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Die Erfindung betrifft ein Messgerät gemäß Gattungsbegriff des Anspruchs 1 bzw. gemäß Gattungsbegriff des Anspruchs 3.
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Ein Messgerät der gattungsgemäßen Art wird von der
DE 100 19 574 A1 beschrieben. Das dort beschriebene Messgerät besteht aus einem Messmodul und einem Betriebsmodul, wobei das Messmodul über eine digitale Schnittstelle mit dem Betriebsmodul kombinierbar ist. Das Messmodul kann verschiedenartige optoelektronische Sensoren besitzen. Durch eine Softwareanpassung eines Anwenderprogramms im Betriebsmodul lässt sich die Funktion der Taste und des Displays an die jeweilige Sensorik anpassen.
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Aus der
DE 10 2005 011 149 A1 ist eine Sensoranordnung mit einem Sensorkopfteil und einem Signalprozessor bekannt, wobei Sensorkopfteil und Signalprozessor über eine Datenleitung miteinander kommunizieren. Es können mehrere Sensorkopfteile über einen Signalprozessor an einen PC angeschlossen werden, so dass der PC Messwerte von voneinander verschiedenen Sensorkopfteilen erhält. Zur Unterscheidung der Messwerte wird jeder Messwert mit einer Ident-Nummer des Sensorkopfteiles versehen.
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Die
DE 10 2007 022 991 A1 beschreibt ein Feldgerät, welches über eine Feldbusschnittstelle mit einem Feldbus verbunden ist. Das Feldgerät besitzt ein Sensorelement und einen Logik-Analysator, mit dem über Testleitungen Signale an verschiedenen Testpunkten abgefragt werden können.
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Ein Messgerät, welches die Werte mehrerer Drucksensoren ausliest, wird von der
DE 42 18 474 C2 beschrieben.
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Aus der
DE 84 05 245 U1 ist ein Taschenthermometer bekannt, welches ein Gehäuse besitzt, welches ein Anzeigegerät ausbildet, welches ein Anzeigefeld zur optischen Darstellung von Messwerten aufweist. Es ist ein Bedienfeld vorgesehen, welches Bedientasten aufweist, mit denen das Gerät ein- oder ausgeschaltet bzw. Messbereiche vorgewählt werden können. An einer Gehäusestirnseite befindet sich eine Schnittstelle, mit welcher das Anzeigegerät mit einem Messwertaufnehmer verbunden werden kann. Der Messwertaufnehmer besitzt einen Temperatursensor, der mittels einer Kabelverbindung und über elektrisch leitende Kontakte der Schnittstelle mit einer Auswerteschaltung innerhalb des Anzeigegerätes verbunden ist, so dass vom Sensor gelieferte Messsignale auf dem Anzeigefeld dargestellt werden können.
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Aus der
DE 20 2010 012 601 U1 ist ein Gasdruck-, Gasleckmengen- und Dichtigkeitsprüfgerät vorbekannt, welches ein Anzeigegerät aufweist, an dem ein flexibler Rüssel mit einem Gassensor angeschlossen werden kann. Dort ist eine externe Schnittstelle vorgesehen, an der ein externer Drucksensor oder ein Akkuladegerät angeschlossen werden kann. Außerdem besitzt das Anzeigegerät einen USB-Anschluss für einen USB-Speicher.
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Die
DE 199 23 015 A1 beschreibt ein tragbares Bedien- und Anzeigegerät, welches ein Anzeigefeld und eine Tastatur enthält.
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Die
DE 20 2004 009 615 U1 beschreibt eine Gassonde mit einem biegsamen Schlauch, der an einem Ende einen Sensorkopf aufweist und der mit seinem anderen Ende an einem Analysegerät angeschlossen ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Messgerät gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden.
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Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen 1 und 3 angegebene Erfindung. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen dar.
