DE102008029956A1 - Meßsystem mit einem Sensormodul und einem Transmittermodul - Google Patents

Meßsystem mit einem Sensormodul und einem Transmittermodul Download PDF

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Peter Lindmüller
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Abstract

Das Sensormodul weist ein Sensor-Gehäuse, wenigstens einen zumindest teilweise im Sensor-Gehäuse angeordneten Meßwandler zum Erfassen wenigstens einer Meßgröße und zum Erzeugen wenigstens eines von der Meßgröße beeinflußten Primärsignals sowie eine innerhalb des Sensor-Gehäuses angeordnete, mit dem Meßwandler verbundenen Sensor-Elektronik zum Konvertieren des vom Meßwandler gelieferten Primärsignals in ein Sensorsignal auf. In der Sensor-Elektronik ist ferner eine Energieversorgungseinheit vorgesehen, die wenigstens einen innerhalb des Sensor-Gehäuses angeordneten Energiespeicher zum Speichern von im Meßsystem umzusetzender Energie aufweist. Das Transmitter-Modul ist an das Sensor-Modul gekoppelt und weist ein Transmitter-Gehäuse und eine im Transmitter-Gehäuse untergebrachte und mit der Sensor-Elektronik elektrisch gekoppelte Transmitter-Elektronik zum Konvertieren des vom Sensor-Modul gelieferten Sensorsignals in die wenigstens eine Meßgröße repräsentierende Meßwerte.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein mittels eines Sensormoduls und mittels eines Transmittermoduls gebildetes Meßsystem zum Messen wenigstens einer physikalischen und/oder wenigsten einer chemischen Meßgröße, etwa einem pH-Wert, einer Temperatur, einem Druck, einem Füllstand, einem Durchfluß etc., eines in einem Behälter und/oder einem Rohrleitungssystem geführten, zumindest anteilig fluiden Mediums, wie etwa einer Flüssigkeit.
  • Solche in der industriellen Meßtechnik verwendeten modular aufgebauten Meßsysteme oder einzelne Komponenten davon sind beispielsweise in der US-A 61 45 392 , der US-B 63 66 346 , der US-B 64 76 520 , der US-B 67 05 898 , der US-B 68 22 431 , der US-B 68 98 980 , der US-A 57 64 928 , der US-A 52 53 537 , der US-A 2007/0090963 , der EP-A 1 403 832 , der EP-A 1 108 992 , der EP-A 12 21 023 , der EP-A 062 531 , der WO-A 08/058991 , der WO-A 08/059019 , der WO-A 07/124834 , der WO-A 05/015130 , der WO-A 97/35190 , der DE-A 10 2006 062184 , der DE-A 102 18 606 A1 oder den internationalen Patentanmeldungen PCT/EP2008/051723 bzw. PCT/EP2007/063462 beschrieben und umfassen üblicherweise ein Sensormodul mit einem – üblicherweise am Behälter bzw. am Rohrleitungssystem gehalterten und/oder das Medium kontaktierenden bzw. darin zumindest teilweise eintauchenden – Meßwandler zum Erfassen der wenigstens einen Meßgröße und zum Erzeugen wenigstens eines von der Meßgröße beeinflußten Primärsignals, und mit einer mit dem Meßwandler verbundenen, ggf. auch mittels eines Mikroprozessors gebildeten, Sensor-Elektronik zum Konvertieren des vom Meßwandler gelieferten Primärsignals in ein – ggf. auch digitales – Sensorsignal. Darüberhinaus weisen derartige Meßsysteme ein mit dem Sensor-Modul mechanisch, insb. starr, verbundenes Transmitter-Modul auf mit einer mit der Sensor-Elektronik elektrisch gekoppelten, – ggf. mittels eines Mikroprozessors gebildeten – Transmitter-Elektronik zum Konvertieren des vom Sensormodul gelieferten – ggf. von der Sensorelektronik zur Transmitterelektronik via galvanische Trennstelle übertragenen – Sensorsignals in die wenigstens eine Meßgröße repräsentierende Meßwerte. Vorgenannte galvanisch getrennte Schnittstelle kann beispielsweise eine mittels eines Übertragers gebildete induktive Schnittstelle zum Speisen des Sensors mit elektrischer Leistung, insbesondere auf Basis eines eingeprägten Stromes und/oder einer eingeprägten Spannung, sein. Die Übertragung von Daten, wie etwa seitens Sensormoduls generierten Meßdaten bzw. vom Transmittermodul bereitgestellten Konfigurier- und Parametrierdaten für das Sensormodul, kann beispielsweise über die gleiche induktive Schnittstelle durch entsprechende Modulation des Stromes und/oder der Spannung seitens des jeweils Daten sendenden Moduls erfolgen.
  • Industrietaugliche Meßsysteme, die auch in explosionsgefährdeten Bereichen betrieben werden sollen, müssen auch sehr hohen Sicherheitsanforderungen hinsichtlich des Explosionsschutzes genügen. Dabei geht es im besonderen darum, die Bildung von Funken sicher zu vermeiden oder zumindest sicherzustellen, daß ein im Inneren eines abgeschlossenen Raumes allfällig entstehender Funke keine Auswirkungen auf die Umgebung hat, um so die eine potentiell mögliche Auslösung einer Explosion sicher zu verhindern. Wie beispielsweise auch in der eingangs genannten EP-A 1 669 726 , US-B 63 66 436 , der US-B 65 56 447 oder der US-A 2007/0217091 hierzu ausgeführt, werden im Zusammenhang mit Explosionsschutz verschiedene Zündschutzarten unterschieden, die jeweils auch in einschlägigen, elektrische Betriebsmittel für explosionsgefährdete Bereiche betreffenden Standards und Normen entsprechend manifestiert sind, wie z. B. in der US-amerikanischen Norm FM3600, der internationale Norm IEC 60079-18 oder den Normen DIN EN 50014 ff. So ist z. B. gemäß der Europäischen Norm EN 50 020:1994 Explosionsschutz gegeben, wenn Geräte gemäß der darin definierten Zündschutzart oder auch Schutzklasse mit dem Namen ”Eigensicherheit” (Ex-i) ausgebildet sind. Gemäß dieser Schutzklasse haben die Werte für die elektrischen Größen Strom, Spannung und Leistung in einem Gerät zu jeder Zeit jeweils unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes zu liegen. Die drei Grenzwerte sind so gewählt, daß im Fehlerfall, z. B. durch einen Kurzschluß, die maximal entstehende Wärme nicht ausreicht, um einen Zündfunken zu erzeugen. Der Strom wird z. B. durch Widerstände, die Spannung z. B. durch Zener-Dioden und die Leistung durch entsprechende Kombination von strom- und spannungsbegrenzenden Bauteilen unter den vorgegebenen Grenzwerten gehalten. In der Europäischen Norm EN 50 019:1994 ist eine weitere Schutzklasse mit dem Namen ”Erhöhte Sicherheit” (Ex-e) angegeben. Bei Geräten, die gemäß dieser Schutzklasse ausgebildet sind, wird der Zünd- bzw. Explosionsschutz dadurch erzielt, daß die räumlichen Abstände zwischen zwei verschiedenen elektrischen Potentialen so groß sind, daß eine Funkenbildung auch im Fehlerfall aufgrund der Distanz nicht auftreten kann. Dies kann jedoch unter Umständen dazu führen, daß Schaltungsanordnungen sehr große Abmessungen aufweisen müssen, um diesen Anforderungen zu genügen. Als eine andere Schutzklasse ist in der Europäischen Norm EN 50 018:1994 ferner die Zündschutzart ”Druckfeste Kapselung” (Ex-d) aufgeführt. Meßsysteme oder Systemmodule die gemäß dieser Schutzklasse ausgebildet sind, müssen ein druckfestes Gehäuse aufweisen, durch das sichergestellt ist, daß eine im Inneren des Gehäuses auftretende Explosion nicht in den Außenraum übertragen werden kann. Druckfeste Gehäuse sind, damit sie eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen, vergleichsweise dickwandig ausgebildet. In den USA, in Kanada, in Japan und anderen Ländern gibt es mit vorgenannten Europäischen Normen vergleichbare Standards. Zur Aufnahme der Transmitter-Elektronik dient daher üblicherweise ein hermetisch dichtes, zumeist auch druck- bzw. explosionsfestes, gegebenenfalls entsprechend mit Vergußmasse für die Transmitter-Elektronik ausgefülltes, Transmitter-Gehäuse, während die Sensor-Elektronik in einem entsprechenden separaten Sensor-Gehäuse angeordnet ist, daß auch den Meßwandler zumindest teilweise aufnimmt.
  • Meßsysteme der in Rede stehenden Art sind ferner zumeist in ein, beispielsweise der automatisierten Steuerung einer das Meßsystem umfassenden verfahrenstechnischen Anlage dienendes, übergeordnetes elektronisches, ggf. topologisch sehr weit ausgedehntes, Datenverarbeitungssystem, wie etwa ein Prozeßleitsystem (PLS) und/oder ein mittels einer Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) gebildeter Meß- und Regelkreis eingebunden, beispielsweise mittels 4–20 mA-Stromschleife oder mittels digitalem Feldbus, wie etwa PROFIBUS, FOUNDATION FIELDBUS, MODBUS etc., und/oder mittels Funkverbindung, an welches Datenverarbeitungssystem vom jeweiligen Meßsystem erzeugte, gegebenenfalls in ein entsprechendes Telegramm gekapselte Meßwerte zeitnah weitergegeben werden. Mittels solcher Datenverarbeitungssysteme können die übertragenen Meßwerte weiterverarbeitet und als entsprechende Meßergebnisse z. B. auf Monitoren visualisiert und/oder in Steuersignale für andere als Stellgeräte ausgebildete Feldgeräte, wie z. B. Magnet-Ventile etc., umgewandelt werden. Da moderne industrielle Meßsysteme zumeist auch direkt von solchen Leitrechnern aus überwacht und gegebenenfalls gesteuert und/oder konfiguriert werden können, werden in entsprechender Weise über vorgenannte, zumeist hinsichtlich der Übertragungsphysik und/oder der Übertragungslogik hybride Datenübertragungsnetzwerke dem elektronischen Gerät zugewiesene Betriebsdaten gleichermaßen versendet. Im Datenverarbeitungssystem kann, basierend auf einer Vielzahl von mittels mehrerer solcher Meßsysteme erzeugten Meßwerten und daraus entsprechend abgeleiteten Komplexparametern, somit eine gesamtheitliche Steuerung und Überwachung der verfahrenstechnischen Anlage erfolgen.
  • Zur Verbindung von Datenverarbeitungssystem und Meßsystem umfaßt dieses ferner zumeist ein entsprechendes, vom Transmitter-Modul zumeist vergleichsweise weit entferntes, beispielsweise an den ggf. vorhanden Feldbus angeschlossenes, Reciever-Modul mit einer Reciever-Elektronik, an das die, insb. daran mittels 2- oder 4-Draht-Anschlußleitung, wie etwa 4–20 mA-Stromschleife oder RS485, elektrisch angeschlossene, Transmitter-Elektronik zumindest zeitweise einen, insb. analogen und/oder in ein via Anschlußleitung und/oder drahtlos per Funk übertragbares Telegramm gekapselten und/oder digitalen, Meßwert und/oder einen aktuellen Betriebszustand des Transmitter-Moduls und/oder des Sensor-Moduls signalisierenden Parameterwert sendet. Das Receiver-Modul dient im besonderen auch dazu, vom Meßsystem gelieferte Meßwerte entsprechend den Anforderungen nachgelagerter Datenübertragungsnetzwerke zu konditionieren, beispielsweise geeignet zu digitalisieren oder gegebenenfalls in ein entsprechendes Telegramm umzusetzen, und/oder vor Ort auszuwerten. Dafür sind in den Elektroniken solcher Receiver-Modulen entsprechende Umformerschaltungen vorgesehen, die die vom jeweiligen Meßsystem empfangenen Meßwerte vor- und/oder weiterverarbeiten sowie, falls erforderliche, geeignet konvertieren.
  • Neben den für die Verarbeitung und Konvertierung der von den jeweils angeschlossenen Feldgeräte gelieferten Meßwerte erforderlichen Auswerteschaltungen weisen solche Receiver-Module zumeist auch der Versorgung des angeschlossenen Transmitter-Moduls mit elektrischer Energie dienende elektrische Versorgungsschaltungen auf, die eine entsprechende, ggf. direkt vom angeschlossenen Feldbus gespeiste, interne Versorgungsspannung für das gesamte Meßsystem bereitstellen. Eine Versorgungsschaltung kann dabei beispielsweise genau einem Meßsystem jeweils zugeordnet und zusammen mit der dem jeweiligen Feldgerät zugeordneten Auswerteschaltung – beispielsweise zu einem einzigen als Feldbusadapter dienenden Receiver-Modul vereint – in einem gemeinsamen, z. B. als Hutschienen-Modul ausgebildeten, Receiver-Modulgehäuse untergebracht sein. Es ist aber durchaus auch üblich, Versorgungsschaltungen und Auswerteschaltungen jeweils in separaten, ggf. voneinander räumlich entfernten Elektronik-Gehäusen unterzubringen und über externe Leitungen miteinander entsprechend zu verdrahten.
