包括集总常数电路。根据第一构造，短枝节模块布置在防爆腔室中并布置在连接线上，用于天线的连接器部分的中间导体的一端通过该连接线连接至通信模块，并且短枝节模块保障中间导体的一端与地之间的导电性，从而将中间导体的电势保持在特定电势，同时用于天线的连接器部分的中间导体的另一端暴露于防爆腔室的外部。因此，在不使用任何密闭腔室的情况下能够完全满足防爆规范(类型η防爆规范)，并且能够获得高性能无线通信。根据第二构造，基于无线信号的频率进行谐振的并联谐振模块布置在防爆腔室中并布置在连接线上，用于天线的连接器部分的中间导体的一端通过该连接线连接至通信模块，并且并联谐振模块保障中间导体的一端与地之间的导电性，从而将中间导体的电势保持在特定电势，同时用于天线的连接器部分的中间导体的另一端暴露于防爆腔室的外部。 因此，在不使用任何密闭腔室的情况下能够完全满足防爆规范(类型η防爆规范)，并且能够获得高性能无线通信。当提供了并联谐振模块时，即使降低操作无线频率也不会对无线防爆设备的尺寸构成任何影响，于是能够获得与使用短枝节模块的情况相同的效果。根据第三或第四构造，用于天线的连接器部分的中间导体暴露于防爆腔室的外部，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种无线防爆设备，包括：天线；防爆腔室；通信模块，其布置在防爆腔室中，所述通信模块构造为通过天线发送和接收无线信号；连接器部分，其具有中间导体，天线电连接至所述中间导体，所述中间导体具有通过连接线连接至通信模块的一端和暴露于防爆腔室的外部的另一端；以及短枝节模块，其布置在防爆腔室中并布置在连接线上，所述短枝节模块构造为保障中间导体的一端与地之间的导电性，从而将中间导体的电势保持在特定电势。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：米泽正明，
申请(专利权)人：横河电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP