BR112021001854B1

BR112021001854B1 - Recinto eletrônico resistente a emi, e, método de formar um recinto eletrônico resistente a emi

Info

Publication number: BR112021001854B1
Application number: BR112021001854-9A
Authority: BR
Inventors: Smith Brian T.; James Clayton T
Original assignee: Micro Motion, Inc
Priority date: 2018-08-16
Filing date: 2018-08-16
Publication date: 2023-11-21
Also published as: CA3109467A1; EP3837503A1; CA3109467C; KR102624641B1; SG11202101387QA; WO2020036597A1; AU2018436512A1; US11913819B2; BR112021001854A2; RU2766275C1; US20210381873A1; MX2021000659A; CN112585436A; AU2018436512B2; EP3837503B1; JP7194807B2; JP2021534400A; KR20210041068A

Abstract

"RECINTO ELETRÔNICO RESISTENTE A EMI, E, MÉTODO DE FORMAR UM RECINTO ELETRÔNICO RESISTENTE A EMI". Um recinto eletrônico resistente a EMI (200) é provido tendo um primeiro compartimento (206) e um segundo compartimento (207), cada definido por um corpo (205), sendo separados por um septo (208). Uma primeira abertura (209) no septo (208) conecta o primeiro compartimento (206) e o segundo compartimento (207). Um elemento de passagem atravessante (210) é provido tendo uma primeira região de interface (211) e uma segunda região de interface (212), em que um ou mais condutores primários (217) se estendem entre a primeira região de interface (211) e a segunda região de interface (212), e em que a primeira região de interface (211) reside no primeiro compartimento (206), e a segunda região de interface (212) reside no segundo compartimento (207). Uma barra condutora (232) circunscreve pelo menos uma porção do elemento de passagem atravessante (210), e uma gaxeta condutora (220) se estende a partir do corpo (205) para a barra condutora (232), em que um trajeto conectado à terra é formado entre o corpo (205) e a barra condutora (232) com a gaxeta condutora (220).

Description

Fundamentos da invenção 1. Campo da invenção

[001] A presente invenção refere-se a alojamentos eletrônicos e, mais particularmente, a um recinto eletrônico tendo resistência à interferência eletromagnética.

2. Declaração do Problema

[002] Os recintos de componentes eletrônicos que alojam eletrônica sensível podem ser suscetíveis à interferência eletromagnética (EMI). EMI é o processo pelo qual a energia irradiada ou conduzida é transmitida para outro dispositivo e pode causar desvios de desempenho e medição. Esta interferência está na forma de energia irradiada natural (raios, por exemplo) ou artificial (equipamentos, motores, antenas de transmissão, etc). Todos os produtos eletrônicos devem atender a um padrão mínimo de EMC (compatibilidade eletromagnética) que permite operar os mesmos, sob a influência de EMI, sem afetar as funções primárias do equipamento. Para atenuar os efeitos da EMI, alguma forma de blindagem é geralmente requerida. Algum esquema para absorver e/ou refletir a energia de EMI pode ser empregado tanto para confinar a energia de EMI dentro de um dispositivo fonte, como para isolar esse dispositivo de fontes de EMI. Um circuito, completamente circundado por um recinto de metal sem aberturas, é blindado contra EMI. No entanto, geralmente esta não é uma solução prática, pois o circuito deve interagir com o mundo exterior.

[003] Tipicamente, uma blindagem é prevista que está localizada entre a fonte de EMI e a eletrônica e, geralmente, ela é construída de modo que um recinto eletricamente condutor e aterrado encerre o dispositivo, ainda fornecendo aberturas para permitir a interação com o exterior. Essas aberturas tipicamente assumem a forma de pequenos orifícios, portas, painéis, etc. Quando aberturas estão presentes, no entanto, a blindagem é interrompida e a energia de EMI pode entrar no recinto via condução (nos fios) ou radiação (energia propagada através da abertura). A quantidade de interferência é baseada no tamanho da abertura e na frequência irradiada. O tamanho da abertura e suscetibilidade a interferências externas estão relacionados com o comprimento de onda do sinal externo λ = c/f (1) onde: λ é o comprimento de onda; c é a velocidade de luz; e f é a frequência.

[004] Assim, frequências maiores resultam em comprimentos de onda pequenos, e mesmo aberturas muito pequenas em uma blindagem permitem a entrada de frequências altas. Tais aberturas são efetivamente interrupções de blindagem que podem até mesmo operar como uma forma de antena tipo fenda para dar uma fonte secundária de radiação de EMI. Em tais casos, a amplitude do ruído é aproximadamente proporcional ao comprimento da abertura.

[005] Há uma série de práticas padronizadas para controlar EMI relacionadas à presença de aberturas, no entanto, todas apresentam desvantagens. Por exemplo, o cabo pode ser blindado de forma que os fios sejam envolvidos em material condutor. Infelizmente, a blindagem de fios é frequentemente dependente do usuário e requer que um cliente instale a blindagem do fio necessária para manter a integridade da blindagem. Isto não é controlável por um fabricante do dispositivo. Em outro exemplo, os fios podem estar encerrados em outra "extensão de metal" que se projeta a partir de um recinto e mantém os fios dentro de uma blindagem contínua. Estes tendem a ser extremamente caros e aumentam os custos de instalação adicionais. Por último, aberturas podem ser controladas em tamanho para eliminar certas frequências. Isso, no entanto, nem sempre é possível com base no tamanho e dimensão do alojamento e sua configuração relacionada. Além disso, produtos que estão sendo usados em áreas perigosas requerem, com frequência, considerações de espaçamento particulares que restringem o ajuste do tamanho da abertura.

