CN104215272A - 输入装置、现场仪表主体和现场仪表 - Google Patents

Abstract

本发明涉及输入装置、现场仪表主体和现场仪表。一种用于现场仪表的输入装置，该输入装置用于可拆卸地设置在现场仪表的主体的外壳上，输入装置包括：第一连接器，用于与现场仪表的主体内部的第二连接器进行通信连接和电连接。一种现场仪表主体，该现场仪表主体的外壳能够可拆卸地设置输入装置，该现场仪表主体包括：第二连接器，位于现场仪表主体的内部，用于与输入装置的第一连接器进行通信连接和电连接。一种现场仪表包括：上述的输入装置；以及现场仪表主体。一种现场仪表包括：输入装置；以及上述的现场仪表主体。一种现场仪表包括传感器和变送器，变送器包括上述的输入装置和上述的现场仪表主体。

Description

输入装置、现场仪表主体和现场仪表

技术领域

本发明涉及仪表领域，具体涉及输入装置、现场仪表主体和现场仪表。

背景技术

在现有的现场仪表（例如，变送器）结构中，操作按键与显示屏通常被设置在同一个面板上，并被安装在现场仪表的外壳内。在按键被安装在变送器外壳内的情况下，通常采用光感式按键。光感式按键的敏感度受外界光线影响，比如太阳光。此外，光感式按键对不同肤色的人的手指的反射率不同，也在一定程度上影响了按键的灵敏度。

因此，需要一种能够解决上述问题的技术。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明的一个主要目的在于，提供一种输入装置、现场仪表主体和现场仪表。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于现场仪表的输入装置，该输入装置用于可拆卸地设置在现场仪表的主体的外壳上，输入装置包括：第一连接器，用于与现场仪表的主体内部的第二连接器进行通信连接和电连接。

根据本发明的另一个方面，提供了一种现场仪表主体，在该现场仪表主体的外壳上能够可拆卸地设置输入装置，该现场仪表主体包括：第二连接器，位于现场仪表主体的内部，用于与输入装置的第一连接器进行通信连接和电连接。

根据本发明的另一个方面，提供了一种现场仪表，包括：上述的输入装置；以及现场仪表主体。

根据本发明的另一个方面，提供了一种现场仪表，包括：输入装置；以及上述的现场仪表主体。

根据本发明的另一个方面，提供了一种现场仪表，包括传感器和变送器，变送器包括上述的输入装置和上述的现场仪表主体。

通过以下结合附图对本发明的最佳实施例的详细说明，本发明的这些以及其他优点将更加明显。

附图说明

参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本发明的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。

图1是示出根据本发明的实施例的现场仪表的配置的框图；

图2是示出根据本发明的实施例的变送器的正视图；

图3是示出根据本发明的实施例的变送器的透视图；

图4是示出根据本发明的实施例的变送器的分解透视图；

图5是示出输入装置和变送器主体的示例性电路的框图；以及

图6是示出根据本发明的实施例的现场仪表的配置的框图。

具体实施方式

下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

图1是示出根据本发明的实施例的现场仪表100的配置的框图。

如图1所示，现场仪表100包括现场仪表主体102和输入装置104。输入装置104被可拆卸地设置在现场仪表主体102的外壳上。输入装置104具有向外延伸的第一连接器（未示出）。现场仪表主体102具有第二连接器（未示出），位于现场仪表主体102的内部。现场仪表主体102的第二连接器与输入装置104的第一连接器（未示出）进行通信连接和电连接。

以下参照图2至图4以变送器（transmitter）作为现场仪表的一个示例来描述本发明的实施例。但是，容易理解到，现场仪表不限于此，而可以是流量计、压力表、密度计以及任何其他现场仪表。此外，容易理解到，尽管以下描述的变送器具有特定的结构，但是这种结构仅是一种示例，实际上，变送器的结构不限于此，而是根据需要可以具有任何结构。

如图2至图4所示，变送器200包括变送器主体2和输入装置1。输入装置1被可拆卸地设置在变送器主体2的外壳2k上。换句话说，输入装置1单独作为一个模块，安装在变送器主体2的外壳2k上，从而可供用户选择是否安装。

输入装置1包括第一连接器1c。变送器主体2包括位于其内部的第二连接器（未示出）。输入装置1的第一连接器1c与变送器主体2内部的第二连接器（未示出）进行通信连接和电连接。优选地，在变送器主体2的外壳2k上设置有孔2i，第一连接器1c适于穿过变送器主体2的外壳2k上的孔2i从而与变送器主体2内部的第二连接器进行通信连接和电连接。

