DE202010006553U1

DE202010006553U1 - Elektronisches Meßgerät mit einem Optokoppler

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Publication number: DE202010006553U1
Application number: DE201020006553
Authority: DE
Original assignee: Endress and Hauser Flowtec AG; Flowtec AG
Current assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date: 2010-05-06
Filing date: 2010-05-06
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2020-05-07

Abstract

Elektronisches Meßgerät, insb. ein Meßgerät der industriellen Meß- und Automatisierungstechnik und/oder ein Feldgerät, mit einem Optokoppler zur Übertragung eines Signals von einem Eingangsstromkreis zu einem Ausgangsstromkreis, welches elektronische Meßgerät umfaßt: – ein mit dem Eingangsstromkreis verbundenes Sendeelement (10) zur Abgabe eines Lichtsignals (1), – ein mit dem Ausgangsstromkreis verbundenes Empfangselement (11) zum Empfangen des Lichtsignals (1), sowie – mindestens eine Platine zur Bildung mindestens des Eingangs- und/oder des Ausgangs Stromkreises, – wobei zwischen dem Sendeelement (10) und dem Empfangselement (11) die mindestens einen Platine (50) zur elektrischen Isolierung des Ausgangsstromkreises vom Eingangsstromkreis vorgesehen ist, – wobei das Sendeelement (10) und das Empfangselement (11) jeweils eine optisch aktive Seite (20, 21) aufweisen und derart angeordnet sind, daß sich die optisch aktiven Seiten (20, 21) unter Zwischenlage der mindestens einen Platine (50) gegenüber liegen, und – wobei die mindestens eine Platine (50) zumindest in einem Bereich...

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Meßgerät, insb. ein Meßgerät der industriellen Meß- und Automatisierungstechnik, mit einem Optokoppler.
Für den Zweck der elektrischen Entkopplung bzw. zwecks einer galvanischen Trennung sind aus dem Stand der Technik so genannte Optokoppler bekannt, die einen Eingangsstromkreis mittels optischer Signale an einen Ausgangsstromkreis signaltechnisch ankoppeln. Während eine galvanische Trennung zwischen dem Eingangs Stromkreis und dem Ausgangsstromkreis vorliegt, werden die Signale vom Eingangsstromkreis mittels eines lichtemittierenden Funktionselementes ausgesendet, von einem lichtempfangenden Funktionselement aufgenommen und entsprechend im Ausgangsstromkreis in elektrische Signal rückgewandelt. Galvanische Trennung zwischen Stromkreisen ist im besonderen auch in verschiedenen Bereichen der industriellen Meß- und Automatisierungstechnik von einschlägigen Personenschutzvorschriften wie auch Explosionsschutzvorschriften gefordert, mithin bei für den Einsatz in der industriellen Meß- und Automatisierungstechnik vorgesehenen Meßgeräten, sogenannten Feldgeräten. Beispiele für derartige, dem Fachmann an und für sich bekannte Feldgeräte sind u. a. in der DE-A 39 34 007 , der EP-A 1 058 093 , der EP-A 1 158 289 , der EP-A 525 920 , der EP-A 984 248 , der US-A 37 64 880 , der US-A 38 78 725 , der US-A 43 08 754 , der US-A 43 17 116 , der US-A 44 68 971 , der US-A 45 24 610 , der US-A 45 74 328 , der US-A 45 94 584 , der US-A 46 17 607 , der US-A 46 56 353 , der US-A 47 68 384 , der US-A 48 50 213 , der US-A 49 26 340 , der US-A 50 24 104 , der US-A 50 52 230 , der US-A 50 68 592 , der US-A 51 31 279 , der US-A 52 07101 , der US-A 52 31 884 , der US-A 53 59 881 , der US-A 53 63 341 , der US-A 5416 723 , der US-A 54 69 748 , der US-A 55 35 243 , der US-A 56 04 685 , der US-A 56 72 975 , der US-A 56 87 100 , der US-A 57 42 225 , der US-A 57 42 225 , der US-A 57 96 011 , der US-A 59 59 372 , der US-A 60 06 609 , der US-A 60 14 100 , der US-A 61 40 940 , der US-B 62 36 322 , der US-B 62 69 701 , der US-B 62 85 094 , der US-B 63 11 136 , der US-B 63 97 683 , der US-B 64 76 522 , der US-B 64 80 131 , der US-B 64 87 507 , der US-B 65 12 358 , der US-B 65 35 161 , der US-B 65 74 515 , der US-B 65 77 989 , der US-B 66 62 120 , der US-B 67 69 301 , der US-B 67 76 053 , der US-B 67 99 476 , der US-B 72 00 503 , der US-B 76 30 844 , der US-A 2008/0015799 , der WO-A 00/14 485 , der WO-A 00/26739 , der WO-A 00/36 379 , der WO-A 00/48157 , der WO-A 00/67087 , der WO-A 