DE102021132585A1 - Feldgerät - Google Patents

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DE102021132585A1 DE102021132585.4A DE102021132585A DE102021132585A1 DE 102021132585 A1 DE102021132585 A1 DE 102021132585A1 DE 102021132585 A DE102021132585 A DE 102021132585A DE 102021132585 A1 DE102021132585 A1 DE 102021132585A1
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Frank Voigt
Walter Rombach
Steffen Ziegler
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Endress and Hauser Flowtec AG
Flowtec AG
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/06Indicating or recording devices
    • G01F15/061Indicating or recording devices for remote indication
    • G01F15/063Indicating or recording devices for remote indication using electrical means

Abstract

Die Erfindung offenbart ein Feldgerät, umfassend: eine Datenverarbeitungseinheit; ein lösbares Funkmodul, das elektrisch mit der Datenverarbeitungseinheit verbunden ist, wobei das Funkmodul zum Empfang und Senden von Daten und Weiterleitung zur bzw. von der Datenverarbeitungseinheit ausgestaltet ist; und eine mechanische Halterung, die dazu ausgestaltet ist, das Funkmodul lösbar fest aufzunehmen.

Description

  • Ein Feldgerät ist eine technische Einrichtung im Bereich der Automatisierungstechnik, die mit einem Produktionsprozess in direkter Beziehung steht. „Feld“ bezeichnet in der Automatisierungstechnik den Bereich außerhalb von Schaltschränken bzw. Leitwarten. Feldgeräte der Automatisierungstechnik werden in industriellen Anlagen vielfach eingesetzt. Es werden zum Beispiel in der Prozessautomatisierungstechnik vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessgrößen dienen. Zur Erfassung von Prozessgrößen dienen Messgeräte, wie beispielsweise Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, pH-Messgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, usw., welche die entsprechenden Prozessgrößen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung der Prozessgrößen werden Aktoren, wie Stellglieder, Ventile oder Pumpen, verwendet, über die z.B. der Durchfluss einer Flüssigkeit in einer Rohrleitung oder der Füllstand eines Mediums in einem Behälter geändert wird. Auch können Messwandler (Messumformer, Transmitter) als Feldgeräte bezeichnet werden. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firmengruppe Endress+Hauser angeboten und vertrieben. Feldgeräte können somit sowohl Aktoren und Sensoren, aber auch Messumformer in der Fabrik- und Prozessautomation sein.
  • Ein Feldgerät ist in der Regel über ein Bussystem mit einem Leitsystem verbunden. Darüber kann das Feldgerät gesteuert und parametriert werden.
  • Es besteht seitens des Anwenders der Wunsch, dass das Feldgerät nicht nur über das Leitsystem gesteuert wird, sondern direkt vor Ort am Feldgerät von entsprechendem Personal. Hierbei bieten sich drahtlose Kommunikationsmethoden an, beispielsweise über Smart Devices oder entsprechende Kommunikationsgeräte, beispielsweise über Bluetooth.
  • Zur Kommunikation mit Feldgeräten über Bluetooth ist ein integriertes Funkmodul mit definierter Antennenkonstellation im Feldgerät notwendig. Um derartige Feldgeräte zu vertreiben, bedarf es in unterschiedlichen Ländern unterschiedliche Funkzulassungen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drahtloskommunikation für ein Feldgerät bereit zu stellen, die unabhängig und somit nicht wiederholend für Feldgeräte zertifiziert werden kann, geringe Abmessungen aufweist und gleichzeitig robust ausgestaltet ist.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Feldgerät, umfassend eine Datenverarbeitungseinheit; ein lösbares Funkmodul, das elektrisch mit der Datenverarbeitungseinheit verbunden ist, wobei das Funkmodul zum Empfang und Senden von Daten und Weiterleitung zur bzw. von der Datenverarbeitungseinheit ausgestaltet ist; und eine mechanische Halterung, die dazu ausgestaltet ist, das Funkmodul lösbar fest aufzunehmen.
