DE102007038022A1 - Medium's e.g. liquid, process variable e.g. fill level, determining and/or monitoring device, has guide unit limiting movement of conductor unit i.e. flexible printed circuit board, in one direction - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße, mit mindestens einem Leiterelement. Bei der Prozessgröße handelt es sich beispielsweise um den Füllstand, die Dichte, die Viskosität, den Leitwert, den pH-Wert, den Druck oder den Durchfluss eines Mediums. Bei dem Medium handelt es sich beispielsweise um eine Flüssigkeit, um ein Schüttgut, um ein Gas oder allgemein um ein Fluid.The The invention relates to a device for determination and / or monitoring at least one process variable, with at least one conductor element. At the process size is For example, it is the level, the density, the viscosity, the conductivity, the pH, the pressure or the flow of a medium. The medium is, for example, a liquid a bulk material, to a gas or fluid in general.
In der modernen Prozess- und Automatisierungstechnik gibt es eine Vielzahl von Messgeräten, welche der Bestimmung und/oder Überwachung von Prozessgrößen dienen. Solche Messgeräte weisen meist eine Sensoreinheit und eine Elektronikeinheit auf. Die Elektronikeinheit befindet sich üblicherweise in einem Gehäuse, welches gegenüber der Außenwelt bzw. auch gegenüber dem Medium abgedichtet ist. Um die Elektronik im Gehäuseinneren besonders zu schützen, wird der Innenraum meist mit einer Vergussmasse verfüllt. Eine solche Vergussmasse kann jedoch üblicherweise nicht im Bereich von Steckern angebracht werden, da zu vermeiden ist, dass die Vergussmasse in die Steckkontakte eindringt und somit eine elektrische Verbindung aufhebt. Daher sind im Bereich der Stecker üblicherweise Hohlräume vorgesehen, welche frei von der Vergussmasse sind. Solche Hohlräume sind auch dafür erforderlich, die Ausdehnung der Vergussmasse aufgrund von Temperatureinwirkungen aufzunehmen. In Abhängigkeit von den Eigenschaften der Vergussmasse kann es durch unterschiedliche Temperaturzyklen dazu kommen, dass Pumpeffekte auftreten. Somit ist der Fall möglich, dass auf elektrische Verbindungen wie beispielsweise Drähte oder auch flexible Leiterplatten abwechselnd Zug und Druck einwirkt, wodurch es möglicherweise zu Bruchstellen kommen kann.In There is a multitude of modern process and automation technology of measuring instruments, which the determination and / or monitoring of process variables. Such measuring devices usually have a sensor unit and an electronic unit. The electronics unit is usually located in a housing which across from the outside world or even opposite the medium is sealed. To the electronics inside the case especially to protect the interior is usually filled with a potting compound. A However, such potting compound can usually Do not be mounted in the area of plugs, as to avoid is that the potting compound penetrates into the plug contacts and thus an electrical connection is canceled. Therefore, in the field of plugs are common cavities provided, which are free of the potting compound. Such cavities are also for that required, the expansion of the potting compound due to temperature effects take. In dependence of The properties of the potting compound can be different Temperature cycles cause pumping effects to occur. Consequently is the case possible that on electrical connections such as wires or also flexible printed circuit boards alternately pull and apply pressure, which may be it can come to breakages.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Messgerät vorzuschlagen, welches zumindest teilweise mit einer Vergussmasse ausgefüllt ist und bei welchem die mechanische Belastung insbesondere auf ausgesuchte elektrische Verbindungen verhindert bzw. minimiert wird.The The object of the invention is to propose a measuring device, which at least partially filled with a potting compound and in which the mechanical stress especially on selected electrical connections prevented or minimized.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens ein Führungselement vorgesehen ist, welches derartig ausgestaltet ist, dass durch das Führungselement mindestens eine Bewegung des Leiterelements in mindestens eine Richtung begrenzt ist. Das Leiterelement erfährt somit durch das Führungselement in zumindest eine Richtung eine Führung bzw. das Leiterelement wird in einer Richtung abgestützt bzw. das Leiterelement wird in einer Richtung quasi fixiert, so dass keine Bewegungen in diese Richtung möglich sind. Insbesondere ist das Führungselement derartig ausgestaltet und angeordnet bzw. ist es derartig orientiert, dass ein Knicken oder Zusammenfalten des Leiterelements verhindert oder zumindest stark vermindert wird. Das Führungselement besteht dabei aus einem entsprechend temperaturbeständigen Material, so dass es auch in dem Messgerät anwendbar ist. Beispielsweise besteht das Führungselement aus ULTEM oder Polyetherimid (PEI).The The object is achieved in that at least one guide element is provided, which is designed such that by the guide element at least one movement of the conductor element in at least one direction is limited. The conductor element thus experiences through the guide element in at least one direction a guide or the conductor element is supported in one direction or the conductor element is quasi fixed in one direction, so that no movements in this direction are possible. In particular the guide element designed and arranged and / or oriented in such a way, that prevents kinking or folding of the conductor element or at least greatly reduced. The guide element consists made of a suitably temperature-resistant material, so it too in the meter is applicable. For example, the guide element is made of ULTEM or polyetherimide (PEI).
