CN112216092A - 现场设备和远程站 - Google Patents

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CN112216092A
CN112216092A CN202010645268.6A CN202010645268A CN112216092A CN 112216092 A CN112216092 A CN 112216092A CN 202010645268 A CN202010645268 A CN 202010645268A CN 112216092 A CN112216092 A CN 112216092A
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塞巴斯蒂安·盖斯勒
罗尼·迈克尔
托尔斯滕·佩希施泰因
斯特凡·罗布尔
迈克尔·迪特里希
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Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
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Abstract

本申请涉及现场设备和远程站。本发明涉及一种现场设备(1)，包括：第一感应接口(3)，其至少用于发送和接收数据，尤其是用于发送取决于测量的条件的值；至少一个第二接口(5)，至少用于接收能量；以及第一耦合体，其包括第一感应接口(3)和第二接口(5)。

Description

现场设备和远程站
技术领域
本发明涉及一种现场设备、远程站和包括所述两者的测量系统。本发明还涉及一种用于启动这种现场设备的方法。
背景技术
在过程分析中的过程仪表领域中，基于非电流耦合的现场设备和远程站之间的接口是已知的。这种现场设备例如被配置为传感器，首先将对其进行参考。
例如，此处要提及申请人的“Memosens”传感器类型，诸如pH传感器“OrbisintCPS11D”。该传感器使用在传感器和远程站之间的感应能量和信号发送，即例如，可以连接到传感器的电缆。
通过使用感应接口，存在例如关于要发送的最大功率的限制。
发明内容
本发明是基于提出一种在现场设备和远程站之间发送能量和/或数据的——尤其是具有更高的功率的——更普遍的可能性的目的。
该目的通过一种现场设备实现，该现场设备包括：第一感应接口，其至少用于发送和接收数据，尤其是用于发送取决于测量变量的值；至少一个第二接口，至少用于接收能量；以及第一耦合体，其包括第一感应接口和第二接口。
在一个实施例中，现场设备被配置为传感器并且包括至少一个传感器元件，其用于检测过程自动化的测量变量。
在一个实施例中，现场设备被配置为一个或多个致动器。
在一个实施例中，现场设备被配置为泵。
在一个实施例中，现场设备被配置为配件，尤其是快速更换配件。配件包括传感器，并且可以通过电动或气动设备被移动。
在一个实施例中，现场设备被配置为分离器。数据和能量通过分离器进行分配或分离。
下面提到的实施例适用于现场设备的所有实施例。
在一个实施例中，第一感应接口被配置为接收能量。
在一个实施例中，第二接口被配置为发送和接收数据。
在一个实施例中，现场设备包括数据存储器，其中，数据存储器包括现场设备的持久数据，尤其是校准数据、序列号、标签、校准值和/或日志。日志例如是用于各种现场设备内部值的存储器，尤其是作为事件计数器或运行小时计数器。标签是具有附加信息的数据项的记录，例如“标签”是指附到数据的元信息或附加信息。除了实际要存储的数据外，还存储信息，例如有关其来源或预期用途的信息。校准值例如是在校准期间确定的偏差。校准值是用于使测量系统重新适应所需值的值。例如通过调整/校准，例如在(用于调整基本操作点的)生产中或在控制操作期间，生成校准值，并将其写入数据存储器。
在一个实施例中，现场设备包括微控制器。
在一个实施例中，耦合体包括用于锁定的第一锁定装置，尤其是卡口式锁、磁力锁或联管螺母(union nut)。
在一个实施例中，耦合体被配置为气密密封的。
在一个实施例中，第一耦合体具有圆柱形的设计，尤其是具有8-50mm的环形直径的圆柱形的设计，尤其是具有12mm的环形直径的圆柱形的设计。
在一个实施例中，第二接口被配置为感应接口。
在一个实施例中，第一感应接口和/或被配置为感应接口的第二接口包括被配置为平面线圈或环形线圈的一个或多个线圈。