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Es ist vorgesehen, dass die Messsignale als digitale Daten über die Schnittstelle an die elektronische Schaltung übertragen werden. Dies erfolgt über ein standardisiertes Datenübertragungsprotokoll. Das universelle Anzeigegerät ist so ausgebildet, dass es mit unterschiedlichen Messwertaufnehmern zusammenarbeiten kann. Das Anzeigegerät ist dabei so ausgelegt, dass es den angeschlossenen Messwertaufnehmer selbsttätig erkennt. Bspw. ist die elektronische Schaltung des Anzeigegerätes in der Lage, selbsttätig zu erkennen, ob der gerade angeschlossene Messwertaufnehmer ein Gassensor, ein Drucksensor, ein Temperatursensor, ein Baufeuchtessensor, ein Luftfeuchtigkeitssensor oder ein Massenflusssensor ist. Bevorzugt ist die elektronische Schaltung des Anzeigegerätes darüber hinaus auch derart eingerichtet, dass sie die Konfigurationsdaten des Sensors, bspw. die Konfigurationsdaten eines Gassensors, selbsttätig ermitteln kann. Die Konfigurationsdaten enthalten bspw. Angaben über einen bestimmten Messbereich oder eine bestimmte Sensibilität für ein Gas, dessen Konzentration in der Atmosphäre bestimmt werden soll. Die elektronische Schaltung des Anzeigegerätes ist somit in der Lage zu erkennen, für welches Gas der Gassensor sensibel ist, also ob er bspw. für Wasserstoff, Brenngas oder ein Kältemittel sensibel ist. Ebenso ist die elektronische Schaltung in der Lage, den Druckbereich eines Drucksensors, den Temperaturbereich eines Temperatursensors oder den Massenflussmessbereich eines Massenflussmessgerätes selbsttätig zu erkennen. Die diesbezüglichen Daten werden der elektronischen Schaltung des Anzeigegerätes von jedem der Messwertaufnehmer zur Verfügung gestellt. Der Messwertaufnehmer liefert somit dem Anzeigegerät charakteristische Daten, anhand derer das Anzeigegerät erkennen kann, um welchen Typ bzw. um welche Konfiguration es sich beim angeschlossenen Messwertaufnehmer handelt. Die elektronische Schaltung bzw. ein dazu gehörender Mikrokontroller ist so programmiert, dass das Erscheinungsbild des Anzeigefeldes bzw. die Funktionsbelegung eines Bedienfeldes individuell an den jeweiligen Typ des Messwertaufnehmers angepasst wird. Die Herstellung von Messgeräten, insbesondere Handmessgeräten, ist hierdurch erheblich vereinfacht. Mit einem Anzeigegerät können verschiedenartig ausgebildete Messwertaufnehmer betrieben werden. Jeder Messwertaufnehmer kann eine Wandlerschaltung aufweisen, mit der ein analoges Messsignal in ein digitales Datensignal umgewandelt wird, welches über die digitale Schnittstelle an die elektronische Schaltung des Anzeigegerätes übertragen wird. Hierzu ist eine elektronische Schaltung des Messwertaufnehmers über eine Datenleitung mit der elektronischen Schaltung des Anzeigegerätes verbunden. An der Schnittstelle ist die digitale Datenleitung mechanisch und elektrisch lösbar mit dem Anzeigegerät verbunden. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Messwertaufnehmer ein Digitalpotentiometer oder ein anders ausgebildetes, über die Datenleitung einstellbares Stellorgan aufweist. Mit diesem Digitalpotentiometer können Konfigurationswerte am Sensor gesetzt werden. Das Digitalpotentiometer ist über die digitale Datenleitung mit der elektronischen Schaltung des Anzeigegerätes verbunden. Ein dort angeordneter Mikrokontroller übermittelt digitale Konfigurationswerte an das Digitalpotentiometer, das entsprechend der Konfigurationswerte seinen Widerstand ändert. Das Digitalpotentiometer bildet einen Widerstand aus, der mit dem Sensor unter Ausbildung einer Brückenschaltung verbunden ist. Die Konfigurationswerte werden in einem nicht flüchtigen Datenspeicher, insbesondere einem EEPROM im Messwertaufnehmer gespeichert. Dieser nicht flüchtige Datenspeicher kann darüber hinaus auch eine Typenkennung und/oder eine Seriennummer abspeichern, die vom Anzeigegerät über die Datenleitung auslesbar ist. Die Datenleitung zwischen Messwertaufnehmer und Anzeigegerät ist bevorzugt eine serielle Datenleitung. Parallel zur Datenleitung kann auch eine Energieversorgungsleitung zum Messwertaufnehmer führen. Über die digitale Schnittstelle können somit nicht nur Daten an den Messwertaufnehmer gesandt oder Daten vom Messwertaufnehmer empfangen werden. Über die