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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft die Prozessautomation. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Messgerät für die Prozessautomation sowie Verwendungen des Messgeräts.
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Hintergrund
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In der Prozessautomation werden Feldgeräte eingesetzt, um Messgrößen zu bestimmen. Hierbei handelt es sich insbesondere um Füllstandmessgeräte, Grenzstanddetektoren, Durchflussmessgeräte und Druckmessgeräte. Diese Messgeräte können ein Funkmodul aufweisen, über welches sie Messdaten an einen entfernt angeordneten Empfänger versenden und von diesem Parametrierdaten erhalten können, mit denen das Messgerät programmiert werden kann. Diese Messgeräte können darüber hinaus ein Satellitennavigationsmodul aufweisen, über welches die Position des Messgeräts bestimmt werden kann.
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Insbesondere für den Fall, dass die Messgerätegehäuse metallisch sind, sind die Antennen der Funkmodule vorzugsweise außerhalb des Messgerätegehäuses angeordnet, damit eine möglichst gute Funkverbindung gewährleistet werden kann. Die Antennen sind über Leitungen mit den im Inneren des Messgerätegehäuses angeordneten Funkmodulen verbunden. Die Leitungen und Durchführungen sind bei explosionsgeschützten Geräten gegen Funkenschlag abgesichert.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Messgerät für die Prozessautomation anzugeben, welches einen vereinfachten Aufbau aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Messgerät für die Prozessautomation, welches einen ersten Empfangszweig mit einem ersten Funkmodul zum Verarbeiten eines ersten Empfangssignals und einen zweiten Empfangszweig mit einem zweiten Funkmodul zum Verarbeiten eines zweiten Empfangssignals aufweist. Die Frequenzen der beiden Empfangssignale können unterschiedlich sein. Es ist eine Mehrfachantenne vorgesehen, welche beide Signale empfängt. Die Mehrfachantenne ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung über eine oder mehrere Frequenzweichen mit den beiden Empfangszweigen verbunden und die Frequenzweiche / die Frequenzweichen ist / sind eingerichtet, dafür zu sorgen, dass das erste Signal im Wesentlichen nur an den ersten Empfangszweig und das zweite Signal im Wesentlichen nur an den zweiten Empfangszweig übertragen wird.
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Bei dem ersten Funkmodul handelt es sich beispielsweise um ein Satellitennavigationsmodul (GPS, GLONASS, etc.) oder ein Nahbereichskommunikationsmodul, wie beispielsweise ein Bluetooth-Modul. Bei dem zweiten Funkmodul handelt es sich beispielsweise um ein WLAN-Modul.
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Der erste Empfangszweig kann darüber hinaus eine zweite Frequenzweiche aufweisen, zum selektiven Übertragen des ersten Signals an das erste Funkmodul oder an ein drittes Funkmodul des ersten Empfangszweigs. Bei dem ersten Funkmodul handelt es sich dann beispielsweise um ein Satellitennavigationsmodul und bei dem dritten Funkmodul um ein Bluetooth-Modul.
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Die Funkmodule können selbstverständlich auch zum Senden von Messdaten über die Mehrfachantenne eingerichtet sein. Gemäß dieser Ausführungsform ist das Messgerät auch zum Senden eines Sendesignals mit wahlweise der ersten Frequenz (in diesem Fall wird das Sendesignal von dem ersten Funkmodul oder dem dritten Funkmodul erzeugt) oder der zweiten Frequenz (in diesem Fall wird das Sendesignal von dem zweiten Funkmodul erzeugt) über die Mehrfachantenne eingerichtet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Messgerät ein Messgerätegehäuse auf, wobei die Mehrfachantenne außerhalb des Messgerätegehäuses angebracht ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Mehrfachantenne mehrere Meter von dem Messgerätegehäuse entfernt angeordnet ist. Auch kann vorgesehen sein, dass die Mehrfachantenne abnehmbar an dem Messgerätegehäuse befestigt oder darin integriert ist.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines oben und im Folgenden beschriebenen Messgeräts für die Füllstandmessung oder Grenzstandmessung.
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Ein weiterer Aspekt betrifft die Verwendung eines oben und im Folgenden beschriebenen Messgeräts für die Druckmessung.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines oben und im Folgenden beschriebenen Messgeräts für die Durchflussmessung.
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Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich. Werden in der folgenden Figurenbeschreibung die gleichen Bezugszeichen verwendet, so bezeichnen diese gleiche oder ähnliche Elemente.
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Figurenliste
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- 1 zeigt ein Messgerätegehäuse für beispielsweise ein Füllstandradar gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in geöffnetem Zustand.
- 2 zeigt das Messgerätegehäuse der 1 in geschlossenem Zustand.
- 3 zeigt eine Schaltungsanordnung eines Messgeräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
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1 zeigt ein Messgerätegehäuse 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, das beispielsweise für ein Füllstandradar verwendet werden kann. An dem Messgerätegehäuse ist außen eine Antenne 2 angebracht. Die Antenne 2 ist über die Antennenleitung 4 mit der Elektronik 3 des Messgeräts verbunden.
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2 zeigt das Messgerätegehäuse der 1 in geschlossenem Zustand. Die Antenne 2 kann Signale verschiedener Frequenzen gleichzeitig empfangen und versenden, sodass das Messgerät mit einer einzelnen Mehrfachantenne auskommt. Dies bedeutet eine deutliche Kostenersparnis.
