DE10026033C2 - Transmitter with a flameproof converter housing - Google Patents

Transmitter with a flameproof converter housing

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    • H01Q1/1285Supports; Mounting means for mounting on windscreens with capacitive feeding through the windscreen

Description

Die Erfindung betrifft einen Messumformer mit einem druckfest gekapselten Messumformergehäuse und einer darin angeordneten Messumformerschaltung zur Umwandlung einer physikalischen Größe in eine elektrische Messgröße. The invention relates to a transmitter with a flameproof transmitter housing and, arranged therein measuring transducer for converting a physical quantity into an electric measured variable.

Derartige Messumformer sind für sich allgemein bekannt und beispielsweise in DE 197 51 096 A1 für die physikalische Größe Druck in DE 198 50 578 C1 für die physikalische Größe Temperatur und in DE 197 57 689 A1 für die physikalische Größe Weg ausführlich beschrieben. Such transmitters are well known per se and described for example in DE 197 51 096 A1 for the physical variable pressure in DE 198 50 578 C1 for the physical quantity and temperature in DE 197 57 689 A1 for the physical variable path length.

Darüber hinaus ist aus der DE 198 50 578 C1 bekannt, derartige Messumformer mit einem Mikroprozessor auszustatten und die elektrische Messgröße über eine Schnittstelle auf eine Zweidraht-Leitung auszugeben. It is also known from DE 198 50 578 C1, to equip such a transducer with a microprocessor and outputting the electrical measured variable via an interface to a two-wire line.

Weiterhin ist aus der EP 0788 627 B1 bekannt, Messumformer mit einer Schnittstelle zur drahtlosen Kommunikation mit entfernten Messwertverarbeitungseinrichtungen auszustatten. It is also known from EP 0788 627 B1, to equip the transmitter with an interface for wireless communication with remote data processing facilities. Dazu ist der Messumformer mit einer Antenne zur Abstrahlung und zum Empfang von Funkwellen ausgestattet. For this purpose, the transmitter is equipped with an antenna for radiating and receiving radio waves.

Messumformergehäuse und dabei insbesondere druckfest gekapselte Messumformergehäuse für explosionsgeschützte Messumformer zum Einsatz in explosionsgefährdeter Umgebung sind typischerweise aus Metall gefertigt. The transmitter housing and in particular flameproof transmitter housing for explosion-proof transmitter for use in potentially explosive environments are typically made of metal. Dabei besteht das Problem, dass bei gehäuseinterner Anordnung der Antenne die Ausbreitung der Funkwellen durch das metallische Gehäuse behindert wird und bei gehäuseexterner Anordnung der Antenne ein zulassungspflichtiger Durchbruch des druckfest gekapselten Messumformergehäuses eine Schwachstelle der druckfesten Kapselung darstellt. There is the problem that, in a housing-internal arrangement of the antenna, the propagation of radio waves by the metallic housing is hindered and the housing external arrangement of the antenna a breakthrough subject to authorization of the flameproof transmitter housing represents a weak point of the flameproof enclosure.

Aus der US 5,731,754 ist eine Sensoranordnung in einem Autoreifen bekannt, die mit einer Messumformereinrichtung und einer Sende-/Empfangseinrichtung mit einer Antenne verbunden ist. From US 5,731,754 a sensor arrangement in a car tire is known which is connected to a Messumformereinrichtung and a transmitting / receiving device having an antenna. Dabei ist die Sende-/Empfangseinrichtung galvanisch mit der Antenne verbunden. The transmitting / receiving device is galvanically connected to the antenna.

In der DE 691 22 511 T2 ist eine Anlage zur Positionierung eines ersten Objektes hinsichtlich eines zweiten Objektes beschrieben. In DE 691 22 511 T2 a system for positioning a first object with respect to a second object is described. Dabei ist eine Mikrostreifenflächenantenne vorgesehen, bei der ein dielektrisches Material auf einer Seite ein Antennenelement aus Metall aufweist, während eine Grundebene auf der gegenüberliegenden Seite des Antennenelementes angeordnet ist, wobei die Erregung der Antenne durch eine Wechselspannung zwischen dem Antennenelement und der Grundebene erfolgt. Here, a microstrip patch antenna is provided in which a dielectric material having on one side an antenna element made of metal while a ground plane is disposed on the opposite side of the antenna element, wherein the excitation of the antenna is effected by an alternating voltage between the antenna element and the ground plane. Dementsprechend sind die Grundebene und das Antennenelement Bestandteile der Mikrostreifenflächenantenne und mit der Sendeeinrichtung verbunden. Accordingly, the ground plane and the antenna element constituents of the microstrip plane antenna and is connected to the transmitting device are.

