DE102016105385A1 - Sensor housing and sensor with sensor housing - Google Patents

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DE102016105385A1 DE102016105385.6A DE102016105385A DE102016105385A1 DE 102016105385 A1 DE102016105385 A1 DE 102016105385A1 DE 102016105385 A DE102016105385 A DE 102016105385A DE 102016105385 A1 DE102016105385 A1 DE 102016105385A1
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Abstract

Bereitgestellt werden ein Sensorgehäuse (100, 200, 300) für einen Sensor, bei dem das Sensorgehäuse (100, 200, 300) aus mindestens einer Blickrichtung betrachtet eine rohrförmige Außenkontur mit einem im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweist, und bei dem der von dem Sensorgehäuse (100, 200, 300) umschlossene Raum in mindesten zwei Kammern (101, 102, 201, 202, 301, 302) aufgeteilt ist sowie ein Sensor mit einem Szintillator (104), einem Elektronikmodul (105) und einem solchen Sensorgehäuse (100, 200, 300).Provided are a sensor housing (100, 200, 300) for a sensor, in which the sensor housing (100, 200, 300), viewed from at least one viewing direction, has a tubular outer contour with a substantially constant cross section, and in which the sensor housing ( 100, 200, 300) is divided into at least two chambers (101, 102, 201, 202, 301, 302) and a sensor with a scintillator (104), an electronics module (105) and such a sensor housing (100, 200 , 300).

Description

Sensorgehäuse bilden eine wichtige Standardkomponente für jeden Sensor, insbesondere für Sensoren für Füllstand, Dichte, Druchfluss, Massenstrom etc.. Gerade durch eine solche standardmäßige Verwendung von Gehäusen kommt es aber in der Praxis dazu, dass unterschiedliche Sensoren trotz der unterschiedlichen Bedürfnisse, die noch zudem von den jeweiligen Einsatzbedingungen abhängig sein können, keine auf die jeweilige Anwendung optimierten Sensorgehäuse erhalten. Sensor housings form an important standard component for each sensor, in particular for sensors for fill level, density, flow rate, mass flow, etc. However, it is precisely such a standard use of housings that in practice means that different sensors, in spite of the different needs, still further can be dependent on the particular conditions of use, no optimized to the particular application sensor housing.

Ein bekanntes Sensorgehäuse für einen radiometrischen Sensor und einen bekannten radiometrischer Sensor, insbesondere Szintillationsdektor mit einem solchen Sensorgehäuse offenbart die US 9,127,977 B2 . A known sensor housing for a radiometric sensor and a known radiometric sensor, in particular Szintillationsdektor with such a sensor housing discloses the US 9,127,977 B2 ,

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Sensorgehäuse sowie einen Sensor, bevorzugt einen Szintillationsdetektor, mit einem solchen Gehäuse bereitzustellen, mit denen insbesondere ein Betrieb in explosionsgefährdeter Umgebung möglich ist. The object of the invention is to provide an improved sensor housing and a sensor, preferably a scintillation detector, with such a housing, with which in particular an operation in potentially explosive environments is possible.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Sensorgehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einen Sensor mit den Merkmalen des Anspruchs 5. This object is achieved by a sensor housing having the features of claim 1 and a sensor having the features of claim 5.

Das erfindungsgemäße Sensorgehäuse für einen Sensor, zeichnet sich durch zwei Merkmale besonders aus:
Einerseits weist das Sensorgehäuse erfindungsgemäß aus mindestens einer Blickrichtung betrachtet eine rohrförmige Außenkontur mit einem im Wesentlichen konstanten Querschnitt auf. Mit anderen Worten wird ein Teil der Außenkontur des Sensorgehäuses also durch einen Rohrmantel mit über diese Blickrichtung hinweg im Wesentlichen konstantem Querschnitt gebildet. Diese Maßnahme stellt sicher, dass auf besonders einfache Weise eine Kühlung mit einem Fluid, wie z.B. mit Wasser oder Luft, realisiert werden kann, indem einfach ein Schlauch über das Sensorgehäuse gezogen bzw. ein Rohr mit einem größeren Querschnitt, der den Querschnitt des Sensorgehäuses vollständig überdeckt, über das Sensorgehäuse geschoben wird. The sensor housing according to the invention for a sensor is characterized by two features in particular:
On the one hand, according to the invention, the sensor housing, viewed from at least one viewing direction, has a tubular outer contour with a substantially constant cross section. In other words, a part of the outer contour of the sensor housing is therefore formed by a tubular jacket with a cross section which is substantially constant over this viewing direction. This measure ensures that a cooling with a fluid, such as water or air, can be realized in a particularly simple manner by simply pulling a hose over the sensor housing or a pipe with a larger cross section, the complete cross section of the sensor housing covered, pushed over the sensor housing.