Schnittstelle erfolgt auch die Energieversorgung. Das Anzeigegerät kann eine externe Schnittstelle aufweisen, über die Daten aus einem Datenspeicher des Anzeigegerätes ausgelesen werden bzw. Daten an das Anzeigegerät übertragen werden. Über diese externe Schnittstelle kann das Anzeigegerät auch an einem PC oder dergleichen angeschlossen werden, um das Anzeigegerät selbst zu programmieren bzw. um Daten zu übertragen. Das Anzeigegerät kann ein von der Hand eines Benutzers umgreifbares Gehäuse aufweisen. Auf der Gehäusebreitseite ist ein Anzeigenfeld angeordnet, auf dem graphisch, bspw. in Form eines Balkendiagramms oder einer Kurve oder aber auch als Digitalwerte Messwerte angezeigt werden können. Dies kann mehrfarbig erfolgen. Die Breitseite des Gehäuses des Anzeigegerätes besitzt darüber hinaus auch ein Bedienfeld mit einer Vielzahl von Tasten. Das Anzeigegerät besitzt eine elektronische Schaltung mit einem Mikrokontroller und einem Speicher, in dem ein Steuerprogramm (Firmware) abgespeichert ist. Das Steuerprogramm ist in der Lage, den jeweils an der digitalen Schnittstelle angeschlossenen Messwertaufnehmer zu erkennen. Entsprechend dem Typ des erkannten Messwertaufnehmers bzw. dessen Konfigurationsdaten wird das Erscheinungsbild des Anzeigefeldes angepasst. Bspw. wird im Anzeigefeld angezeigt, um welchen Typ Messwertaufnehmer es sich handelt. Ist bspw. ein Temperatursensor angeschlossen, so erhält das Anzeigefeld ein temperatursensortypisches Erscheinungsbild. Ist bspw. ein Gassensor angeschlossen, so erhält das Anzeigenfeld ein gasmessgerättypisches Erscheinungsbild. Die einzelnen Tasten des Bedienfeldes haben verschiedene Funktionen, wobei die Funktionen vom Typ des an der Schnittstelle angeschlossenen Messwertaufnehmers abhängig sind.
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Die Schnittstelle besteht aus einer am Gehäuse befestigten Steckerbuchse, wobei bevorzugt eine M12-Standardkupplung verwendet wird. Der Messwertaufnehmer besitzt einen dazu passenden Stecker, der in die Buchse eingesteckt werden kann, so dass dabei elektrische Kontakte in Leitverbindung treten. Die elektrische Steckverbindung kann über ein Gewinde verriegelt werden.
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Als Sensoren werden handelsübliche Gassensoren, Drucksensoren, Temperatursensoren, Feuchtesensoren oder dergleichen verwendet, die analoge Ausgangsdaten liefern. Es können aber auch solche Sensoren verwendet werden, die digitale Ausgangsdaten abgeben, vorzugsweise solche mit einer SPI-Schnittstelle. Ansonsten kann aber auch jedes andere digitale Signal in den Schnittstellenstandard umgewandelt werden. Der erfindungsgemäße Messwertaufnehmer besitzt eine elektronische Schaltung, die einerseits in der Lage ist, den jeweiligen Sensor zu konfigurieren. Die elektronische Schaltung ist andererseits auch in der Lage, das vom Sensor gelieferte analoge Signal in ein digitales Signal umzuwandeln bzw. ein vom Sensor geliefertes digitales Signal in den Schnittstellenstandard aufzubereiten. Über ein geeignetes Datenübertragungsprotokoll, insbesondere einen SPI-Bus werden die digitalen Messwerte an die elektronische Schaltung des Anzeigegerätes, also an den dortigen Mikrokontroller übertragen. Über die Datenleitung können aber auch digitale Konfigurationsdaten vom Mikrokontroller an die elektronische Schaltung des Messwertaufnehmers übertragen werden, um dort Werte eines Digitalpotentiometers oder einer digitalen Spannungs- oder Stromquelle zu verändern. Insgesamt können acht Leitungen vorhanden sein. Zwei Leitungen dienen der Energieversorgung. Zwei Leitungen sind Chip-Selekt-Leitungen, um entweder das Stellorgan, bspw. das Digitalpotentiometer oder den Analog-/Digital-Wandler anzusprechen. Jeweils zwei weitere Leitungspaare dienen dem Datenempfang bzw. der Datensendung. Bevorzugt ist die Schnittstelle achtpolig ausgestaltet. Es reicht aber aus, wenn die Schnittstelle sechspolig ausgestattet ist. Es ist ferner möglich, an die Schnittstelle gleichzeitig mehrere Messwertaufnehmer bzw. Messwertaufnehmer mit mehreren Sensoren anzuschließen. So können bspw. gleichzeitig Druck, Temperatur, Luftfeuchtigkeit etc. über eine Schnittstelle bestimmt werden. Die jeweiligen digitalen Messwerte werden über das Bussystem übertragen.