在一个实施例中，第一感应接口布置在前侧上，并且其中第二接口至少部分地布置在侧表面上，尤其是沿侧表面轴向地布置。在一个替代实施例中，第二接口布置在前侧上，其中第一感应接口至少部分地布置在侧表面上，尤其是沿侧表面轴向地布置。
在一个实施例中，第一感应接口至少部分地布置在侧表面上，尤其是沿侧表面轴向地布置，其中第二接口至少部分地布置在侧表面上，尤其是沿侧表面轴向地布置。在一个替代实施例中，第二接口至少部分地布置在侧表面上，尤其是沿侧表面轴向地布置，其中第一感应接口至少部分地布置在侧表面上，尤其是沿侧表面轴向地布置。
在一个实施例中，第一，感应和第二接口轴向地一个布置在另一个之上。
在一个实施例中，第一感应接口至少部分地布置在第一区域中的侧表面上，尤其是沿侧表面轴向地布置，其中第二接口至少部分地布置在第二区域的侧表面中上，尤其是沿侧表面轴向地布置，并且其中第一和第二区域沿圆周以——尤其是大约180°——位移的方式布置。
在一个实施例中，第一感应和第二接口径向地一个布置在另一个之上，并且至少一个隔离器被布置在第一和第二接口之间。
在一个实施例中，第一耦合体包括用于插入到远程站的开口中的突出部，其中，该插入垂直于现场设备的纵轴。
通过远程站进一步实现该目的，该远程站包括：与第一感应接口互补的第三感应接口，其至少用于发送和接收数据，尤其是用于接收取决于测量变量的值，以及与第二接口互补的至少一个第四接口，其至少用于发送能量；以及与第一耦合体互补的第二耦合体，其包括第三感应接口和第四接口。
在一个实施例中，第三感应接口被配置为发送能量。
在一个实施例中，第四接口被配置为发送和接收数据。
在一个实施例中，远程站被配置为配件，尤其是浸入式配件。
在一个实施例中，远程站被配置为电缆。
在一个实施例中，远程站包括微控制器。
在一个实施例中，第二耦合体具有至少部分地呈空心圆柱形的设计，尤其是具有8-50mm的内径的至少部分地呈空心圆柱形的设计，尤其是具有12mm的内径的至少部分地呈空心圆柱形的设计。
在一个实施例中，远程站以如下方式被几何配置：使得其与仅具有第一感应接口的传感器以及具有第一感应接口和第二接口的传感器两者兼容。
在一个实施例中，第四接口被配置为感应接口。
在一个实施例中，被配置为感应接口的第三感应接口和/或第四接口包括一个或多个线圈，并且一个或多个线圈被配置为平面线圈或环形线圈。
在一个实施例中，第三感应接口布置在前侧上，并且其中第四接口至少部分地布置在侧表面上，尤其是沿侧表面轴向地布置。在一个替代实施例中，第四接口布置在前侧上，并且其中第三感应接口至少部分地布置在侧表面上，尤其是沿侧表面轴向地布置。
在一个实施例中，第三感应接口至少部分地布置在侧表面上，尤其是沿侧表面轴向地布置，并且其中第四接口至少部分地布置在侧表面上，尤其是沿侧表面轴向地布置。在一个替代实施例中，第四接口至少部分地布置在侧表面上，尤其是沿侧表面轴向地布置，并且其中第三感应接口至少部分地布置在侧表面上，尤其是沿侧表面轴向地布置。
在一个实施例中，与第四接口感应的第三接口轴向地一个布置在另一个之上。
在一个实施例中，第三感应接口至少部分地布置在第一区域中的侧表面上，尤其是沿侧表面轴向地布置，其中第四接口至少部分地布置在第二区域中的侧表面上，尤其是沿所述侧表面轴向地布置，并且其中，所述第一区域和所述第二区域沿圆周以——尤其是大约180°——位移的方式布置。
在一个实施例中，第三感应和第四接口径向地一个布置在另一个之上，并且至少一个绝缘体被布置在第三和第四接口之间。
在一个实施例中，远程站包括用于锁定的第二锁定装置，尤其是卡口式锁、磁力锁或联管螺母。
在一个实施例中，第二耦合体包括用于容纳现场设备的突出部的开口，其中，该容纳垂直于物体的纵轴。
该目的还通过一种测量系统来实现，该测量系统包括：如上所述的传感器和如上所述的远程站。
通过一种用于启动如上所述的传感器的方法进一步实现该目的，该方法至少包括以下步骤：将传感器连接到远程站，并将能量从远程站发送到传感器，以使能传感器的操作。
通过一种用于启动根据前述权利要求之一所述的传感器的方法进一步实现了该目的，该方法包括以下步骤：将传感器连接到远程站；从远程站向传感器发送足够的能量，从而使得能够发送传感器信息，尤其是用于发送传感器类型、标识、序列号和/或标签的传感器信息；将传感器信息从传感器发送到远程站；并根据所发送的传感器信息将能量从远程站发送到传感器。
如果在一个实施例中，第一感应接口和第二接口两者基本上都能够发送和接收能量和数据，则在将传感器信息从传感器发送到远程站的步骤之后，传感器和远程站协商哪个接口发送能量和哪个接口发送数据，或者是否经由两个接口发送能量和数据。
