CN104718806A - 具有用于容纳电子部件、优选过程发送器的壳体的电子器件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子器件，其包括壳体，用于容纳电子部件，优选电子部件构成过程发送器，其中，所述壳体具有两个腔室(2，3)，其中布置了电子部件(4，5，6，7，8)和用户接口(14，15)和/或用于电缆的连接元件(10，11，12，13)，电子部件(4，5，6，7)被布置在第一腔室(2)中。为了提供一种容易维护的过程发送器，电子部件(4，5，6，7，8)被专有地布置在第一腔室(2)中，而电子部件(4，5，6，7，8)的用户接口(14，15)和/或用于电缆的连接元件(10，11，12，13)被专有地放置在第二腔室(2)中。

Description

具有用于容纳电子部件、优选过程发送器的壳体的电子器件

技术领域

本发明涉及一种电子器件，具有用于容纳电子部件，优选构成过程发送器的电子部件的壳体，其中，该壳体包括两个腔室，在这两个腔室中布置了电子部件和用户接口和/或用于电缆的连接元件，其中该电子部件被布置在第一腔室中。

背景技术

过程发送器，例如被用于过程控制技术中，特别是在化学工业中，包括各种的电子部件，例如，诸如现场总线、测量单元或模拟电信号输入输出的模块，以及电源。为了能够编程或维护这些电子部件，以用于各自的应用情况，提供了用户接口。这些电子部件通过连接终端与外部器件连接。在这样的情况下，该过程发送器的壳体被实施为单腔室的壳体，其中电子部件与用户接口和连接元件布置在一起。但是也有已知的两个腔室的壳体，在这种情况下，连接元件被放置在壳体的第一腔室中，而电子部件和用户接口被布置在第二腔室中。

该壳体结构具有这样的缺点：用户必须总是打开两个壳体的腔室来编程或维护该过程发送器。这意味着，一旦打开腔室，电子部件就会暴露于环境影响中。此外，在过程发送器壳体的两个腔室结构是必须的情况下，过程发送器的用户必须一直被允许从壳体的两边进行访问。这在壳体的使用地点上，增加了安装位置的需求。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种具有容纳电子部件的壳体的电子器件，在这种情况下，用户具有到用户接口、各自连接元件的单向访问，其中电子部件被可靠地保护以免受环境影响。

根据本发明，这个目的通过以下特征来实现，包括：电子部件被专有地布置在第一腔室中，而电子部件的用户接口和/或用于电缆的连接元件被专有地放置在第二腔室中。由于用户接口和用于电缆的连接元件在共享腔室中的布置，因此当该过程发送器应当经过维护或调整以用于特定的测量过程时，仅仅需要允许用户访问这一个腔室。此外，还有的优点是，在使用地点处壳体的安装被简化，因为用户只需要访问一个腔室并且从而仅需要从一侧访问。

有利的是，用户接口和/或连接元件被布置在第二腔室中的支撑元件上，该支撑元件通过壳体导管突出进第一腔室，其中该支撑元件由插件系统被机械地接纳在该第一腔室，该插件系统将位于支撑元件上的用户接口和/或连接元件的电子线路电连接到各自的电子部件。这一支撑板降低了与接口关联的机械复杂性，因为第一和第二腔室之间很多电缆的单独连接变得不必要。当第一腔室必须满足关于防爆保护方面的特别严格的要求，而第二腔室在关于防爆保护方面有较小的要求时，这种电子连接第一腔室和第二腔室的方式是特别合适的。在配置中，其中腔室的分离不需要如此严格满足，该支撑元件还可以用作两个腔室的机械分区。该支撑元件然后被实施为使得两个腔室彼此隔离。这包括关于IP方面的以及电磁意义上的侵害的保护。在这种情况下，与该支撑元件连接的插件系统被布置在防爆的第一腔室中。这样的优点是，该插件系统内部的电子线路长度可以更小。因此，该插件系统使得在第一腔室中，在该支撑元件的机械座之外，能够同时将布置在第二腔室中的该支撑元件上的用户接口和/或连接元件与该第一腔室中的电子部件电连接。