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass es sich bei dem Leiterelement zumindest teilweise um eine flexible Leiterplatte handelt. Das Leiterelement ist somit eine sog. Flexleiterplatte. In einer anderen Ausgestaltung handelt es sich bei dem Leiterelement um zumindest ein Kabel.A Embodiment of the invention provides that it is in the conductor element at least partially is a flexible circuit board. The conductor element is thus a so-called. Flex PCB. In another embodiment it is the conductor element to at least one cable.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass mindestens ein Gehäuse vorgesehen ist, in welchem das Leiterelement und das Führungselement zumindest teilweise angeordnet sind.A Embodiment of the invention includes that at least one housing provided is, in which the conductor element and the guide element at least partially are arranged.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mindestens eine Kontakteinheit vorgesehen ist, und dass das Leiterelement mechanisch und/oder elektrisch mit der Kontakteinheit verbunden ist. Bei der Kontakteinheit handelt es sich beispielsweise um den Übergang zwischen dem Leiterelement, also den direkten elektrischen Verbindungen und einem Stecker, an welchem beispielsweise eine Elektronikeinheit anschließbar ist, wobei die Elektronikeinheit beispielsweise der Steuerung der Messung und/oder der Aus- bzw. Weiterverarbeitung der Messsignale dient.A Embodiment of the invention provides that at least one contact unit is provided, and that the conductor element mechanically and / or electrically is connected to the contact unit. At the contact unit acts for example, the transition between the conductor element, ie the direct electrical connections and a plug on which, for example, an electronics unit connectable is, wherein the electronic unit, for example, the control of Measurement and / or the processing or further processing of the measurement signals is used.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass die Kontakteinheit derartig ausgestaltet ist, dass das Leiterelement zumindest abschnittsweise durch mindestens eine Fläche der Kontakteinheit abgestützt ist. Im Falle der flexiblen Leiterplatte handelt es sich bevorzugt um eine im Wesentlichen ebene Fläche der Kontakteinheit, auf welcher das Leiterelement somit liegt bzw. ruht oder abgestützt wird.A Embodiment of the invention includes that the contact unit is configured such that the conductor element at least partially through at least one surface the contact unit supported is. In the case of the flexible printed circuit board, it is preferred around a substantially flat surface the contact unit on which the conductor element thus lies or resting or supported becomes.