01/02816 , der WO-A 02/086426 , der WO-A 02/103327 , der WO-A 02/45045 , der WO-A 2004/048905 , der WO-A 2005/040735 , der WO-A 2006/130087 , WO-A 2010/014102 , der WO-A 88/02476 , der WO-A 88/02853 , oder der WO-A 95/16897 ausführlich und detailliert beschrieben. Die darin gezeigten Meßgeräte weisen jeweils einen physikalisch-elektrischen Meßwandler zum Erfassen der jeweiligen Meßgröße(n) sowie eine damit elektrisch verbundene, zumeist von extern mit elektrischer Energie versorgte Umformer-Elektronik mit einer den Meßwandler steuernden Treiberschaltung sowie einer, beispielsweise mittels eines Mikrocomputer gebildete, Meß- und Betriebsschaltung zum Erzeugen von die wenigstens eine Meßgröße repräsentierenden Meßwerten auf.
Den Personenschutz- bzw. Explosionsschutzvorschriften entsprechend müssen beispielsweise bei für die Messung und/oder die Regelung von Durchfluß, Druck, Füllstand, Temperatur etc. in Anlagen der Verfahrenstechnik verwendeten Feldgeräten häufig umfangreiche Maßnahmen zur Erzielung eines Explosionsschutzes ergriffen werden. Galvanische Trennung ist dabei sowohl für solche – üblicherweise auch als 4-Leiter-Geräte bezeichnete – Feldgeräte vorzusehen, die über wenigstens eine spezielle Netzleitung mit elektrischer Energie versorgt werden, als auch ggf. für solche – üblicherweise auch als 2-Leiter-Geräte bezeichnete – Feldgeräte, bei denen die Energieversorgung und die Datenübertragung über ein und dieselbe Leitung erfolgt.
Optokoppler mit Lichtsender-, Lichtleiter- und Lichtempfänger-Element werden daher nicht zuletzt auch zur Übertragung von Digital- und/oder Analogsignalen zwischen galvanisch voneinander getrennten Stromkreisen in elektronischen Feldgeräten eingesetzt, bei denen es oftmals notwendig ist, Baugruppen mit einer hohen Spannungsfestigkeit von mehreren 100 Volt elektrisch voneinander zu isolieren, aber trotzdem Daten oder Signale zwischen diesen auszutauschen zu können. Beispiele für derartige Feldgeräte mit einer solchen als Optokoppler für galvanisch getrennte Stromkreise ausgebildeten Vorrichtung sind u. a. in der EP-A 525 920 , der US-A 51 98 684 , der US-B 66 84 340 , der US-B 66 24 418 , der US-A 46 54 771 oder der WO-A 04/048905 beschrieben. Die besonderen Schutzanforderungen in der industriellen Meß- und Automatisierungstechnik, mithin die geforderten hohen Spannungsfestigkeiten oder auch die geforderten Strompfadlängen, einerseits und die gleichzeitig angestrebte hohe Bauteildichte in der Elektronik anderseits erfordern spezielle Optokoppler. Als Optokoppler geeignete Vorrichtungen sind beispielsweise in der EP-A 103 032 , der US-B 69 47 620 , der US-B 66 33 030 , der US-B 65 09 574 , der US-A 56 14131 , der US-A 53 49 504 , der US-A 43 67 483 , der US-A 43 07 297 , der US-A 41 24 860 , der US-A 41 00 422 , der US-A 37 74 021 beschrieben. Die darin gezeigten Optokoppler weisen jeweils wenigstens ein lichtgebendes opto-elektronisches erstes Funktionselement, beispielsweise eine Leuchtdiode, sowie wenigstens ein lichtempfindliches opto-elektronisches zweites Funktionselement, beispielsweise eine Photodiode, auf. Das als Sendeelement dienende lichtgebende Funktionselement ist im Betrieb von einem elektrischen Signal entsprechend angesteuert und emittiert zumindest zeitweise Licht, während das als Empfangselement dienende lichtempfindliche Funktionselement von darauf entsprechend einfallendem Licht angesteuert ist und somit im Betrieb zumindest zeitweise ein elektrisches Signal liefert. Zum Übertragen von seitens des lichtgebenden Funktionselements emittiertem Licht hin zum lichtempfindlichen Funktionselement ist bei den Optokopplern zudem jeweils wenigstens ein zumindest anteilig aus transmissivem Material, beispielsweise transluzentem Kunststoff oder Glas, bestehendes lichtleitendes drittes Funktionselement vorgesehen, das im Betrieb darin eingekoppeltes Licht führt, und das eine dem ersten Funktionselement zugewandte, davon emittiertes Licht einkoppelnde erste Grenzfläche und eine innen geführtes Licht wieder auskoppelnde, dem zweiten Funktionselement zugewandte zweite Grenzfläche aufweist.