  • Durch die Entnehmbarkeit erhält das Funkmodul selbst die Funkzulassung und nicht das Feldgerät. Das Funkmodul kann dann in (andere) Feldgeräte mit entsprechender Schnittstelle eingebracht werden.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Feldgerät dazu ausgestaltet ist, zumindest eine Messgröße eines Messmediums zu erfassen, umfassend eine oder mehrere sensorische Einheiten, wobei die sensorische Einheit zur Erfassung der zumindest einer Messgröße des Messmediums ausgestaltet ist.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass es sich bei der Messgröße um den Durchfluss handelt und die sensorischen Einheiten als Messelektroden, insbesondere als Spulen, ausgestaltet sind.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Feldgerät umfasst: einen Energiespeicher, insbesondere eine Batterie, wobei das Funkmodul ausschließlich vom Energiespeicher mit Energie versorgt wird. Alternativ kann das Feldgerät aus einer Stromschleife (also einem 4..20 mA-Anschluss), Netzversorgung (beispielsweise 24 VDC) oder über 115/230 VAC bei beispielsweise 50/60 Hz entnommen werden.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Funkmodul ein oder mehrere lösbare elektrische Kontakte umfasst, insbesondere umfassend Steck-, Pin- oder Schraubverbindungen.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Funkmodul einen Chip zur Unterstützung von Bluetooth, WLAN, ZigBee, ANT, ANT+, NFC, Long Range Wide Area Network, GSM, GPRS, EDGE, LTE, 5G oder anderer Funkstandards umfasst.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Chip Abmessung von kleiner 10 mm x 10 mm x 2 mm aufweist.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Funkmodul zylinderförmig ausgestaltet ist mit Abmessungen einer Knopfzelle, insbesondere mit einem Durchmesser kleiner 20 mm, besonders kleiner 15 mm, insbesondere mit einer Höhe kleiner 6 mm, besonders kleiner 3 mm.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die mechanische Halterung eine Schraub- oder Steckverbindung umfasst und wobei das Funkmodul eine korrespondierende Schraub- oder Steckverbindung umfasst.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die mechanische Halterung als Einkerbung, Sackloch, Aussparung, Einbuchtung o.ä. ausgestaltet ist, gegebenenfalls umfasst diese ein Gewinde, wobei die mechanische Halterung so ausgestaltet ist, dass diese das Funkmodul aufnimmt, wobei die mechanische Halterung zu den elektrischen Kontakten des Funkmoduls korrespondierende Kontakte umfasst.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Feldgerät einen Deckel umfasst, gegebenenfalls umfassend ein Gewinde, der die mechanische Halterung verschließt.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Feldgerät einen Stecker umfasst, wobei die mechanische Halterung mit dem Funkmodul im Stecker angeordnet ist.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Feldgerät eine Displayeinheit umfasst, wobei die mechanische Halterung mit dem Funkmodul in der Displayeinheit angeordnet ist.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Feldgerät zumindest eine Leiterplatte umfasst, wobei die mechanische Halterung mit dem Funkmodul auf der Leiterplatte angeordnet ist.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Datenverarbeitungseinheit Firmware zur Steuerung des Funkmoduls umfasst.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Firmware des Funkmoduls und/oder des Feldgeräts „over the air“, also mittels des unterstützten Funkstandards selbst, also insbesondere Bluetooth, WLAN, ZigBee, ANT, ANT+, NFC, Long Range Wide Area Network, GSM, GPRS, EDGE, LTE, 5G oder anderer, aktualisiert oder verändert wird.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die versendeten und empfangenen Daten durch Verschlüsselung und/oder ein Passwort geschützt sind.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Zugriff auf die Datenverarbeitungseinheit durch ein Passwort geschützt sind.
  • Dies wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
    • 1a-b zeigen das beanspruchte Feldgerät in einer Ausgestaltung in verschiedenen Ansichten.
    • 2a-d zeigen das beanspruchte Feldgerät in einer Ausgestaltung in verschieden Ansichten.
    • 3 zeigt das beanspruchte Feldgerät in einer Ausgestaltung.
    • 4 zeigt das Funkmodul von einer ersten Seite.
    • 5 zeigt das Funkmodul von einer zweiten Seite in einer Explosionszeichnung.
    • 6 zeigt das Funkmodul mit verschiedenen mechanischen Halterungen.
    • 7 zeigt die Halterung samt Funkmodul.
  • In den Figuren sind gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Das beanspruchte Feldgerät in seiner Gesamtheit hat das Bezugszeichen 1 und ist in einer dreidimensionalen Ansicht 1a dargestellt. 1b zeigt das Feldgerät 1 von der Seite.