附图说明
使用以下附图和表对此进行了更详细的说明。
图1以总体方式示出了要求保护的测量系统。
图2a-d示出了各种实施例，每个实施例在要求保护的传感器或物体的横截面的基本概述中。
图2e是示出了兼容性的概述的表1。
图3以横截面示出了要求保护的测量系统。
图4示出了在一个实施例中的要求保护的测量系统的横截面。
图5a/5b以横截面示出了在一个实施例中的要求保护的测量系统的横截面或平面图。
图6示出了实施例中的要求保护的测量系统的横截面。
图7a-g示出了传感器上的接口的布置的实施例。
图8a-c示出了接口或主体的布置的实施例。
图9示出了被配置为配件的远程站。
图10示出了连接到上级单元的几个现场设备。
在图中，相同的特征用相同的附图标记标识。
具体实施方式
要求保护的测量系统10通常包括现场设备和远程站。首先，将讨论作为传感器的现场设备1的配置。在图10中示意性地示出了现场设备1的其他实施例。现场设备因此可以被配置为致动器40、泵50、配件60或分离器70。
因此，要求保护的测量系统10包括传感器1和相应的远程站11。图1中详细示出了测量站10。传感器1经由接口3与上级单元20通信。在示例中，发送器被连接。发送器又连接到控制系统(未显示)。在一个实施例中，传感器1直接与控制系统通信。电缆31在传感器侧上连接到发送器20，并且其另一端包括与第一接口3互补的接口13。远程站11包括电缆31以及接口13。在一个实施例中，远程站11被配置为配件，例如浸入式配件。参见图9或10以及下面的相关描述。该配件在其中由附图标记80标识。该配件还包括第三接口13和第四接口15(例如，参见下面的图10)。
接口3、13被配置为电流隔离的接口，尤其是感应接口，其可以通过机械插头连接彼此耦合。机械插头连接是气密的，因此没有诸如被测介质的液体、空气或灰尘可以从外面进入。接口13在本申请中被称为“第三接口”。接口的类型和数量将在下面参考图2a至6更详细地讨论，尤其是“第二接口”或“第四接口”。
经由接口3、13发送和接收数据(双向)。在一个实施例中，另外经由接口3、13发送能量(单向，即从发送器20到传感器1)。传感器装置10主要用于过程自动化。
传感器1又包括至少一个用于检测过程自动化的测量变量的传感器元件4(在图1中仅示意性地示出和表示)。那么，传感器1例如是pH传感器，也称为ISFET，通常是离子选择传感器，是用于利用相应的测量变量测量氧化还原电势，例如波长为UV、IR和/或可见范围的介质中电磁波的吸收、氧气、电导率、浊度、非金属材料的浓度或温度的传感器。
传感器1包括第一耦合体2，其包括第一接口3。第一耦合体2是圆柱形的，并且具有12mm的直径da。第一耦合体2还包括第二接口5；见下文。
如前所述，第一接口3被配置为将取决于所测量的变量的值发送到第三接口13。传感器1包括数据处理单元6，例如微控制器，其处理测量变量的值，例如将它们转换为另一种数据格式。以这种方式，可以由数据处理单元执行平均，预处理和数字转换。传感器1包括数据存储器，其中数据存储器包括传感器的持久数据，尤其是校准数据、序列号、标签、校准值和/或日志。“持久数据”在这里应理解为是指“不是不可控制地可变的”数据，即，即使程序或传感器1已经终止(即使在不可预见的终止的情况下，例如在电力故障期间)之后，数据也仍然保留(被存储)，并且可以在再次调用该程序时被重新构建并显示。
远程站11还可以包括数据处理单元，例如微控制器。
传感器1可以经由接口3、13被连接到远程站11，并最终连接到上级单元20。如上所述，上级单元20是例如发送器或控制中心。数据处理单元6将根据测量变量的值转换成可以被发送器或控制中心理解的协议。例如，其示例包括专有的Memosens协议或HART、wirelessHART、Modbus、PROFIBUS Foundation Fieldbus、WLAN、ZigBee、Bluetooth或RFID。该转换也可以在单独的通信单元中而不是在数据处理单元中进行，其中，该通信单元被布置在传感器1或远程站11的侧上。上述协议还包括无线协议，因此，相应的通信单元包括无线模块。因此，第一和第三接口3、13被配置用于传感器1与上级单元20之间的双向通信。如上所述，第一和第三接口3、13除通信之外，还确保了向传感器1的供电。
远程站11包括第三接口13，其中第三接口13被配置为与第一接口3互补。远程站11包括数据处理单元16。数据处理单元16可用作针对发送的信号的中继器。此外，数据处理单元16可以转换或修改协议。
