EP2616781A2 - Elektrische oder elektronische sicherheitsbaugruppe - Google Patents

Elektrische oder elektronische sicherheitsbaugruppe

Info

Publication number
EP2616781A2
EP2616781A2 EP11752142.7A EP11752142A EP2616781A2 EP 2616781 A2 EP2616781 A2 EP 2616781A2 EP 11752142 A EP11752142 A EP 11752142A EP 2616781 A2 EP2616781 A2 EP 2616781A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrical
crowbar
electronic safety
assembly according
safety assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11752142.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Roland Grozinger
Detlef Ramin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser SE and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser SE and Co KG filed Critical Endress and Hauser SE and Co KG
Publication of EP2616781A2 publication Critical patent/EP2616781A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/008—Intrinsically safe circuits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details 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
    • G01F15/06—Indicating or recording devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284—Electromagnetic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/80—Arrangements for signal processing

Definitions

  • the invention relates to an electrical or electronic safety module, which is connected via at least one supply line with at least one downstream in a hazardous area component and this protects by monitoring the power supply via the supply line in dependence on the required in the hazardous area Zündschutzart, the at least one downstream component is operated clocked such that their duty cycle is smaller than the period of the clocking.
  • the type of protection of a device used in a potentially explosive area plays an important role.
  • the type of protection should eliminate the risk that in one
  • Either the presence of the explosive atmosphere is prevented, e.g. by the device is protected by an encapsulation or a potting, or the occurrence of ignition sources is in principle prevented.
  • Type of protection Ex-i Devices with type of protection Ex-i are intrinsically safe, i. Due to special design principles, it is ensured that even in the event of a fault, there is no risk of explosion in an explosive atmosphere. In intrinsically safe devices, the supplied current and the applied voltage and thus the supplied power are so small that a sparking during switching or in the event of a short circuit is not sufficient for the ignition of the explosive
  • Atmosphere is sufficient.
  • the advantages of intrinsically safe devices are in it too see that here elaborate housing designs omitted and
  • Ex-barriers limit current and voltage and are dimensioned such that the circuit is not ignitable and the downstream component to be protected is only supplied with a suitably limited power.
  • Components and / or areas is dimensioned so that a mutual influence is excluded.
  • the limitation of the surface temperature is ensured by correspondingly matched pre- or limiting resistances.
  • the mean power P AV is calculated to
  • P AV P mix ⁇ (duty cycle / period) + P * and is thus adjustable over the ratio of duty cycle to period duration.
  • P * denotes the sum of the powers that are transmitted via further connecting lines, such as signal, control and communication lines. The corresponding situation is shown in FIGS. 2a and 2b. Specifically, the timing is the
  • the invention has the object of proposing an electrical or electronic safety module, which ensures a correct power transmission in the hazardous area.
  • the object is achieved in that the electrical or electronic safety module is at least one time-controlled
  • Crowbar or a time-controlled short-circuit switch, wherein the Crowbar is configured so that it monitors the duty cycle of the at least one downstream electronic component and the period of the clocking and thus the power supply such that a predetermined in the hazardous area maximum allowable Surface temperature of at least one downstream component is not exceeded.
  • Downstream clocked operated component Downstream clocked operated component.
  • a timed crowbar is used for this.
  • the advantage of the solution according to the invention is the fact that a short-term increased power supply can take place in the potentially explosive area. For a short time, this means that the ratio of
  • Duty cycle and period is such that the maximum permissible surface temperature of the downstream component is not exceeded. Compliance with duty cycle and period is guaranteed over the timed Crowbar.
  • the microwave level gauges to be described in more detail below require briefly 1 watt for operation.
  • thermal inertia of the downstream component or of the downstream area must be determined by suitable means
  • Temperature measurements can be detected in a type test.
  • the maximum permissible surface temperature may be the downstream one
  • the monitoring of duty cycle and period is by at least one time-controlled crowbar or a timed
  • Timing e.g. caused by the microprocessor, the allowed surface temperature on average is not exceeded.
  • an external control unit is provided, which via the at least one supply line transmitted and by the at least one timed crowbar
  • monitored power supply controls such that the duty cycle of the downstream component is maximum, while the period is minimal.
  • the timed Crowbar is not active, so the power is not turned off. Only in case of error, when the maximum allowed duty cycle is exceeded, does the Crowbar one
  • the crowbar can be both reversible and irreversible.
  • Control unit is registered. Subsequently, an error message is generated, the z. B. the operator is displayed.
  • the crowbar is a safety assembly that is designed to limit intrinsic safety
  • Supply line must be selected depending on the type of protection applicable in the potentially explosive area. At high
  • An advantageous embodiment of the safety module according to the invention or the time-controlled crowbar according to the invention provides that the crowbar has a transistor or a thyristor, which has the property that it is low impedance at a voltage across the gate and source equal to zero between drain and source.