Weiterhin ist aus der US 5,298,894 eine Vorrichtung mit einem Transponder und einer Antenne bekannt, die räumlich durch eine Wand voneinander getrennt aber galvanisch miteinander verbunden sind. Furthermore, a device with a transponder and an antenna is known from US 5,298,894, which are spatially connected by a wall separated from each other but electrically with each other.

Schließlich ist in der WO 98/57311 A2 ein Telemetrieantennensystem zur untererdigen Montage beschrieben, das in einem belastungsfähigen Gehäuse untergebracht ist. Finally, in WO 98/57311 A2 a telemetry antenna system for under earthy assembly is described which is accommodated in a load-bearing housing. Das Antennensystem ist in einem separaten Gehäuse angeordnet und über ein Kabel galvanisch mit der Telemetrieeinrichtung verbunden. The antenna system is arranged in a separate housing and is galvanically connected by a cable to the telemetry device.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Messumformer mit einem druckfest gekapselten Messumformergehäuse zum Einsatz in explosionsgefährdeter, Umgebung anzugeben, der die Ausrüstung mit einer Antenne unter Verzicht auf zulassungspflichtige Durchbrüche gestattet und eine einfache Nachrüstung bestehender Messumformer erlaubt. The invention is therefore based on the object to provide a transmitter with a flameproof transmitter housing for use in a hazardous environment, which allows the equipment to an antenna waiving Regulated breakthroughs and a simple retrofit of existing transmitter allowed.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Mitteln des Patentanspruchs 1 gelöst. According to the invention this object is achieved with the means of claim 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den nachgeordneten Ansprüchen gezeigt. Advantageous developments of the invention are shown in the dependent claims.

Die Erfindung geht von einem Messumformer mit einem druckfest gekapselten Messumformergehäuse und einer darin angeordneten Messumformerschaltung zur Umwandlung einer physikalischen Größe in eine elektrische Messgröße aus. The invention relates to a transmitter with a flameproof transmitter housing and, arranged therein measuring transducer for converting a physical quantity into an electric measured variable. Das Messumformergehäuse besteht im wesentlichen aus Metall und weist zumindest einen Gehäusewandbereich auf, der aus einem Dielektrikum gebildet ist. The transmitter housing consists essentially of metal and has at least one housing wall portion which is formed of a dielectric.

Die Messumformerschaltung weist zur drahtlosen hochfrequenten Übertragung der elektrischen Messgröße an eine entfernte Messwertverarbeitungseinrichtung zumindest eine Sendeeinrichtung und eine Antenne auf. The measuring transducer has at least a transmitting means and an antenna for wireless transmission of high-frequency electrical measured variable to a remote data processing device.

Die Antenne ist mit einem flächigen, metallischen Antennenfuß ausgestattet, der mit der Außenseite des dielektrischen Gehäusewandbereichs verbunden ist. The antenna is equipped with a flat, metallic antenna base, which is connected to the outside of the dielectric housing wall portion. An der dem Antennenfuß gegenüberliegenden Innenseite des dielektrischen Gehäusewandbereichs ist eine Elektrode angeordnet, die mit der Sendeeinrichtung der Messumformerschaltung verbunden ist. On the side opposite the inner side of the antenna base dielectric housing wall portion an electrode is arranged, which is connected to the transmission means of the measuring transducer.

Der flächige, metallische Antennenfuß und die Elektrode bilden über den dielektrischen Gehäusewandbereich einen Kondensator. The flat, metallic antenna base and the electrode form a capacitor via the dielectric housing wall portion. Dadurch wird das hochfrequente Sendesignal kapazitiv von der Sendeeinrichtung der Messumformerschaltung im Inneren des Messumformers auf die Antenne außerhalb des Messumformers unter Verzicht auf Gehäusewanddurchbrüche übertragen. Thereby, the high-frequency transmission signal is capacitively transferred from the transmission means of the measuring transducer in the interior of the transmitter to the antenna outside of the transmitter housing wall, dispensing with breakthroughs. Das Messumformergehäuse bleibt dabei unangetastet. The transmitter housing remains untouched. Die druckfeste Kapselung bleibt unbeeinträchtigt. The flameproof enclosure remains undisturbed. Vorteilhafterweise wir dadurch eine erneute Zertifizierung des Messumformergehäuses vermieden. Advantageously, this we avoided a re-certification of the transmitter enclosure.