  • Das Feldgerät 1 umfasst ein Gehäuse 8 mit einer Datenverarbeitungseinheit 2, die im Gehäuse 8 angeordnet ist. Das Feldgerät 1 umfasst ein lösbares Funkmodul 3, das elektrisch mit der Datenverarbeitungseinheit 2 verbunden ist. Das Funkmodul 3 umfasst einen oder mehrere lösbare elektrische Kontakte 4 für die elektrische Verbindung zur Datenverarbeitungseinheit 2. Die Kontakte 4 sind als Steck-, Pin- oder Schraubverbindung ausgestaltet. Die Gegenseite umfasst eine korrespondierende Steck-, Pin- oder Schraubverbindung 20, siehe unten. Das Funkmodul 3 wird über eine mechanische Halterung 9 im oder am Feldgerät 1 gehalten. Das Feldgerät ist mit einem Feldbus über einen Anschluss mit entsprechendem Kabel (Bezugszeichen „21“, siehe unten) verbunden.
  • Die 1a-b zeigen das Feldgerät 1 mit dem Funkmodul 3, das als separates Einsteckbauteil am Feldgerät 1 angebracht wird, wobei das Funkmodul 3 und der Anschluss an den Feldbus 21 über separate Anschlüsse ausgestaltet ist.
  • Die Ausgestaltung in 2a-c zeigen das Feldgerät 1 mit dem Funkmodul 3, das als separates Einsteckbauteil am Feldgerät 1 angebracht wird, wobei das Funkmodul 3 und der Anschluss an den Feldbus 21 über separate Anschlüsse ausgestaltet ist, wobei diese näher beieinanderliegend angeordnet sind. 2a zeigt eine Schnittzeichnung in einer dreidimensionalen Ansicht, 2b zeigt das Feldgerät ohne Flansch 8a. 2a zeigt die Anschlüsse 20 für das Funkmodul 3, in 2b ist das Funkmodul 3 eingesetzt und wird durch eine Kappe 19 gehalten und geschützt, siehe dazu auch 7. In 2a und 2b sind der Anschluss für den Feldbus 21 und das Funkmodul 3 vertauscht. 2c zeigt die Anschlüsse 20 im Detail. Es handelt sich beispielsweise um vier Kontakte (VDD, GND, Tx, Rx), also zwei Kontakte zur Energieversorgung und zwei für die Kommunikation, die mit der Datenverarbeitungseinheit 2 verbunden sind, etwa zur seriellen Kommunikation. Ausgestaltungen mit weniger Kontakten (siehe unten) sind möglich. Über die Kontakte 20 ist auch ein Update der Firmware des Funkmoduls 3 möglich.
  • Das Feldgerät 1 kann direkt als Sensor 1a ausgestaltet sein, siehe die 1a-b und 2a-c. Ein solcher Sensor 1a ist beispielsweise ein Durchflusssensor nach den Prinzipien Coriolis, magnetische Induktion, Vortex oder Ultraschall. Weitere mögliche Sensoren sind Sensoren zur Messung des Füllstands nach den Prinzipien geführtes und frei strahlendes Radar sowie Ultraschall, auch zur Erkennung eines Grenzstandes, wobei zur Erkennung des Grenzstandes auch kapazitive Verfahren zur Anwendung kommen können. Der Sensor 1a umfasst entsprechend eine oder mehrere sensorische Einheiten 5 zur Erfassung der entsprechenden Messgröße. Die sensorische Einheit 5 hat direkt oder indirekt Kontakt mit dem Messmedium. Die sensorische Einheit 5 ist nur symbolisch dargestellt. Das Feldgerät 1 umfasst ein oder mehrere Datenverarbeitungseinheiten 2, etwa Mikrocontroller. Diese sind im Gehäuse 8 angeordnet, Sensor 1a und Datenverarbeitungseinheit 2 bilden also eine Einheit 1. In diesem Beispiel kann das Funkmodul „von außen“ am Feldgerät 1 angeordnet werden, siehe auch 6.