Damit solche für die Signalübertragung verwendeten Optokoppler dem in der industriellen Meß- und Automatisierungstechnik geforderten Personen- bzw. Explosionsschutz genügen können, sind von diesen auch zwischen galvanisch getrennten stromführenden Komponenten geforderte Mindestabstände wie auch für Luftstrecken, Isolationsdicken und Stromkriechpfade geforderte Mindestwerte einzuhalten. So müssen beispielsweise schon bei einer maximal zulässigen Spannung von 375 V die Luftstrecke und die Kriechpfadlänge zwischen galvanisch getrennten Stromkreisen 10 mm oder die Dicke fester Isolation mindestens 1 mm betragen. Diese Abstände beziehen sich dabei im Besonderen auf die minimalen Abstände zwischen den betriebsgemäß elektrischen Strom führenden Anschlüssen und Leiterbahnen der mittels solcher Optokoppler gekoppelten Stromkreise. Desweiteren sind seitens solcher Optokoppler erhöhte Anforderungen auch hinsichtlich der Temperaturbeständigkeit und der Explosionsgefährdungsrisikos so wie auch hinsichtlich der mit allfällig eintretenden Überbelastungen einhergehenden Schadensbilder zu erfüllen.
Die Fertigung der für Meßgeräte der in Rede stehenden Art bislang verwendeten, zumeist sehr anwendungsspezifisch ausgeführten Optokoppler ist vergleichsweise aufwendig und kostenintensiv. Nicht zuletzt wegen des sehr speziellen, vom jeweiligen Anwendungsfall abhängigen Aufbaus verfügen solche Optokoppler häufig nicht über Standardabmessungen, so daß eine Einbindung in einen automatischen Fertigungsprozess für Elektronik-Baugruppen von Feldgeräten kaum oder – nicht zuletzt auch wegen der zumeist eher zu geringen Stückzahlen – aus Kostengründen überhaupt nicht möglich ist. Zudem sind solche Optokoppler sehr empfindlich und können beim Setzen sowie im Lötprozeß beschädigt werden, so daß zudem eine aufwendige und teure Qualitätskontrolle erforderlich ist.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung daher darin, ein elektronisches Meßgerät, mithin ein Feldgerät, mit einem Optokoppler bereit zu stellen, der eine sichere Isolierung von Ein- und Ausgangsströmen gewährleistet, wobei sich der Optokoppler einfach und kostengünstig, möglichst vollautomatisch, fertigen läßt. Nicht zuletzt soll mit der Erfindung ein für die Verwendung in einem Feldgerät geeigneter Optokoppler bereitgestellt werden, der preisgünstig, einfach aufgebaut und einfach zu montieren, insb. auch einfach zu justieren, ist. Ferner soll der Optokoppler derart ausgebildet sein, daß er möglichst kompakt ausgebildet sein kann und gegebenenfalls auch in SMD-Technologie (surface mounted device) herstellbar ist. Darüber hinaus soll der Optokoppler unbeschadet eines möglichst hohen Lichtkopplungsgrads bzw. hoher Datenübertragungsraten einschlägigen Explosionsschutzanforderungen möglichst umfänglich genügen können und insoweit beispielsweise auch für die Verwendung in solchen Feldgeräten geeignet sein, die für den Einsatz in explosionsgefährdeten Zonen vorgesehen sind.