在实施例中，壳体导管被抗压密封。以这种方式，将防止在第一腔室中可能发生的例如可由火花放电引起的爆炸，该爆炸可能会影响第二腔室。

在进一步的设计中，用户接口导通至布置在第二腔室中优选地在支撑元件上的开关逻辑。该开关逻辑经由数字通信串行地将用户接口的电信号转发至第一腔室中的各自的电子部件。这一开关逻辑避免了每个用户接口的一个或多个电子线路必须被单独地经由该支撑元件通过该壳体导管被引导进该第一腔室，这在实际上将增加接口数目。由于用户接口被引导至该开关逻辑，且被其集中到一起，就能够保持壳体导管相对地小，以便降低制造该壳体的成本。

在变体中，形成在支撑元件上的线路是分离的，用于抑制所发送的快速电信号的交互的电磁影响。由于开关逻辑后面的线路的数量显著降低，所以能够毫无问题地布置这些线路，将该开关逻辑以相应的隔开的方式留在电路板上，因为用于数字信号的该开关逻辑仅需要很小的电流。

在扩展的变体中，在支撑元件上的线路被彼此屏蔽，以便抑制它们相互之间的影响。这种屏蔽可以实施为支撑元件的集成组件。

在另外形式的实施例中，用户接口被实施为执行元件，其从第二腔室操作第一腔室中的电子部件。由于该执行部件从一定的距离远程控制该电子部件，所有优选处理高功率的电子部件都可以一起容纳在第一腔室中，因此，就空间要求而言，第一腔室可被保持较小。

有利的是，执行元件被实施成开关，优选数字开关，其信号通过开关逻辑被集中到一起、并串行地发送，以及特别地，终止现场总线和/或选择中继功能和/或选择模拟输入/输出功能。毫无疑问，由于这样的数字开关仅仅需求微小的电流用于它们的切换信号，在防爆空间之外的布置是可能的。同样地，该数字开关的切换信号也被以小功率工作的该开关逻辑集中到一起，并且被串行转发至第一腔室的电子部件。

在实施例中，用户接口被实施为LED、键盘和/或显示器形式。由于这样的实施，具有更高的电磁兼容性所有组件被转移到第二腔室。此外，这样的优点是，用户仅仅需要访问一个腔室，用于过程发送器的维护或调整。

在进一步的设计中，每个腔室都设有独立的盖子，其中，特别地，第一室的盖子被密封。由于用户只需要打开第二腔室的盖子来调整或维护该过程发送器，所以第一腔室被保护以避免环境影响。由于第一腔室被密封，所以其不包括执行元件。仅当位于其中的电子部件发生故障时，第一腔室才需要被打开。

在变体中，第一腔室被实施为防爆的，而第二腔室优选包括第一区域、以及第二区域，在第一区域中用户接口和/或连接元件被放置为使得导电组件相互隔离，确保不产生短路以及从而不发生点火；在第二区域中布置了用户接口和/或连接元件，它们以不产生火花的方式进行低功率转换。这样的实施例确保了要求高能源用于其功能能力的电子部件，以及，从而转换高功率的电子部件，都布置在仅一个腔室中，这样的实施使得，在电子部件导致产生引起爆炸的火花的可能的故障的情况下，对第一腔室的损害保持有限。可靠地防止了爆炸蔓延到第二腔室。根据防爆标准第二腔室被划分为两个区域。第一区域将导电组件以不产生短路的方式相互分离开，并被称为EX-e区，其额外地设有盖子。被实施为Ex-i区域的第二区域仅包括使用低功率的组件。因此，该壳体的第二腔室可以在空间上适于对应于各自的防爆要求。

附图说明

本发明允许多个实施例形式。现在，其中的一个将被更详细地基于附图说明，唯一的附图示出过程发送器的截面。

具体实施方式

附图显示了壳体中的过程发送器1的截面。壳体被分成两个腔室2，3。第一腔室2称为电子隔间，并且第二腔室3称为连接器空间。第一腔室2中仅仅是电子组件，诸如输入/输出单元4，5、现场总线6和电源7。这些电子部件4，5，6，7下面布置的是测量单元8。