  • Wird beispielsweise wie in den 1a-b und 2a-c das Prinzip über magnetische Induktion angewandt, sind die sensorischen Einheiten als Spulen ausgestaltet. Gemäß dem Faraday'schen Induktionsgesetz wird in einem Leiter, der sich in einem Magnetfeld bewegt, eine Spannung induziert. Beim magnetischinduktiven Messprinzip entspricht das fließende Messmedium dem bewegten Leiter. Die induzierte Spannung verhält sich proportional zur Durchflussgeschwindigkeit und wird über zwei Messelektroden, also den sensorischen Einheiten 5, insbesondere Spulen, einem Messverstärker zugeführt. Der Verstärker kann Teil der Datenverarbeitungseinheit 2 sein. Über den Rohrleitungsquerschnitt wird das Durchflussvolumen errechnet. Das magnetische Gleichfeld wird beispielsweise durch einen geschalteten Gleichstrom wechselnder Polarität erzeugt. Typische Nennweiten für den Leitungsquerschnitt sind etwa DN25-300. Über Flansche 8a ist das Feldgerät 1 an eine Rohrleitung oder eine Behältnis angeschlossen.
  • In einer Ausgestaltung kann das Feldgerät 1 auch als Messumformer (Transmitter) ausgestaltet sein, 3. Dann umfasst das Feldgerät 1 zumindest eine Steckverbindung 12, die dazu ausgestaltet ist, dass daran ein Sensor 1a angeschlossen wird, beispielsweise über ein Kabel 13, wobei der Sensor 1a eine sensorische Einheit 5 umfasst, die zur Erfassung der zumindest einer Messgröße des Messmediums ausgestaltet ist. Kabel 13 und Sensor 1a können eine Einheit bilden, was häufig als „Kabelsensor“ oder „Festkabelsensor“ bezeichnet wird. Ebenso können aber Kabel 13 und Sensor 1a über Steckverbindungen 14a, 14b miteinander verbunden werden. Die Steckverbindungen 14a, 14b sind beispielsweise als galvanisch trennende, insbesondere als induktive Schnittstellen ausgestaltet. Die Steckverbindungen 14a, 14b umfassen dann die zwei Teile mit einem ersten Teil auf der Transmitterseite und einem zweiten Teil auf der Sensorseite. Diese sind mittels einer mechanischen Steckverbindung miteinander koppelbar. Es werden über diese Schnittstelle Daten (bidirektional) und Energie (unidirektional, d.h. in Richtung von dem Transmitter zum Sensor) gesendet. Bei dem Sensor 1a kann es sich etwa um einen pH-, Redoxpotential-, auch ISFET-, Leitfähigkeit-, Trübungs-, Sauerstoff- oder Temperatur-Sensor handeln. Der Sensor 1a umfasst entsprechend eine oder mehrere sensorische Einheiten 5 zur Erfassung der entsprechenden Messgröße. Sensor 1a und Datenverarbeitungseinheit 2 bilden also keine Einheit und sind über das Kabel 13 miteinander verbunden. In diesem Beispiel ist das Funkmodul 3 „im Inneren“ des Feldgeräts 1 angeordnet und deswegen gestrichelt gezeichnet. Das Feldgerät 1 wiederum umfasst einen Anschluss 21 an einen Feldbus.
  • In jeder der erläuterten Varianten kommuniziert das Feldgerät 1 mit einer Steuerstelle, etwa direkt mit einem Leitsystem (nicht dargestellt). Die Kommunikation zum Leitsystem erfolgt beispielsweise über einen Zweileiterbus, etwa über HART, PROFIBUS PA, Modbus oder FOUNDATION Fieldbus, oder einen Vierleiterbus. Es ist auch möglich die Schnittstelle zum Bus zusätzlich oder alternativ als drahtlose Schnittstelle auszugestalten, etwa nach dem WirelessHART Standard, wobei beispielsweise über WirelessHART eine Anbindung direkt an ein Leitsystem via einem Gateway erfolgt. Darüber hinaus ist optional oder zusätzlich im Falle des HART-Protokolls eine 4..20 mA Schnittstelle vorgesehen (nicht dargestellt). Die Schnittstelle zum Feldbus bzw. das entsprechende Kabel ist mit dem Bezugszeichen 21 gekennzeichnet.
  • 4 zeigt das Funkmodul 3 und dessen Kontakte 4. 5 zeigt das Funkmodul 3 in einer Explosionsansicht von der anderen Seite.
