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Die Erfindung betrifft ein Feldgerät der Prozess- und Automatisierungstechnik für die Bestimmung und/oder Überwachung mindestens eines chemischen und/oder physikalischen Parameters eines Mediums, wobei das Feldgerät ein gasdichtes Gehäuse aufweist, welches das Feldgerät zumindest teilweise umgibt.
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Feldgeräte in der Prozess- und Automatisierungstechnik dienen der Überwachung und/oder Bestimmung mindestens einer, beispielsweise chemischen und/oder physikalischen, Prozessgröße eines Mediums. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung werden alle Messgeräte als Feldgerät bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von Firmen der Endress + Hauser-Gruppe hergestellt und vertrieben.
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Bei der von dem Feldgerät zu bestimmenden Prozessgröße kann es sich um den Füllstand, den Durchfluss, den Druck, die Temperatur, den pH-Wert, ein Redoxpotential, oder die Leitfähigkeit des jeweiligen Mediums handeln. Die der Bestimmung der Prozessgröße zugrundeliegenden unterschiedlichen, möglichen Messprinzipien sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden hier nicht weiter erläutert. Feldgeräte zur Messung des Füllstands sind insbesondere als Mikrowellen-Füllstandsmessgeräte, Ultraschall-Füllstandsmessgeräte, zeitbereichsreflektometrische Füllstandsmessgeräte (TDR), radiometrische Füllstandsmessgeräte, kapazitive Füllstandsmessgeräte, konduktive Füllstandsmessgeräte und vibronische Füllstandsmessgeräte ausgestaltet. Feldgeräte zur Messung des Durchflusses dagegen arbeiten beispielsweise nach dem Coriolis-, Ultraschall-, Vortex-, thermischen und/oder magnetisch induktiven Messprinzip. Bei Druckmessgeräten handelt es sich bevorzugt um sogenannte Absolut-, Relativ- oder Differenzdruckgeräte. Im Zusammenhang mit der Erfindung werden unter Feldgeräten also insbesondere auch Remote I/Os, Funkadapter bzw. allgemein Geräte verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind.
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Ein Feldgerät umfasst typischerweise eine zumindest teilweise und/oder zumindest zeitweise mit dem Prozess in Berührung kommende Sensoreinheit und eine Elektronikeinheit, welche beispielsweise der Signalerfassung, Signalauswertung und/oder Signalspeisung dient. Die Elektronikeinheit des Feldgeräts ist typischerweise in einem Gehäuse angeordnet und verfügt zusätzlich über mindestens ein Anschlusselement zum Anschluss der Elektronikeinheit an die Sensoreinheit und/oder eine externe Einheit. Das Anschlusselement kann eine beliebige Verbindung sein, auch eine drahtlose Verbindung ist einsetzbar. Die Elektronikeinheit und die Sensoreinheit können in Form separater Einheiten mit getrennten Gehäusen oder als eine Einheit mit einem gemeinsamen Gehäuse ausgestaltet sein.
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Das Gehäuse dient sowohl als optische Verkleidung als auch zum Schutz der darin befindlichen Einheiten vor Einflüssen der Umgebung, wie beispielsweise Schmutz, Sonnenstrahlung oder Krafteinwirkungen. Insbesondere durch herabfallende Gegenstände verursachte Schläge können die Sensoreinheit und/oder die Elektronikeinheit kritisch treffen, so dass das Gehäuse typischerweise dazu ausgestaltet ist, solche Schläge abzufangen.
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Häufig weist das Gehäuse jedoch Anbauelemente auf, welche nicht innerhalb des Gehäuses angeordnet sind und damit äußeren Einflüssen ausgesetzt sind. An vielen Gehäusen von Feldgeräten ist beispielsweise ein Druckausgleichselement in einer Öffnung des Gehäuses angebracht, welches einen im Innenraum des Gehäuses entstehenden Druck mit dem Druck der Umgebung ausgleicht oder einen Umgebungsdruck als Referenzdruck an einen Drucksensor im Inneren des Gehäuses leitet. Aufgrund der benötigten Verbindung des Druckausgleichselements mit der Umgebung kann es nicht innerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Häufig ist das Druckausgleichselement aus einem Kunststoff gefertigt und daher besonders empfindlich gegenüber Krafteinwirkungen wie Schlägen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Feldgerät anzugeben, bei dem ein Anbauelement vor Schlägen geschützt ist.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Feldgerät der Prozess- und Automatisierungstechnik für die Bestimmung und/oder Überwachung mindestens eines chemischen und/oder physikalischen Parameters eines Mediums,
wobei das Feldgerät ein gasdichtes Gehäuse aufweist, welches das Feldgerät zumindest teilweise umgibt,
wobei ein Anbauelement an einer Außenwandung des Gehäuses oder in einer Öffnung der Außenwandung des Gehäuses angeordnet ist,
wobei das Gehäuse in einem am Anbauelement benachbarten Bereich mindestens ein Schutzelement aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass eine auf das Anbauelement gerichtete Krafteinwirkung in Form eines Schlags von dem mindestens einen Schutzelement abgefangen wird.
