DE102005059662A1

DE102005059662A1 - Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgrösse

Info

Publication number: DE102005059662A1
Application number: DE200510059662
Authority: DE
Inventors: Amir Vahid-Yousefnia
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2007-06-14

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße eines Mediums, mit mindestens einer Sensoreinheit (1) zur Messung der Prozessgröße, und mit mindestens einem Gehäuse (2), mit welchem die Sensoreinheit (1) zumindest teilweise verbunden ist. Die Erfindung beinhaltet, dass das Gehäuse (2) derartig ausgestaltet ist, dass sich im Inneren des Gehäuses (2) genau eine Kammer (3) befindet, und dass zumindest eine Trenneinheit (4) vorgesehen ist, welche derartig ausgestaltet und mit dem Gehäuse (2) verbunden ist, dass die Trenneinheit (4) die Kammer (3) im Inneren des Gehäuses (2) in eine erste Teilkammer (5) und eine zweite Teilkammer (6) teilt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße eines Mediums, mit mindestens einer Sensoreinheit zur Messung der Prozessgröße, und mit mindestens einem Gehäuse, mit welchem die Sensoreinheit zumindest teilweise verbunden ist. Bei dem Medium handelt es sich beispielsweise um eine Flüssigkeit oder um ein Schüttgut. Die Prozessgröße ist beispielsweise der Füllstand, die Dichte, die Viskosität, der pH-Wert, die elektrische Leitfähigkeit, die Feuchtigkeit, der Durchfluss oder der Massendurchfluss des Mediums. Das Medium befindet sich dabei beispielsweise in einem Behälter oder in einem Rohr.

Im Stand der Technik ist für den Bereich der Prozess- und Automatisierungstechnik eine große Anzahl von Messgeräten zur Messung oder Überwachung der für die Steuerung und Überwachung der Prozesse erforderlichen Prozessgrößen bekannt. Als ein Beispiel seien hier Füllstandsmessgeräte der Anmelderin genannt, bei welchen Mikrowellensignale in Richtung des Mediums frei oder über einen Leiter abgestrahlt und wieder empfangen werden. Aus der Laufzeit der Signale lässt sich dann der Abstand zwischen dem Gerät und dem Medium bzw. daraus der Füllstand an sich berechnen. Die Messgeräte weisen dafür zumeist den eigentlichen Sensor und eine Elektronikeinheit zu Steuerung des Sensors, zur Auswertung der Messwerte oder zur Ausgabe der Messwerte auf. In einigen Anwendungsfällen ist es erforderlich, dass ein sog. getrennter Anschlussraum vorhanden ist. Dabei werden üblicherweise für jede Öffnung, welche der jeweiligen Kammer zugeordnet ist, ein Deckel und eine Durchführung in der Wand zwischen den beiden Kammern benötigt. Überdies ist es meist erforderlich, dass das Gehäuse aufgrund der beiden Deckel deutlich größer ausfällt.

Die Aufgabe besteht somit darin, ein Messgerät mit zwei druckfest voneinander getrennten Kammern im Gehäuse zu schaffen, welches möglichst wenig Komponenten erfordert, und welches auch möglichst volumenarm ausgestaltet ist.

Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, dass das Gehäuse derartig ausgestaltet ist, dass sich im Inneren des Gehäuses genau eine Kammer befindet, und dass zumindest eine Trenneinheit vorgesehen ist, welche derartig ausgestaltet und mit dem Gehäuse verbunden ist, dass die Trenneinheit die Kammer im Inneren des Gehäuses in eine erste Teilkammer und eine zweite Teilkammer teilt. Die Erfindung besteht somit darin, dass ein Einkammergehäuse durch eine Trenneinheit in zwei Kammern aufgeteilt wird. Dadurch ergeben sich im Inneren des Gehäuses die gewünschten zwei Kammern – nach außen besteht jedoch nur das Einkammergehäuse, d.h. es ist auch nur ein Deckel erforderlich. Insbesondere ist das Gehäuse derartig ausgestaltet, dass es nur zwei Öffnungen aufweist: eine Öffnung für die Sensoreinheit und eine zweite Öffnung für den Zugang zum Innenraum des Einkammergehäuses bzw. effektiv zur vorderen und vom Prozess bzw. von der Sensoreinheit abgewandten Teilkammer. Somit sind keine zusätzlichen Bauteile erforderlich, und da nur ein Deckel erforderlich ist, muss für den sonst üblichen zweiten Deckel keine zusätzliche Räumlichkeit bereitgestellt werden. Die Trenneinheit ist somit in das Gehäuse einsetzbar und zunächst auch variabel positionierbar. Je nach Ausgestaltung wird die Trenneinheit anschließend fest mit dem Gehäuse verbunden und verbleibt weiterhin entnehmbar im Gehäuse.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens eine Elektronikeinheit zur Steuerung der Sensoreinheit und/oder zur Auswertung mindestens eines Messwertes der Sensoreinheit vorgesehen ist, und dass die Elektronikeinheit zumindest teilweise in dem Gehäuse angeordnet ist. Wie bereits geschildert, befindet sich in dem Gehäuse üblicherweise die Auswerte- oder Aufbereitungseinheit für die Messwerte der Sensoreinheit. Weiterhin ist dort meist auch die Steuereinheit für die Sensoreinheit und die Bereitstellung der nötigen Energie untergebracht. Die Elektronik befindet sich somit üblicherweise in der sog. Elektronikkammer. Durch die Erfindung ist nun diese Elektronikkammer von einer zweiten Teilkammer getrennt.

Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass das Gehäuse einstückig ausgestaltet ist. In dieser Ausgestaltung ist das Gehäuse nur ein einziges Bauteil. Wesentlich ist jedoch weiterhin, dass sich in dem eigentlichen Gehäuse nur eine Kammer befindet. Die Aufteilung in zumindest zwei Kammern ergibt sich erst durch die Tenneinheit.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Trenneinheit derartig ausgestaltet und in dem Gehäuse angeordnet ist, dass die erste Teilkammer und die zweite Teilkammer druckfest voneinander getrennt sind. Die Trennung der beiden Kammern ist zumindest gegenüber dem Medium dicht auszugestalten. Ein Schwerpunkt dieser Ausgestaltung liegt auf der Art der Verbindung zwischen der Trenneinheit und dem Gehäuse. Die Trenneinheit kann beispielsweise durch ein Gewinde mit entsprechender Länge und Ausgestaltung oder durch einen geeigneten Verguss an das Gehäuse angebracht werden. In einer Ausgestaltung ist die Trenneinheit lösbar, in einer weiteren Ausgestaltung nicht lösbar mit dem Gehäuse verbunden.

Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass in der Trenneinheit mindestens eine Durchführung vorgesehen ist. Die Trenneinheit verfügt somit über eine durchgehende Aussparung, über welche eine Verbindung zwischen den beiden Teilkammern realisierbar ist.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens eine elektrische Verbindungseinheit vorgesehen ist, und dass die Verbindungseinheit durch die Durchführung hindurchreicht. Im einfachsten Fall handelt es sich bei der elektrischen Verbindungseinheit um ein Kabel, welches elektrische Signale und/oder elektrische Energie zwischen den beiden Teilkammern überträgt. In einer Ausgestaltung wird die vordere Teilkammer mit einem Deckel verschlossen und ist somit von außen zugänglich. Über diese vordere Teilkammer findet somit auch die Verbindung des Messgerätes mit der Umgebung statt, d.h. die Messdaten werden kommuniziert, Parametrierdaten werden empfangen und es wird die Energieversorgung realisiert.

Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die elektrische Verbindungseinheit zumindest teilweise in der Durchführung befestigt ist. Das Kabel geht also durch die Trenneinheit hindurch und ist dort insbesondere fixiert.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Trenneinheit und die Verbindungseinheit derartig ausgestaltet und miteinander verbunden sind, dass die Trenneinheit und die Verbindungseinheit als eine Einheit in das Gehäuse einsetzbar sind. Bei der Trenneinheit und der Verbindungseinheit handelt es sich somit um ein fertiges Bauteil, welches vorab gefertigt und bei der Herstellung des Messgerätes nur noch in das Gehäuse eingesetzt wird.

Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass mindestens die erste Teilkammer und/oder die zweite Teilkammer derartig ausgestaltet sind/ist, dass sie von außen zugänglich sind/ist. In einer Ausgestaltung ist die erste Teilkammer mit der Sensoreinheit verbunden und ist somit über diese von außen zugänglich. Diese Verbindung zwischen der ersten Teilkammer und der Sensoreinheit ist daher entsprechend abzudichten. Weiterhin ist in dieser Ausgestaltung die Öffnung des Gehäuses ein Zugang zu der zweiten Kammer. Die erste Teilkammer öffnet sich somit zu der Sensoreinheit und die zweite Teilkammer ermöglicht den Zugriff beispielsweise des Bedieners auf das Messgerät. Überdies wird vorzugsweise über diese zweite Teilkammer die Energieversorgung und die Datenkommunikation realisiert.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens die erste Teilkammer und/oder die zweite Teilkammer mit einem abnehmbaren Gehäusedeckel abgeschlossen sind/ist. In der obigen Ausgestaltung ist nur die zweite Teilkammer mit dem Gehäusedeckel versehen.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
1: eine schematische räumliche Darstellung des Gehäuseabschnittes des erfindungsgemäßen Messgeräts.
1 zeigt in einer angeschnittenen dreidimensionalen Darstellung schematisch den Gehäuseabschnitt eines erfindungsgemäßen Messgerätes. Von der Sensoreinheit 1 ist hier lediglich der obere Sensorhals dargestellt. Bei der Sensoreinheit handelt es sich beispielsweise um den sensoraktiven Teil eines Mikrowellenfüllstandmessgerätes. Der Sensor bestimmt somit den Füllstand eines Mediums aus der Laufzeit eines Mikrowellensignals. Dies ist jedoch nur ein Beispiel. Die Art der Sensoreinheit 1 ist mithin nicht wesentlich für die Erfindung, welche in der Ausgestaltung des Gehäuses 2 besteht.
Die Sensoreinheit 1 ist mit dem Gehäuse 2 verbunden, wobei vorzugsweise eine passende Abdichtung des Innenraums 3 des Gehäuses 2 gegenüber dem Prozess, in welchem das Messgerät befestigt ist, vorgesehen ist. Das Gehäuse 2 weist einen einzigen Innenraum 3 auf und ist von außen bis auf die Sensoreinheit 1 nur über einen Gehäusedeckel 8 zugängig. Es handelt sich somit insbesondere um ein Einkammer-Gehäuse. Das Gehäuse 2 ist vorzugsweise einstückig ausgestaltet.
Für einige Anwendungsfälle ist es erforderlich, dass der Bereich des Gehäuses 2, welcher mit der Sensoreinheit 1 und somit mit dem Prozess bzw. mit dem Medium, dessen Prozessgröße gemessen werden soll, verbunden ist, von dem Bereich getrennt wird, über welchen der Zugang zu dem Innenraum 3 des Messgerätes stattfindet, bzw. über welchen die Übertragung von Strom und/oder Information realisiert wird. Hierfür ist es im Stand der Technik üblich, ein aus zwei Kammern bestehendes Gehäuse zu verwenden, wobei jede Kammer einzeln zugänglich ist. Dieser Mehraufwand an Bauteilen und damit einhergehend an erhöhtem Platzbedarf für die Anbringung der Öffnungen wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, dass das Gehäuse nur eine Kammer aufweist und dass auch nur eine mit einem Deckel zu verschließende Öffnung – zusätzlich zu der Öffnung für die Sensoreinheit 1 – vorgesehen ist. Die Schaffung von zwei Teilkammern wird durch eine Trenneinheit 4 erzielt, wobei es sich hier in dem gezeigten Beispiel um eine Trennscheibe 4 handelt, welche in den Innenraum 3 des Gehäuses 2 eingebracht und befestigt ist. Die Trennscheibe 4 ist hier in ein entsprechendes Gewinde eingepasst. In einer Ausgestaltung wird zusätzlich ein Verguss eingebracht, welcher weiter dafür sorgt, dass die gewünschten Anforderungen an die Trennung zwischen der ersten Teilkammer 5 und der zweiten Teilkammer 6 erfüllt werden. Die Trennscheibe 4 ermöglicht in einer Ausgestaltung eine druckdichte Trennung zwischen den beiden Teilkammern 5, 6.
In der ersten Teilkammer 5, in welcher auch die Sensoreinheit 1 mit dem Sensorhals hineinragt, befindet sich die – hier nicht gezeigte – Elektronikeinheit zur Ausführungen der Messungen der Sensoreinheit 1, zur Auswertung der Messsignale und/oder zur Aufbereitung der Messsignale für die Datenkommunikation. Die erste Teilkammer 5 und die zweite Teilkammer 6 sind elektrisch über eine Durchführung 7 miteinander verbunden, welche auch eine – hier nicht gezeigte – elektrische Verbindungseinheit, beispielsweise ein vergossenes Bündel von Kabeln oder auch nur ein einzelnes Kabeln durchquert. Die Durchführung 7 verbindet die Sensorelektronik mit der Anschlusselektronik (Input/Output-Elektronik) in der zweiten Teilkammer 6. Durch die Kabeleinführung 9 werden die Anschlusskabel zur elektrischen Verbindung bzw. zum elektrischen Anschluss des Messgerätes eingeführt. Die zweite Teilkammer 6 ist durch den Gehäuse-Deckel 8 von außen, beispielsweise für das Anschließen des Gerätes durch das Servicepersonal zugänglich.