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Mit Hilfe der Konfigurationsdaten kann der Messbereich eingestellt werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Messgerät handelt es sich um ein universelles Handgerät mit einer definierten Schnittstelle für eine Vielzahl von Anwendungsgebieten. Ein einziges Baumuster eines Anzeigegerätes kann mit Sensoren unterschiedlichen Typs zusammenwirken. Der diesbezügliche Messwertaufnehmer besitzt eine Platine, auf der die oben erläuterte elektronische Schaltung angeordnet ist, die die Daten des Sensors digital aufbereitet und in einem standardisierten Format an den Mikrokontroller des Anzeigegerätes übermittelt. In einem nicht flüchtigen Speicher des Messwertaufnehmers sind Identifikationsdaten gespeichert, anhand derer das Anzeigegerät den jeweiligen Sensor bzw. Messwertaufnehmer erkennt. An die Schnittstelle kann über ein Verbindungskabel ein Sensor, insbesondere ein Drucksensor angeschlossen werden. An die Schnittstelle kann aber auch direkt ein flexibler Sensorarm angeschlossen werden. Dieser kann aber auch über ein Verbindungskabel mit der Schnittstelle verbunden werden. Die Spannungsversorgung des Sensors erfolgt dann über den Sensorarm bzw. das Verbindungskabel.
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Der Anwender kann defekte Messwertaufnehmer in einfacher Weise austauschen oder das Messgerät durch weitere Messwertaufnehmer erweitern. Über die externe Schnittstelle kann das Anzeigegerät individuell programmiert werden. Das Programm kann dabei so programmiert sein, dass sich das Anzeigegerät selbsttätig an den jeweiligen Messwertaufnehmer anpasst. Es ist ferner möglich, innerhalb des Anzeigegerätes ergänzende Sensoren anzuordnen, die bspw. den aktuellen Luftdruck oder die aktuelle Temperatur messen. Im Anzeigegerät können darüber hinaus Batterien angeordnet sein. Ferner kann ein Uhrenbaustein vorgesehen sein, der die aktuelle Zeit liefert, um im Speicher der elektronischen Schaltung des Anzeigegerätes abgespeicherte Messwerte mit einem Zeitstempel zu versehen Der Speicher ist derart ausgelegt, dass Langzeitaufzeichnungen von mehreren Tagen möglich sind. Die Daten können über die externe Schnittstelle oder aber auch drahtlos ausgelesen werden. Ferner ist ein akustischer, taktiler oder optischer Signalgeber vorgesehen. Ferner kann vorgesehen sein, dass das Anzeigegerät in der Lage ist, drahtlos Daten im Wege einer Wifi-Übertragung an externe Aggregate zu übermitteln. Bspw. kann eine Datenübertragung an ein Smartphone oder ein ähnliches externes Gerät erfolgen. Das Gehäuse des Anzeigegerätes kann als Handgerät ausgelegt sein. Es ist aber auch möglich, das Gehäuse als Koffergerät auszugestalten. Über die externe Schnittstelle kann auch ein Software-Update erfolgen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Messgerätes;
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2 eine Übersicht über die unterschiedlichen Anschlussmöglichkeiten verschiedener Messwertaufnehmer;
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3 einen Messwertaufnehmer in Form eines Gassensors;
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4 den Sensorkopf des Gassensors und
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5 die wesentlichen Elemente eines Drucksensors.