  • Bei modular aufgebauten Meßsystemen ist es, wie beispielsweise in der US-B 67 05 898 oder der EP-A 1 108 992 gezeigt, zudem durchaus üblich, nach Inbetriebnahme des Meßsystems gelegentlich eines der beiden Module vor Ort gegen ein neues, bau- oder zumindest typgleiches auszutauschen. Wie beispielsweise in der eingangs erwähnten US-B 67 05 898 gezeigt, können das Sensor-Gehäuse und das Transmitter-Gehäuse dafür jeweils als einander komplementäre, insb. hermitsch dichte, Steckverbinderelemente ausgebildet und unter Bildung Steckverbinderkupplung wiederlösbar miteinander verbunden sein.
  • Wie bereits erwähnt, beziehen konventionelle modulare Meßsysteme der in Rede stehenden Art, insb. bei daran angeschlossenem Feldbus, die für den Betrieb erforderliche elektrische Leistung bzw. Energie üblicherweise mittels eines im Receiver-Modul plazierten Versorgungsschaltung direkt vom Datenverarbeitungssystem, daß insoweit auch das das Meßsystem speisende Versorgungsnetz bildet. Zum Einspeisen elektrischer Leistung in das Transmitter-Modul weist das Reciever-Modul eine entsprechende, beispielsweise als Schaltnetzteil bzw. als Spannungsregler ausgebildete, Energieversorgungseinheit auf. Allerdings kann bei solchen Meßsystemen, bei denen die Transmitter-Elektronik die im Betrieb die benötigte elektrische Leistung von der Energieversorgungseinheit des Reciever-Moduls bezieht, ein, wenn auch nur vorübergehender Ausfall des aus Sicht der Energieversorgung primärseitigen Transmitter-Moduls und/oder des Receiver-Moduls zu einer Unterbrechung der Energieversorgung des Sensor-Moduls führen. Dies kann einerseits den Verlust an Meßwerten von der mittels des Meßsystems gebildeten Meßstelle für die Zeit der Versorgungsunterbrechung verursachen, andererseits würde ein Neustart des Meßsystems erforderlich, wenn die Versorgung desselben nach der Unterbrechung wieder aufgenommen wird. Zudem können bei allfälliger Unterbrechung der via Transmitter-Modul realisierten Energieversorgung, etwa wegen eines Defektes oder im Zuge einer Überprüfung des Transmitter-Modul, gelegentlich Sensorfunktionen, die eine dauerhafte Energieversorgung benötigen, wie etwa die permanent aufrechtzuerhalten Polarisationsspannung bei amperometrischen Sensoren, nachhaltig gestört oder gar beschädigt werden.
  • Es sind zudem ferner auch, ggf. auch modular aufgebaute, industrielle Meßsysteme bekannt, beispielsweise aus der US-B 72 93 470 , der US-B 62 37 424 , der US-B 69 52 970 oder der eingangs erwähnten US-A 2007/0090963 , die ihren Bedarf an elektrischer Leistung alternativ oder in Ergänzung zur externen Energieversorgung mittels interner, insb. elektrochemischen Energiespeicher, wie etwa Primärbatterien und/oder wieder aufladbaren Sekundärbatterien, zumindest anteilig decken, bei denen also die Energieversorgungseinheit unter Verwertung von im Energiespeicher gespeicherter Energie zumindest zeitweise eine Komponenten des Meßsystems, beispielsweise also die Sensor-Elektronik und/oder die Transmitter-Elektronik, zumindest anteilig speisende elektrische Leistung liefert. Vorgenannte Energiespeicher sind üblicherweise innerhalb des die Transmitter-Elektronik aufnehmenden Gehäuseteils des jeweiligen Meßsystems plaziert, im Falle modular aufgebauter Meßsystem also im entsprechenden Transmitter-Gehäuse, oder wie in US-A 2007/0090963 gezeigt, in einem mit dem Transmitter-Gehäuse wieder lösbar verbundenen separaten Batterie-Gehäuse. Für den erwähnten Fall, daß das Transmitter-Modul im Betrieb von extern des Transmitter-Moduls eingespeiste elektrische Leistung anteilig von der Energieversorgungseinheit des Reciever-Moduls bezieht, kann die gegebenfalls seitens des Transmitter-Moduls aus der Energieversorgungseinheit des Reciever-Moduls bezogene elektrische Leistung, wie beispielsweise in der EP-A 062 531 gezeigt, auch dem Wiederaufladen des Energiespeichers der Energieversorgungseinheit des Meßsystems dienen. Zwecks Austauschs allfällig verbrauchter Energiespeicher, seien es nun eine entladene Primärbatterie oder ein nicht mehr ausreichend aufladbare Sekundärbatterie, müssen entweder das Transmitter-Gehäuse oder das ggf. vorhandene Batterie-Gehäuse geöffnet und damit einhergehend das gesamte Meßsystem abgeschaltet werden.
  • Besonders bei Verwendung eines solchen, ggf. auch energetisch autarken, also lediglich mittels bordeigenen Energiespeichern elektrisch gespeisten, Meßsystems in einer explosionsgefährdeten Umgebung ist die Energieversorgungseinheit aus Sicherheitsgründen ferner zumindest teilweise in eine Vergußmasse eingebettet und/oder weist die Energieversorgungseinheit die maximal abgebbare elektrische Leistung begrenzende Bauelemente auf.
  • Ein besonderes Problem solcher mittels interner Energiespeicher getriebenen Meßsysteme ist jedoch durch die endliche Speicherkapazität des Energiespeichers einerseits sowie die begrenzte nominelle Betriebsdauer gegeben. Damit einhergehend ist auch die nominell wartungsfreie Standzeit von Meßsystemen der in Rede stehenden Art sehr begrenzt. Dies kann besonders bei energetisch autarken Meßsystemen dazu führen, daß in vergleichsweise kurzen Zeitintervallen durch entsprechend geschultes Servicepersonal eine Überprüfung des Meßsystems vor Ort und/oder turnusmäßiger Austausch der Batterien durchgeführt werden muß, ggf. einhergehend mit einer vorübergehenden Abschaltung des gesamten Meßsystems. Bei Meßsystemen mit einem gleichermaßen regelmäßig zu überprüfenden oder innerhalb vorgegebener Zeitintervalle regulär auszutauschenden Sensor, wie etwa bei potentiometrischen Sensoren, Trübungssensoren, Biosensoren, optische Sensoren, Leitfähigkeitssensoren etc., können die entsprechenden Servicetermine zwar ohne weiteres aufeinander so abgestimmt werden, daß die Überprüfung und der allfällige Austausch des jeweiligen Sensors und der jeweiligen Batterie zum selben Termin erfolgen. Allerdings ist zumindest bei konventionellen energetisch autarken Meßsystemen der in Rede stehenden Art nach wie vor auch die verbleibende Transmitter-Elektronik entsprechend abzuschalten und somit das Meßsystem insgesamt zu deaktivieren.
  • Ausgehend vom Stand der Technik besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, industrielle Meßsysteme mit dessen Versorgung dienendem internem Energiespeicher dahingehend zu verbessern, daß letzterer durch Servicepersonal vor Ort einfach auszutauschen ist, insb. auch im Zuge eines allfällig vorzunehmenden Austausch des Sensor-Moduls.
  • Zur Lösung der Aufgabe besteht die Erfindung in einem Meßsystem zum Messen wenigstens einer physikalischen und/oder wenigsten einer chemischen Meßgröße, welches Meßsystem umfaßt:
    • – ein, insb. energetisch autarkes, Sensormodul
    • – mit einem, insb. als Steckverbinderelement und/oder explosions- und/oder druckfest ausgebildeten, Sensor-Gehäuse,
    • – mit wenigstens einem zumindest teilweise im Sensor-Gehäuse angeordneten Meßwandler zum Erfassen der wenigstens einen Meßgröße und zum Erzeugen wenigstens eines von der Meßgröße beeinflußten Primärsignals,
    • – mit einer innerhalb des Sensor-Gehäuses angeordneten, mit dem Meßwandler verbundenen, insb. mittels eines Mikroprozessors gebildeten, Sensor-Elektronik zum Konvertieren des vom Meßwandler gelieferten Primärsignals in ein, insb. digitales und/oder via galvanische Trennstelle übertragbares, Sensorsignal, und
    • – mit einer, insb. zumindest teilweise in eine Vergußmasse eingebetteten und/oder eine maximal abgebbare elektrische Leistung begrenzende Bauelemente aufweisenden, Energieversorgungseinheit, die wenigstens einen innerhalb des Sensor-Gehäuses angeordneten, insb. elektrochemischen und/oder wiederaufladbaren, Energiespeicher zum Speichern von im Meßsystem umzusetzender Energie aufweist; sowie
    • – ein, insb. unter Bildung einer Steckverbinderkupplung, an das Sensor-Modul gekoppeltes, insb. wiederlösbar und/oder via Anschlußkabel mit dem Sensormodul verbundenes, Transmitter-Modul
    • – mit einem, insb. als Steckverbinderelement ausgebildeten, Transmitter-Gehäuse, und
    • – mit einer im Transmitter-Gehäuse untergebrachten und mit der Sensor-Elektronik, insb. galvanisch getrennt, elektrisch gekoppelten, insb. mittels eines Mikroprozessors gebildeten, Transmitter-Elektronik zum Konvertieren des vom Sensormodul gelieferten, insb. von der Sensor-Elektronik zur Transmitter-Elektronik via galvanische Trennstelle übertragenen, Sensorsignals in die wenigstens eine Meßgröße repräsentierende, insb. analoge und/oder in ein via Feldbus und/oder drahtlos per Funk übertragbare Telegramme gekapselte und/oder digitale, Meßwerte.
  • Nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Energieversorgungseinheit unter Verwertung von im Energiespeicher gespeicherter Energie zumindest zeitweise eine die Sensor-Elektronik und/oder die Transmitter-Elektronik zumindest anteilig speisende elektrische Leistung liefert.
  • Nach einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Transmitter-Modul im Betrieb zumindest zeitweise und/oder zumindest anteilig elektrische Leistung von der Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls bezieht.
  • Nach einer dritten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Transmitter-Modul im Betrieb von extern des Transmitter-Moduls eingespeiste elektrische Leistung, insb. überwiegend oder ausschließlich, von der Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls bezieht.
  • Nach einer vierten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Transmitter-Modul zumindest anteilig, insb. überwiegend oder ausschließlich, mittels der Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls von extern des Transmitter-Moduls mit elektrischer Energie versorgt ist.
  • Nach einer fünften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß für den Betrieb der Transmitter-Elektronik erforderliche elektrische Leistung zumindest anteilig, insb. überwiegend oder ausschließlich, unter Verwertung von im Energiespeicher der Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls gespeicherter Energie bereitgestellt ist.
  • Nach einer sechsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Transmitter-Elektronik im Betrieb zumindest zeitweise und/oder zumindest anteilig elektrische Leistung von der Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls bezieht.
  • Nach einer siebenten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß für den Betrieb der Sensor-Elektronik erforderliche elektrische Leistung zumindest anteilig, insb. überwiegend oder ausschließlich, unter Verwertung von im Energiespeicher der Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls gespeicherter Energie bereitgestellt ist.
  • Nach einer achten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Sensor-Elektronik im Betrieb zumindest zeitweise und/oder zumindest anteilig, insb. überwiegend oder ausschließlich, elektrische Leistung von der Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls bezieht.
  • Nach einer neunten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Energiespeicher der Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls so dimensioniert ist, daß der Energiespeicher voll aufgeladen den Betrieb zumindest des Sensor-Moduls, insb. aber auch den gemeinsamen Betrieb von Sensor-Modul und Transmitter-Modul, mindestens 10 Tage, insb. mehr als einen Monat, aufrecht erhält und/oder, daß der Energiespeicher eine Speicherkapazität von wenigstens 3000 mWh, insb. von mehr als 5000 mWh, aufweist und/oder daß der Energiespeicher bei einer Nennspannung von mindestens 1 Volt, insb. von mehr als 3 Volt, eine Nennkapazität von mindestens 1000 mAh, insb. von mehr als 1500 mAh, aufweist.
  • Nach einer zehnten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Energiespeicher der Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls mittels einer, insb. nicht wiederaufladbaren und/oder als Dünnfilmbatterie ausgebildete, Primärbatterie und/oder mittels einer, insb. im Betrieb des Meßsystems wiederaufladbaren und/oder als Dünnfilmbatterie ausgebildete, Sekundärbatterie (Akkumulator) und/oder mittels einer, insb. als Mikrobrennstoffzelle ausgebildete, Brennstoffzelle und/oder mittels eines, insb. elektrolytischen, Kondensators, insb. einem elektrochemischen Doppelschicht-Kondensator, gebildet ist.
  • Nach einer elften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Energiespeicher der Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls mittels einer Lithium-Batterie, insb. einer Lithium-Mangandioxid-Batterie (Li-MnO2), Lithium-Thionylchlorid-Batterie (Li-SOCl2), Lithium-Kohlenstoffmonofluorid-Batterie (Li-{CFn}), Lithium-Iod-Batterie (Li-I2), und/oder mittels eines Lithium-Ionen-Akkumulators (Li-Ion) gebildet ist.