[006] Alguns ambientes industriais têm uma atmosfera explosiva. Uma faísca de energia suficiente nesses ambientes pode causar uma explosão. Uma fonte potencial dessas faíscas são os circuitos usados para realizar e monitorar certas operações nesses ambientes. Alguns dispositivos eletrônicos, como instrumentos de medição industriais, por exemplo, podem gerar uma descarga eletrostática ou faíscas durante sua operação. Em atmosferas perigosas, é importante encerrar esses circuitos em um compartimento à prova de explosão, de modo a evitar que uma faísca criada no interior do compartimento incendeie a atmosfera fora do compartimento.

[007] Instrumentos de medição industrial, como medidores de fluxo, são frequentemente operados em locais nos quais há um perigo de explosão, isto é, o aparelho eletrônico não está localizado em ar normal, mas em uma atmosfera potencialmente explosiva. Exemplos de ambientes em que atmosferas potencialmente explosivas estão presentes ou podem surgir são as instalações de reabastecimento, captura de hidrocarbonetos ou instalações de transferência ou instalações de produtos químicos, por exemplo.

[008] Esses aparelhos eletrônicos que se destinam a ser usados em áreas perigosas estão sujeitos a regulações de segurança especiais, que são definidas em vários padrões operacionais. Os principais objetivos dessas normas são evitar uma faísca elétrica que possa iniciar uma explosão, ou evitar que uma faísca produzida dentro de um espaço fechado cause uma explosão do lado de fora, ou garantir que uma chama já desenvolvida fique confinada ao espaço em que ela se desenvolveu. A título de exemplo apenas, Normas Europeias IEC 60079-1 descrevem os requisitos para dispositivos eletrônicos necessários para serem considerados um “recinto à prova de chamas” (Ex-d). Idealmente, em caso de falha ou curto-circuito, a quantidade máxima de energia liberada não é suficiente para produzir uma faísca capaz de provocar ignição. Estes são exemplos de alguns padrões europeus e são dados apenas como um exemplo, mas existem normas comparáveis nos Estados Unidos, Canadá, Japão e outros países.

[009] Em particular, aparelhos eletrônicos projetados para atender às exigências de proteção Ex-d devem estar localizados em uma parte de um recinto que é à prova de explosão. Isso evita que uma explosão que ocorre no interior do recinto penetre para o exterior ou para outro compartimento, por exemplo, a partir do compartimento eletrônico para o compartimento do terminal.

[0010] Medidores de fluxo, como medidores de fluxo de massa Coriolis e densitômetros de vibração, operam tipicamente detectando movimento de um conduto vibratório que contém um material fluente. As propriedades associadas com o material no conduto, como fluxo de massa, densidade e similares, podem ser determinadas pelo processamento de sinais de medição recebidos de transdutores de movimento associados ao conduto. Os modos de vibração do sistema de vibração cheio com material geralmente são afetados pelas características combinadas de massa, rigidez e amortecimento do conduto contentor e do material contido no mesmo.

[0011] Um medidor de fluxo de massa Coriolis típico inclui um ou mais condutos que estão conectados em linha em uma tubulação ou outro sistema de transporte e transportam material, por exemplo, fluidos, pastas semifluidas, emulsões e similares, no sistema. Cada conduto pode ser visto como tendo um conjunto de modos de vibração natural, incluindo, por exemplo, modos de flexão simples, torsional, radial e acoplado. Em uma aplicação de medição de fluxo de massa Coriolis típica, um conduto é excitado em um ou mais modos de vibração à medida que um material flui através do conduto, e movimento do conduto é medido em pontos espaçados ao longo do conduto. Excitação é tipicamente fornecida por um atuador, por exemplo, um dispositivo eletromecânico, como um acionador do tipo bobina, que perturba o conduto de um modo periódico. A vazão de massa pode ser determinada medindo o atraso de tempo ou diferenças de fase entre os movimentos nos locais do transdutor. Dois de tais transdutores (ou sensores de desvio) são tipicamente empregados a fim de medir uma resposta vibracional do conduto ou condutos de fluxo, e estão tipicamente localizados em posições a montante e a jusante do atuador. Os dois sensores de desvio são conectados à instrumentação eletrônica. A instrumentação recebe sinais dos dois sensores de desvio e processa os sinais a fim de derivar uma medição da vazão de massa, entre outros.

[0012] Para medidores de fluxo, a título de exemplo, uma barreira física à prova de explosão pode separar os compartimentos de um alojamento do transmissor de montagem em campo. Transmissores de controle de processo projetados para uso em atmosferas perigosas utilizam, com frequência, uma combinação de métodos de proteção, incluindo alojamento e/ou barreiras à prova de explosão, para evitar explosões descontroladas de gases inflamáveis. No caso dos transmissores de medidor de fluxo Coriolis, é bem conhecido alojar os componentes eletrônicos ativos dentro um compartimento à prova de explosão, de modo que uma explosão de gases, que possa ocorrer como resultado de energia elétrica dentro da eletrônica, não se propague além do recinto. Além disso, às vezes é preferível que as instalações de conexão acessíveis ao usuário da eletrônica utilizem "segurança aumentada" em vez de à prova de explosão como um método de proteção, em que as instalações de conexão são mostradas como sendo sem faíscas e, portanto, incapazes de inflamar um gás inflamável. Em qualquer um dos padrões, a eletrônica ativa, que poderia causar ignição, está contida em um compartimento em que qualquer ignição dentro do compartimento não pode escapar do compartimento.