远程站11还包括第二圆柱形耦合体12，其被配置为与第一耦合体2互补并且可以插入到第一耦合体2上的套筒状端部段上，其中第三接口13插入第一接口3中。相反的布置是可能的，而无需任何创造性劳动，其中第三接口13具有套筒状设计，而第一接口3具有插头状设计。第二耦合体12至少部分地具有12mm的内径di的空心圆柱形状。
第二耦合体12还包括第四接口15；见下文。
在第二耦合体12的套筒形端部中，至少第二锁定装置19径向向内延伸，以便与至少第一锁定装置9接合，更确切地说在传感器1的第一耦合体2的侧表面上至少与成角度的凹口接合，以形成卡口式锁。在将锁定装置19插入凹口9中之后，第二锁定装置19旋转以便相对于远程站11锁定传感器1。第二锁定装置19与第二耦合体12一体形成(一件)例如为注塑模制部件。第一和第二锁定装置9、19分别在图2a和2c中示出。
通常，第一耦合体2包括第一锁定装置9，而第二耦合体12包括用于彼此锁定的第二锁定装置19。锁定装置9、19彼此互补。如上所述，锁定装置9、19被配置为卡口式锁。替代地或附加地，这些也可以被配置为磁力锁或配置为螺纹形式，例如以联管螺母形式。
传感器1包括第二接口5。第二接口5被配置为从远程站11接收能量。在一个实施例中，还经由第二接口5发送和接收数据。因此，可以仅通过第一接口3，通过第一和第二接口3、5，或者在一个实施例中仅通过第二接口5发送和接收。此外，经由第一和第二接口3、5或仅经由第二接口5可以接收能量。在每一种情况下，分别经由在远程站11处的相应的接口，即具有附图标记13或15的接口进行发送和接收。
在一个实施例中，经由接口3、5两者发送能量，而仅经由第一接口3发送数据。在这种情况下，传感器1被配置为“高性能传感器”(参考标记1H)，因为更多能量到达它。这在图2a中示出。相反，见图2b，“低功率传感器”(参考标号1L)仅包含一个接口3。
第二接口5是感应接口。为此，第二接口5包括一个或多个线圈，例如平面线圈或环形线圈，也称为圆柱线圈。
在一个实施例中，第二或第四(见下文)接口5、15是光学或电容接口。然后将LED或激光二极管或光接收器或电容器板用于此目的。
远程站11包括第四接口15。第四接口15被配置为发送和接收数据。因此，可以仅通过第三接口13，通过第三和第四接口13、15或仅通过第四接口15被发送和接收数据。在一个实施例中，也可以经由第四接口15来发送能量。因此，能量可以仅经由第三接口13或经由第三和第四接口13、15被发送。在每一种情况下，经由传感器1上的相应的接口(即带有附图标记3或5的接口)进行发送和接收。
在一个实施例中，能量经由两个接口13、15发送，而数据仅经由第一接口13发送。在这种情况下，远程站11被配置为“高功率远程站”(附图标记10H)，因为更多的能量可以被发送给它。这在图2c中示出。相反，见图2d，“低功率远程站”(附图标记10L)仅包括一个接口13。
第四接口15是感应接口。为此，第四接口15包括一个或多个线圈，例如平面线圈或环形线圈。
测量系统10被配置为构造成使得高性能传感器1H和低功率传感器1L都可以被操作。换句话说，远程站11在几何上被设计成使得其与仅具有第一感应接口3的传感器1以及具有第一感应接口3和第二接口5的传感器两者兼容。
图2e中的表1示出了兼容性的概述。高功率传感器1H用低功率远程站10L不能完全可操作。在某些情况下，仅可能进行基本通信，因为例如，没有足够的功率来操作1H传感器，例如用于特定的光源。因为可以经由接口3、5、13、15支持两个发送通道，所以高功率传感器1H用高功率远程站10H可以完全地操作。低功率传感器1L用低功率远程站10L和高功率远程站10H完全可操作。此模式可能需要转接环。
为了启动传感器1，需要以下的步骤：将传感器1连接到远程站11并将能量从远程站11发送到传感器，以便使能传感器11的测量操作。因此，最初假定传感器1和远程站均为“高功率”类型。
在一个实施例中，需要对通信或能量发送的类型进行协商。发送器20或微控制器6、16之一可以协商哪个传感器1L，1H，即哪个传感器类型，哪个远程站1L，1H以及哪个接口3、5、13、15被使用以及是否发送能量和/或数据，以及经由哪个接口进行。在这种情况下，例如，电路可以检测具有高功率远程站10H的低功率传感器1L，并相应地停用第四接口15。为此，将传感器信息(例如，传感器类型，标识，序列号等)从传感器1发送到远程站11，然后根据传感器信息将能量从远程站11发送到传感器1。
通信的参数也可以由上级单元10或数据处理单元6、16来改变。