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Die 1 zeigt die wesentlichen Elemente des erfindungsgemäßen Messgerätes. Das Messgerät besitzt ein universelles Anzeigegerät 10 mit einem Gehäuse. Innerhalb des Gehäuses befindet sich eine elektronische Schaltung 11, die einen Mikrokontroller 12 und einen insbesondere nicht flüchtigen Speicher 13 trägt. Im Speicher 13 können Messdaten abgelegt werden. Im Speicher 13 ist darüber hinaus das Betriebsprogramm des Mikrokontrollers 12 abgespeichert. Die elektronische Schaltung 11 ist darüber hinaus mit einer externen Schnittstelle 16 verbunden, bei der es sich bspw. um eine USB-Schnittstelle handeln kann. Nicht dargestellt ist eine drahtlose Schnittstelle, bspw. eine Bluetooth-Schnittstelle. Die elektronische Schaltung 11 ist ferner mit einem universellen Anzeigefeld 14 und einem universellen Bedienfeld 15 verbunden. Bei dem Anzeigefeld 14 handelt es sich um ein Farbdisplay, auf dem graphische Darstellungen und Ziffern sowie Schrift dargestellt werden kann Das Bedienfeld 15 kann eine Folientastatur sein. Es ist aber auch möglich, das Bedienfeld 15 mit individuellen Tasten, bspw. Kurzhubtasten auszugestalten. Das Bedienfeld 15 wird dann von einem Tastenfeld ausgebildet. Die Kurzhubtaster können dabei direkt auf der Platine sitzen, die auch den Mikrokontroller trägt. Das Bedienfeld kann eine Vielzahl von Bedientasten aufweisen, über die auch eine Programmierung vorgenommen werden kann. Bspw. können über die Bedientasten Kundendaten in das Gerät eingegeben werden.
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Das Bedienfeld 15 und das Anzeigefeld 14 können auch als Touchscreen ausgebildet sein. Die einzelnen Bedientasten werden dann von bestimmten Bereichen des Anzeigefeldes ausgebildet. Im Gehäuse des Anzeigegerätes 10 kann sich darüber hinaus ein interner Sensor befinden, der den aktuellen Luftdruck bzw. die Umgebungstemperatur misst. Es kann darüber hinaus ein Batterieschacht vorhanden sein. Ferner kann ein Uhrenbaustein mit einer Notspannungsversorgung über einen separaten Akku auf einer Platine der elektronischen Schaltung 11 angeordnet sein. Das Anzeigegerät 10 kann ferner in der Lage sein, einen optischen oder akustischen Alarm abzugeben. Ebenfalls ist vorgesehen, dass das Anzeigegerät einen Vibrationsalarm abgeben kann.
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Mit der Bezugsziffer 9 ist eine Schnittstelle dargestellt. Es handelt sich um eine digitale Schnittstelle, mit welcher der Mikrokontroller 12 über eine Datenleitung 7 mit einer elektronischen Schaltung 3 eines Messwertaufnehmers 1 korrespondiert. Hierbei kann es sich um einen SPI-Bus handeln. Die Schnittstelle 9 ist als M12-Industriesteckverbinder ausgestattet. Das Gehäuse des Anzeigegerätes 10 trägt hierzu eine Gewindebuchse 18, in die ein Stecker 19 eines Messwertaufnehmers 1 eingesteckt werden kann. Der Stecker 19 trägt ein Außengewinde, auf das eine Gewindehülse der gehäuseseitigen Buchse 18 aufgeschraubt werden kann. Eine umgekehrte Konfigurierung der Schnittstelle ist aber auch möglich.