In einer besonderes bevorzugten Ausgestaltung des Sesorgehäuses wird dieser Rohrmantel auch nicht durch andere Teile, z.B. den Rand eines Deckels, übergriffen, was ein solches Überziehen oder Überschieben besonder einfach macht, weil als Folge der erfindungsgemäßen Gestaltung mit einem konstanten Querschnitt dieser Vorgang nicht durch abstehende Gehäuseteile behindert wird. In a particularly preferred embodiment of the sesor housing, this tube jacket is not replaced by other parts, e.g. the edge of a lid, overlapped, which makes such a coating or sliding particularly simple, because as a result of the design according to the invention with a constant cross-section of this process is not hindered by protruding housing parts.

Andererseits ist erfindungsgemäß der von dem Sensorgehäuse umschlossene Raum in mindesten zwei Kammern aufgeteilt. Durch die Aufteilung in mindestens zwei Kammern ergibt sich insbesondere die Möglichkeit, die Schutzklasse dieser Kammern jeweils im Hinblick auf die Anforderungen der jeweiligen Sensorkomponente anzupassen. Beispielsweise ist für einen Szintillatorkristall eine druckfeste Kapselung (auch als „Ex d“ bezeichnet) oder Eigensicherheit (auch als „Ex i“ bezeichnet) offenkundig unnötig, während sie für eine Steuer- und/oder Auswerteelektronik wesentlich sein kann. Dementsprechend besteht die Möglichkeit, eine Zulassung für eine bestimmte Schutzklasse mit geringerem Aufwand zu erreichen. On the other hand, according to the invention, the space enclosed by the sensor housing is divided into at least two chambers. The division into at least two chambers results in particular in the possibility of adapting the protection class of these chambers in each case with regard to the requirements of the respective sensor component. For example, for a scintillator crystal, a flameproof enclosure (also referred to as "Ex d") or intrinsic safety (also referred to as "Ex i") is obviously unnecessary, while it may be essential to control and / or evaluation electronics. Accordingly, it is possible to achieve an approval for a particular class of protection with less effort.

Dementsprechend ist es auch bevorzugt, wenn die Kammern zumindest teilweise unterschiedliche Sicherheitsstandards erfüllen, wobei insbesondere bevorzugt wenigstens eine der der Kammern druckfest und/oder eigensicher gestaltet ist. Accordingly, it is also preferred if the chambers at least partially meet different security standards, wherein in particular preferably at least one of the chambers is pressure-resistant and / or intrinsically safe.

Besonders bevorzugt ist es, wenn mindestens eine der Kammern mittels einer durchsichtigen Trennwand von mindestens einer benachbarten Kammer abgetrennt ist. Diese kann beispielsweise als Schauglas ausgeführt sein. Zweckmäßigerweise ordnet man einer der zueinander benachbarten Kammern bei einem Szintillationszähler den Szintillatorkristall an und die Nachweiselektronik in der anderen. It is particularly preferred if at least one of the chambers is separated by means of a transparent partition of at least one adjacent chamber. This can for example be designed as a sight glass. It is expedient to arrange the scintillator crystal in one scintillation counter of one of the mutually adjacent chambers and the detection electronics in the other.

Eine besonders bevorzugte alternative Ausgestaltung besteht darin, dass mindestens eine der Kammern mittels einer ex d Durchführung von einer benachbarten Kammer abgetrennt ist. A particularly preferred alternative embodiment is that at least one of the chambers is separated by means of an ex d implementation of an adjacent chamber.

Besonders geeignet sind derartige Sensorgehäuse für radiometrische Sensoren im Allgemeinen und Szintillations-Detektoren im Besonderen. Particularly suitable are such sensor housing for radiometric sensors in general and scintillation detectors in particular.

Der erfindungsgemäße Sensor weist einen Szintillator, ein Elektronikmodul und ein erfindungsgemäß gestaltetes Sensorgehäuse auf. Bevorzugt ist es dabei, wenn der Szintillator und das Elektronikmodul in zwei zueinander benachbarten Kammern des Sensorgehäuses angeordnet sind, die mit einer durchsichtigen Trennwand voneinander getrennt sind. Insbesondere wird bevorzugt, dass die Kammer, in der das Elektronikmodul angeordnet ist, druckfest gekapselt ist. The sensor according to the invention has a scintillator, an electronic module and a sensor housing designed according to the invention. It is preferred if the scintillator and the electronic module are arranged in two mutually adjacent chambers of the sensor housing, which are separated from each other by a transparent partition. In particular, it is preferred that the chamber in which the electronic module is arranged is pressure-tightly encapsulated.