  • Nach einer zwölften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Energiespeicher der Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls mittels eines Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulators (LiFe-PO4), mittels eines Lithium-Titanat-Akkumulators, mittels eines Lithium-Kobalt-Nickeloxid-Akkumulators, mittels eines Lithium-Manganoxid-Akkumulators, mittels eines Lithium-Polymer-Akkumulators (LiPoly), mittels eines Natrium-Schwefel-Akkumulators und/oder mittels eines Nickel-Metallhydrid-Akkumulators gebildet ist.
  • Nach einer dreizehnten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Energiespeicher der Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls mittels eines Doppelschicht-Kondensators (EDLC), insb. einem Goldcap, einem Supercap, einem Boostcap, oder einem Ultracap, gebildet ist.
  • Nach einer vierzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls zum Begrenzen von von deren Energiespeicher maximal abgebbarer elektrischer Leistung Strombegrenzer und/oder Spannungsbegrenzer aufweist.
  • Nach einer fünfzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls eine einen Ladezustand des wenigstens einen Energiespeichers überwachende und/oder eine, insb. noch nutzbare, Restladung des Energiespeichers ermittelnde Ladungsmeßschaltung aufweist, die im Betrieb zumindest zeitweise einen einen momentanen Ladezustand des wenigstens einen Energiespeichers repräsentierendes Ladungsmeßsignal liefert.
  • Nach einer sechzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Meßsystem, insb. die Transmitter-Elektronik, basierend auf dem von der Ladungsmeßschaltung generierten Ladungsmeßsignal im Betrieb einen Diagnosewert ermittelt, der eine geschätzte Restladung des Energiespeichers und/oder eine für den Energiespeicher und/oder für das Sensor-Modul prognostizierte Restlaufzeit repräsentiert. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildende ist ferner vorgsehen, daß das Meßsystem, insb. die Transmitter-Elektronik, den ermittelten Diagnosewert mit einem vorgegebenen Referenzwert vergleicht, der als Alarmschwelle für eine als kritischen Betriebszustand des Meßsystems eingestufte verbleibende Restladung und/oder für drohende Entladung des Energiespeichers dient, und wobei das Meßsystem, insb. die Transmitter-Elektronik, basierend auf dem Vergleich von Diagnosewerte und Referenzwert bei erkanntem kritischen Betriebszustand einen diesen, insb. visuell vor Ort und/oder vom Meßsystem entfernt, signalisierenden Alarm generiert. Alternativ oder in Ergänzung kann, für den Fall, daß als Sensorsignal ein digitales Signal dient, das Meßsystem, insb. die Sensor-Elektronik, basierend ermittelten Diagnosewert eine Taktrate regulieren, mit der die Sensor-Elektronik das Sensorsignal generiert.
  • Nach einer siebzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Transmitter-Modul im Betrieb wenigstens einen Zeitwert an das Sensor-Modul übermittelt, der eine aktuelle Systemzeit des Meßsystems, insb. auch ein aktuelles Datum, repräsentiert.
  • Nach einer achtzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Transmitter-Modul weiters eine, insb. zumindest teilweise in eine Vergußmasse eingebettete und/oder eine maximal abgebbare elektrische Leistung begrenzende Bauelemente aufweisende, Energieversorgungseinheit mit wenigstens einem diese mit elektrischer Energie speisenden, innerhalb des Transmitter-Gehäuses plazierten, insb. wiederaufladbaren, Energiespeicher aufweist, welche Energieversorgungseinheit unter Verwertung von im Energiespeicher gespeicherter Energie zumindest zeitweise die Transmitter-Elektronik und/oder die Sensor-Elektronik zumindest anteilig speisende elektrische Leistung liefert. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend, ist gemäß einer ersten Weiterbildung der achtzehnten Ausgestaltung ferner vorgesehen, daß das Sensor-Modul im Betrieb zumindest zeitweise elektrische Leistung von der Energieversorgungseinheit des Transmitter-Moduls bezieht.
  • Gemäß einer zweiten Weiterbildung der achtzehnten Ausgestaltung ist ferner vorgesehen,
    • – daß der Energiespeicher der Energieversorgungseinheit) des Transmitter-Moduls so dimensioniert ist, daß der Energiespeicher voll aufgeladen den Betrieb zumindest des Transmitter-Moduls mindestens 10 Minuten, insb. mehr als 1 Stunde, aufrecht erhält und/oder, daß der Energiespeicher eine Speicherkapazität von mehr als 10 mWh aufweist und/oder daß er bei einer Nennspannung von mindestens 1 Volt, insb. mehr als 3 Volt, eine Nennkapazität von mindestens 1 mAh, insb. mehr als 5 mAh, aufweist.; und/oder
    • – daß der Energiespeicher der Energieversorgungseinheit des Transmitter-Moduls mittels eines, insb. elektrolytischen, Kondensators, insb. einem Doppelschicht-Kondensator (EDLC), und/oder mittels einer Sekundär-Batterie, insb. einem Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator (LiFe-PO4), einem Lithium-Titanat-Akkumulator, einem Lithium-Kobalt-Nickeloxid-Akkumulator, einem Lithium-Manganoxid-Akkumulator, einem Lithium-Polymer-Akkumulator (LiPoly), einem Natrium-Schwefel-Akkumulator und/oder eines Nickel-Metallhydrid-Akkumulator, gebildet ist.
  • Gemäß einer dritten Weiterbildung der achtzehnten Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, daß die Energieversorgungseinheit des Transmitter-Moduls zum Begrenzen von von deren Energiespeicher maximal abgebbarer elektrischer Leistung Strombegrenzer und/oder Spannungsbegrenzer aufweist.
  • Gemäß einer vierten Weiterbildung der achtzehnten Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, daß der Energiespeicher der Energieversorgungseinheit des Transmitter-Moduls, insb. während des Betriebs des Transmitter-Moduls, wiederaufladbar ist.
  • Nach einer neunzehnten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Sensor-Elektronik wenigstens einen nicht-flüchtigen, insb. persistenten, Datenspeicher
    • – zur Speicherung von wenigstens einem, insb. mittels eines einen Zeitpunkt der Generierung repräsentierenden Zeitstempels markierten, Ausschnitt eines mittels des Sensor-Moduls, insb. basierend auf dessen wenigstens einem Primärsignal, generierten Digitalsignals und/oder
    • – zur Speicherung von mittels des Transmitter-Moduls generierten, insb. jeweils mittels eines eine zugehörige Speicherzeit und/oder ein zugehöriges Speicherdatum repräsentierenden Zeitstempels markierten, Meßwerten und/oder
    • – zur Speicherung von das Transmitter-Modul für das Sensor-Modul identifizierenden, insb. das Transmitter-Modul spezifizierenden und/oder das Transmitter-Modul gegenüber dem Sensor-Modul authentifizierdenden, Transmitterdaten, insb. Transmittertypkennzeichen und/oder für das Transmitter-Modul ausgestellte Zertifikate und/oder für das Transmitter-Modul erteilte Betriebsfreigaben, aufweist.
  • Nach einer zwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Sensor-Elektronik wenigstens einen nicht-flüchtigen, insb. permanenten, Datenspeicher zur Speicherung von das Sensor-Modul für das Transmitter-Modul identifizierenden, insb. das Sensor-Modul spezifizierenden und/oder das Sensor-Modul gegenüber dem Transmitter-Modul authentifizierdenden, Sensordaten, insb. Sensortypkennzeichen, das Sensor-Modul spezifizierende Kalibrierdaten und/oder einer Parametrierung des Transmitter-Moduls dienende Betriebsparameter und/oder für das Sensor-Modul ausgestellte Zertifikate und/oder für das Sensor-Modul erteilte Betriebsfreigaben und/oder einer Aktivierung des Transmitter-Moduls dienende Freischaltcodes, aufweist.
  • Nach einer einundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Transmitter-Elektronik wenigstens einen nicht-permanenten, insb. persistenten, Datenspeicher
    • – zur Speicherung von mittels des Transmitter-Moduls generierten, insb. mittels eines einen Zeitpunkt der jeweiligen Generierung repräsentierenden Zeitstempels markierten, Meßwerten und/oder
    • – zur Speicherung von das Sensor-Modul für das Transmitter-Modul identifizierenden, insb. das Sensor-Modul spezifizierenden und/oder
    • – zur Speicherung von das Sensor-Modul gegenüber dem Transmitter-Modul authentifizierdenden, Sensordaten, insb. Sensortypkennzeichen und/oder das Sensor-Modul spezifizierende Kalibrierdaten und/oder für das Sensor-Modul ausgestellte Zertifikate und/oder für das Sensor-Modul erteilte Betriebsfreigaben und/oder einer Aktivierung des Sensor-Moduls dienende Freischaltcodes, aufweist.
  • Nach einer zweiundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Transmitter-Elektronik wenigstens einen nicht-flüchtigen, insb. permanenten, Datenspeicher zur Speicherung von das Transmitter-Modul für das Sensor-Modul identifizierenden, insb. das Transmitter-Modul spezifizierenden und/oder das Transmitter-Modul gegenüber dem Sensor-Modul authentifizierdenden, Transmitterdaten, insb. Transmittertypkennzeichen, und/oder einer Parametrierung des Sensor-Moduls dienende Betriebsparameter und/oder für das Transmitter-Modul ausgestellte Zertifikate und/oder für das Transmitter-Modul erteilte Betriebsfreigaben und/oder einer Aktivierung des Sensor-Moduls dienende Freischaltcodes, aufweist.
  • Nach einer dreiundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Meßsystem weiters ein vom Transmitter-Modul entferntes, insb. an einen Feldbus und/oder ein übergeordnetes elektronisches Datenverarbeitungssystem angeschlossenes, Reciever-Modul mit einer Reciever-Elektronik, an das die, insb. daran mittels Anschlußleitung elektrisch angeschlossene, Transmitter-Elektronik zumindest zeitweise einen, insb. analogen und/oder in ein via Anschlußleitung und/oder drahtlos per Funk übertragbares Telegramm gekapselten und/oder digitalen, Meßwert und/oder einen aktuellen Betriebszustand des Transmitter-Moduls und/oder des Sensor-Moduls signalisierenden Parameterwert sendet, umfaßt.
  • Gemäß einer ersten Weiterbildung der dreiundzwanzigsten Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, daß das Transmitter-Modul spätestens bei unterbrochener Kommunikation zwischen Sensor-Modul und Transmitter-Modul, insb. infolge Abschaltens oder Entfernen des Sensor-Moduls, an das Receiver-Modul, insb. automatisch, wenigstens einen Parameterwert sendet, der signalisiert, daß das Sensor-Modul momentan außer Betrieb ist. Gemäß einer zweiten Weiterbildung der dreiundzwanzigsten Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, daß das Reciever-Modul eine Energieversorgungseinheit zum Einspeisen elektrischer Leistung in das Transmitter-Modul aufweist. Somit kann das Transmitter-Modul, insb. die Transmitter-Elektronik, im Betrieb zeitweise und/oder anteilig elektrische Leistung von der Energieversorgungseinheit des Reciever-Moduls beziehen bzw. kann seitens des Transmitter-Moduls aus der Energieversorgungseinheit des Reciever-Moduls bezogene elektrische Leistung zumindest anteilig dem Wiederaufladen des gegebenenfalls in der Energieversorgungseinheit des Transmitter-Moduls vorhandenen Energiespeichers dienen.
  • Gemäß einer dritten Weiterbildung der dreiundzwanzigsten Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, daß das Transmitter-Modul im Betrieb von extern des Transmitter-Moduls eingespeiste elektrische Leistung anteilig von der Energieversorgungseinheit des Reciever-Moduls bezieht.
  • Gemäß einer vierten Weiterbildung der dreiundzwanzigsten Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, daß das Transmitter-Modul anteilig mittels der Energieversorgungseinheit des Reciever-Moduls von extern des Transmitter-Moduls mit elektrischer Energie versorgt ist.
  • Gemäß einer fünften Weiterbildung der dreiundzwanzigsten Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, daß die Transmitter-Elektronik im Betrieb zeitweise und/oder anteilig elektrische Leistung von der Energieversorgungseinheit des Reciever-Moduls bezieht.
  • Nach einer vierundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Sensor-Modul weiters einen, insb. durch eine Wand des Sensor-Gehäuses hindurch zu betätigenden und/oder einmalig betätigbaren und/oder mittels eines via Transmitter-Modul gesendeten Schaltbefehls steuerbaren, Schalter, insb. einem Druckschalter, einem Reed-Schalter, einem Schalttransistor, zum Eingliedern des Energiespeichers in die Energieversorgungseinheit und/oder zum Einschalten der Sensor-Elektronik aufweist.
  • Nach einer fünfundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Sensor-Elektronik einen A/D-Wandler zur Wandlung des vom Meßwandler gelieferten Primärsignals in ein dieses repräsentierendes, insb. als digitales Sensorsignal dienendes, Digitalsignal aufweist.
  • Nach einer sechsundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Sensor-Elektronik einen Mikroprozessor zur Steuerung einer Kommunikation zwischen dem Sensor-Modul und dem Transmitter-Modul und/oder zur Generierung des, insb. digitalen, Sensorsignals aufweist.
  • Nach einer siebenundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Transmitter-Elektronik einen Mikroprozessor zur Steuerung einer Kommunikation zwischen dem Sensor-Modul und dem Transmitter-Modul und/oder zur Generierung von die wenigstens eine Meßgröße repräsentierenden Meßwerten aufweist.