Diese Aufgabe wird durch ein elektronisches Meßgerät nach Anspruch 1 gelöst.
Insbesondere wird die Aufgabe durch ein elektronisches Meßgerät mit einem Optokoppler zur Übertragung eines Signals von einem Eingangsstromkreis zu einem Ausgangsstromkreis, umfassend ein mit dem Eingangsstromkreis verbundenes Sendeelement zur Abgabe eines Lichtsignals, ein mit dem Ausgangsstromkreis verbundenes Empfangselement zum Empfangen des Lichtsignals und mindestens einer Platine zur Bildung mindestens des Eingangs- oder des Ausgangsstromkreises, dadurch gelöst, daß zwischen dem Sendeelement und dem Empfangselement die Platine zur elektrischen Isolierung des Ausgangsstromkreises und des Eingangsstromkreises gegeneinander vorgesehen ist.
Ein Grundgedanke der Erfindung besteht nämlich darin, daß die Platine, die üblicherweise eine hohe Spannungsfestigkeit besitzt, dazu verwendet wird, einzelne Stromkreise gegeneinander zu isolieren. Die nicht elektrische Kopplung erfolgt wie bei handelsüblichen Optokopplern über das Emittieren und Empfangen von Lichtsignalen. Der erfindungsgemäße Optokoppler kann also aus handelsüblichen Bauteilen hergestellt werden. Diese Standardbauteile lassen sich zum einen kostengünstig erwerben, zum anderen leicht mittels handelsüblichen Bestückungsmaschinen auf die Platine bzw. Leiterplatte aufbringen.
Der mechanische Abstand zwischen den Stromkreisen läßt sich mittels der Dicke der Platine variieren. Da Platinen mit diversen Dicken handelsübliche Produkte sind, läßt sich so auf kostengünstige Weise für jede Anwendung über die Variationen der Dicke eine geeignete Spannungsfestigkeit erzielen.
Es ist zwar denkbar, Eingangsstromkreis und Ausgangs Stromkreis und dazugehörige Schaltungen auf mehreren getrennten Platinen vorzusehen und diese dann zueinander so anzuordnen, daß das Empfangselement das Lichtsignal des Sendeelements empfängt. Es könnte beispielsweise auf einer Oberfläche einer ersten Platine das Sendeelement mit dem Eingangsstromkreis und auf einer Oberfläche einer zweiten Platine das Empfangselement mit dem Ausgangsstromkreis angeordnet werden. Nach der Fertigung der beiden Platinen werden diese zueinander so plaziert, daß Sende- und Empfangselement durch die beiden Platinen getrennt werden und Lichtsignale austauschen. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn genau eine Platine mit einer ersten Platinenoberfläche und einer zweiten Platinenoberfläche zwischen dem Sendeelement und dem Empfangselement vorgesehen ist, wobei vorzugsweise der Eingangsstromkreis mit dem Sendeelement auf der ersten Platinenoberfläche und der Ausgangsstromkreis mit dem Empfangselement auf der zweiten Platinenoberfläche gebildet sind. Das Empfangselement sowie das Sendeelement werden also wechselseitig auf den Platinenoberflächen so angebracht, daß das vom Sendeelement emittierte Lichtsignal durch die Platine zum Empfangselement gelangt. Ein sicheres Übertragen des Lichtsignals wird so gewährleistet und ein aufwendiges Anordnen mehrerer Platinen zueinander entfällt.
In vorteilhafter Weise umfassen das Sendeelement und/oder das Empfangselement mindestens ein SMD-(”Surface Mounted Device”)-Bauelement. Die so genannten ”oberflächenmontierten Bauelemente” besitzen üblicherweise keine Drahtanschlüsse, die durch die Platine hindurchragen. Sie werden direkt auf die Oberfläche der Leiterplatine gelötet und/oder geklebt. Diese Bestückung der Platinen ist zu bevorzugen, da so eine strikte mechanische Trennung zwischen dem Eingangsstromkreis und dem Ausgangsstromkreis durch die Platine gewährleistet wird. Somit kann der Optokoppler des elektronischen Meßgeräts selbst bei einer hohen Packdichte von Bauelementen auf den jeweiligen Oberflächen der Platine eine hohe Spannungsfestigkeit und einen ausreichenden Abstand zwischen dem Ausgangsstromkreis und dem Eingangsstromkreis gewährleisten.