如图3和图4所示，第一连接器1c为一簇线缆，但是容易理解到，第一连接器1c不限于此，而可以是其他形式，例如，排线、或者同时具有信号传输和电力传输功能的单根线缆等等。第一连接器1c与第二连接器可以按照各种方式相互连接。在一个实施例中，上述线缆、排线等连接到主体外壳内的作为第二连接器的接线端子。在另一个实施例中，第一连接器1c具有插头，而第二连接器为插孔并正对外壳上的孔2i。换句话说，作为第二连接器的插孔位于外壳2k内部并与外壳2k上的孔2i正对。这样，在需要连接输入装置1的情况下，可以简单地将第一连接器1c穿过孔2i，并将第一连接器1c的插头插入作为第二连接器的插孔，在不需要连接输入装置1的情况下，可以简单地从作为第二连接器的插孔中拔出第一连接器1c。优选地，在不需要输入装置1的情况下，可以用形状与第一连接器1c类似的物体堵住孔2i，从而满足防爆要求。在第一连接器1c具有插头时，其可以是柔性的，从而安装工具可能需要进入外壳内将插头插入作为第二连接器的插孔。但是第二连接器1c也可以具有一定的刚度，例如具有将线缆容纳在内并形成插头的外壳，从而能够从主体外壳的外部通过所述孔2i直接将第一连接器1c插入并与第二连接器连接。

此外，在图3和图4中仅示意性地示出了第一连接器1c，并未示出第二连接器（例如前述接线端子、插孔等）、以及第一连接器1c如何与第二连接器相连接。在一个实施例中，第一连接器1c可以穿过连接部2h而与变送器主体2内部的第二连接器连接。在另一个实施例中，第二连接器也可以在位于连接部2h和固定部2g之一的附近，例如，第二连接器可以与孔2i正对，从而第一连接器1c在插入孔2i之后就可以连接到第二连接器。但是，容易理解到，第一连接器1c和第二连接器的连接方式不限于此，而可以根据需要采用任意其他适当的连接方式。

孔2i的形状也不限于如图4所示的圆形，而可以是其他形状，只要该形状是适于穿过第一连接器1c就可以。

第一连接器1c和孔2i之间的缝隙可以被密封，从而满足防爆要求。例如，第一连接器1c和孔2i之间的缝隙可以被填充密封介质从而实现密封。但是，容易理解到，密封该缝隙的手段不限于此，而可以通过橡胶垫等其他手段来密封。

输入装置1还可以包括第一固定部1a。变送器主体2可以包括第二固定部2j，第二固定部2j位于变送器主体2的外壳2k上。第一固定部1a与变送器主体2上的第二固定部2j配合以将输入装置1固定在变送器主体2的外壳2k上。

在图2至图4中，第一固定部1a为螺钉，而第二固定部2j为螺孔，以与作为第一固定部1a的螺钉配合，从而将输入装置1固定在变送器主体2的外壳2k上。

但是，容易理解到，只要第一固定部1a和第二固定部2j配合起来能够将输入装置1固定在变送器主体2的外壳2k上就可以。例如，第一固定部1a可以是凸部，而第二固定部2j可以是与凸部匹配的凹部，反之亦可。

优选地，输入装置1还可以包括低功率电路（未示出）。低功率电路处理输入信号，如来自用户的输入信号，并经由第一连接器1c将经处理的输入信号发送至变送器主体2。通过在输入装置1内设置低功率电路，使得更加易于满足本质安全（intrinsic safety）要求。可选地，用于处理输入信号的电路可以被设置在变送器主体2的内部，使得更加易于满足本质安全要求。

优选地，低功率电路经由第一连接器1c接收来自变送器主体2的电力。由于现场设备主体2的外壳2k以及外壳2k内部的电路通常符合防爆要求，因此将电源电路设置在外壳2k内更加安全。

如图2至图4所示，输入装置1包括四个按键1b，但是容易理解到，按键的个数不限于此，而可以根据需要来设置更多或更少的按键。

例如，输入装置1可以采用触摸按键的形式。在这种情况下，输入装置1的表面例如是透明塑料膜，透明塑料膜的反面可以粘贴有碳膜作为电容式触摸按键的感应电极，感应电极与按键处理电路之间通过接插件连接。

但是，容易理解到，输入装置1也可以采用其他形式，例如，机械式按键、红外光反射按键等等。此外，输入装置1也可以为声控式输入装置、无线式输入装置等。此外，输入装置1的形状也不限于图2至图4中所示的弧形，而可以是其他任意形状。例如，在将在输入装置1安装到外壳2k的平坦部位的情况下，输入装置1可以是扁平的立方体。

此外，输入装置1的安装位置也不局限于图2至图4中所示的屏幕正下方的位置，而可以安装变送器主体2的外壳2k上的任意适当位置。

在一个实施例中，在变送器主体2内可以设置有隔离器（例如，光耦隔离器）以用于使变送器主体2与输入装置1隔离，从而易于满足本质安全要求。

变送器主体2还可以包括安装在其外壳2k内的处理器（未示出）。处理器对经由第二连接器从输入装置1接收到的信号进行处理，从而得到供显示的信息或者得到对变送器主体2进行配置的信息等等。或者，处理器对从输入装置1接收到的信号进行处理，从而利用接收到的信号直接对变送器主体2进行配置。变送器200还可以包括显示器2a，显示器2a位于外壳2k内，显示器2a用于显示上述供显示的信息以及仪表测量结果等等。