  • Nach einer achtundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
    • – daß der Energiespeicher der Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls zumindest teilweise, insb. völlig und/oder in Erfüllung der Anforderungen gemäß der Zündschutzart ”Vergußkapslung” (Ex-m), in Vergußmasse eingebettet ist; und/oder
    • – daß das Sensor-Gehäuse, insb. in einer den Anforderungen gemäß der Zündschutzart ”Druckfeste Kapselung” (Ex-d) genügenden Weise, explosionsgeschützt und/oder druckfest ausgebildet ist; und/oder
    • – daß die Sensor-Elektronik, insb. in einer den Anforderungen gemäß der Zündschutzart ”Eigensicherheit” (Ex-i) und/oder den Anforderungen gemäß der Zündschutzart ”Erhöhte Sicherheit” (Ex-e) genügenden Weise, explosionsgeschützt ausgeführt ist; und/oder
    • – daß die Transmitter-Elektronik, insb. in einer den Anforderungen gemäß der Zündschutzart ”Eigensicherheit” (Ex-i) und/oder den Anforderungen gemäß der Zündschutzart ”Erhöhte Sicherheit” (Ex-e) genügenden Weise, explosionsgeschützt ausgeführt ist.
  • Nach einer neunundzwanzigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Sensor-Gehäuse als Steckverbinderelement und das und Transmitter-Gehäuse als zum Sensor-Gehäuse komplementäres Steckverbinderelement ausgebildet sind und wobei Transmitter- und Sensor-Gehäuse unter Bildung einer, insb. wiederlösbaren, Steckverbinderkupplung miteinander verbunden sind.
  • Nach einer dreißigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß Sensor-Elektronik und Transmitter-Elektronik im Betrieb, insb. dauerhaft und/oder unter Verwendung wenigstens einen induktiv koppelnden Übertragers, voneinander galvanisch getrennt gehalten sind.
  • Nach einer einunddreißigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß Sensor-Modul und Transmitter-Modul, insb. ausschließlich, mittels eines, insb. einzigen, Übertragers elektrisch miteinander gekoppelt sind.
  • Nach einer zweiunddreißigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Transmitter-Modul von der Sensor-Elektronik, insb. ausschließlich, über eine galvanische Trennstelle hinweg mit elektrischer Energie versorgt ist.
  • Nach einer dreiunddreißigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß als Sensorsignal ein mittels der Sensor-Elektronik, insb. in seiner Stromstärke und/oder einer Frequenz, modulierter veränderlicher, insb. getakteter und/oder von der Transmitter-Elektronik gespeister, elektrischer Strom dient. Diese Ausgestaltung der Erfindung weiterbildend ist ferner vorgesehen, daß der als Sensorsignal dienende elektrische Strom zumindest zeitweise von der Energieversorgungseinheit des Transmitter-Moduls gespeist ist und der Versorgung des Sensor-Moduls mit elektrischer Energie dient und/oder daß der als Sensorsignal dienende elektrische Strom zumindest zeitweise von der Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls gespeist ist und der Versorgung des Transmitter-Moduls mit elektrischer Energie dient.
  • Nach einer vierunddreißigsten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Meßwandler ein potentiometrischer Sensor, ein amperometrischer Sensor, ein photometrischer Sensor, ein spektrometrischer Sensor, ein Temperatursensor, ein Drucksensor, ein Strömungssensor oder ein Leitfähigkeitssensor ist.
  • Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, in mit Batterie betriebenen Meßsystemen, in denen ein allfälliger Batteriewechsel bislang für den Anwender einen sowohl in logistischer wie auch personeller Hinsicht erhöhten Serviceaufwand bedingte, über ein turnusmäßigen Auswechseln des kompletten, gegebenenfalls auch lediglich einmal verwendbaren und nach Gebrauch zu entsorgenden Sensormoduls, wie etwa für Fermentationsprozesse gefordert, zusammen mit dem darin enthaltenen Energiespeicher den Austauschvorgang zu vereinfachen und damit insgesamt auch zu verkürzen.
  • Ein Vorteil der Erfindung besteht, insb. bei Einsatz eines Meßsystems gemäß der vorliegenden Erfindung in Applikationen mit hohen Verschmutzungsgrad oder mit hohen hygienischen Anforderungen, wie etwa in Wasseraufbereitungs- und/oder Trinkwasserverteilungsprozessen oder in Prozessen unter Mitwirkung von Bakterien, darin, daß durch den gemeinsamen Austausch des Sensor-Moduls zusammen mit dem darin integrierten Energiespeicher zudem insgesamt eine erheblich Reduzierung des für die Wartung des Meßsystems bislang erforderlichen Zeitbudgets erzielt werden kann. Ferner kann wegen der gegebenenfalls eher kurzen nominellen Standzeit des Sensormoduls und somit auch des darin enthalten Energiespeichers in einigen Anwendung im Meßsystem sogar völlig auf bordeigene Ladeschaltungen für den im Sensormodul plazierten Energiespeicher verzichtet und so beispielsweise auch eine Primärbatterien als Energiespeicher für das Sensormodul verwendeten werden, die im Vergleich zu Sekundärbatterien zumeist höhere Speicherkapazitäten und/oder geringere Einbaumaße aufweisen und somit insgesamt kostengünstiger sind. Dafür ist lediglich die Lebensdauer bzw. die Speicherkapazität des jeweils eingesetzten Energiespeichers so zu wählen, daß sie den Energiebedarf der damit gespeisten Funktionseinheiten des Meßsystems, beispielsweise also des Sensormoduls und/oder des Transmittermoduls, mindest über einen solchen Serviceintervall hinweg in ausreichendem Maße decken kann. Anders gesagt sollte die nominelle Standzeit des Sensormoduls kleiner gewählt sein als die nominelle Lebensdauer sowie die Standzeit des darin verwendeten Energiespeichers, die wiederum von dessen Speicherkapazität und der im Serviceintervall aus dem Energiespeicher zu beziehenden elektrischen Energie abhängig ist. Durch die Verlagerung energieintensiver Komponenten des Meßsystems in das, gegebenenfalls ebenfalls mit internem Energiespeicher versehene und/oder von extern zusätzlich mit elektrischer Energie versorgte Transmitter-Modul kann die Standzeit des darin verwendeten Energiespeichers und insoweit auch die Standzeit des Meßsystems insgesamt weiter verlängert werden. Durch Verwendung eines Energiespeichers im gegebenenfalls als Einwegekomponente zu verwendenden Sensormodul, ist zu dem aber auch die Integration von mehr als einem Meßwandler zwecks Erfassung verschiedener Meßgrößen auch in einem an eine 4–20 mA-Stromschleife angeschlossenen Meßsystem ermöglicht, die bekanntlich nur eine vergleichsweise niedrige nominelle Leistung von etwa 50 mW liefert.
  • Bei Verwendung des Meßsystems in explosionsgefährdeten Bereichen kann es gegebenenfalls auch von Vorteil sein zumindest den Energiespeicher im Sensormodul, wenn nicht sogar auch die Transmitter-Elektronik insgesamt in Vergußmasse einzubetten und/oder das Sensor-Gehäuse explosionsfest auszubilden. Für die Transmitter- und/oder die Sensor-Elektronik können alternativ oder ergänzend dazu die je nach geforderter Schutzklasse zu gewährleistenden, Explosionen sicher ausschließenden Grenzwerte auch mittels strombegrenzenden Widerständen und/oder spannungsbegrenzenden Zehnerdioden erreicht werden.
  • Die Anbindung eines solchen modularen, ggf. auch energetisch autarken, Meßsystems an übergeordnete Datenverarbeitungssysteme kann in vorteilhafter Weise unter Verwendung von in der industriellen Meßtechnik bereits etablierten, beispielsweise induktiv, optisch oder kapazitiv koppelnden, Steckerverbindersystemen, gebildet aus zwei zueinander komplementären, insb. auch steckkontaktlos, Steckerverbinderelementen, durchgeführt werde, etwa gemäß der eingangs erwähnten der US-B 67 05 898 .
  • Im besonderen bei auch für den vorgeschlagenen Fall, daß das Meßsystem energetisch weitgehend autark ausgebildet ist, kann infolge der Meßsystem internen Energiespeicher auch bei Verwendung des Meßsystems in einer 4–20 mA-Stromschleife, ggf. auch bei einem Einsatz in einem explosionsgefährdeten Bereich, in vorteilhafter Weise ein Betrieb des Meßsystem mit einer hohen Verfügbarkeit und einer ausreichen guten Leistungsfähigkeit ermöglicht werden, dies auch bei Verwendung induktiver, kapazitiver oder optische Kopplungen mit zumeist schlechtem Wirkungsgrad. Dies im besonderen auch deshalb, weil beim erfindungsgemäßen Meßsystem – je nach Anwendungsfall bzw. je nach Konfiguration – Energie zwecks Versorgung der einzelnen Module nicht notwendigerweise über die Steckverbindung übertragen werden muß, sondern via Steckverbinderkupplung lediglich eine Kommunikation zwischen Sensor- und Transmitter-Modul zu erfolgen braucht.
  • Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert, wobei die
  • 1 ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Meßsystems zeigt.
  • In 1 ist ein Meßsystem zum Messen wenigstens einer physikalischen und/oder wenigsten einer chemischen Meßgröße x eines in einer Leitung RL, insb. einer Rohrleitung und/oder einem Gerinne, geführten und/oder einem Behälter (RL), insb. einem Tank oder einem Becken, gehaltenen Mediums, wie etwa einem Fluid oder einem Schüttgut, schematisch dargestellt.
  • Das Meßsystem weist ein Sensormodul 1 mit einem Meßwandler 10, beispielsweise einem potentiometrischen Sensor, einem amperometrischen Sensor, einem photometrischen Sensor, einem spektrometrischen Sensor, einen Temperatursensor, einen Drucksensor, einem Leitfähigkeitssensor, einem Strömungssensor etc., auf, der dazu dient, während des Meßbetriebs des Meßsystems die wenigstens eine Meßgröße x zu erfassen und zumindest zeitweise wenigstens ein von der Meßgröße beeinflußten, beispielsweise elektrisches und/oder optisches, Primärsignal p zu erzeugen. Der Meßwandler 10 ist zumindest teilweise in ein, insb. hermetisch dicht, falls erforderlich auch explosions- und/oder druckfest ausgebildetes, Sensor-Gehäuse 100 des Sensor-Moduls 1 eingesetzt. Das Sensor-Gehäuse 100 kann beispielsweise in Gestalt eines Steckkopfes, der an einem axialen Endabschnitt eines nach außen hin im wesentlichen zylinderförmigen Meßwandlers, etwa einem pH-Sensor, einem Temperatursensor, einem Drucksensor, oder einem anderen als Stabsonde ausgebildeten Meßwandler, angeordnet ist.
  • Das Sensor-Modul 1 umfaßt ferner eine innerhalb des Sensor-Gehäuses 100 angeordnete eine hier als Sensor-Elektronik 11 bezeichnete elektronische Schaltung zur Steuerung des Meßwandlers 10 und zur Verarbeitung von mittels des Meßwandlers 10 erzeugten Primärsignalen. Im besonderen dient die Sensor-Elektronik 11 dazu das während des Meßbetriebes vom Meßwandler 10 gelieferte, die wenigstens eine Meßgröße x repräsentierende Primärsignal p in ein Sensorsignal TXS zu konvertieren. Als Sensorsignal TXS kann beispielsweise ein solches, gegebenenfalls auch digitales, Signal dienen, das via galvanische Trennstelle übertragbar ist, wie etwa ein in Abhängigkeit von der erfaßten Meßgröße x, insb. in diskreten Stufen, amplituden- und/oder frequenzmodulierter Wechselstrom. Zum Konvertieren des mittels des Meßwandlers 10 erzeugten wenigstens einen Primärsignals p umfaßt die Sensor-Elektronik im hier gezeigten Ausführungsbeispiel einen A/D-Wandler 111, welcher das wenigstens eine Primärsignal p des Meßwandlers 10 digitalisiert. Das digitalisierte Primärsignal ist einer in der Sensor-Elektronik 11 vorgesehenen Mikroprozessor 112 zur weiteren Verarbeitung zuführt, wo es unter Einbeziehung von, beispielsweise im Rahmen einer Kalibrierung des Sensor-Moduls 1 experimentell gewonnenen, sensorspezifischen Parameterwerten in entsprechende Meßwerte, wie etwa pH-Meßwerte, Temperaturmeßwerte, Druckmeßwerte, Leitfähigkeitsmeßwerte etc., verrechnet wird. Diese können im weiteren Verlauf mittels eines nachgeschalteten Modem 113 nach einem digitalen Modulationsverfahren, wie etwa einer Amplituden- oder einer Frequenzumtastung, in das ausgangs des Sensor-Moduls abgreifbare, beispielsweise auch digitale, Sensorsignal TXS konvertiert werden.