布置在第二腔室3中的是电路板9形式的支撑元件，在其上定位有多种连接元件10，11，用于容纳外部电缆，此外，以及RJ45接口形式的服务接口14以及显示器和键盘15。多个微开关16和LED 12也呈现在电路板9上。同样地，开关逻辑18以微处理器的形式位于电路板9上。由于开关逻辑18只转发数字信号，所以它仅需要少量的电流。

在第二腔室中3承载了所描述的连接元件10，11、服务接口14、显示器15和微开关16、LED 12和开关逻辑18的电路板9，通过壳体导管19以自由端突出进该第一腔室2。通过位于壳体导管19中，电路板9与壳体连结。电路板9突出进该第一腔室2的一端被插件系统20机电化地容纳，电子部件4，5，6，7，8也与该插件系统20连接。

布置在该第二腔室3中的、显示器15以及数字微开关16和LED 12之间的电连接经由开关逻辑18发生。以上所有部件沿着电路板9上形成的踪迹导向开关逻辑18。开关逻辑18把将要发送的信息集中到一起，并将它们串行发送至该第一腔室2。开关逻辑18输出的该串行信号通过插件系统20上的电子线路被转发至各电子部件，例如输入输出单元4，5、现场总线6或电源7和测试单元8中的一个。

微开关16能够，例如，在功能上终止现场总线、定义中继功能标准打开或标准关闭、在主动和被动之间切换模拟输入/输出功能、或者选择它们的功能为电流、脉冲或频率输出。

上述连接元件10，11可以实施为插件、夹具和/或螺纹连接，其可用于现场总线6和/或输入/输出单元4，5的连接。显示器和键盘15被放置在第二腔室3中，用于过程发送器1的现场服务。此外，在第二腔室3中在电路板9上提供存储器模块(未示出)也是可能的。存储在这个存储器模块中的是过程发送器1的完整的参数。在这种情况下，这样的参数可以是在电子部件4，5，6，7中提供的过程参数的镜像。但是，它也可能反映了过程发送器1的处理状态的当前数据。在第一腔室3中，这些存储器模块的布置使得用户能够进行容易的访问。

在两个腔室2，3中，不同形式的爆炸保护得以实现。因此，包括电子部件4，5，6，7，8的第一腔室2被实施为Ex-d爆炸保护，而具有连接或用户接口、空间的第二腔室3被实施为根据标准Ex-e、Ex-m和/或Ex-i的爆炸保护。Ex-d保护意味着外壳的耐压密封，即防爆外壳。通过这种方式，电子部件4，5，6，7，8触发的、由火花导致的爆炸无法到达第一腔室2以外的区域。出于这个原因，第一腔室2的盖子2a通过火焰安全螺纹与第一腔室2连接。通过在第一腔室2和盖子2a之间提供附加的铅金属等的密封，能够确保第一腔室2不被打开，并且其中所含的组件固定。

为了能够满足爆炸保护的各种需求，第二腔室3被分成不同的区域，其中在根据标准Ex-e实施的第一区域中，电传导部件被相互隔离，使得不会发生短路。这个区域被关闭，而邻接的对应于标准Ex-i实施的第二区域被设计为可访问。为了符合Ex-i爆炸保护标准，这一区域中的部件可用的能源被限制，使得它不足以产生火花。

向过程发送器1的壳体中引入外部电缆，引入它们后电缆直接接触连接元件10，11。这具有容纳电缆不需要额外的空间的优点。此外，信号可以直接被滤波，从而，电磁场干扰被最小化。此外，直接的访问允许进入壳体后电缆直接地屏蔽接地。

如上面所解释的，盖子2a经由火焰安全螺纹与第一腔室2连接。通过在第一腔室2和盖子2a之间提供附加的铅金属等的密封，能够确保第一腔室2不被打开，其中所含的组件固定。相反，第二腔室3的另一个盖子3a被实施为能够打开而没有问题，以便允许维护人员访问连接元件10，11、服务接口14、数字微开关16和LED 12。由于为了维护或调整过程发送器1，所以第二腔室3的盖子就必须被打开，在安装地点处提供对于过程发送器1的壳体的更好的访问，因为从壳体1的一侧的访问是必须的。