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Das Anbauelement wird damit durch das mindestens eine Schutzelement vor dem Schlag geschützt. Indem das mindestens eine Schutzelement den Schlag abfängt, wird das Anbauelement beispielsweise nicht direkt vom Schlag getroffen. Das mindestens eine Schutzelement weist dann eine derartige geometrische Ausgestaltung auf, dass ein Schlag das mindestens eine Schutzelement, aber nicht das Anbauelement trifft. Das mindestens eine Schutzelement kann jedoch auch so ausgestaltet sein, dass es die Krafteinwirkung in Form eines Schlags derart abfängt, dass das Anbauelement nur teilweise vom Schlag getroffen wird, so dass das Anbauelement funktionsfähig, intakt und/oder dicht bleibt. Die Krafteinwirkung in Form des Schlags, welche auf das Anbauelement einwirken kann, wird in diesem Fall durch das mindestens eine Schutzelement derart begrenzt, dass das Anbauelement durch den Schlag nicht wesentlich beeinträchtigt wird. Das Anbauelement ist dabei mit dem Gehäuse verbunden, als Teil des Gehäuses ausgestaltet oder in die Öffnung der Außenwandung eingeführt. Ein Endbereich des Anbauelements kann dabei aus der Öffnung herausragen oder in die Öffnung versenkt sein. Das Gehäuse ist beispielsweise aus Kunststoff oder Metall gefertigt.
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Bei der Ausgestaltung des mindestens einen Schutzelements wird davon ausgegangen, dass eine den Schlag verursachende Komponente, wie beispielsweise ein Hammer, einen Bereich mit einem gewissen Umfang oder Radius aufweist, mit dem die Komponente auf das Anbauelement trifft. Das mindestens eine Schutzelement sorgt also dafür, dass das Anbauelement für den Schlag nicht oder nur teilweise zugänglich ist.
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In einer Ausgestaltung besteht das mindestens eine Schutzelement aus mehreren Schutzelementen.
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Bevorzugt sind die mehreren Schutzelemente symmetrisch um das Anbauelement herum angeordnet.
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Alternativ sind die mehreren Schutzelemente asymmetrisch um das Anbauelement herum angeordnet.
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In einer Weiterbildung umschließt das mindestens eine Schutzelement das Anbauelement. Das mindestens eine Schutzelement umgibt das Anbauelement in mindestens einer Ebene des Anbauelements.
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Vorzugsweise ist das mindestens eine Schutzelement dazu ausgestaltet, sich derart unter dem Schlag zu verformen, dass das Gehäuse seine Dichtheit beibehält. Bei hohen Kräften des Schlages kann sich das mindestens eine Schutzelement verformen, jedoch so, dass das Gehäuse keine offene Bruchstelle aufweist, sondern dass die Gasdichtigkeit des Gehäuses intakt bleibt.
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In einer Ausgestaltung ist das mindestens eine Schutzelement an das Gehäuse mittels eines Urformverfahrens angebracht.
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Bevorzugterweise ist das Urformverfahren ein Spritzgussverfahren.
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In einer Weiterbildung ist das Anbauelement ein Druckausgleichselement oder eine Potenzialausgleichsleiter-Klemme oder eine Kabelverschraubung oder eine Öse.
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Vorzugweise erreicht das Feldgerät mittels des mindestens einen Schutzelement eine vorgegebene Schlagfestigkeit. Die vorgegebene Schlagfestigkeit kann beispielsweise einer IK-Testklasse für Schlagfestigkeit entsprechen.
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Im Folgenden soll die vorliegende Erfindung anhand der nachfolgenden Figuren 1-3 näher erläutert werden. Sie zeigen:
- 1: eine schematische Darstellung eines Feldgerätes.
- 2: eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgerätes.
- 3: eine zweite Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgerätes.
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Das erfindungsgemäße Feldgerät kann jede Art von Feldgerät sein. Eine nichtabschließende Aufzählung von Arten von Feldgeräten findet sich in der Einleitung dieser Anmeldung.
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In 1 ist schematisch ein Feldgerät 1 aus dem Stand der Technik gezeigt mit einer Sensoreinheit 9, einer Elektronikeinheit 10, und einem Gehäuse 3, welches die Sensoreinheit 9 und die Elektronikeinheit 10 umgibt. Die Sensoreinheit 9 steht in Kontakt mit einem Medium 2, welches in einem Behältnis 11 angeordnet ist. In einer Öffnung 6 des Gehäuses 3 ist ein Anbauelement 4 eingebracht. Zumindest ein Endbereich des Anbauelements 4 ist von der Umgebung her zugänglich und kann durch Krafteinwirkungen in Form eines Schlags beschädigt werden.