变送器主体2还可以包括设置在其内部的电源（未示出），电源用于经由第二连接器为输入装置1提供电力。

此外，变送器主体2还可以包括指示灯2b，可以根据需要来配置指示灯所指示的内容，例如，用户是否正在进行操作、变送器是否正在工作等等。变送器主体2还可以包括电源端2e和信号输入/输出端2f。电源端2e内可穿过电源线（未示出），用于接收来自外部的电力。信号输入/输出端2f连接至用户终端（未示出），用于将信号输出至用户终端。变送器主体2还可以包括透明罩2d，用户透过透明罩2d可看到显示器2a所显示的信息。此外，变送器主体2还可以包括用于将变送器主体2固定到基座（未示出）上的固定部2g以及用于与其他装置（如，传感器）连接的连接部2h。但是，容易理解到，尽管以上描述的变送器主体2有其特定的结构，但是要理解到这种结构仅是一种示例。实际上，变送器的结构不限于此，而是根据需要可以具有任何结构。

以下假设输入装置1为触摸式按钮的形式来描述输入装置1和变送器主体2内部的示例性电路来进行描述。图5是示出输入装置1和变送器主体2内部的示例性电路的框图。

该电路500包括本质安全电路502和非本质安全电路（即，主控电路）504。本质安全电路502包括位于输入装置1内的触摸按钮板502-2、以及触摸按钮板502-2与主控电路504之间的多条连接线路502-6。触摸按钮板502-2上安装有芯片502-4，芯片502-4具有采集触摸传感器信号的功能。触摸按键的感应电极连接到芯片502-4的相应端口，芯片502-4与主控电路504之间通过连接线路502-6通信。当有键按下时，芯片502-4将按键信息实时发给主控电路504。由于输入装置的外壳不像现场仪表主体的外壳那样满足防爆要求，因此安装在输入装置中的电路需要是本质安全电路，即本质安全电路502，从而可用于危险区域。主控电路504为本质安全电路502提供的电源和地需要被光耦隔离之后再输出到本质安全电路502。此外，由于芯片502-4只用来控制按键，并且该电路的电流和功率都较小，从而易于满足本质安全要求。

根据本发明的一个实施例，还公开了一种现场仪表600。图6是示出根据本发明的实施例的现场仪表600的配置的框图。为了不模糊本发明的精神和范围，在图6中省略了现场仪表600的其他可能部件。

如图6所示，现场仪表600可以包括变送器602和传感器604。变送器602可以包括参照图2至图5描述的输入装置和现场仪表主体。变送器602用于对传感器604的输出信号进行转换。传感器604用于感测可反映特定量（例如，流量）的信号。例如，现场仪表600可以是流量计、压力表、密度计等。但是，容易理解到，现场仪表600不限于此，而可以是组成部件包括变送器602和传感器604的任意现场仪表。

将传感器604设置在现场仪表600中时可使用的具体手段或方式为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

由于现场仪表主体的外壳通常非常厚重，因而通过将输入装置设置在现场仪表主体的外壳的外部而不是内部，提高了输入装置的灵敏度。此外，通过将输入装置设置在外壳外部，简化了结构设计，并节约成本。此外，购买该现场仪表的用户具有更多的选择。例如，对于通过操作器或者计算机来控制变送器的用户来说，可选择单独购买现场仪表主体。例如，将一个具有输入装置的外形的部件安装到现场仪表，并且该部件的内部是空的或者被填充密封介质，当用户购买了真正的输入装置后，再用该真正的输入装置替换只具有外壳的部件。此外，用户也可以不选择显示模块，而通过操作器或者计算机与变送器进行通信。总之，用户具有以下选择：不带显示面板和输入装置的现场仪表，带显示面板不带输入装置的现场仪表，以及带显示面板和输入装置的现场仪表。当用户需要增加显示面板和输入装置时，只需要再购买作为单独的模块的显示面板和输入装置，并将其安装到现场仪表。

此外，通过将输入装置设置在现场仪表主体的外壳的外部，还节省了显示面板的空间，使得显示面板可以更大，从而显示更多信息。

本领域的普通技术人员应理解，在此所例举的实施方式是示例性的，本发明并不局限于此。

在本说明书中，“第一”、“第二”以及“第N个”等表述是为了将所描述的特征在文字上区分开，以清楚地描述本发明。因此，不应将其视为具有任何限定性的含义。

在上面对本发明具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其他实施方式中使用，与其他实施方式中的特征相组合，或替代其他实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其他特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (22)