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Die Schnittstelle 9 stellt insgesamt acht elektrische Leitverbindungen zwischen der elektronischen Schaltung 3 des Messwertaufnehmers 1 und der elektronischen Schaltung 11 des Anzeigegerätes 10 her. Zwei Leitungen dienen der Energieversorgung der elektronischen Schaltung 3. Zwei Leitungen dienen einem Chip-Selekt. Zwei weitere Leitungspaare dienen der wechselseitigen Datenübertragung. Die Schnittstelle 9 ist somit über eine Energieversorgungsleitung 8 und über Datenleitungen 7 mit der elektronischen Schaltung 3 des Messwertaufnehmers 1 verbunden.
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Die elektronische Schaltung 3 des Messwertaufnehmers 1 trägt einen Analog-/Digitalwandler 6, der von einem Sensor 2 analoge Messwerte bekommt. Die analogen Messwerte werden in Digitalwerte gewandelt und über die Datenleitung 7 sowie die Schnittstelle 9 an den Mikrokontroller 12 gesendet.
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Die elektronische Schaltung 3 trägt darüber hinaus einen EEPROM. Auf diesem Datenspeicher 5 werden Konfigurationsdaten gespeichert, die der Mikrokontroller 12 über die Datenleitung 7 an die elektronische Schaltung 3 sendet. Dieser Datenspeicher 5 enthält darüber hinaus auch eine Kennung für den Typ des Messwertaufnehmers bzw. eine Seriennummer.
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Die elektronische Schaltung 3 trägt darüber hinaus ein Digitalpotentiometer 4. Anstelle des Digitalpotentiometers 4 kann die elektronische Schaltung 3 aber auch ein anders gestaltetes Stellorgan bzw. eine andere Konfigurationsschaltung aufweisen, bspw. eine digitale Spannungsquelle oder eine digitale Stromquelle. Mit dem Digitalpotentiometer 4 oder der anders ausgebildeten Konfigurationsschaltung wird der Sensor 2 konfiguriert. Im einfachsten Fall, bei dem es sich um ein Digitalpotentiometer 4 handelt, wird der Sensor mit dem Digitalpotentiometer 4 in einer Brückenschaltung geschaltet. Die Stromversorgung des Sensors 2 erfolgt über die Versorgungsleitung 8.
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Die 2 zeigt das Anwendungsspektrum einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung, die ein einziges Anzeigegerät 10 aufweist, welches in der Lage ist, mit einer Vielzahl von Messwertaufnehmern 1 verschiedenen Typs zusammenzuwirken. Mit der Bezugsziffer 1.1 ist bspw. ein Messwertaufnehmer bezeichnet, der auf Wasserstoff sensibel ist. Der Stecker 19 passt zur Buchse 18. Der Sensorkopf besitzt einen Sensor 2.1, der zur Detektierung von Wasserstoff in Atmosphärengas konfiguriert ist. Der Stecker 19 ist über einen flexiblen Rüssel mit dem Sensor 2.1 verbunden.
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Mit der Bezugsziffer 1.2 ist ein auf Brenngas sensibilisierter Messwertaufnehmer bezeichnet. Der diesbezügliche Sensor 2.2 ist bspw. für Erdgas konfiguriert und ebenfalls mit einem flexiblen Rüssel mit dem Stecker 19 verbunden.
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Mit der Bezugsziffer 1.3 ist ein Messwertaufnehmer bezeichnet, der für Kältemittel, bspw. FCKW konfiguriert ist. Auch hier ist der in einem Sensorkopf untergebrachte Sensor 2.3 über einen Schwanenhals mit dem Stecker 19 verbunden.
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Mit der Bezugsziffer 1.4 ist ein Drucktransmitter bezeichnet. Dieser besitzt einen Gewindeanschluss 21, mit dem der Drucktransmitter an ein Behältnis angeschlossen werden kann. Es ist ein Kabel 17' vorgesehen, mit dem der Drucktransmitter 1.4 mit einem Anschlussstecker 19 verbunden ist.
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Die Bezugsziffer 17 bezeichnet ein Verbindungskabel, das auf der einen Seite einen Stecker 19 aufweist, das in die Buchse 18 der Schnittstelle 9 eingesteckt werden kann und welches auf seiner anderen Seite ebenfalls eine Buchse 18 und einen Handgriff trägt.