Darüber hinaus hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Anschlussklemmen für das Elektronikmodul in einer von der das Elektronikmodul aufnehmenden Kammer getrennten, separaten Kammer angeordnet sind, die mit einer ex d-Durchführung mit der Kammer, in der das Elektronikmodul angeordnet ist, verbunden ist. Auf diese Weise kann z.B. leicht eine druckfeste Kapselung des Anschlussgehäuses mit einem eigensicheren Elektronikgehäuse kombiniert werden oder ein eigensicheres Anschlussgehäuse mit einem druckfesten Elektronikgehäuse Moreover, it has proven to be advantageous if the connection terminals for the electronic module are arranged in a separate chamber from the electronic module receiving the chamber, which is connected to an ex d-passage with the chamber in which the electronic module is arranged , In this way, e.g. a flameproof enclosure of the connection housing can be easily combined with an intrinsically safe electronics housing or an intrinsically safe connection housing with a flameproof electronics housing

In einer Weiterentwicklung der zuletzt genannten Ausgestaltung werden die Anschlussklemmen für das Elektronikmodul bevorzugt in einer Kammer angeordnet, zu deren Kammerwand eine Stirnseite des Sensorgehäuses gehört, und an dieser Stirnseite wird ein Anzeige- und Bedienmodul angeordnet. Auf diese Weise sind Anschluss und Bedienung des Geräts jederzeit möglich, auch unter ex-Atmosphäre. In a further development of the last-mentioned embodiment, the connection terminals for the electronics module are preferably arranged in a chamber, whose chamber wall includes an end face of the sensor housing, and a display and adjustment module is arranged on this end face. In this way, connection and operation of the device are possible at any time, even under ex-atmosphere.

Für eine Reihe von Anwendungen ist es ferner nützlich, wenn das Sensorgehäuse von einem Kühlmantel umgeben ist. It is also useful for a number of applications when the sensor housing is surrounded by a cooling jacket.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren, die Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to figures that illustrate embodiments. Show it:

1: Eine erste Variante eines Sensorgehäuses mit einem radiometrischen Sensor, 1 : A first variant of a sensor housing with a radiometric sensor,

2: eine zweite Variante eines Sensorgehäuses mit einem Elektronikmodul mit Anschlussklemmen, und 2 a second variant of a sensor housing with an electronic module with terminals, and

3: eine dritte Variante eines Sensorgehäuses mit einem Elektronikmodul mit Anschlussklemmen und einem Anzeige- und Bedienmodul. 3 A third variant of a sensor housing with an electronic module with connection terminals and a display and adjustment module.

1 zeigt ein rohrförmiges Sensorgehäuse 100 mit einem darin angeordneten radiometrischen Sensor, nämlich einen Szintillationsdetektor mit einem Szintillator 104 und einem Elektronikmodul 105, welches mit Anschlussleitungen 106 angeschlossen ist. Das Sensorgehäuse 100 weist eine erste Kammer 101 und eine zweite Kammer 102 auf, die durch eine durchsichtige Trennwand 103, die z.B. als Schauglas ausgeführt sein kann, voneinander getrennt sind. Die erste Kammer 101, in der der Szintillator 104 angeordnet ist, erfüllt keine ex-Anforderungen und benötigt keine Zulassung. Die zweite Kammer 102, in der das Elektronikmodul 105 angeordnet ist, ist druckfest gekapselt. Somit erfüllen die beiden Kammern 101, 102 unterschiedliche Sicherheitsstandards. 1 shows a tubular sensor housing 100 with a radiometric sensor disposed therein, namely a scintillation detector with a scintillator 104 and an electronics module 105 , which with connection lines 106 connected. The sensor housing 100 has a first chamber 101 and a second chamber 102 on, passing through a transparent partition 103 , which may be designed as a sight glass, for example, are separated from each other. The first chamber 101 in which the scintillator 104 does not meet any ex-requirements and does not require approval. The second chamber 102 in which the electronics module 105 is arranged, is pressure-tight encapsulated. Thus, the two chambers meet 101 . 102 different safety standards.

Der Querschnitt des rohrförmigen Sensorgehäuses 100 ist konstant. Daher kann es leicht in einen rohrförmigen Kühlmantel 107 eingeschoben werden, so dass in dem Zwischenraum zwischen der rohrförmigen Außenwand des Sensorgehäuses 100 und dem Kühlmantel 107 ein Kühlmedium 108 vorhanden sein oder strömen kann. The cross section of the tubular sensor housing 100 is constant. Therefore, it can easily get into a tubular cooling jacket 107 be pushed, so that in the space between the tubular outer wall of the sensor housing 100 and the cooling jacket 107 a cooling medium 108 be present or can flow.