Eine Ausgestaltung ist derart, dass das Führungselement mindestens eine Fläche aufweist, und dass das Führungselement derartig ausgestaltet und angeordnet ist, dass das Leiterelement zumindest abschnittsweise durch die Fläche des Führungselements abgestützt ist. Die Bewegung des Leiterelements wird somit durch das Führungselement derartig begrenzt, dass das Leiterelement auf der Fläche des Führungselements ruht und somit in dieser Richtung sich im Wesentlichen nicht bewegen kann.A Embodiment is such that the guide element at least one area has, and that the guide element is configured and arranged such that the conductor element at least partially supported by the surface of the guide element. The movement of the conductor element is thus by the guide element limited such that the conductor element on the surface of guide element resting and thus essentially not moving in this direction can.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Führungselement und die Kontakteinheit derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass das Führungselement eine sich an die Kontakteinheit anschließende Verlängerung der Kontakteinheit erzeugt. Das Führungselement bewirkt somit eine Verlängerung der Kontakteinheit, wobei sich dies insbesondere auf die Führung des Leiterelements bezieht.An embodiment of the invention provides that the guide element and the contact unit are designed and matched to one another in such a way that the guide element generates an extension of the contact unit which adjoins the contact unit. The guide element causes thus an extension of the contact unit, this refers in particular to the leadership of the conductor element.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass das Führungselement und die Kontakteinheit derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass das Führungselement eine sich an die Kontakteinheit anschließende Verlängerung der Fläche der Kontakteinheit erzeugt. Ruht somit die Leitereinheit auf der Fläche der Kontakteinheit, so wird durch die Führungseinheit diese Fläche bzw. deren Wirkung über die Kontakteinheit hinaus verlängert.A Embodiment of the invention includes that the guide element and the contact unit are designed and matched to one another, that the guide element a subsequent to the contact unit extension of the surface of Contact unit generated. Thus rest the conductor unit on the surface of the Contact unit, so by the guide unit this area or their effect over extends the contact unit out.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Führungselement mindestens eine Fläche aufweist, und dass das Führungselement und die Kontakteinheit derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass sich die Fläche des Führungselements an die Kontakteinheit anschließt.A Embodiment of the invention provides that the guide element has at least one surface, and that the guide element and the contact unit designed and matched to one another are that the area of the guide element connects to the contact unit.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass das Führungselement mindestens eine Fläche aufweist, und dass das Führungselement und die Kontakteinheit derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass die Fläche des Führungselements sich derartig an die Kontakteinheit anschließt, dass das mit der Kontakteinheit kontaktierte Leiterelement durch die Fläche des Führungselements abgestützt ist.A Embodiment of the invention includes that the guide element has at least one surface, and that the guide element and the contact unit designed and matched to one another are that the area of the guide element connects to the contact unit in such a way that with the contact unit contacted conductor element is supported by the surface of the guide element.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse zumindest teilweise mit einer Vergussmasse gefüllt ist. Bei der Vergussmasse handelt es sich beispielsweise um ein Silikongel. Der Verguss dient dabei dem Schutz vor Feuchtigkeit.A Embodiment of the invention provides that the housing at least partially filled with a potting compound. At the potting compound For example, it is a silicone gel. The casting serves while protecting against moisture.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass das Leiterelement teilweise in einem von der Vergussmasse gefüllten Teilbereich des Gehäuses und teilweise in einem von der Vergussmasse freien Teilbereich des Gehäuses angeordnet ist.A Embodiment of the invention includes that the conductor element partially in a filled by the potting compound portion of the housing and partially arranged in a free from the potting compound portion of the housing is.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Führungselement derartig ausgestaltet ist, dass das Leiterelement zumindest teilweise in dem von der Vergussmasse freien Teilbereich des Gehäuses und zumindest teilweise in dem mit der Vergussmasse gefüllten Teilbereich des Gehäuses abgestützt ist.A Embodiment of the invention provides that the guide element is configured such that the conductor element at least partially in the free of the potting compound portion of the housing and at least partially in the part filled with the potting compound of the housing supported is.