[0013] Portanto, um recinto é provido que fornece uma blindagem contra EMI que utiliza uma PCB para transferir os sinais de entrada/saída do recinto. Uma blindagem contínua contra energia irradiada é criada integralmente com os traços roteados do PCB. Em modalidades, o recinto mantém uma interface à prova de chamas ou à prova de explosão

Sumário

[0014] Um recinto eletrônico resistente a EMI é provido de acordo com uma modalidade. O recinto eletrônico resistente a EMI compreende um primeiro compartimento definido por um corpo e um segundo compartimento definido pelo corpo. Um septo está entre o primeiro compartimento e o segundo compartimento. Uma primeira abertura com o septo conecta o primeiro compartimento e o segundo compartimento. Um elemento de passagem atravessante compreende uma primeira região de interface e uma segunda região de interface, em que um ou mais condutores primários se estendem entre a primeira região de interface e a segunda região de interface, e em que a primeira região de interface reside no primeiro compartimento, e a segunda região de interface reside no segundo compartimento. Uma barra condutora circunscreve pelo menos uma porção do elemento de passagem atravessante, e uma gaxeta condutora se estende a partir do corpo para a barra condutora, em que um trajeto conectado à terra é formado entre o corpo e a barra condutora com a gaxeta condutora.

[0015] Um método de formar um recinto eletrônico resistente a EMI é provido de acordo com uma modalidade. O método compreende prover um corpo compreendendo um primeiro compartimento e um segundo compartimento, e separar o primeiro compartimento e o segundo compartimento com um septo. Uma primeira abertura é colocada no septo que conecta o primeiro compartimento e o segundo compartimento. Um elemento de passagem atravessante é inserido através da primeira abertura e cavidade, em que o elemento de passagem atravessante compreende uma primeira região de interface e uma segunda região de interface, em que um ou mais condutores primários se estendem entre a primeira região de interface e a segunda região de interface, e em que a primeira região de interface reside no primeiro compartimento, e a segunda região de interface reside no segundo compartimento. Uma barra condutora é colocada em torno de, pelo menos, uma porção do elemento de passagem atravessante, e uma gaxeta condutora é instalada entre o corpo e a barra condutora, para formar um trajeto condutor entre os mesmos.

Aspectos

[0016] De acordo com um aspecto, um recinto eletrônico resistente a EMI compreende um primeiro compartimento definido por um corpo e um segundo compartimento definido pelo corpo. Um septo está entre o primeiro compartimento e o segundo compartimento. Uma primeira abertura com o septo conecta o primeiro compartimento e o segundo compartimento. Um elemento de passagem atravessante compreende uma primeira região de interface e uma segunda região de interface, em que um ou mais condutores primários se estendem entre a primeira região de interface e a segunda região de interface, e em que a primeira região de interface reside no primeiro compartimento, e a segunda região de interface reside no segundo compartimento. Uma barra condutora circunscreve pelo menos uma porção do elemento de passagem atravessante, e uma gaxeta condutora se estende a partir do corpo para a barra condutora, em que um trajeto conectado à terra é formado entre o corpo e a barra condutora com a gaxeta condutora.

[0017] Preferivelmente, o recinto eletrônico compreende um membro flexível compreendendo condutores internos secundários que estão em comunicação elétrica com os condutores primários, e uma blindagem contra EMI formada como uma camada externa do membro flexível que circunda os condutores secundários do membro flexível.

[0018] Preferivelmente, o elemento de passagem atravessante compreende uma placa de circuito impresso.

[0019] Preferivelmente, a gaxeta compreende um tecido condutor.

[0020] Preferivelmente, a blindagem contra EMI está em contato elétrico com a barra condutora.

[0021] Preferivelmente, a blindagem contra EMI está em contato elétrico com uma PCB secundária disposta no segundo compartimento.

[0022] Preferivelmente, a PCB secundária compreende um ponto de conexão condutora, em que o ponto de conexão condutora está em contato elétrico com a blindagem contra EMI.

[0023] Preferivelmente, o ponto de conexão condutora é aterrado.

[0024] De acordo com um aspecto, um método de formar um recinto eletrônico resistente a EMI compreende prover um corpo compreendendo um primeiro compartimento e um segundo compartimento, e separar o primeiro compartimento e o segundo compartimento com um septo. Uma primeira abertura é colocada no septo que conecta o primeiro compartimento e o segundo compartimento. Um elemento de passagem atravessante é inserido através da primeira abertura e cavidade, em que o elemento de passagem atravessante compreende uma primeira região de interface e uma segunda região de interface, em que um ou mais condutores primários se estendem entre a primeira região de interface e a segunda região de interface, e em que a primeira região de interface reside no primeiro compartimento, e a segunda região de interface reside no segundo compartimento. Uma barra condutora é colocada em torno de, pelo menos, uma porção do elemento de passagem atravessante, e uma gaxeta condutora é instalada entre o corpo e a barra condutora, para formar um trajeto condutor entre os mesmos.

[0025] Preferivelmente, o método compreende conectar eletricamente condutores internos secundários de um membro flexível para os condutores primários, e circundar os condutores secundários do membro flexível com uma blindagem contra EMI.

[0026] Preferivelmente, o elemento de passagem atravessante compreende uma placa de circuito impresso.

[0027] Preferivelmente, a gaxeta compreende um tecido condutor.

[0028] Preferivelmente, o método compreende a etapa de colocar a blindagem contra EMI em contato elétrico com a barra condutora.

[0029] Preferivelmente, o método compreende a etapa de conectar eletricamente a blindagem contra EMI com uma PCB secundária disposta no segundo compartimento.

[0030] Preferivelmente, o método compreende a etapa de colocar um ponto de conexão condutora da PCB secundária em contato elétrico com a blindagem contra EMI.

Descrição dos Desenhos

[0031] O mesmo número de referência representa o mesmo elemento em todos os desenhos. Os desenhos não estão necessariamente em escala.