2 zeigt ein Sensorgehäuse 200 mit einem darin angeordneten Elektronikmodul 205, das über ebenfalls in dem Sensorgehäuse 200 angeordnete Anschlussklemmen 207 an Anschlussleitungen 206 angeschlossen ist. Das Sensorgehäuse 200 weist eine erste Kammer 201 und eine zweite Kammer 202 auf, die durch eine Trennwand 203, die beispielsweise als ex d-Durchführung realisiert sein kann, voneinander getrennt sind. Die erste Kammer 201, in der das Elektronikmodul 205 angeordnet ist, erfüllt ex i-Anforderungen, ist also eigensicher ausgeführt. Die zweite Kammer 202, in der die Anschlussklemmen 207 angeordnet sind, ist druckfest gekapselt. Somit erfüllen die beiden Kammern 201, 202 unterschiedliche Sicherheitsstandards. 2 shows a sensor housing 200 with an electronic module arranged therein 205 , which is also in the sensor housing 200 arranged terminals 207 on connecting cables 206 connected. The sensor housing 200 has a first chamber 201 and a second chamber 202 on, passing through a partition 203 , which may be realized, for example, as ex d-implementation, are separated from each other. The first chamber 201 in which the electronics module 205 is arranged, meets ex i requirements, so it is designed intrinsically safe. The second chamber 202 in which the terminals 207 are arranged, is pressure-tight encapsulated. Thus, the two chambers meet 201 . 202 different safety standards.

3 zeigt ein Sensorgehäuse 300 mit einem darin angeordneten Elektronikmodul 305, das über ebenfalls in dem Sensorgehäuse 300 angeordnete Anschlussklemmen 307 an Anschlussleitungen 306 angeschlossen ist. Das Sensorgehäuse 300 weist eine erste Kammer 301 und eine zweite Kammer 302 auf, die durch eine Trennwand 303, die beispielsweise als ex d-Durchführung realisiert sein kann, voneinander getrennt sind. Die erste Kammer 301, in der das Elektronikmodul 305 angeordnet ist, erfüllt ex d-Anforderungen, ist also druckfest gekapselt. Die zweite Kammer 302, in der die Anschlussklemmen 307 angeordnet sind, ist eigensicher ausgeführt. Somit erfüllen die beiden Kammern 301, 302 unterschiedliche Sicherheitsstandards. 3 shows a sensor housing 300 with an electronic module arranged therein 305 , which is also in the sensor housing 300 arranged terminals 307 on connecting cables 306 connected. The sensor housing 300 has a first chamber 301 and a second chamber 302 on, passing through a partition 303 , which may be realized, for example, as ex d-implementation, are separated from each other. The first chamber 301 in which the electronics module 305 is arranged, meets ex d requirements, so it is pressure-tight encapsulated. The second chamber 302 in which the terminals 307 are arranged intrinsically safe. Thus, the two chambers meet 301 . 302 different safety standards.

Ferner ist in der stirnseitigen Kammerwand der in der zweiten Kammer 302 ein Anzeige- und Bedienmodul 308 angeordnet. Further, in the frontal chamber wall in the second chamber 302 a display and adjustment module 308 arranged.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100, 200, 300 100, 200, 300
Sensorgehäuse sensor housing
101, 201, 301 101, 201, 301
erste Kammer first chamber
102, 202, 302 102, 202, 302
zweite Kammer second chamber
103, 203, 303 103, 203, 303
Trennwand partition wall
104 104
Szintillator scintillator
105, 205, 305 105, 205, 305
Elektronikmodul electronic module
106, 206, 306 106, 206, 306
Anschlussleitungen connecting cables
107 107
Kühlmantel cooling jacket
108 108
Kühlmedium cooling medium
207, 307 207, 307
Anschlussklemmen terminals
308 308
Anzeige- und Bedienmodul Display and adjustment module

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 9127977 B2 [0002] US 9127977 B2 [0002]

Claims (11)