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass mindestens eine Hülse vorgesehen ist, und dass das Leiterelement zumindest teilweise in der Hülse angeordnet ist. Eine solche Hülse dient beispielsweise dazu, eine kompakte Baugruppe zu erzeugen, die die Fertigung vereinfacht.A Embodiment of the invention includes that at least one sleeve provided is, and that the conductor element at least partially disposed in the sleeve is. Such a sleeve For example, to create a compact assembly, which simplifies the production.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Führungselement mindestens ein Arretierungselement aufweist, über welches das Führungselement in der Hülse fixierbar ist.A Embodiment of the invention provides that the guide element Has at least one locking element, via which the guide element in the sleeve can be fixed.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass das Führungselement im Wesentlichen radial elastisch ausgestaltet ist. Dies dient der erleichterten Einbringung in die Hülse und der anschließenden Fixierung.A Embodiment of the invention includes that the guide element is configured substantially radially elastic. This serves the facilitated introduction into the sleeve and the subsequent fixation.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse im Wesentlichen zylindrisch ausgestaltet ist.A Embodiment of the invention provides that the housing substantially is cylindrical.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass die Hülse im Wesentlichen zylindrisch ausgestaltet ist.A Embodiment of the invention includes that the sleeve substantially is cylindrical.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mindestens eine Antriebs-/Empfangseinheit vorgesehen ist. Bei einer solchen Antriebs-/Empfangseinheit handelt es sich beispielsweise um ein piezoelektrisches Element, welches der Umwandlung zwischen elektrischen Signalen und mechanischen Schwingungen dient.A Embodiment of the invention provides that at least one drive / receiving unit provided is. In such a drive / receiving unit is For example, a piezoelectric element, which is the conversion between electrical signals and mechanical vibrations is used.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass das Leiterelement zumindest teilweise mit der Antriebs-/Empfangseinheit verbunden ist.A Embodiment of the invention includes that the conductor element at least partially connected to the drive / receiving unit.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mindestens eine mechanisch schwingfähige Einheit vorgesehen ist.A Embodiment of the invention provides that at least one mechanical oscillatory unit is provided.
Eine Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass die Antriebs-/Empfangseinheit mit der mechanisch schwingfähigen Einheit verbunden ist, und dass die Antriebs-/Empfangseinheit die mechanisch schwingfähige Einheit zu mechanischen Schwingungen anregt und/oder dass die Antriebs-/Empfangseinheit mechanische Schwingungen von der mechanisch schwingfähigen Einheit empfängt.A Embodiment of the invention includes that the drive / receiving unit with the mechanically oscillatable Unit is connected, and that the drive / receiving unit the mechanically oscillatable Unit stimulates mechanical vibrations and / or that the drive / receiving unit mechanical vibrations of the mechanically oscillatable unit receives.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass es sich bei der mechanisch schwingfähigen Einheit um einen Membranschwinger oder um einen Einstab oder um eine Schwinggabel handelt.A Embodiment of the invention provides that it is in the mechanical vibratory Unit around a membrane transducer or around a single rod or around a tuning fork acts.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:The The invention will be explained in more detail with reference to the following drawings. It shows:
Die
Das
hier dargestellte Messgerät
arbeitet dergestalt, dass die mechanisch schwingfähige Einheit
Dargestellt
ist hier ein so genanntes Kompaktmessgerät, d. h. der eigentliche Sensor
(hier die schwingfähige
Einheit aus Schwinggabel und Membran) und die Elektronik zur Ansteuerung
des Sensors bzw. zur Auswertung oder Weiterbearbeitung des eigentlichen
Messsignals sind in einer Einheit zusammengefasst. Das Messgerät wird üblicherweise
derart eingebaut, dass die mechanisch schwingfähige Einheit
Die
Elektronikeinheit befindet sich hier in einem Gehäuse
In
dem Gehäuse
Durch
die Einwirkung der Temperatur kann es dazu kommen, dass das Vergussmaterial
Um
dieser Problematik zu begegnen, ist erfindungsgemäß das Führungselement
Wie
in der
In
der
In
der
- 11
- Leiterelementconductor element
- 22
- Führungselementguide element
- 33
- Gehäusecasing
- 44
- KontakteinheitContact unit
- 55
- Antriebs-/EmpfangseinheitDriver / receiver unit
- 66
- Mechanisch schwingfähige EinheitMechanically vibratory unit
- 77
- Membranmembrane
- 88th
- Hülseshell
- 99
- Vergussmassepotting compound
- 1010
- Fläche der KontakteinheitArea of Contact unit
- 1111
- Arretierungselementlocking
- 1212
- Teilbereichsubregion
- 1313
- Teilbereichsubregion
- 1414
- Aussparungrecess
- 1515
- Fläche des FührungselementsArea of guide element
- 1616
- Ringring
- 1717
- Anschlagattack
Claims (23)
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