[0032] Figura 1 mostra um medidor de fluxo vibratório de acordo com uma modalidade da invenção;

[0033] Figura 2 ilustra uma modalidade de um recinto eletrônico resistente a EMI;

[0034] Figura 3 é uma vista isométrica do recinto eletrônico resistente a EMI de Figura 2 com membros de tampa omitidos;

[0035] Figura 4 e 5 ilustram vistas isométricas ampliadas do recinto eletrônico resistente a EMI de Figuras 2 e 3;

[0036] Figura 6 ilustra as vistas isométricas ampliadas do recinto eletrônico resistente a EMI de Figura 5 sem uma gaxeta instalada;

[0037] Figura 7 ilustra uma vista lateral do recinto eletrônico resistente a EMI de Figuras 2-5; e

[0038] Figura 8 ilustra um vista em seção transversal de uma modalidade de um recinto eletrônico resistente a EMI.

Descrição Detalhada

[0039] Figuras 1 - 8 e a descrição seguinte representam exemplos específicos para ensinar aos versados na técnica como fazer e usar o melhor modo da invenção. Para fins de ensinamento de princípios inventivos, alguns aspectos convencionais foram simplificados ou omitidos. Os versados na técnica apreciarão as variações destes exemplos que estão dentro do escopo da invenção. Os versados na técnica apreciarão que as características descritas abaixo podem ser combinadas de modos variados para formar múltiplas variações da invenção. Como um resultado, a invenção não é limitada aos exemplos específicos descritos abaixo, mas somente pelas reivindicações e seus equivalentes.

[0040] Figura 1 mostra um medidor de fluxo vibratório 5 de acordo com a invenção. A passagem atravessante à prova de explosão descrita aqui é contemplada para uso com um tal medidor de fluxo vibratório 5. No entanto, isto é apenas um exemplo de uma aplicação da passagem atravessante à prova de explosão e não é de modo algum limitativo, como a passagem atravessante à prova de explosão pode ser utilizada com qualquer dispositivo apropriado. O medidor de fluxo vibratório 5 compreende um conjunto medidor de fluxo 10 e eletrônica do medidor 20. A eletrônica do medidor 20 é conectada ao conjunto de medidor 10 via fios condutores 100 e é configurada para fornecer medições de um ou mais de uma densidade, vazão de massa, vazão de volume, fluxo de massa totalizado, temperatura, ou outras medições ou informações em relação a uma via de comunicação 26. Deve ser evidente para os versados na técnica que o medidor de fluxo vibratório 5 pode compreende qualquer modo de medidor de fluxo vibratório, independentemente do número de acionadores, sensores de desvio, condutos de fluxo ou o modo operacional de vibração. Em algumas modalidades, o medidor de fluxo vibratório 5 pode compreende um medidor de fluxo de massa Coriolis. Além disso, deve ser reconhecido que o medidor de fluxo vibratório 5 pode alternativamente compreender um densitômetro vibratório.

[0041] O conjunto de medidor de fluxo 10 inclui um par de flanges 101a e 101b, coletores 102a e 102b, um acionador 104, sensores de desvio 105a e 105b, e os condutos de fluxo 103A e 103B. O acionador 104 e os sensores de desvio 105a e 105b são conectados aos condutos de fluxo 103A e 103B.

[0042] Os flanges 101a e 101b são fixados aos coletores 102a e 102b. Os coletores 102a e 102b podem ser fixados em extremidades opostas de um espaçador 106 em algumas modalidades. O espaçador 106 mantém o espaçamento entre os coletores 102a e 102b a fim de evitar que forças da tubulação sejam transmitidas para os condutos de fluxo 103A e 103B. Quando o conjunto de medidor de fluxo 10 é inserido em uma tubulação (não mostrada) que transporta o fluido de fluxo sendo medido, o fluido de fluxo entra no conjunto de medidor de fluxo 10 através do flange 101a, passa através do coletor de entrada 102a onde a quantidade total de fluido de fluxo é direcionada para entrar nos condutos de fluxo 103A e 103B, flui através dos condutos de fluxo 103A e 103B e volta no coletor de saída 102b, onde sai do conjunto de medidor 10 através do flange 101b.

[0043] O fluido de fluxo pode compreender um líquido. O fluido de fluxo pode compreender um gás. O fluido de fluxo pode compreender um fluido de múltiplas fases, tal como um líquido incluindo gases arrastados e/ou sólidos arrastados.

[0044] Os condutos de fluxo 103A e 103B são selecionados e montados apropriadamente no coletor de entrada 102a e no coletor de saída 102b a fim de ter substancialmente a mesma distribuição de massa, momentos de inércia, e módulos elástico em torno dos eixos de flexão Wa--Wa e Wb--Wb, respectivamente. Os condutos de fluxo 103A e 103B se estendem externamente a partir dos coletores 102a e 102b de um modo essencialmente paralelo.

[0045] Os condutos de fluxo 103A e 103B são acionados pelo acionador 104 em direções opostas em torno dos respectivos eixos de flexão Wa e Wb e no que é chamado o primeiro modo de flexão fora de fase do medidor de fluxo vibratório 5. O acionador 104 pode compreender um de muitos arranjos bem conhecidos, tal como um imã montado no conduto de fluxo 103A e uma bobina oposta montada no conduto de fluxo 103B. Uma corrente alternada é passada através da bobina oposta para fazer com que ambos os condutos oscilem. Um sinal de acionamento apropriado é aplicado pela eletrônica do medidor 20 ao acionador 104 via o fio condutor 110. Outros dispositivos acionadores são contemplados e estão dentro do escopo da descrição e reivindicações.

[0046] A eletrônica do medidor 20 recebe sinais do sensor em fios condutores 111a e 111b, respectivamente. A eletrônica do medidor 20 produz um sinal de acionamento no fio condutor 110 que faz com que o acionador 104 oscile os condutos de fluxo 103A e 103B. Outros dispositivos sensores são contemplados e estão dentro do escopo da descrição e reivindicações.