Sensorgehäuse (100, 200, 300) für einen Sensor, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (100, 200, 300) aus mindestens einer Blickrichtung betrachtet eine im Wesentlichen rohrförmige Außenkontur mit einem konstanten Querschnitt aufweist, und dass der von dem Sensorgehäuse (100, 200, 300) umschlossene Raum in mindesten zwei Kammern (101, 102, 201, 202, 301, 302) aufgeteilt ist. Sensor housing ( 100 . 200 . 300 ) for a sensor, characterized in that the sensor housing ( 100 . 200 . 300 ) viewed from at least one viewing direction has a substantially tubular outer contour with a constant cross-section, and that of the sensor housing ( 100 . 200 . 300 ) enclosed space in at least two chambers ( 101 . 102 . 201 . 202 . 301 . 302 ) is divided. Sensorgehäuse (100, 200, 300) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Kammern (101, 102, 201, 202, 301, 302) zumindest teilweise unterschiedliche Sicherheitsstandards erfüllen. Sensor housing ( 100 . 200 . 300 ) according to claim 1, characterized in that the at least two chambers ( 101 . 102 . 201 . 202 . 301 . 302 ) meet at least partially different safety standards. Sensorgehäuse (100, 200, 300) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Kammern (101, 102, 201, 202, 301, 302) druckfest und/oder eigensicher gestaltet ist. Sensor housing ( 100 . 200 . 300 ) according to claim 2, characterized in that at least one of the chambers ( 101 . 102 . 201 . 202 . 301 . 302 ) is designed pressure-resistant and / or intrinsically safe. Sensorgehäuse (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Kammern (101, 102) mittels einer durchsichtigen Trennwand (103) von mindestens einer benachbarten Kammer (102, 101) abgetrennt ist. Sensor housing ( 100 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one of the chambers ( 101 . 102 ) by means of a transparent partition ( 103 ) of at least one adjacent chamber ( 102 . 101 ) is separated. Sensorgehäuse (200, 300) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Kammern (201, 202, 301, 302) mittels einer durchsichtigen Trennwand (103) von mindestens einer benachbarten Kammer (102, 101) abgetrennt ist. Sensor housing ( 200 . 300 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one of the chambers ( 201 . 202 . 301 . 302 ) by means of a transparent partition ( 103 ) of at least one adjacent chamber ( 102 . 101 ) is separated. Sensor mit einem Szintillator (104), einem Elektronikmodul (105, 205, 305) und einem Sensorgehäuse (100, 200, 300) nach einem der vorstehenden Ansprüche. Sensor with a scintillator ( 104 ), an electronic module ( 105 . 205 . 305 ) and a sensor housing ( 100 . 200 . 300 ) according to any one of the preceding claims. Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Szintillator (104) und das Elektronikmodul (105) in zwei zueinander benachbarten Kammern (101, 102) des Sensorgehäuses (101) angeordnet sind, die mit einer durchsichtigen Trennwand (103) voneinander getrennt sind. Sensor according to claim 6, characterized in that the scintillator ( 104 ) and the electronic module ( 105 ) in two mutually adjacent chambers ( 101 . 102 ) of the sensor housing ( 101 ) arranged with a transparent partition ( 103 ) are separated from each other. Sensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (102), in der das Elektronikmodul (105) angeordnet ist, druckfest gekapselt ist. Sensor according to claim 7, characterized in that the chamber ( 102 ), in which the electronic module ( 105 ) is arranged, pressure-tight encapsulated. Sensor nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussklemmen (207, 307) für das Elektronikmodul (205, 305) in einer von der das Elektronikmodul (205, 305) aufnehmenden Kammer (201, 301) getrennten, separaten Kammer (202, 302) angeordnet sind, die mit einer ex d-Durchführung (203, 303) mit der Kammer (201, 301), in der das Elektronikmodul (205, 305) angeordnet ist, verbunden ist. Sensor according to one of claims 5 to 7, characterized in that the terminals ( 207 . 307 ) for the electronic module ( 205 . 305 ) in one of which the electronic module ( 205 . 305 ) receiving chamber ( 201 . 301 ) separate, separate chamber ( 202 . 302 ) with an ex d ( 203 . 303 ) with the chamber ( 201 . 301 ), in which the electronic module ( 205 . 305 ) is connected. Sensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stirnseite des Sensorgehäuses (300) zu der Wand der Kammer (302) gehört, in der die Anschlussklemmen (307) für das Elektronikmodul (305) angeordnet sind, und dass an dieser Stirnseite ein Anzeige- und Bedienmodul (308) angeordnet ist. Sensor according to claim 9, characterized in that an end face of the sensor housing ( 300 ) to the wall of the chamber ( 302 ), in which the terminals ( 307 ) for the electronic module ( 305 ) are arranged, and that at this front page a display and operating module ( 308 ) is arranged. Sensor nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (100) von einem Kühlmantel (107) umgeben ist. Sensor according to one of claims 6 to 10, characterized in that the sensor housing ( 100 ) of a cooling jacket ( 107 ) is surrounded.
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