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2 zeigt einen Ausschnitt einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgeräts 1 der Prozess- und Automatisierungstechnik für die Bestimmung und/oder Überwachung mindestens eines chemischen und/oder physikalischen Parameters eines Mediums 2. Das Gehäuse 3 umgibt das Feldgerät 1 zumindest teilweise und ist gasdicht. Ein Anbauelement 4 ist in einer Öffnung 6 des Gehäuses 3 eingebracht. Ein Endbereich des Anbauelements 4 schließt beispielhaft mit der Außenwandung 5 des Gehäuses 3 ab. Alternativ kann das Anbauelement 4 an der Außenwandung 5 angeordnet sein.
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In einem zum Anbauelement 4 benachbarten Bereich 7 weist das Gehäuse 3 mindestens ein Schutzelement 8 auf, welches derart ausgestaltet ist, dass eine auf das Anbauelement 4 gerichtete Krafteinwirkung in Form eines Schlags von dem mindestens einen Schutzelement 8 abgefangen wird. Das Anbauelement 4 wird durch den Schlag nicht berührt. In 2 ist das mindestens eine Schutzelement 8 als mehrere Schutzelemente ausgestaltet, welche symmetrisch um das Anbauelement 4 herum angeordnet sind. Alternativ können die mehreren Schutzelemente 8 auch asymmetrisch um das Anbauelement 4 angeordnet sein. Mittels des mindestens einen Schutzelements 8 erfüllt das Feldgerät 1 beispielsweise eine vorgegebene Schlagfestigkeit, zumindest im Bereich um das Anbauelement 4. Das mindestens eine Schutzelement 8 kann das Anbauelement 4 alternativ nur teilweise umgeben (nicht gezeigt). In diesem Fall kann das mindestens eine Schutzelement 8 so ausgestaltet sein, dass ein Schlag vom mindestens einen Schutzelement 8 nur teilweise abgefangen wird. Das mindestens eine Schutzelement 8 ist derart ausgestaltet, dass das Anbauelement 4 zwar teilweise vom Schlag getroffen wird, aber dennoch intakt, dicht und/oder funktionsfähig bleibt.
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Die Schlagfestigkeit kann beispielsweise nach einer IK-Testklasse bestimmt werden. Bei den Tests für eine Einordnung in eine IK-Testklasse wird in der Regel eine Kugel oder ein Element mit einem kugelförmigen Endbereich auf den zu untersuchenden Bereich des Feldgeräts aus einer definierten Höhe fallen gelassen, so dass die Kugel mit einer vorgegebenen Energie auf den zu untersuchenden Bereich trifft. Für Feldgeräte kommt dabei häufig eine Kugel mit 5 cm Durchmesser und einer Energie von 4,8 J zum Einsatz. Generell wird davon ausgegangen, dass Elemente mit einem sehr kleinen Durchmesser von deutlich unter 5 cm in der Regel keine derart hohen Energie beim Fallen entwickeln, dass das Gehäuse 3 oder das Anbauelement 4 einen Schaden davon nehmen.
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Das Anbauelement 4 ist in 2 beispielhaft ein Druckausgleichselement. Weitere mögliche Anbauelemente 4 sind eine Potenzialausgleichsleiter-Klemme oder eine Kabelverschraubung oder eine Öse. Im Gegensatz zum Druckausgleichselement sind diese Arten von Anbauelementen in der Regel nicht in einer Öffnung 6 der Außenwandung 7 des Gehäuses 3 angeordnet, sondern an der Außenwandung 7 selbst. An der Öse ist beispielsweise ein Typenschild befestigt. In der Regel muss das Anbauelement 4 von Seiten der Umgebung zugänglich sein, für eine Anbringung, Austausch etc., so dass das mindestens eine Schutzelement 8 das Anbauelement 4 nicht vollständig verdeckt, sondern dessen Zugänglichkeit lediglich begrenzt.
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In 3 ist eine zweite Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Feldgeräts 1 gezeigt. Dargestellt ist der für die Erfindung relevante Bereich in Form einer Außenansicht des Feldgeräts 1. In diesem Beispiel ist das mindestens eine Schutzelement 8 derart ausgestaltet, dass es das Anbauelement 4 umschließt. Optional ist das mindestens eine Schutzelement 8 mittels eines Urformverfahrens, insbesondere eines Spritzgussverfahrens, an das Gehäuse 3 angefügt. Das mindestens eine Schutzelement 8 ist beispielsweise dazu ausgestaltet, sich unter dem Schlag zu verformen, aber so, dass das Gehäuse 3 seine Dichtheit beibehält. Eine offene Bruchstelle, die durchlässig für Flüssigkeiten und Gase ist, darf unter der Einwirkung des Schlages nicht entstehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Feldgerät
- 2
- Medium
- 3
- Gehäuse
- 4
- Anbauelement
- 5
- Außenwandung
- 6
- Öffnung der Außenwandung
- 7
- zum Anbauelement benachbarter Bereich
- 8
- Schutzelement
- 9
- Sensoreinheit
- 10
- Elektronikeinheit
- 11
- Behältnis