  • Das von der Sensor-Elektronik 11, beispielsweise unter Verwendung des Mikroprozessors 113, vom wenigstens einen Primärsignal p entsprechend abgeleitete das Sensorsignal TXS wird im weiteren Verlauf an ein eine Transmitter-Elektronik 21 aufweisendes Transmitter-Modul 2 des Meßsystems weiter übermittelt, beispielsweise durch eine seitens des Sensor-Elektronik 11 mittels Modem 113 durchgeführte Modulation eines Wechselstroms, der vom Transmitter-Modul 2 oder vom Sensor-Modul 1 gespeist wird. Entsprechend weist auch die, hier im besonderen dem Konvertieren des vom Sensormodul gelieferten Sensorsignals in die wenigstens eine Meßgröße repräsentierende, z. B. analoge und/oder in ein via Feldbus und/oder drahtlos per Funk übertragbare Telegramme gekapselte und/oder digitale, Meßwerte dienende Transmitter-Elektronik 21 ein endsprechendes Modem 213 (Modulator/Demodulator) auf, um das Sensorsignal TXS und gegebenenfalls weitere Meß- und Betriebsdaten vom Sensor-Modul 1 zu empfangen und/oder um Steuerbefehle zum Sensormodul 1, insb. zur darin vorgesehenen Sensor-Elektronik 2, zu übertragen. Insbesondere nach einem Anschluß des Sensor-Moduls 1 an das Transmitter-Modul 2 kann es beispielsweise von Vorteil oder sogar erforderlich sein, daß das Transmitter-Modul 2 – sei es während der Inbertriebnahme des Meßsystems und/oder im laufenden Betrieb des Meßsystems – wenigstens einen, z. B. intern generierten und/oder von extern übermittelten, Zeitwert an das Sensor-Modul 1 übermittelt, der eine aktuelle Systemzeit des Meßsystems, z. B. auch ein aktuelles Datum, repräsentiert. Basierend darauf kann eine Synchronisierung von Sensor- und Transmitter-Modul auf einfache Weise realisiert werden.
  • In Analogie zur Sensor-Elektronik weist im hier gezeigten Ausführungsbeispiel auch die Transmitter-Elektronik 21 einen Mikroprozessor 212 auf, der im besonderen der Steuerung der Kommunikation zwischen dem Sensor-Modul 1 und dem Transmitter-Modul 2 und/oder zur Generierung von die wenigstens eine Meßgröße x repräsentierenden Meßwerten X basierend auf dem vom Transmitter-Modul empfangenen Sensorsignal TXS des Sensor-Moduls 1 dient.
  • Als Verbindung zwischen dem Sensor- und dem Transmitter-Modul kann eine Steckverbinderkupplung dienen. Beispielsweise können, wie u. a. auch in der US-B 67 05 898 vorgeschlagen, das Sensor-Gehäuse als Steckverbinderelement und das Transmitter-Gehäuse als zum Sensor-Gehäuse komplementäres Steckverbinderelement ausgebildet und unter Bildung einer wiederlösbaren Steckverbinderkupplung im Betrieb miteinander verbunden sein. Falls erforderlich, können Sensor- und Transmitter-Modul auch mittels eines zwischen Sensor- und Transmitter-Gehäuse vorgesehenen Anschlußkabels mit einander elektrisch verbunden werden. Die Steckverbinderkupplung kann beispielsweise in der Weise realisiert sein daß eines der Steckverbinderelemente als Steckkontakte und das komplementäre Steckverbinderelement entsprechend korrespondierende Buchsenkontakte aufweist. Die Steckverbinderkupplung kann aber auch, wie beispielsweise in der US-B 67 05 898 beschrieben, mittels induktiv koppelnden Übertrager und unter Bildung einer galvanischen Trennstelle zwischen Sensor- und Transmitter-Modul realisiert sein, insb. in der Weise daß Sensor- und Transmitter-Modul ausschließlich, mittels eines einzigen oder mehreren Übertrager elektrisch miteinander gekoppelt und somit dauerhaft vollständig voneinander galvanisch getrennt gehalten sind. Dementsprechend ist beispielsweise auch das von der Sensor-Elektronik 11 zur Transmitter-Elektronik 21 zu sendende Sensorsignal TXS dergestalt ausgebildet, daß es via galvanische Trennstelle übertragen werden kann. Demgemäß kann als Sensorsignal TXS beispielsweise ein veränderlicher, insb. getakteter, elektrischer Strom dienen, der mittels der Sensor-Elektronik 11 in seiner Stromstärke und/oder einer Frequenz moduliert ist, z. B. nach einem in der industriellen Meßtechnik etablierten Frequenzumtastungsverfahren (FSK) oder einem Amplitudentastungsverfahren (ASK). Alternativ oder in Ergänzung dazu kann die Übertragung von seitens des Sensor-Moduls 1 generierten Meß- und Betriebsdaten (TXS) hin zum Transmiter-Modul 2 bzw. die Übertragung von seitens des Transmitter-Moduls 2 generierten Steuerkommandos hin zum Sensor-Modul mittels Optokoppler und/oder per Funk erfolgen, beispielsweise gemäß dem etablierten Bluetooth-Standard.
  • Zum Bereitstellen von für den Betrieb des Meßsystems erforderlicher elektrischer Leistung weist das Sensormodul des weiteren eine interne Energieversorgungseinheit 114 auf. Zwecks Erhöhung der Betriebssicherheit des Meßsystems kann es vorteilhaft sein, die Energieversorgungseinheit 114 des Sensor-Moduls 1 zumindest teilweise in eine Vergußmasse einzubetten und/oder in der Energieversorgungseinheit eine maximal abgebbare elektrische Leistung begrenzende Bauelemente vorzusehen. Alternativ oder in Ergänzung dazu kann das Sensor-Gehäuse, insb. in einer den Anforderungen gemäß der Zündschutzart ”Druckfeste Kapselung” (Ex-d) genügenden Weise, auch explosionsgeschützt und/oder druckfest ausgebildet sein und/oder kann die Sensor-Elektronik, insb. in einer den Anforderungen gemäß der Zündschutzart ”Eigensicherheit” (Ex-i) und/oder den Anforderungen gemäß der Zündschutzart ”Erhöhte Sicherheit” (Ex-e) genügenden Weise, explosionsgeschützt ausgeführt sein. Ferner kann es auch von Vorteil sein, die Transmitter-Elektronik explosionsgeschützt auszuführen, beispielsweise in einer den Anforderungen gemäß der Zündschutzart ”Eigensicherheit” (Ex-i) und/oder den Anforderungen gemäß der Zündschutzart ”Erhöhte Sicherheit” (Ex-e) genügenden Weise.
  • Beim erfindungsgemäßen Meßsystem weist die Energieversorgungseinheit 114 des Sensor-Moduls 1 ferner wenigstens einen innerhalb des Sensor-Gehäuses 100 angeordneten, insb. elektro-chemischen und/oder wiederaufladbaren, Energiespeicher 114' zum Speichern von im Meßsystem umzusetzender Energie auf. Die Energieversorgungseinheit 114 des Sensor-Moduls des erfindungsgemäßen Meßsystems ist gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ferner so ausgebildet, daß sie unter Verwertung von im Energiespeicher 114' gespeicherter Energie zumindest zeitweise eine die Sensor-Elektronik 11 und/oder die Transmitter-Elektronik 21 zumindest anteilig speisende elektrische Leistung liefert. Anders gesagt ist die Energieversorgungseinheit 11 des Sensor-Moduls 1 so ausgebildet, daß die Sensor-Elektronik und/oder die Transmitter-Elektronik im Betrieb jeweils benötigte elektrische Energie zumindest anteilig aus dem Energiespeicher 114' bezieht.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß zumindest das Transmitter-Modul von der Sensor-Elektronik, insb. ausschließlich, gegebenenfalls auch über eine zwischen Sensor- und Transmitter-Modul vorgesehene galvanische Trennstelle Tr hinweg, mit elektrischer Energie versorgt ist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ferner für den Betrieb der Sensor-Elektronik erforderliche elektrische Leistung zumindest anteilig, insb. überwiegend oder ausschließlich, unter Verwertung von im Energiespeicher 114' der Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls gespeicherter Energie bereitgestellt und/oder bezieht die Sensor-Elektronik 11 im Betrieb zumindest zeitweise und/oder zumindest anteilig – gegebenenfalls auch überwiegend oder ausschließlich – elektrische Leistung von der Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls. Je nach gewählter Speicherkapazität des Energiespeichers 114' ist es somit beispielsweise auch ermöglicht, das Sensormodul energetisch autark, also als lediglich mittels bordeigener Energiespeicher elektrisch gespeist, auszubilden.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Energiespeicher 114' der Energieversorgungseinheit 15 des Sensor-Moduls daher ferner so dimensioniert, daß er voll aufgeladen den Betrieb zumindest des Sensor-Moduls – gegebenenfalls aber auch den gemeinsamen Betrieb von Sensor-Modul und Transmitter-Modul – mindestens 10 Tage, insb. mehr als einen Monat, aufrecht erhält. Alternativ oder in Ergänzung dazu ist der Energiespeicher ferner so dimensioniert, daß er eine Speicherkapazität von wenigstens 3000 mWh, insb. von mehr als 5000 mWh, aufweist und/oder daß er bei einer Nennspannung von mindestens 1 Volt, insb. von mehr als 3 Volt, eine Nennkapazität von mindestens 1000 mAh, insb. von mehr als 1500 mAh, aufweist. Der Energiespeicher der Energieversorgungseinheit 15 des Sensor-Moduls kann z. B. mittels einer, insb. nicht wiederaufladbaren und/oder als Dünnfilmbatterie ausgebildete, Primärbatterie und/oder mittels einer, insb. im Betrieb des Meßsystems wiederaufladbaren und/oder als Dünnfilmbatterie ausgebildete, Sekundärbatterie (Akkumulator) gebildet sein. Im besonderen können beispielsweise eine Lithium-Batterie, wie etwa eine Lithium-Mangandioxid-Batterie (Li-MnO2), eine Lithium-Thionylchlorid-Batterie (Li-SOCl2), eine Lithium-Kohlenstoffmonofluorid-Batterie (Li- {CFn}), eine Lithium-Iod-Batterie (Li-I2), und/oder ein Lithium-Polymer-Akkumulators (LiPoly), ein Natrium-Schwefel-Akkumulator, ein Nickel-Metallhydrid-Akkumulator und/oder ein Lithium-Ionen-Akkumulator (Li-Ion), wie etwa ein Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator (LiFe-PO4), ein Lithium-Titanat-Akkumulator, ein Lithium-Kobalt-Nickeloxid-Akkumulator, ein Lithium-Manganoxid-Akkumulator etc., als Energiespeicher verwendet werden. Alternativ oder in Ergänzung zur Verwendung einer Primär- und/oder Sekundärbatterie kann der Energiespeicher aber auch mittels einer, insb. als Mikrobrennstoffzelle ausgebildeten, Brennstoffzelle und/oder mittels eines, insb. elektrolytischen, Kondensators, insb. einem elektrochemischen Doppelschicht-Kondensator (EDLC), wie etwa, insb. einem Goldcap, einem Supercap, einem Boostcap, oder einem Ultracap, realisiert sein.
  • Zum Eingliedern des, beispielsweise bereits vor der Installation des Meßsystems und/oder vor dem endgültigen Verbinden von Sensor- und Transmitter-Modul aufgeladenen, Energiespeichers in die Energieversorgungseinheit 15 und/oder zum Einschalten der Sensor-Elektronik kann das Sensor-Modul desweiteren einen, z. B. durch eine Wand des Sensor-Gehäuses hindurch zu betätigenden und/oder einmalig betätigbaren und/oder mittels eines via Transmitter-Modul gesendeten Schaltbefehls steuerbaren, Schalter S aufweisen. Als Schalter S kann z. B. ein Druckschalter, ein Reed-Schalter oder auch ein Schalttransistor dienen. Zwecks Erhöhung der Betriebssicherheit des Meßsystems kann es desweiteren vorteilhaft sein, den Energiespeicher 114' der Energieversorgungseinheit 11 des Sensor-Moduls 1 zumindest teilweise, beispielsweise auch völlig und/oder in Erfüllung der Anforderungen gemäß der Zündschutzart ”Vergußkapslung” (Ex-m), in Vergußmasse einzubetten. Alternativ oder in Ergänzung dazu kann die Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls zum Begrenzen von von deren Energiespeicher maximal abgebbarer elektrischer Leistung Strombegrenzer (114''), wie etwa Strombergrenzungswiderstände, und/oder Spannungsbegrenzer (114''), wie etwa Zehner-Dioden, umfassen.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfaßt auch das Transmitter-Modul 2 zum Bereitstellen von für den Betrieb des Meßsystems erforderlicher elektrischer Leistung eine, beispielsweise zumindest teilweise in Vergußmasse eingebettete und/oder eine maximal abgebbare elektrische Leistung begrenzende Bauelemente (214''), wie etwa Zehner-Dioden oder Strombegrenzungswiderstände, aufweisende, Energieversorgungseinheit 214 mit wenigstens einem diese mit elektrischer Energie speisenden, innerhalb des Transmitter-Gehäuses plazierten Energiespeicher 214'. Die Energieversorgungseinheit 214 des Transmitter-Moduls 2 dient im besonderen dazu, im Betrieb unter Verwertung von im, z. B. auch während des Betriebs des Transmitter-Moduls wieder aufladbaren, Energiespeicher 214' gespeicherter Energie zumindest zeitweise die Transmitter-Elektronik 21 zumindest anteilig speisende elektrische Leistung zu liefern. Je nach gewählter Speicherkapazität des Energiespeichers 214' ist es somit auch in diesem Fall beispielsweise ermöglicht, das Transmittermodul 2 energetisch autark, also als lediglich mittels bordeigener Energiespeicher elektrisch gespeist, auszubilden.