Desweiteren können auf der mindestens einen Platine eine erste Vielzahl von SMD-Bauelementen zur Bildung einer ersten Schaltung, umfassend den Eingangsstromkreis, und/oder eine zweite Vielzahl von SMD-Bauelementen zur Bildung einer zweiten Schaltung, umfassend den Ausgangs Stromkreis, vorgesehen sein. Die Packdichte, nicht zuletzt aber auch die Sicherheit bzw. Spannungsfestigkeit der Platine läßt sich so weiter erhöhen.
Vorzugsweise umfassen das Sendeelement und das Empfangselement jeweils eine optisch aktive Seite und sind derart angeordnet, daß sich die optisch aktiven Seiten unter Zwischenlage der Platine gegenüber liegen. Die häufig quaderförmig ausgebildeten Sende- und Empfangselemente sind also derartig ausgebildet, daß nur eine Seite des Quaders optisch aktiv ist, d. h. daß nur eine Seite zum Senden bzw. zum Empfangen des Lichtsignals geeignet ist. Die anderen Seiten sind optisch blind. Ordnet man das Sendeelement und das Empfangselement so an, daß die jeweilige optisch aktive Seite die Platinenoberfläche direkt oder indirekt kontaktiert, so sind das Sendeelement und das Empfangselement gegenüber ihrer Umwelt abgeschirmt. Weder kann das Empfangselement durch äußere Lichtquellen gestört werden, noch wirkt das von dem Sendeelement emittierte Lichtsignal störend auf seine Umgebung.
Das Sendeelement kann beispielsweise eine Leuchtdiode und das Empfangselement kann beispielsweise eine Fotodiode, einen Fototransistor oder einen Fototyristor sein.
In vorteilhafter Weise ist es ferner möglich, nur einen Bereich der mindestens einen Platine lichtdurchlässig auszubilden, etwa unter Verwendung von epoxydharzhaltigem Material und/oder unter Verwendung eines transluzenten Polycarbonats, und diesen so anzuordnen, daß das von dem Sendeelement emittierte Licht durch diesen lichtdurchlässigen Bereich zum Empfangselement gelangt. Vorzugsweise ist jedoch die mindestens eine Platine insgesamt aus lichtdurchlässigem Material gefertigt, etwa aus epoxydharzhaltigem, ggf. auch glasfaserverstärktem Material. Ist die gesamte Platine lichtdurchlässig, so entfällt das eventuell aufwendige Vorsehen eines einzelnen lichtdurchlässigen Abschnitts. Ferner ist auch möglich, als Platinen so genannte FR4-Platinen zu verwenden. Diese werden aus einer Mischung von Glasfasergeweben und Epoxydharz hergestellt und weisen zusätzlich zu ihrer Lichtdurchlässigkeit eine hohe Feuerresistenz auf. Besonders einfach kann hierbei ein für die Übertragung von Lichtsignalen ausreichende Lichtdurchlässigkeit bereits bei der Fertigung der Platine als solche dadurch erzielt werden, indem im für die Übertragung gewählten Bereich der Platine auf die Verwendung von Glasfasern von vornherein verzichtet wird.
Weiter vorzugsweise weist die mindestens eine Platine, mithin auch deren lichtdurchlässiger Bereich, eine hohe Spannungsfestigkeit, insbesondere von mehr als 1 kV/mm (Kilovolt pro Millimeter) auf. Somit kann das elektronische Meßgerät bereits mit geringen Platinendicken eine hohe und ausreichende Spannungsfestigkeit sicherstellen.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das mittels Abbildungen näher erläutert wird. Hierbei zeigen:
1 den schematischen Querschnitt durch einen erfindungsgemässen Optokoppler;
2 ein Blockdiagramm mit einer Sende- und Empfangseinheit; und
3a, 3b eine schematische Darstellung einer Ober- bzw. Unterseite einer mit Bauelementen bestückten Platine.
In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleich wirkende Teile die selben Bezugsziffern verwendet.