[0047] A eletrônica do medidor 20 processa os sinais de velocidade esquerdo e direito a partir dos sensores de desvio 105a e 105b a fim de computar a vazão, entre outras coisas. A via de comunicação 26 fornece um meio de entrada e de saída que permite que a eletrônica do medidor 20 estabeleça interface com um operador ou com outros sistemas da eletrônica. A descrição de Figura 1 é dada apenas como um exemplo da operação de um medidor de fluxo Coriolis e não é planejada para limitar os ensinamentos da presente invenção.

[0048] A eletrônica do medidor 20, em uma modalidade, é configurada para vibrar os tubos de fluxo 103A e 103B. A vibração é realizada pelo acionador 104. A eletrônica do medidor 20 recebe adicionalmente sinais vibracionais resultantes dos sensores de desvio 105a e 105b. Os sinais vibracionais compreendem respostas vibracionais dos tubos de fluxo 103A e 103B. A eletrônica do medidor 20 processa as respostas vibracionais e determina uma frequência de resposta e/ou diferença de fase. A eletrônica do medidor 20 processa a resposta vibracional e determina uma ou mais medições de fluxo, incluindo uma vazão de massa e/ou densidade do fluido de fluxo. Outras características de resposta vibracional e/ou medições de fluxo são contempladas e estão dentro do escopo da descrição e reivindicações.

[0049] Em uma modalidade, os tubos de fluxo 103A e 103B compreendem tubos de fluxo substancialmente em formato de U, como mostrado. Alternativamente, em outras modalidades, os tubos de fluxo podem compreender substancialmente tubos de fluxo retos, ou podem compreender um ou mais tubos de fluxo de formatos curvados em vez de tubos de fluxo em formato em U. Formatos e/ou configurações adicionais do medidor de fluxo podem ser usados e estão dentro do escopo da descrição e reivindicações.

[0050] Figura 2 é uma vista de um recinto eletrônico 200 de acordo com uma modalidade da invenção. O recinto eletrônico 200 pode ser instalado em um medidor de fluxo 5, por exemplo. Deve estar claro, no entanto, que o recinto eletrônico 200 pode ser utilizado em qualquer aplicação onde um recinto eletrônico 200 é contemplado. O recinto eletrônico 200 compreende um primeiro ponto de acesso 201 e um segundo ponto de acesso 202. Estes pontos de acesso 201, 202 fornecem meios para acessar os espaços interiores do recinto eletrônico 200. Em uma modalidade, os pontos de acesso 201, 202 podem compreender membros de tampa 203 que estão presos ao corpo 205 do recinto eletrônico 200. Em uma modalidade, pelo menos um dos membros de tampa pode ser transparente de modo que a eletrônica interior e/ou um mostrador podem ser visíveis para um usuário.

[0051] Figura 3 é uma vista do recinto eletrônico 200 com os membros de tampa 203 removidos, de acordo com uma modalidade da invenção. O recinto eletrônico 200 nesta modalidade inclui um elemento de passagem atravessante 210. Em uma modalidade, o elemento de passagem atravessante 210 compreende um formato substancialmente planar, uma primeira região de interface 211 (ver, Figura 8), e uma segunda região de interface 212, em que um ou mais condutores primários 217 se estendem entre a primeira região de interface 211 e a segunda região de interface 212.

[0052] Voltando as Figuras 3 a 8, o corpo 205 do recinto eletrônico 200 define um primeiro compartimento 206 e um segundo compartimento 207. Em uma modalidade, a eletrônica do medidor 20 ou outros tipos de eletrônica estão dispostos no primeiro compartimento 206, enquanto terminais e/ou interfaces estão dispostos no segundo compartimento 207.

[0053] Voltando particularmente à Figura 8, que é a seção transversal “A” de Figura 7, um septo 208 separa o primeiro compartimento 206 e um segundo compartimento 207. Uma abertura 209 entre a primeira região de interface 211 e a segunda região de interface 212 permite a comunicação entre o primeiro compartimento 206 e um segundo compartimento 207. A abertura 209 pode compreender uma abertura em uma barreira, parede, o septo, ou qualquer outra divisória entre o primeiro compartimento 206 e o segundo compartimento 207.

[0054] As regiões de interface 211, 212 podem incluir, definir, ou receber um conector elétrico ou outro componente elétrico.

[0055] A primeira região de interface 211 do elemento de passagem atravessante 210 se estende, pelo menos, parcialmente para o primeiro compartimento 206 do recinto eletrônico 200. A segunda região de interface 212 do elemento de passagem atravessante 210 se estende, pelo menos parcialmente, para o segundo compartimento 207 do recinto eletrônico 200.

[0056] O elemento de passagem atravessante 210 pode compreender um formato substancialmente planar em algumas modalidades. No entanto, o elemento de passagem atravessante 210 pode ser formado em qualquer formato desejado ou necessário. Em algumas modalidades, a segunda região de interface 212 pode ser substancialmente oposta à primeira região de interface 211. No entanto, isto não é requerido e a segunda região de interface 212 pode estar em qualquer posição/orientação com relação à primeira região de interface 211.

[0057] O elemento de passagem atravessante 210 inclui um ou mais condutores primários 217 se estendendo a partir da primeira região de interface 211 para a segunda região de interface 212. O um ou mais condutores primários 217 pode compreender condutores externos formados em uma superfície externa do elemento de passagem atravessante 210. Alternativamente, o um ou mais condutores primários 217 pode compreender um ou mais condutores internos formados parcialmente ou completamente dentro do elemento de passagem atravessante 210. O um ou mais condutores primários 217 pode conduzir eletricidade e/ou sinais elétricos entre a primeira região de interface 211 e a segunda região de interface 212.