在一个实施例中，高功率传感器1H和低功率传感器1L的几何特征不同。例如，高功率传感器1H更大和/或具有另一锁定设备。
图3至8示出了测量系统10的实施例。
图3至6中的虚线示出了磁感应材料，可以选择性地使用该材料来集中磁场线，从而提高发送效率，并且还用于在接口3、5和13、15之间解耦。
在图3中，(传感器1的)第一接口3被布置在前侧上，例如作为平面线圈。(传感器1的)第二接口5至少部分地例如沿侧表面轴向地被布置在侧表面上。因此，在图3中，第一接口3是“向上”的，而第二接口5是“横向地”布置的。至少第二接口5可以被配置为直径略小于传感器1的内径的圆柱形线圈。因此，(远程站11的)第三接口13被布置在前侧上，例如作为平面线圈，例如在耦合体12的罐形设计的情况下。(远程站11的)第四接口15被横向地布置并且可以被配置为圆柱形线圈。其直径与耦合体12的罐形端部的开口略有不同。
在图4中，第一或第三接口3、13也被“横向地”布置。因此，第一感应接口3至少部分地例如沿侧表面轴向地布置在侧表面上。接口3、13被设计为圆柱形线圈。因此，在图4中，第一和第二接口3、5一个布置在另一个之上。
图6示出了类似的布置。在这种情况下，两个接口对3、13或5、15没有如图4中的一个布置在另一个之上，而是位于相同的轴向高度处。一个接口对3、13相对于另一接口对5、15偏移角度。该角度大约为180°、90°或45°。然而，通常角度是任意的，因此二对5、15也可以并排布置。
在图5a和5b中，第一感应接口3和第二接口5径向地一个布置在另一个之上，并且至少一个绝缘体7布置在第一和第二接口3、5之间。图5a示出了横截面，并且图5b示出了相应的平面图。因此，接口3、5通过适当的屏蔽材料彼此解耦合，这防止了场的重叠。在一个实施例中，铁磁材料81，例如铁氧体，被布置在被配置为圆柱形线圈的第一接口3周围。该材料81之后是绝缘体7，然后是第二铁磁材料82。之后是第二接口5，其也被配置为圆柱形线圈。铁磁材料83可以布置在第二接口5之上。
如上所述，第三接口13具有套筒状配置，而第一接口3具有插头状配置，反之亦然。如果耦合体2、12为圆柱形设计，尤其是这种情况。在图1和图3-6的实施例中，因此，传感器1可以基本上垂直地放置在远程站11中，即从图中的底部到顶部。在图7a-g的实施例中这也是可能的。
然而，尤其是在图3-6以及图7a-b和图7d-f的实施例中，传感器1也可能横向放置，即在板中，放置在远程站11中。然后，相应地配置远程站11。
图8a-c示出了处于组装或拆卸位置的进一步的示例，其中只能横向插入传感器1。为此，传感器1的耦合体2包括突出部25，并且远程站11的耦合体12包括相应形状的凹槽26。可能有各种变形，诸如三角形、长方体等。通常，远程站11包括开口，并且传感器包括相应的突出部或闭锁凸缘。
相反的布置也是可能的，即在传感器1上具有相应的凹槽。
在图8a-c中未显示接口3、5、13、15。平面或圆柱形线圈的可能位置在图8a-b中用附图标记27标识；因此，这适用于图8c。
图7a-g示出了传感器1上的接口3、5、13、15的布置的各种实施例。图7a示出了在传感器主体2上或其中布置有接口的长方体附件。图7b示出了一种结构，其中接口基本上可以被附接在三个不同的位置；其中两个被拉入；第三可能位置位于参考编号“11”附近的前面。该实施例类似于图2a中的实施例。图7c示出了在主体2的端部区域具有半球形配置或在主体12中具有相应的凹陷的实施例。图7d示出了在主体上的两个长方体结构。图7e示出了在主体表面上或主体表面处的两个偏置线圈。图7f示出了两个同心布置的线圈。图7g示出了与图7f类似的实施例，但是线圈从表面偏移。必要时，通过适当的绝缘体将线圈彼此绝缘。
如上所述，原则上可以使用平面线圈或圆柱线圈。根据实施例，一个或另一个是有利的。下表示出了所示实施例的可能布置，其中“P”代表平面线圈，“C”代表圆柱线圈。尽管示出的线圈是优选的，但是也可以想到相应的其他实施例。
Figure BDA0002572890560000141
Figure BDA0002572890560000151
在一个实施例中，传感器1或远程站11包括两个以上的接口。几个接口可以同时用于能量发送或通信。在一个实施例中，经由不同的接口对来发送不同的数据。
图9示出了被配置为配件80的远程站11。相应的配件80被连接到传感器81、1。
传感器81、1被配置为浸没在待测介质中。该配件装置通过适当的紧固设备附接到容器、盆、管等。为此，紧固设备例如包括螺钉，螺母，相应的连接件和支座。