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Mit der Bezugsziffer 20 ist eine Verlängerung bezeichnet, die auf der einen Seite einen Stecker 19 und auf der anderen Seite eine Buchse 18 trägt. Eine Verlängerung 20 bzw. das Verbindungskabel 17 kann einer der zuvor erwähnten Messwertaufnehmer 1.1, 1.2, 1.3 oder 1.4 angeschlossen werden. Die Verlängerung 20 kann flexibel oder aber auch starr sein.
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Das Anzeigegerät 10 besitzt auf seiner Gehäusebreitseite das Farbdisplay 14 und das Bedienfeld 15, welches mehrere Funktionstasten trägt, die bspw. ein Bedienkreuz bilden, mit dem ein Cursor auf dem Display 14 bewegt werden kann oder mit dem ein Messbereich eingestellt werden kann. Die Funktionen, die den einzelnen Bedientasten zugeordnet sind, hängen vom Typ des jeweils angeschlossenen Messwertaufnehmers 1 ab.
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Die 3 zeigt einen Messwertaufnehmer 1 in Form eines flexiblen Rüssels 22, der anschlussseitig ein Gehäuse aufweist, welches die elektronische Schaltung 3 trägt. Die elektronische Schaltung 3 ist dort auf einer Platine angeordnet. Zu der Platine führt die Datenleitung 7 und die Stromversorgung 8. Das Anschlussgehäuse des Messwertaufnehmers 1 bildet einen Stecker 19 einer M12-Standardsteckverbindung aus. Dieser Stecker 19 kann in die Buchse 18 des Gehäuses des Anzeigegerätes 10 eingesteckt werden.
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Am anderen Ende des flexiblen Rüssels 22 befindet sich der Sensorkopf 23, der einen von einem Sieb 25 überfangenen Gassensor 2 ausbildet, der an einem Sockel 27 befestigt ist. Durch den flexiblen Rüssel 22 gehen Anschlusskabel 24 hindurch, mit denen der Sensor 2 mit der elektronischen Schaltung 3 verbunden ist. Über die Kabel 24 gelangen die analogen Messwerte vom Sensor 2 zur elektronischen Schaltung 3. Über die Kabel 24 gelangt auch eine Konfigurationsspannung an den Sensor 2. Die elektronische Schaltung 3 besitzt hierzu bevorzugt einen Spannungsstabilisator. Die Verbindung des Sensorkopfes 23 mit dem Rüssel 22 erfolgt über ein Gewinde 26.
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Bei dem in der 5 dargestellten Ausführungsbeispiel trägt der Messwertaufnehmer 1 einen Drucksensor, der über einen Gewindeanschluss 21 an einen Behälter angeschlossen werden kann. Es ist aber auch möglich, hierzu eine Schnellkupplung 28 zu verwenden. In einem Gehäuse 29 befindet sich die elektronische Schaltung 3, die mit einem Verbindungskabel 17 mit einem nicht dargestellten Stecker 19 verbunden ist.
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Der Mikrokontroller 12 ist in der Lage, über die Datenleitung 7 Speicherplätze des Datenspeichers 5 der elektronischen Schaltung 3 auszulesen. Im Datenspeicher 5 ist eine digitale Kennung abgelegt, anhand derer der Mikrokontroller 12 den Typ und die Konfiguration des Messwertaufnehmers 1 ermitteln kann. Entsprechend dieser Daten werden dann die Funktionen der Tasten des Bedienfeldes 15 belegt. Entsprechend dem Typ des Messwertaufnehmers 1 wird auch das Anzeigefeld 14 eingerichtet.
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Über die Datenleitung 7 kann auch eine Konfiguration des Sensors 2 erfolgen. Hierzu wird das Digitalpotentiometer 4 eingestellt. Dies kann werkseitig erfolgen. Es ist aber auch möglich, den Sensor 2 des Messwertaufnehmers 1 über das Bedienfeld 15 des Anzeigegerätes 10 zu konfigurieren.
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Handelt es sich bei dem Sensor 2 bspw. um einen Feuchtemesser, um über eine Widerstandsmessung die Baufeuchte zu messen, so kann der Sensor 2 über einen geeigneten Wert des Digitalpotentiometers 4 eingestellt werden.