[0058] O elemento de passagem atravessante 210 pode compreender um material de isolamento elétrico. O elemento de passagem atravessante 210 pode compreender um material não inflamável ou resistente à chama ou calor. Em algumas modalidades, o elemento de passagem atravessante 210 pode compreender uma placa de circuito impresso (PCB). O um ou mais condutores primários 217 pode ser formado em superfícies externas do elemento de passagem atravessante 210 ou pode estar localizado parcialmente ou completamente dentro do elemento de passagem atravessante 210. As extremidades do um ou mais condutores primários 217 na primeira região de interface 211 são expostas para serem eletricamente contatadas ou acopladas. Similarmente, as extremidades do um ou mais condutores primários 217 na segunda região de interface 212 são do mesmo modo expostas para serem eletricamente contatadas ou acopladas.

[0059] Em algumas modalidades, o elemento de passagem atravessante 210 pode ser pelo menos parcialmente flexível. Por exemplo, em algumas modalidades, o elemento de passagem atravessante 210 pode compreender um membro flexível que é similar a um cabo-fita.

[0060] Uma cavidade 225 é disposta próxima à abertura 209. Quando o elemento de passagem atravessante 210 é instalado no recinto eletrônico 200, o elemento de passagem atravessante 210 passa através da abertura 209 e da cavidade 225. A cavidade 225 se abre, assim, para a abertura 209 e para o segundo compartimento 207. A cavidade 225 pode ser selada injetando um material de isolamento na mesma, também circundando e embutindo o elemento de passagem atravessante 210 na mesma. O material de isolamento evita que uma faísca, chama, ou explosão passe entre o primeiro e segundo compartimentos 206, 207.

[0061] Em algumas modalidades, aceitação e conformidade de um padrão à prova de chamas pode requerer a manutenção de um pequeno espaço, um comprimento de trajeto de chama longo, ou ambos. O comprimento do trajeto de chama pode ser selecionado de modo que uma chama não pode se propagar de um lado do recinto eletrônico 200 para o outro lado com calor ou energia suficientes para causar ignição, dando um espaço entre o elemento de passagem atravessante 210 e o corpo 205.

[0062] Em algumas modalidades, é desejado que não existam espaços, porque os espaços de brechas podem permitir que gases vazem através dos mesmos, e permitir uma possível ignição de gás. Uma vez que os espaços podem permitir que produtos de ignição se propaguem através da junta, tanto o elemento de passagem atravessante 210 como a abertura 209 podem ser lisos e regulares, isto é, dentro de um acabamento de superfície predeterminado.

[0063] O material de isolamento é um material de epóxi, plástico, ou outro enchimento que veda a cavidade 225, evitando, assim, que uma chama ou explosão escape através da cavidade 225 ou abertura 209.

[0064] Como parte do processo de montagem, o elemento de passagem atravessante 210 é disposto na abertura 209, de modo que o elemento de passagem atravessante 210 é inserido através da abertura 209 e na cavidade 225, em que o um ou mais condutores primários 217 se estendem entre a primeira região de interface 211 e a segunda região de interface 212, e em que a primeira região de interface 211 reside no primeiro compartimento 206, e a segunda região de interface 212 reside no segundo compartimento 207. O material de isolamento é, então, colocado na cavidade 225, e adquire o formato da cavidade 225, e é deixado curar ou endurecer. O elemento de passagem atravessante 210 é, assim, retido na cavidade 225 e na abertura 209 com o isolamento.

[0065] Em uma modalidade, o elemento de passagem atravessante 210 é inserido através da abertura 209 e da cavidade 225 via o primeiro compartimento 206. Em uma modalidade, o elemento de passagem atravessante 210 é inserido através da abertura 209 e da cavidade 225 via o segundo compartimento 207.

[0066] Em uma modalidade, o elemento de passagem atravessante 210 pode ser usinado a uma tolerância de perfil predeterminada, em que a junção entre o elemento de passagem atravessante 210 e a abertura 209 se acopla com precisão suficiente para criar uma interface substancialmente à prova de explosão. Por exemplo, o elemento de passagem atravessante 210 pode ser fabricado para ser mais espesso do que desejado e, então, o elemento de passagem atravessante 210 pode ser aplainado, fresado, gravado, retificado, ou de outra forma processado até que o recinto eletrônico 200 compreenda uma junção entre o elemento de passagem atravessante 210 e a abertura 209 tendo um tamanho e formado desejados e uniformidade desejada. O elemento de passagem atravessante 210 e/ou a abertura 209 podem ser fabricados para alcançar um ou mais de um tamanho de perímetro predeterminado, um formato de perímetro predeterminado, e/ou uma lisura e/ou uniformidade de superfície de perímetro predeterminada. Em uma modalidade, o elemento de passagem atravessante 210 se sobrepõe à abertura 209 completamente em um dos lados da abertura 209, sem porções da abertura permanecendo descobertas, de modo que o elemento de passagem atravessante 210 atua como um batente para alcançar uma posição predeterminada na abertura 209.

[0067] A fim de obter a blindagem de EMI, uma gaxeta 220 é provida. A gaxeta 220 é condutiva, e provê um trajeto de aterramento. A gaxeta 220 contata o corpo 205, que é aterrado. A gaxeta 220 pode ser fixada ao corpo 205 com um ajuste de interferências. Em modalidades, a gaxeta 220 pode ser fixada ao corpo 205 com fixadores e/ou adesivos eletricamente condutores. Figura 6 ilustra o corpo 205 com a gaxeta 220 não instalada, enquanto a Figura 5 ilustra o corpo 205 com a gaxeta 220 instalada. Em uma modalidade, a gaxeta 200 está contígua a uma borda da caixa 221.