配件80包括壳体102。壳体102的可与介质接触的表面和边缘，尤其是所有表面和边缘，具有光滑和圆形的设计。具有一个或多个边缘的实施例也是可能的。在一个实施例中，壳体102被设计成一体。当然，其中壳体102由两个或更多个部分组成的实施例也是可能的。
壳体102具有被配置成容纳传感器81、1的端部段103。端部段103例如是罐形的。罐形的段103具有例如圆形的开口。因此，端部段103对应于具有基部的在一侧上开口的直圆柱体。传感器81、1的壳体112具有对应于端部段103的内部的外部轮廓。罐形端部段103的内径为至少12mm，尤其是至少25mm，尤其是至少40mm。传感器81、1被插入开口中。端部段103包括用作传感器81、1的止动件的基部110。在图7的示例中，基部10是直的，如上所述的端部段103是直圆柱体，并且引入的传感器81、1也是直的并且基本上是圆柱形的。图9中的示例将基部110示出为弯曲表面，例如半球形。端部段103和传感器81、1被相应地设计。
配件80包括在与端部段103相对的端部处的连接装置106。至例如控制系统或发送器的上级单元20的通信是经由连接装置106。连接装置106被配置为例如电缆。电缆例如是配件80的固定部件。制造商将其预先安装在配件80中。连接装置106至少部分地布置在壳体102中。电源经由连接装置106实现。
配件80包括显示器109，例如一个或多个LED、显示器等。声学显示器也是一种选择。显示设备109可以用于显示配件80、连接的传感器81、1、传感器1与配件80之间的连接、以及连接的传感器81、1的测量值的状态(例如，经由警告音)。显示设备109例如被布置在连接装置106的附近。
传感器81、1还包括显示设备。该显示单元可以用于显示连接的配件80、传感器81、1、传感器81、1与配件80之间的连接的状态以及测量值等。显示设备例如包括一个或多个LED、显示器等。例如，显示设备可以布置在传感器81、1的侧表面上，在该侧表面上传感器81、1安装在配件80中。
传感器81、1包括传感器元件113，其用于获取待确定的过程变量，诸如pH值、电导率、氧气、硝酸盐、氮化物、浊度等。通常，过程变量是过程自动化的过程变量。这里关于图7关于传感器81的陈述同样适用于本申请的所有传感器1。
传感器81、1包括数据处理单元117，该数据处理单元117例如根据过程变量来计算测量值。为此目的，数据处理单元117还包括一个或多个存储器，例如，校准值被存储在其中。传感器81、1经由配件80的数据处理单元117或数据处理单元107与配件80(参见下文)通信。测量的原始数据也可以被传送到传感器支座1。然后这些原始数据被转换为配件80中的实际测量值。
配件80或其壳体102包括第一保持装置，其被配置成将传感器81、1维持在配件80的罐形端部段103中。因此，传感器81、1或其壳体112包括被配置为对应于第一保持装置的第二保持装置。保持装置被配置为永磁体。保持装置包括软磁性材料。这样可以防止金属零件堆积在配件上。传感器81、1比配件80更容易清洁。原则上相反的布置是可能的。在一个实施例中，传感器81仅通过摩擦连接被维持在配件80中。为此目的，传感器81、1或配件80可以具有某种材料组合，使得传感器81不能简单地滑出传感器支座。
这导致本质上密集的传感器布置。即使未安装传感器81，配件80仍对介质是密封的，并且液体不会渗入传感器支座1中。
附加地或替代地，保持装置可以包括切断设备，该切断设备被布置在罐形的端部段103的开口端的区域中。保持装置例如包括铰链、联接件，尤其是夹紧联接件、杠杆或卡口。夹紧离合器包括带槽的环，锥形元件压在该带槽的环上。
可以与介质接触的传感器81的表面和边缘，尤其是传感器81的所有表面和边缘，具有光滑且圆形的设计。
配件的壳体102包括第一通信装置104，配件80可经由第一通信装置104与传感器81通信。为此目的，传感器81包括与其对应的合适的第二通信装置114。第一和第二通信装置104、114被配置为例如感应、电容或光学接口。图8示出了具有感应接口即线圈的实施例。第一和第二通信装置104、114用于将能量从配件1无线发送到传感器81，并且用于在配件80和传感器81之间无线发送和接收数据。
图8示出了一个实施例，其中通信装置104、114均被配置为圆柱线圈。其他线圈形状，例如环形线圈也是可能的。在图7中，第二通信装置114形成“内部”线圈对，而第一通信装置104形成“外部”线圈对。外部线圈对包围内部线圈对。在一个实施例中，通信装置104、114分别被布置在传感器81或配件80的前侧上。因此，通信装置104、114形成接口3、13。原则上另一种布置是可能的，并且在图3-6中进行了描述。通信装置105、115分别形成接口5、15。该布置也可以是根据图3-7并且如上所述的。