In einem Ausführungsbeispiel der wird ein elektronisches Meßgerät mit einem Optokoppler zur Kopplung eines, beispielsweise an eine externe Versorgungseinheit angeschlossenen und/oder im Betrieb von einem Versorgungsstrom durchflossenen, Eingangsstromkreises mit einem, beispielsweise einen dem Erzeugen von Meßwerten dienenden Mikrocomputer und/oder Treiberschaltungen für einen aktiven Meßwandler des Meßgeräts aufweisenden, Ausgangsstromkreises beschrieben. Bei dem elektronischen Meßgerät kann es sich beispielsweise um ein Meßgerät der industriellen Meß- und Automatisierungstechnik, mithin eine Feldgerät, handeln, beispielsweise also ein Druck-Meßgerät, ein Coriolis-Massedurchfluß-/Dichte-Meßgerät, ein magnetisch-induktives Volumendurchfluß-Meßgerät, ein Ultraschall-Durchflußmeßgerät, ein Vortex-Durchflußmeßgerät, ein thermisches Massenstrom-Meßgerät, ein Mikrowellen-Füllstandmeßgerät, ein pH-Meßgerät, einen Leitfähigkeitsmesser, ein Spektrometer.
Um eine sichere Funktionalität des elektronischen Meßgeräts zu gewährleisten, müssen der Ausgangsstromkreis und der Eingangsstromkreis galvanisch voneinander getrennt sein. Dies wird durch einen Optokoppler, wie sie in den 3a und 3b gezeigt wird, erzielt. Die 3a und 3b enthalten eine Draufsicht auf eine erste Platinenoberfläche 51 bzw. zweite Platinenoberfläche 52 einer Platine 50. In der schematischen Darstellung der 3a sind eine Vielzahl von elektrischen Bauelementen 5 durch Leiterbahnen 3 miteinander verbunden. Bei den elektronischen Bauelementen 5 handelt es sich um SMD-Bauelemente (Surface Mounted Devices), die beispielsweise mittels eines Reflow-Lötverfahrens auf die Platine 50 aufgelötet sind.
Ebenfalls an die Leiterbahnen 3 angeschlossen und als SMD-Bauelement ausgeführt, ist das Sendeelement 10. Auf der anderen Seite der Platine 50, nämlich auf der zweiten Platinenoberfläche 52, befindet sich ein Empfangselement 11 (vgl. 3b), das dem Sendeelement 10 gegenüber liegt. Dieses Empfangselement ist mittels Leiterbahnen 3 mit einer Vielzahl von Bauelementen 5, die ebenfalls SMD-Bauelemente sind, verbunden.
Die Vielzahl von elektrischen Bauelementen der ersten Platinenoberfläche 51 und der zweiten Platinenoberfläche 52 bilden unter anderem eine Ansteuervorrichtung 30 bzw. eine Empfangsvorrichtung 40 (vgl. 2). Diese Ansteuervorrichtung 40 umfaßt einen Eingangsstromkreis, der mit dem Sendeelement 10 verbunden ist. Wie in 2 gezeigt, werden gemäß dem Eingangsstromkreis Lichtsignale 1 von der Sendeeinheit abgegeben. Diese Lichtsignale 1 werden von dem Empfangselement 11 empfangen, von der Empfangsvorrichtung 40 verarbeitet und in einen Ausgangsstromkreis umgewandelt. Die Lichtsignale können sowohl analog als auch digital codiert sein.
Erfindungsgemäß werden diese Lichtsignale durch die zumindest im Bereich 50' transluzente oder auch transparente Platine 50 übertragen. Dies zeigt der Teilquerschnitt der 1 durch die Platine 50. Der transluzent Bereich der Platine kann z. B. mittels eines transluzenten Epoxydharz und/oder eines transluzenten Polycarbonats gebildet sein. Wie bereits beschrieben, stehen sich in diesem Querschnitt das Sendeelement 10 und das Empfangselement 12 gegenüber. Sie sind jeweils auf der ersten Platinenoberfläche 51 und der zweiten Platinenoberfläche 52 befestigt. Für den Anschluß an den Eingangs Stromkreis bzw. Ausgangsstromkreis sind jeweils zwei Leitungsbahnen 3 an den Seiten des Sende- und Empfangselement 10, 11 vorgesehen.