Durch die auf die Oberfläche des dielektrischen Gehäusewandbereichs begrenzte Erstreckung der Übertragungsmittel ist die Nachrüstung bestehender Messumformer sehr einfach auszuführen. The limited to the surface of the dielectric housing extension wall portion of the transmission means to retrofit existing transmitter is very easy to carry out. Dazu sind lediglich an der Innenseite des dielektrischen Gehäusewandbereichs die Elektrode anzubringen und mit der Sendeeinrichtung der Messumformerschaltung zu verbinden sowie an der Außenseite des dielektrischen Gehäusewandbereichs die Antenne anzubringen, wobei der Antennefuß der Elektrode gegenüberliegt. For this purpose, only to be attached to the inside of the dielectric housing wall portion, the electrode to be connected to the transmission means of the measuring transducer and as well as to mount the antenna on the outside of the dielectric housing wall portion, wherein the Antennefuß the electrode opposite.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Further details and advantages of the invention will be explained hereinafter with reference to an exemplary embodiment. Die einzige Figur zeigt dazu den prinzipiellen Aufbau eines Messumformers in teilweise geschnittener Darstellung. The single figure shows to the basic structure of a transmitter in a partially sectioned illustration.

Der Messumformer besteht im wesentlichen aus einem Messumformergehäuse 10 und einer Messumformerschaltung 20 . The transmitter consists essentially of a transmitter housing 10 and a measuring transducer circuit 20th Das Messumformergehäuse 10 besteht aus Metall und weist einen Gehäusewandbereich 11 aus dielektrischem Material auf. The transmitter housing 10 is made of metal and has a housing wall portion 11 of dielectric material. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist dieser Gehäusewandbereich 11 durch ein Glasfenster gebildet. In an advantageous embodiment of the invention, the housing wall portion 11 is formed by a glass window. Das Glasfenster ist druckfest in das Messumformergehäuse 10 eingelassen. The glass window is pressure-resistant recessed into the transmitter housing 10th

Die Messumformerschaltung 20 weist neben den Mitteln zur Umwandlung einer mit einem Sensor 40 aufgenommenen physikalischen Größe in eine elektrische Messgröße zumindest eine Sendeeinrichtung 21 zur drahtlosen hochfrequenten Übertragung der elektrischen Messgröße an eine entfernte Messwertverarbeitungseinrichtung auf. The measuring transducer 20 has at least one transmitter device 21 for wireless transmission of the high-frequency electrical measured variable to a remote data processing device in addition to the means for converting a recorded with a sensor 40 physical quantity into an electric measured variable. An die Sendeeinrichtung 21 ist eine Antenne 30 mittel kapazitiver Ankopplung angeschlossen. To the transmission device 21, an antenna 30 is connected medium capacitive coupling. Dazu weist die Antenne 30 einen flächigen, metallischen Antennenfuß 31 auf, der mit der Außenseite des Glasfensters 11 verbunden ist. 30 by the antenna to a flat, metallic antenna base 31 which is connected to the outer side of the glass window. 11 Dem Antennenfuß 31 gegenüberliegend ist eine an der Innenseite des Glasfensters 11 angeordnete Elektrode 32 angeordnet, die galvanisch mit der Sendeeinrichtung 21 der Messumformerschaltung 20 verbunden ist. Opposite the antenna base 31 is a disposed on the inner side of the glass window 11 electrode 32 is arranged, which is electrically connected to the transmitting means 21 of the measuring transducer 20th