[0068] Em uma modalidade, a gaxeta 220 pode ser construída tendo uma composição relativamente uniforme. Em uma modalidade, a gaxeta 220 pode ser construída tendo um elemento de núcleo com capacidades de enchimento de espaço que é ou cheio, embainhado, ou revestido com um elemento eletricamente condutor. O elemento de núcleo pode ser espumado, não espumado, sólido, tubular, e pode compreender um material termoplástico elastomérico tal como polietileno, poliuretano, polipropileno, cloreto de polivinila, ou mistura de polipropileno-EPDM, ou uma borracha termoplástica ou termofixa, como borracha de butadieno, etireno- butadieno, nitrila, clorossulfonato, neoprene, uretano, ou silicone, por exemplo sem limitação, como outras composições podem ser utilizadas. Materiais condutores para o enchimento, embainhamento, ou revestimento incluem partículas de metal ou plaqueadas com metal, tecidos condutores, malhas condutoras e fibras condutoras. Metais podem incluir cobre, níquel, prata, alumínio, estanho ou uma liga como Monel, com fibras e tecidos incluindo fibras naturais e sintéticas, como algodão, lã, seda, celulose, poliéster, poliamida, náilon e poliimida, por exemplo, sem limitação. Alternativamente, outras partículas e fibras condutoras como carbono, grafite ou materiais de polímeros condutores podem ser utilizados. Em uma modalidade, pelo menos uma camada de um tecido de poliéster condutor é fornecida que cobre pelo menos uma camada de um elemento de núcleo.

[0069] Em uma modalidade, os condutores primários 217 saem eletricamente do elemento de passagem atravessante 210 via um membro flexível 230, tal como um cabo-fita, por exemplo, sem limitação. O membro flexível 230 compreende traços internos, fios ou outros condutores secundários (não visíveis) que estão em comunicação elétrica com os condutores primários 217. Uma camada externa do membro flexível 230 compreende uma blindagem contra EMI 231. A blindagem contra EMI 231 é uma camada condutora. Em uma modalidade, a blindagem contra EMI 231 é aterrada ao corpo 205. Em uma modalidade, o membro flexível 230 se conecta a uma PCB secundária 240. A PCB secundária é aterrada ao corpo 205 em um ponto de conexão condutora 241. Além disso, condutores de aterramento internos (não visíveis) na PCB secundária 240 proveem comunicação elétrica, e assim, um trajeto de aterramento, entre o ponto de conexão condutor 241 e a blindagem contra EMI 231 do membro flexível 230. Terminais de fiação do cliente 242 estão em comunicação elétrica com os condutores secundários do membro flexível 230 via condutores internos da PCB secundária (não visível), e estes condutores internos também são blindados contra EMI.

[0070] Uma barra condutora 232 é colocada no elemento de passagem atravessante 210. A barra condutora 232 é disposta 360° em torno do elemento de passagem atravessante 210. A barra condutora 232 cria assim um perímetro ao redor do elemento de passagem atravessante 210. A barra condutora 232 está em contato elétrico com a blindagem contra EMI 231 do membro flexível 230 e gaxeta 220. A barra condutora pode ser feita de um metal, tal como cobre, ouro, prata, platina, ou qualquer outro material condutor conhecido na técnica. A gaxeta 220 pode ser presa à barra condutora 232 com um ajuste de interferência. Em modalidades, a gaxeta 220 pode ser presa à barra condutora 232 com prendedores e/ou adesivos eletricamente condutores.

[0071] Quando a gaxeta 220 é instalada, ela contata a barra condutora 232, de modo que a barra condutora 232 está em contato elétrico com a gaxeta. Assim, um trajeto de aterramento é criado que se estende a partir do alojamento do corpo 205, para a gaxeta 220, para a barra condutora 232, para a blindagem contra EMI 231, para condutores internos na PCB secundária 240, e para o corpo 205 novamente via o ponto de conexão condutora 241. Portanto, os condutores no elemento de passagem atravessante 210 são completamente circundados por blindagem de EMI (isto é, o corpo 205) quando no primeiro compartimento 206, e ainda rodeados por blindagem de EMI no segundo compartimento 207, devido à gaxeta 220, barra condutora 232, e a blindagem contra EMI 231, já que a blindagem contra EMI 231 circunda os traços internos ou fios do membro flexível 230, que são a continuação elétrica dos condutores no elemento de passagem atravessante 210. Em suma, uma blindagem contra EMI é criada que é contínua a partir do alojamento 205, e se estende a partir da eletrônica interna para o primeiro compartimento 206 por todo o caminho para os terminais de fiação do cliente 242 que estão em comunicação elétrica com os condutores primários 217.

[0072] Em uma modalidade, a gaxeta é instalada no corpo 205, e o elemento de passagem atravessante 210 é instalado no mesmo. Em outra modalidade, a gaxeta é instalada sobre o elemento de passagem atravessante 210 e estes elementos são subsequentemente instalados no corpo 205.

[0073] No todo, blindagem de EMI é, assim, fornecida que cria uma blindagem contínua de 360° em torno dos condutores de PCB e, assim, não é dependente das práticas de fiação do cliente, mas ainda pode manter uma interface eletrônica à prova de chamas ou à prova de explosão. Em uma modalidade, o recinto eletrônico resistente a EMI está em conformidade com IEC 60079-1. Em uma modalidade, o recinto eletrônico resistente a EMI está em conformidade com IEC 60079-1 (Ex-d) para o primeiro compartimento 206, e em conformidade com IEC 60079-7 (Ex-e) para o segundo compartimento 207, permitindo, assim, que o membro de tampa do segundo compartimento 203 seja removível.