  • In einer Ausgestaltung wird das Funkmodul 3 von einem Energiespeicher 7 (gestrichelt dargestellt), insbesondere einer Batterie, beispielsweise einer Knopfzelle, etwa vom Typ CR1250 oder anderen, ausschließlich mit Energie versorgt. „Ausschließlich“ bedeutet, dass über die Kontakte 4 keine Energie an das Funkmodul übertragen wird. In dieser Ausgestaltung kann das Funkmodul 3 lediglich zwei Kontakte 4 umfassen, die Gegenseite entsprechend ebenso (Bezugszeichen 20).
  • In einer Ausgestaltung wird das Funkmodul über die Kontakte 4, 20 ebenfalls mit Energie versorgt. Die Energie kann aus der Stromschleife (also dem 4..20 mA-Anschluss), Netzversorgung (beispielsweise 24 VDC) oder über 115/230 VAC bei 50/60 Hz entnommen werden. Ein Energiespeicher 7 kann auch bei Versorgung über die Stromschleife oder Netzanschluss dennoch vorgesehen sein, etwa für den Fall, wenn nicht ausreichend Energie über die Versorgung zur Verfügung steht und dennoch das Funkmodul verwendet werden soll.
  • Das Funkmodul ist zylinderförmig ausgestaltet mit Abmessungen einer Knopfzelle, insbesondere mit einem Durchmesser kleiner 20 mm, besonders kleiner 15 mm, insbesondere mit einer Höhe kleiner 6 mm, besonders kleiner 3 mm. Beispielsweise hat das Modul Abmessungen von 19 mm im Durchmesser bei einer Höhe von 5 mm.
  • Das Funkmodul 3 ist als Funk-Chip ausgestaltet bzw. umfasst einen Chip 6, der zumindest einen der folgenden Funkstandards unterstützt: Bluetooth, WLAN (aus der IEEE-802.11-Familie), ZigBee, ANT, ANT+, NFC, Long Range Wide Area Network, GSM, GPRS, EDGE, LTE, 5G oder andere Funkstandards. Auch ist eine Kombination von mehreren Funkstandards auf einem Chip 6 möglich, etwa ZigBee und Bluetooth. Bei der Ausgestaltung als Bluetooth-Chip, ist dieser mindestens Bluetooth 4.0 geeignet, insbesondere mit dem Protokollstapel Bluetooth Low Energy. Der Chip 6 selbst oder das Funkmodul 3 umfassen eine dem Funkprotokoll entsprechende Antenne. Bevorzugt ist diese integriert, insbesondere in den Chip 6. Die Datenverarbeitungseinheit 2 umfasst Firmware zur Steuerung des Funkmoduls 3. Der Chip 6 selbst hat Abmessungen beispielsweise von kleiner 10 mm x 10 mm x 2 mm.
  • Die Gegenseite des Funkmoduls 3 ist etwa ein Smartphone, Tablet, Phablet, Notebook, Handheld-Transmitter oder ähnliches, wobei dieses Gerät (Bezugszeichen 16, siehe unten) entsprechenden zumindest einen Funkstandard des Funkmoduls 3 unterstützt.
  • In das Gehäuse 8 des Feldgeräts 1 integriert ist beispielsweise eine Anzeigeeinheit 10, etwa mit Touchbildschirm, zum Darstellen einiger oder mehrere Parameter, etwa des oder der wichtigsten Messparameter, etwa den Durchfluss. Über die Anzeigeeinheit 10 können auch Parameter des Feldgeräts 1 eingestellt werden. Dies zeigt 2a. Die Anzeigeeinheit 10 kann auch abgesetzt angeordnet sein, d.h. die Anzeigeeinheit ist mit dem Feldgerät 1 über ein Kabel verbunden.
  • In der in 1a dargestellten Ausgestaltung ist das Funkmodul 3 über eine mechanische Halterung 9 in der Anzeigeeinheit 10 angeordnet (siehe dazu insbesondere den Ausschnitt in 6 und den Text unten).
  • Generell ist die mechanische Halterung 9 dazu ausgestaltet, das Funkmodul 3 lösbar fest aufzunehmen. Das bedeutet, das Funkmodul 3 kann ausgewechselt werden. Das Funkmodul 3 ist zwar fest in der Halterung 9 angeordnet, und damit gegen Vibrationen, Bewegung oder Stöße geschützt und deswegen nicht unabsichtlich lösbar. Dennoch ist es aber gewollt aus der Halterung 9 entfernbar. Die mechanische Halterung 9 umfasst dazu etwa eine Schraub- oder Steckverbindung 11a, und das Funkmodul 3 umfasst dazu eine korrespondierende Schraub- oder Steckverbindung 11b, z.B. bis Schutzart IP68. Darauf wird in Bezug zu 6 unten weiter eingegangen. Auch kann das Funkmodul 3 in der Halterung 9 über eine Kappe 19 geschützt werden.