Das Sendeelement 10, das eine Leuchtdiode sein kann, weist genau eine optisch aktive Seite 20 auf. Diese erste optisch aktive Seite 20 ist einer zweiten optisch aktiven Seite 21 des Empfangselements 11, insb. vis-a-vis, gegenüber gelegen. Auch das Empfangselement 11 weist lediglich die eine optisch aktive Seite 21 auf. Die optisch aktiven Seiten 20, 21 sind jeweils direkt an der ersten Platinenoberfläche 51 und der zweiten Platinenoberfläche 52 angeordnet, nämlich im Bereich von deren lichtdurchlässigen Bereich 50', und gewährleisten eine sichere Übertragung der Lichtsignale 1 durch die Platine 50. Des weiteren sind die optisch aktiven Seiten 20, 21 durch das direkte Kontaktieren mit der Platine 50 gegen äußere Einflüsse abgeschirmt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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US 3774021 A [0004]

Claims

Elektronisches Meßgerät, insb. ein Meßgerät der industriellen Meß- und Automatisierungstechnik und/oder ein Feldgerät, mit einem Optokoppler zur Übertragung eines Signals von einem Eingangsstromkreis zu einem Ausgangsstromkreis, welches elektronische Meßgerät umfaßt: – ein mit dem Eingangsstromkreis verbundenes Sendeelement (10) zur Abgabe eines Lichtsignals (1), – ein mit dem Ausgangsstromkreis verbundenes Empfangselement (11) zum Empfangen des Lichtsignals (1), sowie – mindestens eine Platine zur Bildung mindestens des Eingangs- und/oder des Ausgangs Stromkreises, – wobei zwischen dem Sendeelement (10) und dem Empfangselement (11) die mindestens einen Platine (50) zur elektrischen Isolierung des Ausgangsstromkreises vom Eingangsstromkreis vorgesehen ist, – wobei das Sendeelement (10) und das Empfangselement (11) jeweils eine optisch aktive Seite (20, 21) aufweisen und derart angeordnet sind, daß sich die optisch aktiven Seiten (20, 21) unter Zwischenlage der mindestens einen Platine (50) gegenüber liegen, und – wobei die mindestens eine Platine (50) zumindest in einem Bereich (50'), in dem das Sendeelement (10) und das Empfangselement (11) plaziert sind, aus einem, insb. epoxydharzhaltigen und/oder einem Polycarbonat gebildeten, lichtdurchlässigen Material besteht.
Elektronisches Meßgerät nach dem vorherigen Anspruch, wobei genau eine Platine (50) mit einer ersten Platinenoberfläche (51) und einer zweiten Platinenoberfläche (52) zwischen dem Sendeelement (10) und dem Empfangselement (11) vorgesehen ist, insb. derart, daß der Eingangsstromkreis mit dem Sendeelement auf der ersten Platinenoberfläche (51) und der Ausgangsstromkreislauf auf der zweiten Platinenoberfläche (52) gebildet sind.
Elektronisches Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sendeelement (10) mindestens ein SMD-Bauelement umfaßt.
Elektronisches Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Empfangselement (11) mindestens ein SMD-Bauelement umfaßt.
Elektronisches Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf der mindestens einen Platine (50) eine erste Vielzahl von SMD-Bauelemente zur Bildung einer ersten Schaltung, umfassend den Eingangsstromkreis, vorgesehen ist.
Elektronisches Meßgerät nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei auf der mindestens einen Platine (50) eine zweite Vielzahl von SMD-Bauelemente zur Bildung einer zweiten Schaltung, umfassend den Ausgangsstromkreis, vorgesehen ist.
Elektronisches Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sendelement (10) eine Leuchtdiode umfaßt.
Elektronisches Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Empfangselement (11) eine Fotodiodeumfaßt.
Elektronisches Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Empfangselement (11) einen Fototransistorumfaßt.
Elektronisches Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Empfangselement (11) einen Fototyrsistorumfaßt.
Elektronisches Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Platine (50) insgesamt aus lichtdurchlässigem, insb. epoxydharzhaltigem, Material besteht.
Elektronisches Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Platine (50) aus einem glasfaserverstärkten, insb. epoxydharzhaltigem und/oder zumindest abschnittsweise lichtdurchlässigem, Material besteht.
Elektronisches Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Platine eine Spannungsfestigkeit von mindestens 1 kV/mm aufweist.