  • Alternativ oder in Ergänzung zur Verwertung von im Energiespeicher 214' des Transmitter-Moduls gespeicherter Energie zum Speisen der Transmitter-Elektronik kann im Energiespeicher 214' des Transmitter-Moduls gespeicherter Energie aber auch dafür verwertet werden, das Sensor-Modul 1 im Betrieb zumindest zeitweise mit Energie zu versorgen, insb. auch, um in die Sensor-Elektronik 11 elektrische Leistung einzuspeisen. Die Versorgung des Sensor-Moduls mit elektrischer Energie kann dann in einfacher Weise also beispielsweise mittels des gleichzeitig auch als Sensorsignal TXS dienenden – insoweit also lastseitig modulierten – elektrischen Stroms erfolgen. Falls die von extern des Sensor-Moduls gegebenenfalls zusätzlich eingespeiste elektrische Energie mittels Wechselstrom zum Sensor-Modul hin übertragen wird, z. B. bei Verwendung eines Übertrager zur induktiven Kopplung von Sensor- und Transmitter-Elektronik, kann es von Vorteil sein, in der Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls einen entsprechenden Wechsel-zu-Gleichstromwandler (AC/DC) vorzusehen, der den Wechselstrom entsprechend gleichrichtet.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Energiespeicher der Energieversorgungseinheit 214 des Transmitter-Moduls dafür so dimensioniert, daß der Energiespeicher 214' voll aufgeladen den Betrieb zumindest des Transmitter-Moduls mindestens 10 Minuten, insb. mehr als 1 Stunde, aufrecht erhält. Alternativ oder in Ergänzung dazu weist der Energiespeicher eine Speicherkapazität von mehr als 10 mWh und/oder bei einer Nennspannung von mindestens 1 Volt, insb. mehr als 3 Volt, eine Nennkapazität von mindestens 1 mAh, insb. mehr als 5 mAh, auf.
  • Als Energiespeicher 214' der Energieversorgungseinheit 214 des Transmitter-Moduls kann ein, z. B. elektrolytischer, Kondensator, z. B. ein Doppelschicht-Kondensator (EDLC), dienen. Alternativ oder in Ergänzung dazu kann der Energiespeicher mittels einer Sekundär-Batterie, beispielsweise einem Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator (LiFe-PO4), einem Lithium-Titanat-Akkumulator, einem Lithium-Kobalt-Nickeloxid-Akkumulator, einem Lithium-Manganoxid-Akkumulator, einem Lithium-Polymer-Akkumulator (LiPoly), einem Natrium-Schwefel-Akkumulator oder auch einem Nickel-Metallhydrid-Akkumulator, gebildet sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bezieht das Transmitter-Modul, insb. auch die Transmitter-Elektronik, im Betrieb zumindest zeitweise und/oder zumindest anteilig elektrische Leistung von der Energieversorgungseinheit 114 des Sensor-Moduls. Im besonderen ist hierbei ferner vorgesehen, daß die für den Betrieb der Transmitter-Elektronik erforderliche elektrische Leistung zumindest anteilig – je nach Nennkapazität des Energiespeichers auch überwiegend oder ausschließlich – unter Verwertung von im Energiespeicher der Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls gespeicherter Energie bereitgestellt ist.
  • Sofern das Transmitter-Modul im Betrieb zumindest anteilig von extern des Transmitter-Moduls gespeist ist, kann dieses beispielsweise eingespeiste elektrische Leistung überwiegend oder sogar ausschließlich von der Energieversorgungseinheit 114 des Sensor-Moduls beziehen bzw. überwiegend oder sogar ausschließlich mittels der Energieversorgungseinheit 114 des Sensor-Moduls von extern des Transmitter-Moduls mit elektrischer Energie versorgt sein. Die seitens der Energieversorgungseinheit 114 des Sensor-Moduls eingespeiste Leistung kann beispielsweise unmittelbar der Transmitter-Elektronik zugeführt werden. Alternativ oder in Ergänzung dazu kann seitens des Transmitter-Moduls von extern bezogene elektrisch Leistung zudem auch zum Aufladen des gegebenenfalls im Transmitter-Modul vorgesehenen Energiespeichers dienen. Falls die von extern des Transmitter-Moduls gegebenenfalls zusätzlich eingespeiste elektrische Energie mittels Wechselstrom zum Transmitter-Modul hin übertragen wird, z. B. bei Verwendung eines Übertragers zur induktiven Kopplung von Sensor- und Transmitter-Elektronik und/oder bei Verwendung eines vom Sensor-Moduls gespeisten und mittels des Sensor-Moduls modulierten Wechselstromes als Sensorsignal TXS, kann es von Vorteil sein, die Energieversorgungseinheit des Transmitter-Moduls mittels eines Wechsel-zu-Gleichstromwandler (AC/DC) zu bilden, der den Wechselstrom entsprechend gleichrichtet und ausgangseitig an den gegebenenfalls im Transmitter-Modul vorgesehenen Energiespeicher angeschlossen ist.
  • Zum Überwachen eines Ladezustand des wenigstens einen Energiespeichers 114 der Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls 1 und/oder zum Ermitteln einer, insb. noch nutzbaren, Restladung des Energiespeichers 114' umfaßt Sensor-Elektronik gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ferner eine Ladungsmeßschaltung 116, die im Betrieb zumindest zeitweise einen den momentanen Ladezustand des wenigstens einen Energiespeichers des Sensor-Moduls repräsentierendes Ladungsmeßsignal L liefert, beispielsweise basierend auf einer Strom-Spannungsmessung. Alternativ oder in Ergänzung dazu kann aber auch die Transmitter-Elektronik eine dem Überwachen eines Ladezustand des wenigstens einen Energiespeichers 214' der Energieversorgungseinheit des Transmitter-Moduls und/oder dem Ermitteln einer, insb. noch nutzbaren, Restladung des Energiespeichers dienende – hier nicht dargestellte – Ladungsmeßschaltung aufweisen, die im Betrieb zumindest zeitweise einen den momentanen Ladezustand des wenigstens einen Energiespeichers 214' des Transmitter-Moduls 2 repräsentierendes Ladungsmeßsignal liefert. Basierend auf dem von der Ladungsmeßschaltung generierten Ladungsmeßsignal kann das Meßsystem, beispielsweise also mittels der Sensor-Elektronik oder mittels Transmitter-Elektronik, im Betrieb einen Diagnosewert D ermitteln, der eine geschätzte Restladung des Energiespeichers und/oder eine für den Energiespeicher und/oder für das Sensor-Modul prognostizierte Restlaufzeit repräsentiert.
  • Durch einen seitens des Meßsystem entsprechend durchgeführten Vergleich des ermittelten Diagnosewerts D mit einem vorgegebenen Referenzwert, der beispielsweise als Alarmschwelle für eine als kritischen Betriebszustand des Meßsystems eingestufte verbleibende Restladung und/oder für drohende Entladung des überwachten Energiespeichers 214' dient, kann danach bei erkanntem kritischen Betriebszustand ein diesen geeignet signalisierenden, beispielsweise visuell vor Ort und/oder vom Meßsystem entfernt wahrnehmbaren, Alarm seitens des Meßsystems generiert werden. Alternativ oder in Ergänzung dazu kann das Meßsystem, insb. die Sensor-Elektronik, basierend auf dem ermittelten Diagnosewert D auch eine Taktrate regulieren, mit der die Sensor-Elektronik 1 das, insb. digital ausgebildete, Sensorsignal generiert bzw. moduliert wird, um so beispielsweise ein Anpassung von noch für das Meßsystem zu gewährleistender Standzeit und vom Energiespeicher nutzbarer Restladung zu erreichen. Basierend auf dem Diagnosewert D können zu diesem Zweck des weiteren auch Zugriffszeiten bzw. Zugriffshäufigkeiten auf allfällig im Meßsystem vorgesehene Datenspeicher wie auch Taktraten von allfällig im Meßsystem vorgesehenen Mikroprozessoren reguliert werden.
  • Die Sensor-Elektronik 11 umfaßt gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ferner wenigstens einen nicht-flüchtigen Datenspeicher 115, in dem einerseits sensorspezifische Daten, insbesondere Kalibrierdaten und Parametrierdaten für das Sensor-Modul, abgelegt sind, und andererseits Meßdaten gespeichert werden können. Insbesondere für den Fall, daß der Datenspeicher 115 der Speicherung von das Transmitter-Modul für das Sensor-Modul identifizierenden Transmitterdaten oder der Speicherung von wenigstens einem Ausschnitt eines mittels des Sensor-Moduls, insb. basierend auf dessen wenigstens einem Primärsignal, generierten Digitalsignals oder aber auch der Speicherung von mittels des Transmitter-Moduls generierten Meßwerten dient, weist der Datenspeicher 115 persistente Speicherkomponenten auf, wie etwa einen Flash-EPROM oder einen EEPROM. Solche das Transmitter-Modul für das Sensor-Modul identifizierenden Transmitterdaten können z. B. das Transmitter-Modul spezifizierenden und/oder das Transmitter-Modul gegenüber dem Sensor-Modul authentifizierdenden, Daten, wie etwa Transmittertypkennzeichen und/oder für das Transmitter-Modul ausgestellte Zertifikate und/oder für das Transmitter-Modul erteilte Betriebsfreigaben sein. Ferner kann es im Fall der Speicherung von Ausschnitten von mittels des Sensor-Moduls generierten Digitalsignalen von Vorteil sein, die im Speicher abgelegten korrespondierenden Datensätze auch mittels eines einen Zeitpunkt von deren Generierung repräsentierenden Zeitstempels entsprechend zu markieren. Gleichermaßen vorteilhaft kann es bei der Speicherung von mittels des Transmitter-Moduls generierten Meßwerten sein, auch gespeicherte Meßwerte jeweils mittels eines eine zugehörige Speicherzeit und/oder ein zugehöriges Speicherdatum repräsentierenden Zeitstempels zu markieren. Alternativ oder in Ergänzung dazu kann der Datenspeicher 115 aber permanente Speicherkomponenten auf, wie etwa einen PROM oder einen ROM. Dies im besonderen für den Fall, daß das Sensor-Modul für das Transmitter-Modul identifizierenden, beispielsweise das Sensor-Modul spezifizierenden und/oder das Sensor-Modul gegenüber dem Transmitter-Modul authentifizierdenden, Sensordaten, wie etwa Sensortypkennzeichen, das Sensor-Modul spezifizierende Kalibrierdaten und/oder einer Parametrierung des Transmitter-Moduls dienende Betriebsparameter und/oder für das Sensor-Modul ausgestellte Zertifikate und/oder für das Sensor-Modul erteilte Betriebsfreigaben und/oder einer Aktivierung des Transmitter-Moduls dienende Freischaltcodes, gespeichert werden. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Transmitter-Elektronik ferner wenigstens einen nicht-permanenten Datenspeicher 215 in dem einerseits transmitterspezifische Daten, insbesondere Kalibrierdaten und Parametrierdaten für das Transmitter-Modul, abgelegt sind, und andererseits vom Sensor-Modul 1 gelieferte, beispielsweise auch in dessen Datenspeicher 115 vorgehaltene, Meß- und/oder Betriebsdaten gespeichert werden können. Der Datenspeicher 215 kann wiederum mittels persistenter Speicherkomponenten gebildet sein, insbesondere zur Speicherung von mittels des Transmitter-Moduls generierten, ggf. mittels eines einen Zeitpunkt der jeweiligen Generierung repräsentierenden Zeitstempels markierten, Meßwerten, zur Speicherung von das Sensor-Modul für das Transmitter-Modul identifizierenden bzw. das Sensor-Modul spezifizierenden, oder aber auch zur Speicherung von das Sensor-Modul gegenüber dem Transmitter-Modul authentifizierdenden, Sensordaten, wie etwa ein Sensortypkennzeichen und/oder das Sensor-Modul spezifizierende Kalibrierdaten und/oder für das Sensor-Modul ausgestellte Zertifikate und/oder für das Sensor-Modul erteilte Betriebsfreigaben und/oder einer Aktivierung des Sensor-Moduls dienende Freischaltcodes. Alternativ oder in Ergänzung dazu kann der Datenspeicher aber permanente Speicherkomponenten aufweisen, insbesondere für den Fall, daß er zur Speicherung von das Transmitter-Modul für das Sensor-Modul identifizierenden oder das Transmitter-Modul gegenüber dem Sensor-Modul authentifizierdenden, Transmitterdaten, wie etwa ein Transmittertypkennzeichen, einer Parametrierung des Sensor-Moduls dienenden Betriebsparametern, eines für das Transmitter-Modul ausgestellten Zertifikates, einer für das Transmitter-Modul erteilten Betriebsfreigaben oder aber auch einer Aktivierung des Sensor-Moduls dienender Freischaltcodes.
  • Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel können im Transmitter-Modul 3 generierte und/oder vorgehalten Daten desweiteren an ein, beispielsweise als eine Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) oder als ein an einen Feldbus angeschlossenen, abgesetzten Meßumformer ausgebildetes, Receiver-Modul 3 mit einer in einer – hier in einem einzigen Receiver-Gehäuse 300 untergebrachten – zugehörigen Reciever-Elektronik 31 weitergeleitet werden. An das vom Transmitter-Modul 2 entfernte, beispielsweise an einen Feldbus FF und/oder ein übergeordnetes elektronisches Datenverarbeitungssystem PLS angeschlossene, Reciever-Modul 3 sendet die – z. B. mittels Anschlußleitungen 2L elektrisch angeschlossene – Transmitter-Elektronik 21 zumindest zeitweise einen Meßwert TXT und/oder einen aktuellen Betriebszustand des Transmitter-Moduls 2 und/oder des Sensor-Moduls 1 signalisierenden Parameterwert. Als Format der Kommunikation zwischen dem Transmitter-Modul 2 und dem Receiver-Modul 3 ist z. B. die Standardschnittstelle RS485 oder 4–20-mA-Stromschleife geeignet. Alternativ oder in Ergänzung können Daten zwischen Transmitter- und Receiver-Modul beispielsweise auch drahtlos per Funk übertragen werden, beispielsweise mittels Standardfunkschnittstelle Bluetooth. Dementsprechend können seitens des Transmitter-Moduls 2 an das Receiver-Modul 3 zu übertragende Meßwerte z. B. als analoge Meßwerte oder auch als digitale, gegebenenfalls auch in ein via Anschlußleitung 2L und/oder drahtlos per Funk übertragbares Telegramm gekapselte, Meßwerte ausgeben werden. Zur Trennung bzw. Zusammenführung von Daten und Signalträger können im Transmitter-Modul 2 bzw. im Receiver-Modul 3 entsprechend vorgesehene, im Betrieb miteinander kommunizierende Modems 211, 313 dienen.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist hierbei ferner vorgesehen, daß das Transmitter-Modul 2 spätestens bei unterbrochener Kommunikation zwischen Sensor-Modul und Transmitter-Modul, beispielsweise infolge des Abschaltens oder Entfernens des Sensor-Moduls seitens vor Ort tätigen Servicepersonals, an das Receiver-Modul 3 wenigstens einen Parameterwert sendet, der signalisiert, daß das Sensor-Modul momentan außer Betrieb ist. Dies kann z. B. vom Transmitter-Modul 2 automatisch durchgeführt oder aber auch seitens des Servicepersonals initiiert werden, gegebenenfalls auch unmittelbar vor dem tatsächlichen Entfernen des Sensor-Moduls. In letzterem Fall kann es zu dem von Vorteil sein, wenn Art und/oder prognostizierte Dauer der Unterbrechung mittels des Transmitter-Moduls abgefragt und gegebenenfalls an ein allfällig mit dem Meßsystem kommunizierendes übergeordnetes Datenverarbeitungssystem und/oder ein anderes Meßsystem übermittelt werden.
  • Des weiteren kann es von Vorteil sein, da auch das Reciever-Modul 3 eine Energieversorgungseinheit 314 zum Einspeisen elektrischer Leistung in das Transmitter-Modul 3 aufweist. Für diesen Fall kann das Transmitter-Modul 2, vor allem auch die Transmitter-Elektronik 21, im Betrieb zeitweise und/oder anteilig elektrische Leistung von der Energieversorgungseinheit des Reciever-Moduls beziehen und somit seinen Energiebedarf zumindest teilweise decken. Die seitens des Transmitter-Moduls 2 aus der Energieversorgungseinheit des Reciever-Moduls 3 bezogene elektrische Leistung kann im besonderen dazu dienen, den gegebenenfalls in der Energieversorgungseinheit des Transmitter-Moduls vorgesehenen Energiespeicher 221 zumindest anteilig wieder aufzuladen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
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    • - Europäischen Norm EN 50 018:1994 [0003]

Claims (50)

  1. Meßsystem zum Messen wenigstens einer physikalischen und/oder wenigsten einer chemischen Meßgröße, welches Meßsystem umfaßt: – ein, insb. energetisch autarkes, Sensormodul (1) – mit einem, insb. als Steckverbinderelement und/oder explosions- und/oder druckfest ausgebildeten, Sensor-Gehäuse (100), – mit wenigstens einem zumindest teilweise im Sensor-Gehäuse angeordneten Meßwandler (10) zum Erfassen der wenigstens einen Meßgröße und zum Erzeugen wenigstens eines von der Meßgröße beeinflußten Primärsignals, – mit einer innerhalb des Sensor-Gehäuses angeordneten, mit dem Meßwandler verbundenen, insb. mittels eines Mikroprozessors gebildeten, Sensor-Elektronik (11) zum Konvertieren des vom Meßwandler gelieferten Primärsignals in ein, insb. digitales und/oder via galvanische Trennstelle übertragbares, Sensorsignal, und – mit einer, insb. zumindest teilweise in eine Vergußmasse eingebetteten und/oder eine maximal abgebbare elektrische Leistung begrenzende Bauelemente aufweisenden, Energieversorgungseinheit (114), die wenigstens einen innerhalb des Sensor-Gehäuses angeordneten, insb. elektro-chemischen und/oder wiederaufladbaren, Energiespeicher (114') zum Speichern von im Meßsystem umzusetzender Energie aufweist; sowie – ein, insb. unter Bildung einer Steckverbinderkupplung, an das Sensor-Modul gekoppeltes, insb. wiederlösbar und/oder via Anschlußkabel mit dem Sensormodul verbundenes, Transmitter-Modul (2) – mit einem, insb. als Steckverbinderelement ausgebildeten, Transmitter-Gehäuse (200), und – mit einer im Transmitter-Gehäuse untergebrachten und mit der Sensor-Elektronik, insb. galvanisch getrennt, elektrisch gekoppelten, insb. mittels eines Mikroprozessors gebildeten, Transmitter-Elektronik (21) zum Konvertieren des vom Sensormodul gelieferten, insb. von der Sensor-Elektronik zur Transmitter-Elektronik via galvanische Trennstelle übertragenen, Sensorsignals in die wenigstens eine Meßgröße repräsentierende, insb. analoge und/oder in ein via Feldbus und/oder drahtlos per Funk übertragbare Telegramme gekapselte und/oder digitale, Meßwerte.
  2. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Energieversorgungseinheit (114) unter Verwertung von im Energiespeicher (114') gespeicherter Energie zumindest zeitweise eine die Sensor-Elektronik und/oder die Transmitter-Elektronik zumindest anteilig speisende elektrische Leistung liefert.
  3. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Transmitter-Modul im Betrieb zumindest zeitweise und/oder zumindest anteilig elektrische Leistung von der Energieversorgungseinheit (114) des Sensor-Moduls bezieht.
  4. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Transmitter-Modul im Betrieb von extern des Transmitter-Moduls eingespeiste elektrische Leistung, insb. überwiegend oder ausschließlich, von der Energieversorgungseinheit (114) des Sensor-Moduls bezieht.
  5. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Transmitter-Modul zumindest anteilig, insb. überwiegend oder ausschließlich, mittels der Energieversorgungseinheit (114) des Sensor-Moduls von extern des Transmitter-Moduls mit elektrischer Energie versorgt ist.
  6. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei für den Betrieb der Transmitter-Elektronik erforderliche elektrische Leistung zumindest anteilig, insb. überwiegend oder ausschließlich, unter Verwertung von im Energiespeicher (114') der Energieversorgungseinheit (114) des Sensor-Moduls gespeicherter Energie bereitgestellt ist.
  7. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Transmitter-Elektronik im Betrieb zumindest zeitweise und/oder zumindest anteilig elektrische Leistung von der Energieversorgungseinheit (114) des Sensor-Moduls bezieht.
  8. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei für den Betrieb der Sensor-Elektronik erforderliche elektrische Leistung zumindest anteilig, insb. überwiegend oder ausschließlich, unter Verwertung von im Energiespeicher (114') der Energieversorgungseinheit (114) des Sensor-Moduls gespeicherter Energie bereitgestellt ist.
  9. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sensor-Elektronik im Betrieb zumindest zeitweise und/oder zumindest anteilig, insb. überwiegend oder ausschließlich, elektrische Leistung von der Energieversorgungseinheit (114) des Sensor-Moduls bezieht.
  10. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Energiespeicher der Energieversorgungseinheit (114) des Sensor-Moduls so dimensioniert ist, daß der Energiespeicher voll aufgeladen den Betrieb zumindest des Sensor-Moduls, insb. aber auch den gemeinsamen Betrieb von Sensor-Modul und Transmitter-Modul, mindestens 10 Tage, insb. mehr als einen Monat, aufrecht erhält und/oder, daß der Energiespeicher eine Speicherkapazität von wenigstens 3000 mWh, insb. von mehr als 5000 mWh, aufweist und/oder daß der Energiespeicher bei einer Nennspannung von mindestens 1 Volt, insb. von mehr als 3 Volt, eine Nennkapazität von mindestens 1000 mAh, insb. von mehr als 1500 mAh, aufweist.
  11. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Energiespeicher (114') der Energieversorgungseinheit (114) des Sensor-Moduls mittels einer, insb. nicht wiederaufladbaren und/oder als Dünnfilmbatterie ausgebildete, Primärbatterie und/oder mittels einer, insb. im Betrieb des Meßsystems wiederaufladbaren und/oder als Dünnfilmbatterie ausgebildete, Sekundärbatterie (Akkumulator) und/oder mittels einer, insb. als Mikrobrennstoffzelle ausgebildete, Brennstoffzelle und/oder mittels eines, insb. elektrolytischen, Kondensators, insb. einem elektrochemischen Doppelschicht-Kondensator, gebildet ist.
  12. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Energiespeicher (114') der Energieversorgungseinheit (114) des Sensor-Moduls mittels einer Lithium-Batterie, insb. einer Lithium-Mangandioxid-Batterie (Li-MnO2), Lithium-Thionylchlorid-Batterie (Li-SOCl2), Lithium-Kohlenstoffmonofluorid-Batterie (Li-{CFn}), Lithium-Iod-Batterie (Li-I2), und/oder mittels eines Lithium-Ionen-Akkumulators (Li-Ion) gebildet ist.
  13. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Energiespeicher (114') der Energieversorgungseinheit (114) des Sensor-Moduls mittels eines Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulators (LiFe-PO4), mittels eines Lithium-Titanat-Akkumulators, mittels eines Lithium-Kobalt-Nickeloxid-Akkumulators, mittels eines Lithium-Manganoxid-Akkumulators, mittels eines Lithium-Polymer-Akkumulators (LiPoly), mittels eines Natrium-Schwefel-Akkumulators und/oder mittels eines Nickel-Metallhydrid-Akkumulators gebildet ist.
  14. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Energiespeicher (114') der Energieversorgungseinheit (114) des Sensor-Moduls mittels eines Doppelschicht-Kondensators (EDLC), insb. einem Goldcap, einem Supercap, einem Boostcap, oder einem Ultracap, gebildet ist.
  15. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls zum Begrenzen von von deren Energiespeicher maximal abgebbarer elektrischer Leistung Strombegrenzer und/oder Spannungsbegrenzer aufweist.
  16. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls eine einen Ladezustand des wenigstens einen Energiespeichers überwachende und/oder eine, insb. noch nutzbare, Restladung des Energiespeichers ermittelnde Ladungsmeßschaltung aufweist, die im Betrieb zumindest zeitweise einen einen momentanen Ladezustand des wenigstens einen Energiespeichers repräsentierendes Ladungsmeßsignal liefert.
  17. Meßsystem nach dem vorherigen Anspruch, wobei das Meßsystem, insb. die Transmitter-Elektronik, basierend auf dem von der Ladungsmeßschaltung generierten Ladungsmeßsignal im Betrieb einen Diagnosewert ermittelt, der eine geschätzte Restladung des Energiespeichers und/oder eine für den Energiespeicher und/oder für das Sensor-Modul prognostizierte Restlaufzeit repräsentiert.
  18. Meßsystem nach dem vorherigen Anspruch, wobei das Meßsystem, insb. die Transmitter-Elektronik, den ermittelten Diagnosewert mit einem vorgegebenen Referenzwert vergleicht, der als Alarmschwelle für eine als kritischen Betriebszustand des Meßsystems eingestufte verbleibende Restladung und/oder für drohende Entladung des Energiespeichers dient, und wobei das Meßsystem, insb. die Transmitter-Elektronik, basierend auf dem Vergleich von Diagnosewerte und Referenzwert bei erkanntem kritischen Betriebszustand einen diesen, insb. visuell vor Ort und/oder vom Meßsystem entfernt, signalisierenden Alarm generiert.
  19. Meßsystem nach dem vorherigen Anspruch oder Anspruch 17, wobei das Meßsystem, insb. die Sensor-Elektronik, basierend ermittelten Diagnosewert eine Taktrate reguliert, mit der die Sensor-Elektronik das, insb. digitale, Sensorsignal generiert.
  20. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Transmitter-Modul im Betrieb wenigstens einen Zeitwert an das Sensor-Modul übermittelt, der eine aktuelle Systemzeit des Meßsystems, insb. auch ein aktuelles, repräsentiert.