  • 6 zeigt verschiedene Anwendungsszenarien des Funkmoduls 3.
  • Das Funkmodul 3 ist zum Empfang und Senden von Daten und Weiterleitung zur bzw. von der Datenverarbeitungseinheit 2 an eine entsprechende Gegenstelle 16 ausgestaltet. Die Gegenstelle 16 kann etwa ein Smart Device, Smartphone, Tablet, Notebook, Phablet, PC, Industrie-PC, Handheld oder ähnliches sein. Wird über die Funkverbindung 15 die Gegenstelle 16 über den Chip 5 bzw. das Funkmodul 3 mit dem Feldgerät 1 verbunden, können darüber Daten ausgetauscht werden. Mögliche in Frage kommende Daten sind Messdaten, Kalibrierdaten, Konfigurationsdaten, Parameter des Feldgeräts 1, Informationen über den Betriebszustand und weitere.
  • Von oben nach unten, im Uhrzeigersinn, ist das Funkmodul angeordnet in einem Stecker 17, an einer Anzeigeeinheit 10, einem Einsteckbauteil 22 oder auf einer Leiterplatte 18.
  • Im Falle der Ausgestaltung am Stecker 17 und an der Anzeigeeinheit 10 ist die mechanische Halterung 9 als Einkerbung, Sackloch, Aussparung, Einbuchtung o.ä. ausgestaltet. Diese kann hierbei auch ein Gewinde umfassen. Die Halterung 9 nimmt dann das Funkmodul 3 auf, wobei die mechanische Halterung 9 zu den elektrischen Kontakten 4 des Funkmoduls 2 korrespondierende elektrische Kontakte 20 umfasst und die Signale vom Funkmodul 3 oder zum Funkmodul 3 an die Datenverarbeitungseinheit 2 weitergeleitet werden. Ein Deckel oder eine Kappe 19 kann die mechanische Halterung 9 verschließen und das Funkmodul 3 vor äußeren Einflüssen schützen, gegebenenfalls umfasst der Deckel 19 ein Gewinde oder entsprechenden Verschluss, beispielsweise einen bajonettartigen Verschluss.
  • Der Stecker 17 kann als Anschluss 21 zum Feldbus funktionieren. In der Abbildung in 6 ist dieser am unteren Teil des Steckers, während der Anschluss auf der linken Seite am Feldgerät 1 angeschlossen wird. Hier sind Anschluss zum Bus und zum Feldgerät in einem Bauteil realisiert, während in der Abbildung in 1a-b und 2a-c diese separat ausgestaltet sind.
  • In das Einsteckbauteil 22 kann das Funkmodul 3 angeschlossen und eingeführt werden, diese wird entsprechend der Ausgestaltung am Stecker 17 oder Anzeigeeinheit 10 gesichert, gegebenenfalls mit Kappe 19. In der Darstellung ist der rechte Teil des Einsteckbauteils 22 im Gehäuse 8 des Feldgeräts 1.
  • Im Falle der Leiterplatte 18 ist die mechanische Halterung 9 etwa ein Klemm- oder Steckverschluss, der über dem Funkmodul 3 angeordnet ist und dieses fixiert. Gegebenenfalls wird der Verschluss auf die Leiterplatte geschraubt, geklebt oder gelötet. Die elektrische Kontaktierung 20 ist als Leiterbahn auf der Leiterplatte ausgestaltet.