诸如具有存储器的微控制器之类的数据处理单元107被布置在壳体102中。数据处理单元107处理数据，例如连接的传感器81的测量值。如果需要，对它们进行处理，计算，转换，然后传送到上级单元。与传感器1的数据交换是经由数据处理单元107来组织的。取决于实施例，即，取决于微控制器、CPU、存储器等，数据处理单元107执行发送器的任务。在一个实施例中，数据处理单元107包括无线模块108，诸如蓝牙、NFC、Wifi(根据IEEE 11标准)或红外模块。
在一个实施例中，传感器81的数据处理单元117还包括无线模块118，诸如蓝牙、NFC、Wifi(根据IEEE 11标准)或红外模块。各个无线模块108、118也可以与数据处理单元107、117分开地布置并且作为单独的模块。通信装置104可选地经由数据处理单元107连接至连接装置106。传感器81、1的通信装置114可选地经由数据处理单元117连接至连接装置116。在一个实施例中，传感器81、1和配件80经由各自的无线模块108、118进行通信。在这种情况下，这些无线模块108、118可以被认为是通信装置104、114。
参考标志列表
1 现场设备
1L 低功率传感器
1H 高功率传感器
2 第一耦合体
3 第一接口
4 传感器元件
5 第二接口
6 数据处理单元
7 隔离器
81 铁磁材料
82 铁磁材料
83 铁磁材料
9 第一锁定装置
10 测量系统
10L 低功率远程站
10H 高功率远程站
11 远程站
12 第二耦合体
13 第三接口
15 第四接口
16 数据处理单元
19 第二锁定装置
20 上级单元
25 突出部
26 凹槽
27 接口的位置
31 电缆
40 致动器
50 泵
60 作为现场设备的配件
70 分离器
80 作为远程站的配件
81 80的传感器
102 壳体
103 2的端部段
104 第一通信装置
106 连接装置
107 第一数据处理单元
108 无线模块
109 第一显示设备
110 基部
112 传感器壳体
113 传感器元件
114 第二通信装置
117 第二数据处理单元
118 无线模块
119 第二显示设备
da 1的外径
di 11的内径

Claims (30)

1.一种现场设备(1)，包括：
–第一感应接口(3)，所述第一感应接口(3)至少用于发送和接收数据，尤其是用于发送取决于测量变量的值，
–至少一个第二接口(5)，所述至少一个第二接口(5)至少用于接收能量，以及
–第一耦合体(2)，所述第一耦合体(2)包括所述第一感应接口(3)和所述第二接口(5)。
2.根据权利要求1所述的现场设备(1)，
其中，所述现场设备(1)被配置为传感器，并且包括至少一个用于检测过程自动化的测量变量的传感器元件(4)。
3.根据权利要求1或2所述的现场设备(1)，
其中，所述第一感应接口(3)被配置为接收能量。
4.根据前述权利要求中的一项所述的现场设备(1)，
其中，所述第二接口(5)被配置为发送和接收数据。
5.根据前述权利要求中的一项所述的现场设备(1)，包括数据存储器，其中，所述数据存储器包括所述现场设备的持久数据，尤其是校准数据、序列号、标签、校准值和/或日志。
6.根据前述权利要求中的一项所述的现场设备(1)，
其中，所述耦合体包括用于锁定的第一锁定装置(9)，尤其是卡口式锁、磁力锁或联管螺母。
7.根据前述权利要求中的一项所述的现场设备(1)，
其中，所述第一耦合体(2)被气密密封。
8.根据前述权利要求中的一项所述的现场设备(1)，
其中，所述第一耦合体(2)具有圆柱形的设计，尤其是具有8-50mm的外径的圆柱形的设计，尤其是具有12mm的外径的圆柱形的设计。
9.根据前述权利要求中的一项所述的现场设备(1)，
其中，所述第二接口(5)被配置为感应接口。
10.根据权利要求9所述的现场设备(1)，
其中，被配置为感应接口的所述第一感应接口(3)和/或所述第二接口(5)包括一个或多个线圈，并且所述一个或多个线圈被配置为平面线圈或环形线圈。
11.根据权利要求9或10所述的现场设备(1)，
其中，所述第一感应接口(3)被布置在前侧上，以及
其中，所述第二接口(5)至少部分地被布置在侧表面上，尤其是沿侧表面轴向地布置。
12.根据权利要求9或10所述的现场设备(1)，
其中，所述第一感应接口(3)至少部分地被布置在侧表面上，尤其是沿侧表面轴向地/平面地布置，以及