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Durch entsprechende Wahl des Sensors 2 bzw. von Konfigurationswerten sind Gassensoren für Wasserstoff, Methan, Kältemittel etc. herstellbar. Ferner ist es möglich, Messwertaufnehmer für Temperatur oder Druck zu fertigen. Die Messwertaufnehmer können auch Durchflussmesser sein. Die Druckmesswertaufnehmer können für unterschiedliche Druckbereiche von 0,1 Millibar bis 1.000 Bar eingerichtet sein.
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Es können Langzeitaufzeichnungen durchgeführt werden. Die in Intervallen aufgenommenen Messwerte werden im Speicher 13 zusammen mit einem Zeitstempel gespeichert. Sie können dann über die externe Schnittstelle 16 an einen PC ausgelesen werden. Über die externe Schnittstelle 16 kann auch eine Konfiguration des Sensors 2 bzw. des Digitalpotentiometers 4 erfolgen.
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In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Messwertaufnehmer 1 bzw. im Anzeigegerät 10 Leitungstransceiver vorgesehen sind, um große Leitungslängen zu ermöglichen.
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Es können nicht nur analoge Sensoren eingesetzt werden. Auch der Einsatz digitaler Sensoren ist möglich. Diese können direkt an die Schnittstelle angeschlossen werden. Vorzugsweise wird eine SPI-Schnittstelle verwendet. Die elektronische Schaltung des Messwertaufnehmers ist in der Lage, jedes digitale Signal zum bevorzugten Schnittstellenstandard aufzubereiten.
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An die Schnittstelle kann nicht nur ein einzelner Sensor, sondern bis zu acht Sensoren gleichzeitig angeschlossen werden. Es können bspw. Druck-, Temperatur-, Luftfeuchtesensoren gleichzeitig über die Schnittstelle und über das Bus-System abgefragt werden.
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Die Schnittstelle ist bevorzugt mindestens sechspolig. Sie kann aber nach oben beliebig ausgebaut werden. Bevorzugt wird eine achtpolige Schnittstelle verwendet.
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Das Anzeigegerät kann mit externen Geräten über eine externe Schnittstelle, über Funk und insbesondere über ein Wifi-Protokoll kommunizieren. Eine Kommunikation über eine Bluetooth-Schnittstelle ist ebenfalls vorgesehen.
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Das Gehäuse des Anzeigegerätes kann in Form eines Handgerätes ausgebildet sein. Es ist aber auch möglich, das Gehäuse als Koffer auszugestalten.
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Über die externe Schnittstelle, die bspw. eine USB-Schnittstelle sein kann, kann die Firmware des Gerätes ausgetauscht werden. Über diese Schnittstelle kann auch eine Programmierung des Anzeigegerätes vorgenommen werden. Auch ist vorgesehen, dass über die externe Schnittstelle oder auch über die drahtlose Schnittstele eine Kommunikation mit einem PC oder mit dem Internet durchgeführt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Messwertaufnehmer
- 1.1
- Messwertaufnehmer
- 1.2
- Messwertaufnehmer
- 1.3
- Messwertaufnehmer
- 1.4
- Drucktransmitter
- 2
- Sensor
- 2.1
- Sensor
- 2.2
- Sensor
- 3
- elektronische Schaltung
- 4
- Digitalpotentiometer
- 5
- Datenspeicher
- 6
- Analog-/Digitalwandler
- 7
- Datenleitung
- 8
- Energieversorgungsleitung
- 9
- digitale Schnittstelle
- 10
- Anzeigegerät
- 11
- Schaltung
- 12
- Mikrokontroller
- 13
- Speicher
- 14
- Anzeigefeld/Farbdisplay
- 15
- Bedienfeld
- 16
- externe Schnittstelle
- 17
- Verbindungskabel
- 17'
- Kabel
- 18
- Gewindebuchse
- 19
- Stecker
- 20
- Verlängerung
- 21
- Gewindeanschluss
- 22
- Rüssel
- 23
- Sensorkopf
- 24
- Anschlusskabel
- 25
- Sieb
- 26
- Gewinde
- 27
- Sockel
- 28
- Schnellkupplung
- 29
- Gehäuse