1: Sensoreinheit
2: Gehäuse
3: Kammer
4: Trenneinheit
5: Erste Teilkammer
6: Zweite Teilkammer
7: Durchführung
8: Gehäusedeckel
9: Kabeleinführung

Claims

Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße eines Mediums, mit mindestens einer Sensoreinheit (1) zur Messung der Prozessgröße, und mit mindestens einem Gehäuse (2), mit welchem die Sensoreinheit (1) zumindest teilweise verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) derartig ausgestaltet ist, dass sich im Inneren des Gehäuses (2) genau eine Kammer (3) befindet, und dass zumindest eine Trenneinheit (4) vorgesehen ist, welche derartig ausgestaltet und mit dem Gehäuse (2) verbunden ist, dass die Trenneinheit (4) die Kammer (3) im Inneren des Gehäuses (2) in eine erste Teilkammer (5) und eine zweite Teilkammer (6) teilt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Elektronikeinheit zur Steuerung der Sensoreinheit (1) und/oder zur Auswertung mindestens eines Messwertes der Sensoreinheit (1) vorgesehen ist, und dass die Elektronikeinheit zumindest teilweise in dem Gehäuse (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einstückig ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinheit (4) derartig ausgestaltet und in dem Gehäuse (2) angeordnet ist, dass die erste Teilkammer (5) und die zweite Teilkammer (6) druckfest voneinander getrennt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Trenneinheit (4) mindestens eine Durchführung (7) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine elektrische Verbindungseinheit vorgesehen ist, und dass die Verbindungseinheit durch die Durchführung (7) hindurchreicht.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindungseinheit zumindest teilweise in der Durchführung (7) befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinheit (4) und die Verbindungseinheit derartig ausgestaltet und miteinander verbunden sind, dass die Trenneinheit (4) und die Verbindungseinheit als eine Einheit in das Gehäuse (2) einsetzbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die erste Teilkammer (5) und/oder die zweite Teilkammer (6) derartig ausgestaltet sind/ist, dass sie von außen zugänglich sind/ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die erste Teilkammer (5) und/oder die zweite Teilkammer (6) mit einem abnehmbaren Gehäusedeckel (8) abgeschlossen sind/ist.