  • 7 zeigt eine Detailaufnahme des Funkmoduls 3, das durch den Deckel 19 abgedeckt wird. Das Modul 3 wird in der Halterung 9 gehalten. Diese ist der Ausgestaltung als Einsteckmodul 22.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Feldgerät
    1a
    Sensor
    2
    Datenverarbeitungseinheit
    3
    Funkmodul
    4
    elektrische Kontakte von 3
    5
    sensorische Einheit
    6
    Chip
    7
    Energiespeicher
    8
    Gehäuse
    8a
    Flansch
    9
    mechanische Halterung10 Anzeigeeinheit
    11 a
    Schraub- oder Steckverbindung
    11b
    korrespondierende Schraub- oder Steckverbindung
    12
    Steckverbindung
    13
    Kabel
    14a
    Steckverbindung
    14b
    korrespondierende Steckverbindung
    15
    Funkverbindung
    16
    Funk-Gegenstelle
    17
    Stecker
    18
    Leiterplatte
    19
    Deckel
    20
    elektrische Kontakte in 9
    21
    Feldbusanschluss
    22
    Einsteckbauteil

Claims (15)

  1. Feldgerät (1), umfassend - eine Datenverarbeitungseinheit (2); - ein lösbares Funkmodul (3), das elektrisch mit der Datenverarbeitungseinheit (2) verbunden ist, wobei das Funkmodul (3) zum Empfang und Senden von Daten und Weiterleitung zur bzw. von der Datenverarbeitungseinheit (2) ausgestaltet ist; und - eine mechanische Halterung (9), die dazu ausgestaltet ist, das Funkmodul (3) lösbar fest aufzunehmen.
  2. Feldgerät (1) nach Anspruch 1, das dazu ausgestaltet ist, zumindest eine Messgröße eines Messmediums zu erfassen, umfassend - eine oder mehrere sensorische Einheiten (5), wobei die sensorische Einheit (5) zur Erfassung der zumindest einer Messgröße des Messmediums ausgestaltet ist.
  3. Feldgerät (1) nach Anspruch 2, wobei es sich bei der Messgröße um den Durchfluss handelt und die sensorischen Einheiten (5) als Messelektroden, insbesondere als Spulen, ausgestaltet sind.
  4. Feldgerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend einen Energiespeicher (7), insbesondere eine Batterie, wobei das Funkmodul (3) ausschließlich vom Energiespeicher (7) mit Energie versorgt wird.
  5. Feldgerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Funkmodul (3) ein oder mehrere lösbare elektrische Kontakte (4) umfasst, insbesondere umfassend Steck-, Pin- oder Schraubverbindungen.
  6. Feldgerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei Funkmodul (3) einen Chip (6) zur Unterstützung von Bluetooth, WLAN, ZigBee, ANT, ANT+, NFC, Long Range Wide Area Network, GSM, GPRS, EDGE, LTE, 5G oder anderer Funkstandards umfasst.
  7. Feldgerät (1) nach dem vorherige Anspruch, wobei der Chip (6) Abmessung von kleiner 10 mm x 10 mm x 2 mm aufweist.
  8. Feldgerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Funkmodul (3) zylinderförmig ausgestaltet ist mit Abmessungen einer Knopfzelle, insbesondere mit einem Durchmesser kleiner 20 mm, besonders kleiner 15 mm, insbesondere mit einer Höhe kleiner 6 mm, besonders kleiner 3 mm.
  9. Feldgerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die mechanische Halterung (9) eine Schraub- oder Steckverbindung (11a) umfasst und wobei das Funkmodul (3) eine korrespondierende Schraub- oder Steckverbindung (11b) umfasst.
  10. Feldgerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die mechanische Halterung (9) als Einkerbung, Sackloch, Aussparung, Einbuchtung o.ä. ausgestaltet ist, gegebenenfalls umfasst diese ein Gewinde, wobei die mechanische Halterung (9) so ausgestaltet ist, dass diese das Funkmodul (3) aufnimmt, wobei die mechanische Halterung (9) zu den elektrischen Kontakten (4) des Funkmoduls (3) korrespondierende Kontakte (20) umfasst.
  11. Feldgerät (1) nach dem vorherige Anspruch, umfassend einen Deckel (19), gegebenenfalls umfassend ein Gewinde, der die mechanische Halterung (9) verschließt.
  12. Feldgerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend einen Stecker, wobei die mechanische Halterung mit dem Funkmodul im Stecker angeordnet ist.
  13. Feldgerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend eine Anzeigeeinheit (10), wobei die mechanische Halterung (9) mit dem Funkmodul (3) in der Anzeigeeinheit (10) angeordnet ist.
  14. Feldgerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend zumindest eine Leiterplatte (18), wobei die mechanische Halterung (9) mit dem Funkmodul (3) auf der Leiterplatte (18) angeordnet ist.
  15. Feldgerät (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Datenverarbeitungseinheit (2) Firmware zur Steuerung des Funkmoduls (3) umfasst.
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