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Elektrode 32 und der Antennenfuß 31 auf das Glasfenster geklebt. In an advantageous embodiment of the invention, the electrode 32 and the antenna base 31 are adhered to the glass window. Dadurch werden zusätzliche Öffnungen in dem druckfest gekapselten Messumformergehäuse 10 vermieden. This additional openings in the flameproof converter housing 10 can be avoided.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Messumformerschaltung 20 eine Empfangseinrichtung aufweist und dass die Elektrode 32 mit der Sendeeinrichtung 21 und der Empfangseinrichtung verbunden ist. In a further embodiment of the invention it is provided that the measuring transducer circuit 20 has a receiving device and that the electrode 32 to the transmitting device 21 and the receiving device is connected. In vorteilhafter Weise wird durch die Hinzuziehung einer Empfangseinrichtung eine bidirektionale Kommunikation zwischen dem Messumformer und einer entfernten Messwertverarbeitungseinrichtung ermöglicht, die eine Parametrierung des Messumformers gestattet. Advantageously, a bidirectional communication between the transmitter and a remote data processing device is made possible by involving a receiving device, which allows the transmitter parameter.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10

Messumformergehäuse transmitter housing

11 11

Gehäusewandbereich Housing wall area

20 20

Messumformerschaltung measuring transducer

21 21

Sendeeinrichtung transmitting device

30 30

Antenne antenna

31 31

Antennenfuß antenna

32 32

Elektrode electrode

40 40

Sensor sensor

Claims (4)

  1. 1. Messumformer mit einem druckfest gekapselten Messumformergehäuse ( 10 ) und einer darin angeordneten Messumformerschaltung ( 20 ) zur Umwandlung einer physikalischen Größe in eine elektrische Messgröße, 1. Transmitter with a flameproof transmitter housing (10) and a measuring transducer arranged therein (20) for converting a physical quantity into an electrical measured variable,
    wobei die Messumformerschaltung ( 20 ) zur drahtlosen hochfrequenten Übertragung der elektrischen Messgröße an eine entfernte Messwertverarbeitungseinrichtung zumindest eine Sendeeinrichtung ( 21 ) aufweist, wherein the measuring transducer (20) for wireless transmission of high-frequency electrical measured variable to a remote data processing device comprises at least one transmitting means (21),
    wobei das druckfest gekapselte Messumformergehäuse ( 10 ) im wesentlichen aus Metall besteht und zumindest ein Gehäusewandbereich ( 11 ) aus einem Dielektrikum besteht, wherein the flameproof transmitter housing (10) consists essentially of metal and at least one housing wall portion (11) made of a dielectric,
    wobei zur drahtlosen Übertragung eine Antenne ( 30 ) mit einem flächigen, metallischen Antennenfuß ( 31 ) vorgesehen ist, der mit der Außenseite des dielektrischen Gehäusewandbereichs ( 11 ) verbunden ist, wherein an antenna (30) with a flat, metallic antenna base (31) is provided for wireless transmission, which is connected to the outside of the dielectric housing wall portion (11),
    wobei eine dem Antennenfuß ( 31 ) gegenüberliegende, an der Innenseite des dielektrischen Gehäusewandbereichs ( 11 ) angeordnete Elektrode ( 32 ) mit der Sendeeinrichtung ( 21 ) der Messumformerschaltung ( 20 ) verbunden ist. wherein a the antenna base (31) opposite to the inner side of the dielectric housing wall portion disposed (11) electrode (32) with the transmitting means (21) of the measuring transducer (20) is connected.
  2. 2. Messumformer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der dielektrischen Gehäusewandbereichs ( 11 ) durch ein Glasfenster in der Gehäusewand des druckfest gekapselten Messumformergehäuses ( 10 ) gebildet ist. 2. Transmitter according to claim 1 characterized in that the dielectric housing wall portion (11) is formed by a glass window in the housing wall of the flameproof transmitter housing (10).
  3. 3. Messumformer nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Antennenfuß ( 31 ) und die Elektrode ( 32 ) auf das Glasfenster ( 11 ) geklebt sind. 3. Transmitter according to claim 2 characterized in that the antenna (31) and the electrode (32) on the glass window are glued (11).
  4. 4. Messumformer nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Messumformerschaltung ( 20 ) eine Empfangseinrichtung aufweist und dass die Elektrode ( 32 ) mit der Sendeeinrichtung ( 21 ) und der Empfangseinrichtung verbunden ist. 4. characterized transmitter according to one of claims 1 to 3, that the measuring transducer (20) comprises a receiving device and that the electrode (32) with the transmitting means (21) and the receiving device is connected.
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