[0074] As descrições detalhadas das modalidades acima não são descrições exaustivas de todas as modalidades contempladas pelos inventores como estando dentro do escopo da invenção. De fato, os versados na técnica reconhecerão que certos elementos das modalidades descritas acima podem ser combinados ou eliminados de modo variado para criar modalidades adicionais, e que tais modalidades adicionais estão dentro do escopo e ensinamentos da invenção. Também será evidente para os versados na técnica que as modalidades descritas acima podem ser combinadas no todo ou em parte para criar modalidades adicionais dentro do escopo e ensinamentos da invenção. Consequentemente, o escopo da invenção deve ser determinado a partir das seguintes reivindicações.

Claims

1. Recinto eletrônico resistente a interferência eletromagnética (EMI) (200), compreendendo: um primeiro compartimento (206) definido por um corpo (205); um segundo compartimento (207) definido pelo corpo (205); um septo (208) entre o primeiro compartimento (206) e o segundo compartimento (207); uma primeira abertura (209) com o septo (208) que conecta o primeiro compartimento (206) e o segundo compartimento (207); e caracterizado pelo fato de compreender ainda um elemento de passagem atravessante (210) compreendendo uma primeira região de interface (211) e uma segunda região de interface (212), em que um ou mais condutores primários (217) se estendem entre a primeira região de interface (211) e a segunda região de interface (212), e em que a primeira região de interface (211) reside no primeiro compartimento (206), e a segunda região de interface (212) reside no segundo compartimento (207); uma barra condutora (232) que circunscreve pelo menos uma porção do elemento de passagem atravessante (210); uma gaxeta condutora (220) que se estende a partir do corpo (205) para a barra condutora (232), em que um trajeto conectado à terra é formado entre o corpo (205) e a barra condutora (232) com a gaxeta condutora (220).

2. Recinto eletrônico resistente a interferência eletromagnética (EMI) (200) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: um membro flexível (230) compreendendo condutores internos secundários que estão em comunicação elétrica com os condutores primários (217); uma blindagem contra interferência eletromagnética (EMI) (231) formada como uma camada externa do membro flexível (230) que circunda os condutores secundários do membro flexível (230).

3. Recinto eletrônico resistente a interferência eletromagnética (EMI) (200) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento de passagem atravessante (210) compreende uma placa de circuito impresso (PCB).

4. Recinto eletrônico resistente a interferência eletromagnética (EMI) (200) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a gaxeta (220) compreende um tecido condutor.

5. Recinto eletrônico resistente a interferência eletromagnética (EMI) (200) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a blindagem contra interferência eletromagnética (EMI) (231) está em contato elétrico com a barra condutora (232).

6. Recinto eletrônico resistente a interferência eletromagnética (EMI) (200) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a blindagem contra interferência eletromagnética (EMI) (231) está em contato elétrico com uma PCB secundária (240) disposta no segundo compartimento (207).

7. Recinto eletrônico resistente a interferência eletromagnética (EMI) (200) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a PCB secundária (240) compreende um ponto de conexão condutora (241), e em que o ponto de conexão condutora (241) está em contato elétrico com a blindagem contra interferência eletromagnética (EMI) (231).

8. Recinto eletrônico resistente a interferência eletromagnética (EMI) (200) de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o ponto de conexão condutora (241) é aterrado.

9. Método de formar um recinto eletrônico resistente a interferência eletromagnética (EMI) (200), com o método compreendendo: prover um corpo (205) compreendendo um primeiro compartimento (206) e um segundo compartimento (207); separar o primeiro compartimento (206) e o segundo compartimento (207) com um septo (208); colocar uma primeira abertura (209) no septo (208) que conecta o primeiro compartimento (206) e o segundo compartimento (207); e caracterizado pelo fato de compreender ainda inserir um elemento de passagem atravessante (210) através da primeira abertura (209) e cavidade (225), em que o elemento de passagem atravessante (210) compreende uma primeira região de interface (211) e uma segunda região de interface (212), em que um ou mais condutores primários (217) se estendem entre a primeira região de interface (211) e a segunda região de interface (212), e em que a primeira região de interface (211) reside no primeiro compartimento (206), e a segunda região de interface (212) reside no segundo compartimento (207); colocar uma barra condutora (232) em torno de, pelo menos, uma porção do elemento de passagem atravessante (210); e instalar uma gaxeta condutora (220) entre o corpo (205) e a barra condutora (232), para formar um trajeto condutor entre os mesmos.

10. Método de formar um recinto eletrônico resistente a interferência eletromagnética (EMI) (200) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende: conectar eletricamente condutores internos secundários de um membro flexível (230) para os condutores primários (217); e circundar os condutores secundários do membro flexível (230) com uma blindagem contra interferência eletromagnética (EMI) (231).

11. Método de formar um recinto eletrônico resistente a interferência eletromagnética (EMI) (200), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o elemento de passagem atravessante (210) compreende uma placa de circuito impresso.

12. Método de formar um recinto eletrônico resistente a interferência eletromagnética (EMI) (200) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a gaxeta (220) compreende um tecido condutor.

13. Método de formar um recinto eletrônico resistente a interferência eletromagnética (EMI) (200) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de colocar a blindagem contra interferência eletromagnética (EMI) (231) em contato elétrico com a barra condutora (232).

14. Método de formar um recinto eletrônico resistente a interferência eletromagnética (EMI) (200) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de conectar eletricamente a blindagem contra interferência eletromagnética (EMI) (231) com uma PCB secundária (240) disposta no segundo compartimento (207).

15. Método de formar um recinto eletrônico resistente a interferência eletromagnética (EMI) (200) de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de colocar um ponto de conexão condutora (241) da PCB secundária (240) em contato elétrico com a blindagem contra interferência eletromagnética (EMI) (231).