  21. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Transmitter-Modul weiters eine, insb. zumindest teilweise in eine Vergußmasse eingebettete und/oder eine maximal abgebbare elektrische Leistung begrenzende Bauelemente aufweisende, Energieversorgungseinheit (214) mit wenigstens einem diese mit elektrischer Energie speisenden, innerhalb des Transmitter-Gehäuses plazierten, insb. wiederaufladbaren, Energiespeicher (214') aufweist, welche Energieversorgungseinheit (214) unter Verwertung von im Energiespeicher (214') gespeicherter Energie zumindest zeitweise die Transmitter-Elektronik und/oder die Sensor-Elektronik zumindest anteilig speisende elektrische Leistung liefert.
  22. Meßsystem nach dem vorherigen Anspruch, wobei das Sensor-Modul im Betrieb zumindest zeitweise elektrische Leistung von der Energieversorgungseinheit (214) des Transmitter-Moduls bezieht.
  23. Meßsystem nach Anspruch 21 oder 22, – wobei der Energiespeicher der Energieversorgungseinheit (214) des Transmitter-Moduls so dimensioniert ist, daß der Energiespeicher voll aufgeladen den Betrieb zumindest des Transmitter-Moduls mindestens 10 Minuten, insb. mehr als 1 Stunde, aufrecht erhält und/oder, daß der Energiespeicher eine Speicherkapazität von mehr als 10 mWh aufweist und/oder daß er bei einer Nennspannung von mindestens 1 Volt, insb. mehr als 3 Volt, eine Nennkapazität von mindestens 1 mAh, insb. mehr als 5 mAh, aufweist.; und/oder – wobei der Energiespeicher der Energieversorgungseinheit (214) des Transmitter-Moduls mittels eines, insb. elektrolytischen, Kondensators, insb. einem Doppelschicht-Kondensator (EDLC), und/oder mittels einer Sekundär-Batterie, insb. einem Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator (LiFe-PO4), einem Lithium-Titanat-Akkumulator, einem Lithium-Kobalt-Nickeloxid-Akkumulator, einem Lithium-Manganoxid-Akkumulator, einem Lithium-Polymer-Akkumulator (LiPoly), einem Natrium-Schwefel-Akkumulator und/oder eines Nickel-Metallhydrid-Akkumulator, gebildet ist.
  24. Meßsystem nach einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei die Energieversorgungseinheit des Transmitter-Moduls zum Begrenzen von von deren Energiespeicher maximal abgebbarer elektrischer Leistung Strombegrenzer und/oder Spannungsbegrenzer aufweist.
  25. Meßsystem nach einem der Ansprüche 21 bis 24, wobei der Energiespeicher (214') der Energieversorgungseinheit (214) des Transmitter- Moduls, insb. während des Betriebs des Transmitter-Moduls, wiederaufladbar ist.
  26. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sensor-Elektronik wenigstens einen nicht-flüchtigen, insb. persistenten, Datenspeicher (115) – zur Speicherung von wenigstens einem, insb. mittels eines einen Zeitpunkt der Generierung repräsentierenden Zeitstempels markierten, Ausschnitt eines mittels des Sensor-Moduls, insb. basierend auf dessen wenigstens einem Primärsignal, generierten Digitalsignals und/oder – zur Speicherung von mittels des Transmitter-Moduls generierten, insb. jeweils mittels eines eine zugehörige Speicherzeit und/oder ein zugehöriges Speicherdatum repräsentierenden Zeitstempels markierten, Meßwerten und/oder – zur Speicherung von das Transmitter-Modul für das Sensor-Modul identifizierenden, insb. das Transmitter-Modul spezifizierenden und/oder das Transmitter-Modul gegenüber dem Sensor-Modul authentifizierdenden, Transmitterdaten, insb. Transmittertypkennzeichen und/oder für das Transmitter-Modul ausgestellte Zertifikate und/oder für das Transmitter-Modul erteilte Betriebsfreigaben, aufweist.
  27. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sensor-Elektronik wenigstens einen nicht-flüchtigen, insb. permanenten, Datenspeicher (115) zur Speicherung von das Sensor-Modul für das Transmitter-Modul identifizierenden, insb. das Sensor-Modul spezifizierenden und/oder das Sensor-Modul gegenüber dem Transmitter-Modul authentifizierdenden, Sensordaten, insb. Sensortypkennzeichen, das Sensor-Modul spezifizierende Kalibrierdaten und/oder einer Parametrierung des Transmitter-Moduls dienende Betriebsparameter und/oder für das Sensor-Modul ausgestellte Zertifikate und/oder für das Sensor-Modul erteilte Betriebsfreigaben und/oder einer Aktivierung des Transmitter-Moduls dienende Freischaltcodes, aufweist.
  28. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Transmitter-Elektronik wenigstens einen nicht-permanenten, insb. persistenten, Datenspeicher (215) – zur Speicherung von mittels des Transmitter-Moduls generierten, insb. mittels eines einen Zeitpunkt der jeweiligen Generierung repräsentierenden Zeitstempels markierten, Meßwerten und/oder – zur Speicherung von das Sensor-Modul für das Transmitter-Modul identifizierenden, insb. das Sensor-Modul spezifizierenden und/oder – zur Speicherung von das Sensor-Modul gegenüber dem Transmitter-Modul authentifizierdenden, Sensordaten, insb. Sensortypkennzeichen und/oder das Sensor-Modul spezifizierende Kalibrierdaten und/oder für das Sensor-Modul ausgestellte Zertifikate und/oder für das Sensor-Modul erteilte Betriebsfreigaben und/oder einer Aktivierung des Sensor-Moduls dienende Freischaltcodes, aufweist.
  29. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Transmitter-Elektronik wenigstens einen nicht-flüchtigen, insb. permanenten, Datenspeicher (215) zur Speicherung von das Transmitter-Modul für das Sensor-Modul identifizierenden, insb. das Transmitter-Modul spezifizierenden und/oder das Transmitter-Modul gegenüber dem Sensor-Modul authentifizierdenden, Transmitterdaten, insb. Transmittertypkennzeichen, und/oder einer Parametrierung des Sensor-Moduls dienende Betriebsparameter und/oder für das Transmitter-Modul ausgestellte Zertifikate und/oder für das Transmitter-Modul erteilte Betriebsfreigaben und/oder einer Aktivierung des Sensor-Moduls dienende Freischaltcodes, aufweist.
  30. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend ein vom Transmitter-Modul entferntes, insb. an einen Feldbus und/oder ein übergeordnetes elektronisches Datenverarbeitungssystem angeschlossenes, Reciever-Modul mit einer Reciever-Elektronik, an das die, insb. daran mittels Anschlußleitung elektrisch angeschlossene, Transmitter-Elektronik zumindest zeitweise einen, insb. analogen und/oder in ein via Anschlußleitung und/oder drahtlos per Funk übertragbares Telegramm gekapselten und/oder digitalen, Meßwert und/oder einen aktuellen Betriebszustand des Transmitter-Moduls und/oder des Sensor-Moduls signalisierenden Parameterwert sendet.
  31. Meßsystem nach dem vorherigen Anspruch, wobei das Transmitter-Modul spätestens bei unterbrochener Kommunikation zwischen Sensor-Modul und Transmitter-Modul, insb. infolge Abschaltens oder Entfernen des Sensor-Moduls, an das Receiver-Modul, insb. automatisch, wenigstens einen Parameterwert sendet, der signalisiert, daß das Sensor-Modul momentan außer Betrieb ist.
  32. Meßsystem nach Anspruch 30 oder 31, wobei das Reciever-Modul eine Energieversorgungseinheit (314) zum Einspeisen elektrischer Leistung in das Transmitter-Modul aufweist.
  33. Meßsystem nach dem vorherigen Anspruch, wobei das Transmitter-Modul, insb. die Transmitter-Elektronik, im Betrieb zeitweise und/oder anteilig elektrische Leistung von der Energieversorgungseinheit (314) des Reciever-Moduls bezieht.
  34. Meßsystem nach dem vorherigen Anspruch in Verbindung mit Anspruch 25, wobei seitens des Transmitter-Moduls aus der Energieversorgungseinheit (314) des Reciever-Moduls bezogene elektrische Leistung zumindest anteilig dem Wiederaufladen des Energiespeichers (16) der Energieversorgungseinheit (214) des Transmitter-Moduls dient.
  35. Meßsystem nach einem der Ansprüche 32 bis 34, wobei das Transmitter-Modul im Betrieb von extern des Transmitter-Moduls eingespeiste elektrische Leistung anteilig von der Energieversorgungseinheit (314) des Reciever-Moduls bezieht.
  36. Meßsystem nach einem der Ansprüche 32 bis 35, wobei das Transmitter-Modul anteilig mittels der Energieversorgungseinheit (314) des Reciever-Moduls von extern des Transmitter-Moduls mit elektrischer Energie versorgt ist.
  37. Meßsystem nach einem der Ansprüche 32 bis 36, wobei die Transmitter-Elektronik im Betrieb zeitweise und/oder anteilig elektrische Leistung von der Energieversorgungseinheit (314) des Reciever-Moduls bezieht.
  38. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Sensor-Modul weiters einen, insb. durch eine Wand des Sensor-Gehäuses hindurch zu betätigenden und/oder einmalig betätigbaren und/oder mittels eines via Transmitter-Modul gesendeten Schaltbefehls steuerbaren, Schalter (S), insb. einem Druckschalter, einem Reed-Schalter, einem Schalttransistor, zum Eingliedern des Energiespeichers (114') in die Energieversorgungseinheit (114) und/oder zum Einschalten der Sensor-Elektronik aufweist.
  39. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sensor-Elektronik einen A/D-Wandler (111) zur Wandlung des vom Meßwandler (10) gelieferten Primärsignals (p) in ein dieses repräsentierendes, insb. als digitales Sensorsignal dienendes, Digitalsignal aufweist.
  40. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sensor-Elektronik einen Mikroprozessor (112) zur Steuerung einer Kommunikation zwischen dem Sensor-Modul (1) und dem Transmitter-Modul (2) und/oder zur Generierung des, insb. digitalen, Sensorsignals aufweist.
  41. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Transmitter-Elektronik einen Mikroprozessor (212) zur Steuerung einer Kommunikation zwischen dem Sensor-Modul (1) und dem Transmitter-Modul (2) und/oder zur Generierung von die wenigstens eine Meßgröße repräsentierenden Meßwerten aufweist.
  42. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, – wobei der Energiespeicher (114') der Energieversorgungseinheit (114) des Sensor-Moduls zumindest teilweise, insb. völlig und/oder in Erfüllung der Anforderungen gemäß der Zündschutzart ”Vergußkapslung” (Ex-m), in Vergußmasse eingebettet ist; und/oder – wobei das Sensor-Gehäuse, insb. in einer den Anforderungen gemäß der Zündschutzart ”Druckfeste Kapselung” (Ex-d) genügenden Weise, explosionsgeschützt und/oder druckfest ausgebildet ist; und/oder – wobei die Sensor-Elektronik, insb. in einer den Anforderungen gemäß der Zündschutzart ”Eigensicherheit” (Ex-i) und/oder den Anforderungen gemäß der Zündschutzart ”Erhöhte Sicherheit” (Ex-e) genügenden Weise, explosionsgeschützt ausgeführt ist; und/oder – wobei die Transmitter-Elektronik, insb. in einer den Anforderungen gemäß der Zündschutzart ”Eigensicherheit” (Ex-i) und/oder den Anforderungen gemäß der Zündschutzart ”Erhöhte Sicherheit” (Ex-e) genügenden Weise, explosionsgeschützt ausgeführt ist.
  43. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Sensor-Gehäuse als Steckverbinderelement und das und Transmitter-Gehäuse als zum Sensor-Gehäuse komplementäres Steckverbinderelement ausgebildet sind und wobei Transmitter- und Sensor-Gehäuse unter Bildung einer, insb. wiederlösbaren, Steckverbinderkupplung miteinander verbunden sind.
  44. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei Sensor-Elektronik und Transmitter-Elektronik im Betrieb, insb. dauerhaft und/oder unter Verwendung wenigstens einen induktiv koppelnden Übertragers, voneinander galvanisch getrennt gehalten sind.
  45. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei Sensor-Modul und Transmitter-Modul, insb. ausschließlich, mittels eines, insb. einzigen, Übertragers elektrisch miteinander gekoppelt sind.
  46. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Transmitter-Modul von der Sensor-Elektronik, insb. ausschließlich, über eine galvanische Trennstelle hinweg mit elektrischer Energie versorgt ist.
  47. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei als Sensorsignal ein mittels der Sensor-Elektronik, insb. in seiner Stromstärke und/oder einer Frequenz, modulierter veränderlicher, insb. getakteter und/oder von der Transmitter-Elektronik gespeister, elektrischer Strom dient.
  48. Meßsystem nach Anspruch 47, wobei der als Sensorsignal dienende elektrische Strom von der Energieversorgungseinheit des Transmitter-Moduls gespeist ist und der Versorgung des Sensor-Moduls mit elektrischer Energie dient.
  49. Meßsystem nach Anspruch 47, wobei der als Sensorsignal dienende elektrische Strom von der Energieversorgungseinheit des Sensor-Moduls gespeist ist und der Versorgung des Transmitter-Moduls mit elektrischer Energie dient.
  50. Meßsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Meßwandler ein potentiometrischer Sensor, ein amperometrischer Sensor, ein photometrischer Sensor, ein spektrometrischer Sensor, ein Temperatursensor, ein Drucksensor, ein Strömungssensor oder ein Leitfähigkeitssensor ist.
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