其中，所述第二接口(5)至少部分地被布置在侧表面上，尤其是沿侧表面轴向地/平面地布置。
13.根据权利要求12所述的现场设备(1)，
其中，所述第一感应接口(3)轴向地布置在所述第二接口(5)之上。
14.根据权利要求12所述的现场设备(1)，
其中，所述第一感应接口(3)至少部分地被布置在第一区域中的侧表面上，尤其是沿侧表面轴向地布置，
其中，所述第二接口(5)至少部分地被布置在第二区域中的侧表面上，尤其是沿侧表面轴向地布置，以及
其中，所述第一区域和所述第二区域沿圆周以——尤其是大约180°——位移的方式布置。
15.根据权利要求12所述的现场设备(1)，
其中，所述第一感应接口(3)和所述第二接口(5)径向地一个布置在另一个之上，并且至少一个绝缘体被布置在所述第一感应接口(3)和所述第二接口(5)之间。
16.根据前述权利要求中的一项所述的现场设备(1)，
其中，所述第一耦合体(2)包括用于插入远程站(11)的开口(26)中的突出部(25)，
其中，插入垂直于所述现场设备(1)的纵轴。
17.一种远程站(11)，包括：
–与第一感应接口(3)互补的第三感应接口(13)，所述第三感应接口(13)至少用于发送和接收数据，尤其是用于接收取决于测量变量的值，
–与第二接口(5)互补的至少一个第四接口(15)，所述至少一个第四接口(15)至少用于发送能量，以及
–第二耦合体(12)，所述第二耦合体(12)与第一耦合体(2)互补并包括所述第三感应接口(13)和所述第四接口(15)。
18.根据前述权利要求所述的远程站(11)，
其中，所述第三感应接口(13)被配置为发送能量。
19.根据前述权利要求所述的远程站(11)，
其中，所述第四接口(15)被配置为发送和接收数据。
20.根据权利要求17至19中的任一项所述的远程站(11)，
其中，所述远程站(11)被配置为配件，尤其是浸入式配件。
21.根据权利要求17至19中的任一项所述的远程站(11)，
其中，所述远程站(11)被配置为电缆。
22.根据前述权利要求中的一项所述的远程站(11)，
其中，所述第二耦合体(12)具有至少部分地空心圆柱形的设计，尤其是具有8-50mm的内径的至少部分地空心圆柱形的设计，尤其是具有12mm的内径的至少部分地空心圆柱形的设计。
23.根据前述权利要求中的一项所述的远程站(11)，
所述远程站(11)被配置为，使其既与仅具有第一感应接口(3)的现场设备(1)兼容，又与具有第一感应接口(3)和第二接口(5)的现场设备兼容。
24.根据前述权利要求中的一项所述的远程站(11)，
其中，所述第四接口(15)被配置为感应接口。
25.根据前述权利要求中的一项所述的远程站(11)，
其中，被配置为感应接口的所述第三感应接口(13)和/或所述第四接口(15)包括一个或多个线圈，并且所述一个或多个线圈被配置为平面线圈或环形线圈。
26.根据前述权利要求中的一项所述的远程站(11)，
其中，所述远程站(11)包括用于锁定的第二锁定装置(19)，尤其是卡口式锁、磁力锁或联管螺母。
27.根据前述权利要求中的一项所述的远程站(11)，
其中，所述第二耦合体(12)包括用于容纳现场设备(1)的突出部(25)的开口(26)，
其中，容纳是垂直于所述远程站(11)的纵轴执行的。
28.一种测量系统(10)，包括：
–根据前述权利要求中的一项所述的现场设备(1)，以及
–根据前述权利要求中的一项所述的远程站(11)。
29.一种用于启动根据前述权利要求中的一项所述的现场设备(1)的方法，包括以下步骤：
–将所述现场设备(1)连接到远程站(11)，
–将能量从所述远程站(11)发送到所述现场设备(1)，以便使能所述现场设备(1)的操作。
30.一种用于启动根据前述权利要求中的一项所述的现场设备(1)的方法，包括以下步骤：
–将所述现场设备(1)连接到远程站(11)，
–将足够的能量从所述远程站(11)发送到所述现场设备(1)，以便能够执行现场设备信息的发送，尤其是用于发送现场设备类型、标识、序列号和/或标签，
–将现场设备信息从所述现场设备(1)传送到所述远程站(11)，并且
–根据所发送的现场设备信息，将能量从所述远程站(11)发送到所述现场设备(1)。
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Application publication date: 20210112

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