至关重要的是，用户能够访问在第二腔室3中、就在盖子3a后面的用于维护或编程所需的器件1的所有接口。只有当电子部件4，5，6，7，8需要更换或修理时，才打开第一腔室2的盖子2a。

Claims (10)

1.一种电子器件，所述电子器件具有用于容纳多个电子部件的外壳，优选地所述电子部件构成过程发送器，其中，所述壳体具有两个腔室(2，3)，在所述两个腔室中布置了电子部件(4，5，6，7，8)和用户接口(12，14，15，16)和/或用于电缆的连接元件(10，11)，其中，所述电子部件(4，5，6，7)布置在第一腔室(2)中，其特征在于：电子部件(4，5，6，7，8)被专有地布置在所述第一腔室(2)中，而所述电子部件(4，5，6，7，8)的用户接口(12，14，15，16)和/或用于电缆的连接元件(10，11)被专有地定位在所述第二腔室(3)中。

2.根据权利要求1所述的电子器件，其特征在于：用户接口(12，14，15，16)和/或连接元件(10，11)被布置在所述第二腔室(3)中的支撑元件(9)上，所述支撑元件(9)通过壳体导管(19)突出进所述第一腔室(2)，其中，所述支撑元件(9)由插件系统(20)被机械地接纳在所述第一腔室(2)中，所述插件系统将位于所述支撑元件(9)上的用户接口(12，14，15，16)和/或连接元件(10，11)的电子线路电连接到各自的电子部件(4，5，6，7，8)。

3.根据权利要求2所述的电子器件，其特征在于：所述壳体导管(19)被耐压地密封。

4.根据权利要求2或3所述的电子器件，其特征在于：用户接口(12，14，15，16)和/或连接元件(10，11)导通至开关逻辑(18)，所述开关逻辑布置在所述第二腔室(3)中，优选地在所述支撑元件(9)上，并且所述开关逻辑(18)将用户接口(12，14，15，16)的电信号借助数字通信串行地转发至所述第一腔室(2)中的各自的电子部件(4，5，6，7，8)。

5.根据权利要求4所述的电子器件，其特征在于：形成在所述支撑元件(9)上的线被隔离，用于抑制所发送的快速电信号的相互电磁影响。

6.根据前述权利要求中的至少一项所述的电子器件，其特征在于：用户接口(12，14，15，16)被实施为执行元件(16)，所述执行元件从所述第二腔室(3)操作所述第一腔室(2)中的电子部件(4，5，6，7，8)。

7.根据权利要求6所述的电子器件，其特征在于：所述执行元件被实施为开关(16)，优选地为数字开关(16)，其信号经由所述开关逻辑(18)被集中到一起、并串行地发送、以及特别地终止现场总线(6)和/或选择中继功能和/或选择模拟输入/输出功能(4，5)。

8.根据前述权利要求1至6中的一项所述的电子器件，其特征在于：用户接口被实施为以下形式：LED(12)、服务接口(14)和/或显示器和键盘(15)。

9.根据前述权利要求中的至少一项所述的电子器件，其特征在于：每个腔室(2，3)都设有单独的盖子(2a，3a)，其中，特别是所述第一腔室(2)的盖子(2a)被密封。

10.根据前述权利要求中的至少一项所述的电子器件，其特征在于：所述第一腔室(2)被实施为防爆的，而所述第二腔室(3)优选地包括第一区域、以及第二区域，在所述第一区域中以如下方式布置用户接口(12，14，15，16)和/或连接元件(10，11)：使导电组件(10，11，12，14，15，16)相互隔离确保不产生短路、以及从而不发生点火；在所述第二区域中布置了用户接口(12，14，15，16)和/或连接元件(10，11)，它们以不产生火花的方式进行低功率转换。