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Das Messgerät ist in der Lage, Signale verschiedener Funkstandards zu versenden und zu empfangen. Beispiele hierfür sind Bluetooth, Mobilfunk und GPS (Global Positioning System) Signale, oder, allgemeiner, Satellitennavigationssignale. Das Messgerät kann ein Metallgehäuse aufweisen und die Mehrfachantenne ist über die Leitung 4 mit der im Inneren des Gehäuses angeordneten Messgeräteelektronik 3 verbunden. Da nur eine einzelne Mehrfachantenne verwendet wird, sind nur eine Antennenleitung 4, nur eine Antennenhalterung 17 und nur eine Antenne 2 notwendig.
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Alternativ zur Ausführungsform der 1 und 2 kann die Antenne auch vom eigentlichen Messgerät entfernt angeordnet sein. Die Entfernung der Antenne vom Messgerät kann beispielsweise 10 m oder mehr betragen. Insbesondere kann die Antenne abnehmbar ausgeführt sein, sodass sie leicht ausgewechselt werden kann.
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Das Messgerät kann einen Explosionsschutz aufweisen, in welchem Falle die einzelne Antennenleitung 4 und deren Durchführung durch das Messgerätegehäuse gegen Funkenschlag nach außen abgesichert ist.
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Insbesondere kann das Messgerät als Feldgerät in Zweileitertechnik, Vierleitertechnik, gemäß dem HART-Standard, dem Fieldbus Foundation Standard oder dem Profibus PA Standard ausgeführt sein. Auch kann es sich bei dem Gerät, welches die Mehrfachantenne aufweist, um ein Auswertegerät handeln, welches mit einem oder mehreren Messgeräten kommuniziert und von diesen Messdaten empfängt.
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Auch ist es möglich, dass die Mehrfachantenne innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und beispielsweise auf der Platine der Messgeräteelektronik angeordnet ist. Weitere Antennen sind nicht erforderlich.
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3 zeigt den Aufbau eines Messgeräts in Form eines Schaltbildes. Die Antenne 2 ist über die Signalleitung bzw. die Antennenleitung 4 mit einer ersten Frequenzweiche 5 verbunden. Hierbei handelt es sich beispielsweise um einen Power Splitter/Combiner, beispielsweise in Form eines Mini-Schaltkreises.
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Der Power Splitter/Combiner 5 verteilt nicht nur die empfangen Funksignale auf die einzelnen Empfangszweige; zusätzlich verhindert dieser auch, dass, wenn gesendet wird, sich die Leistung vom ersten Empfangspfad auf den zweiten Empfangspfad auswirkt. Dies ist besonders deshalb wichtig, da es sein kann, dass im ersten Empfangspfad mit hoher Leistung und im zweiten Empfangspfad mit sehr niedriger Leistung gesendet wird. Die Empfindlichkeit im zweiten Empfangspfad ist unter Umständen sehr hoch und es könnte somit das Funkmodul zerstört werden.
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Durch die Filter und Diplexer wird vermieden, dass die Funkmodule Frequenzen außerhalb Ihres normalen Arbeitsbereichs „zu sehen bekommen“. Durch diese könnte der Empfang gestört oder die Funkmodule sogar zerstört werden.
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Die Filter sind so auszulegen das die gewünschten Frequenzen möglichst keine Dämpfung und die ungewünschten Frequenzen eine möglichst hohe Dämpfung erhalten. Der Übergang zwischen niedriger und hoher Dämpfung sollte so steil wie möglich sein.
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Der Power Splitter/Combiner 5 teilt die empfangene Leistung nur auf. Dadurch entsteht ein Nachteil der Empfindlichkeit des Systems. Der Power Splitter/Combiner kann aber auch einen Filter enthalten.
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Der Power Splitter/Combiner 5 überträgt das von der Antenne empfangene Signal entweder über die Signalleitung 6 (erster Empfangszweig) an einen zweiten Frequenzteiler 8, beispielsweise in Form eines Diplexers, oder über die zweite Signalleitung 7 (zweiter Empfangszweig) über (optional) einen Bandpass-Filter 15 an das Drahtlos-Funkmodul 16, welches das Empfangssignal auswertet.
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Wird das Empfangssignal hingegen über die zweite Signalleitung an den Diplexer 8 übertragen, überträgt dieser daraufhin das Signal entweder über die Leitung 9 und das SAW-Filter 11 an das GNSS-Modul 13 (das „erste“ Funkmodul) oder über die Signalleitung 10 und das Bandpass-Filter 12 an das Bluetooth-Modul 14 (das „zweite“ Funkmodul).
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Der Diplexer 8 überträgt beispielsweise bevorzugt Frequenzen im GNSS Frequenzband und/oder im Bluetooth Frequenzband in den oberen Signalpfad 9 und Frequenzen im UMTS, DCS oder GSM Frequenzband in den unteren Signalpfad 10. Die erste Frequenzweiche 5 sorgt dafür, dass in den zweiten Empfangszweig 7 vorzugsweise Frequenzen im GSM Band, DCS Band oder UMTS Band übertragen werden. Typischerweise werden diese Frequenzen zwischen 850 und 2100 MHz liegen.
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Die Schaltung kann als integrierte Schaltung ausgeführt sein, an welche die Signalleitung 4 angeschlossen ist.
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Ergänzend sei daraufhingewiesen, dass „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und die unbestimmten Artikel „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei daraufhingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.