1.一种用于现场仪表（100，200）的输入装置（104，1），其中，所述输入装置（104，1）用于可拆卸地设置在现场仪表主体（102，2）的外壳（2k）上，所述输入装置（104，1）包括：

第一连接器（1c），用于与所述现场仪表主体（2）内部的第二连接器进行通信连接和电连接。

2.根据权利要求1所述的输入装置（104，1），其中，所述第一连接器（1c）适于穿过所述现场仪表主体（102，2）的外壳（2k）上的孔（2i）从而与所述现场仪表主体（102，2）内部的第二连接器进行通信连接和电连接。

3.根据权利要求2所述的输入装置（104，1），其中，所述第一连接器（1c）具有插头，第一连接器（1c）穿过所述现场仪表主体（102，2）的外壳（2k）上的孔（2i），并且所述插头能被插入作为所述第二连接器的插孔。

4.根据权利要求2所述的输入装置（104，1），其中，所述第一连接器（1c）和所述孔（2i）之间的缝隙被密封。

5.根据权利要求4所述的输入装置（104，1），其中，所述第一连接器（1c）和所述孔（2i）之间的缝隙被填充密封介质从而实现密封。

6.根据权利要求1所述的输入装置（104，1），还包括：

第一固定部，用于与所述现场仪表主体（102，2）配合以将所述输入装置（104，1）固定在所述现场仪表主体（102，2）的外壳（2k）上。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的输入装置（104，1），还包括：

低功率电路，用于处理输入信号并经由所述第一连接器（1c）将经处理的输入信号发送至所述现场仪表主体（102，2）。

8.根据权利要求7所述的输入装置（104，1），其中，所述低功率电路被配置为经由所述第一连接器（1c）接收来自所述现场仪表主体（102，2）的电力。

9.一种现场仪表主体（102，2），其中，在所述现场仪表主体（102，2）的外壳（2k）上能够可拆卸地设置输入装置（104，1），所述现场仪表主体（102，2）包括：

第二连接器，位于所述现场仪表主体（102，2）的内部，用于与所述输入装置（104，1）的第一连接器（1c）进行通信连接和电连接。

10.根据权利要求9所述的现场仪表主体（102，2），其中，在所述现场仪表主体（102，2）的外壳（2k）上设置有孔（2i），所述孔（2i）适于被所述输入装置（104，1）的第一连接器（1c）穿过，以使得所述输入装置（104，1）的第一连接器（1c）与所述现场仪表主体（102，2）的内部的第二连接器进行通信连接和电连接。

11.根据权利要求10所述的现场仪表主体（102，2），其中，所述第二连接器为插孔并正对所述孔（2i），所述第一连接器（1c）的插头能被插入到作为所述第二连接器的插孔。

12.根据权利要求10所述的现场仪表主体（102，2），其中，所述孔（2i）和所述第一连接器（1c）之间的缝隙被密封。

13.根据权利要求12所述的现场仪表主体（102，2），其中，所述孔（2i）和所述第一连接器（1c）之间的缝隙被填充密封介质从而实现密封。

14.根据权利要求10所述的现场仪表主体（102，2），其中，在所述现场仪表主体（102，2）内设置有隔离器以用于使所述现场仪表主体（102，2）与所述输入装置（104，1）隔离。

15.根据权利要求14所述的现场仪表主体（102，2），其中，所述隔离器是光耦隔离器。

16.根据权利要求9至15中任一项所述的现场仪表主体（102，2），还包括：

第二固定部（2j），位于所述现场仪表主体（102，2）的外壳（2k）上，用于与所述输入装置（104，1）配合以将所述输入装置（104，1）固定在所述现场仪表主体（102，2）的外壳（2k）上。

17.根据权利要求9至15中任一项所述的现场仪表主体（102，2），还包括：

处理器，用于对经由所述第二连接器从所述输入装置（104，1）接收到的信号进行处理。

18.根据权利要求9至15中任一项所述的现场仪表主体（102，2），还包括：

电源，用于经由所述第二连接器将电力提供给所述输入装置（104，1）。

19.根据权利要求9至15中任一项所述的现场仪表主体（102，2），其中，所述现场仪表主体（102，2）为变送器主体（102，2）。

20.一种现场仪表（100，200），包括：

根据权利要求1至8中任一项所述的输入装置（104，1）；以及

现场仪表主体（102，2）。

21.一种现场仪表（100，200），包括：

输入装置（104，1）；以及

根据权利要求9至19中任一项所述的现场仪表主体（102，2）。

22.一种现场仪表（600），包括传感器（604）和变送器（602），所述变送器（602）包括根据权利要求1-8中任一项所述的输入装置（104，1）和根据权利要求9-19中任一项所述的现场仪表主体（102，2）。