  • the power consumption of the Crowbar is very low outside the error case. As particularly important it considers that the circuit can assume the safe state even at low operating voltage.
  • An advantageous embodiment of the inventive solution provides that the monitored downstream component or the monitored downstream components of a field device for determining and / or monitoring a physical or chemical process variable
  • Sensors such as level gauges, flowmeters, pressure and temperature measuring devices, pH redox potential measuring devices, conductivity measuring devices, etc., which record the corresponding process variables level, flow, pressure, temperature, pH or conductivity, are used to record process variables.
  • actuators such as valves or pumps, via the flow of a liquid in a pipeline section or the level can be changed in a container.
  • Field devices are in principle all devices that are used close to the process in a factory or process plant and that provide or process process-relevant information. In the context of the invention, field devices are therefore also understood to mean, in particular, remote I / Os, radio adapters or general devices which are arranged on the field level. A variety of such field devices is manufactured and sold by the company Endress + Hauser.
  • the solution according to the invention is also very suitable for securing the power supply in a potentially explosive area in the case of fully digital mobile radio transmissions. Mention should be made in this
  • the invention can generally be used when there is a clocked operation of a component in a potentially explosive area.
  • the solution according to the invention is considered to be particularly advantageous in conjunction with a microwave radar measuring device.
  • Known level gauges work according to a transit time method. Runtime methods exploit the physical law, according to which the running distance is equal to the product of transit time and propagation speed. In the case of level measurement, the running distance is twice the distance between the antenna and the surface of the medium.
  • the useful echo signal ie the signal reflected on the surface of the medium, and its transit time are determined by means of the so-called echo function or the digitized envelope, wherein the envelope reproduces the amplitudes of the echo signals as a function of the distance 'antenna - surface of the medium'.
  • the level itself then results from the difference between the known distance of the antenna to the bottom of the container and by the measurement
  • measuring signals are microwaves
  • pulse radar and the frequency modulation continuous wave radar FMCW radar
  • FMCW radar frequency modulation continuous wave radar
  • Microwave measuring devices using pulse radar are marketed by the applicant, for example, under the name 'MICROPILOT'.
  • a device type that works with ultrasound signals is offered by the applicant, for example, under the name 'PROSONIC'.
  • Fig. 1 a level gauge is shown in use.
  • the microwave radar measuring device has an antenna unit, a high-frequency module and a sensor electronics, wherein the high-frequency module generates the high-frequency measurement signals, which emitted via the antenna unit, the high-frequency measurement signals or reflected on the surface of the medium high-frequency measurement signals are received, and wherein the sensor electronics based on the transit time difference between the emitted and the received high-frequency measurement signals determines the level of the contents in the container.
  • the sensor electronics and the high-frequency module are spaced from each other, wherein the energy transfer from the sensor electronics to the high-frequency module via the at least one supply line.
  • High frequency module are transmitted via at least one signal line.
  • the sensor electronics is configured intrinsically safe.
  • Short circuit switch is secured while the remaining signal lines and possibly further transmission lines are limited via switched into the signal and transmission lines resistors with respect to a maximum line supply. It must be ensured that the maximum permissible mean power supply to the potentially explosive area is such that the criteria for the given
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a level gauge
  • FIG. 2b shows a performance curve corresponding to the course of the operating voltage (FIG. 2a)
  • FIG. 2c shows a typical profile of the surface temperature of the component 13 shown in FIG. 3, FIG.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the safety module, wherein in each case one inventive time-controlled crowbar is used per supply line, and
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a level measuring device 6, in which the solution according to the invention is preferably used.
  • the filling material 2 is stored in the container 1.
  • the filling level of the filling material 2 in the container 1 is determined by means of the filling level measuring device 6 via a transit time method.
  • the antenna unit 10 with signal generating, transmitting and receiving unit is spatially offset from the control / evaluation unit 9.
  • the antenna unit 10 is mounted in the opening 5 in the lid 4 of the container 1.
  • Measurement signals Tx in particular microwaves, are radiated in the direction of the surface normal of the filling material 2 via the antenna unit 10.
  • the reflected echo signals Rx are received in the antenna unit 10. Based on the duration of the measurement signals Tx / echo signals Rx determines the control / evaluation unit 9 u.a. the current level of the
  • FIG. 2a shows the course of the pulsed operating voltage Vst on the
  • P * corresponds to the sum of the powers that are transmitted via the signal, control and communication lines 7. This situation is illustrated in FIGS. 2a and 2b.
  • FIG. 2 c shows the typical profile of the surface temperature T of the component 14 shown in FIG. 3.
  • 7 denotes the maximum permissible surface temperature of the component 14 in the potentially explosive area.
  • the dashed line indicates the average surface temperature caused by the mean allowable power P AV .
  • the maximum permissible electrical power P AV and the monitored by the crowbar 1 1 maximum duty cycle t and the minimum period T is used.
  • the crowbar 1 1 ensures compliance with the predetermined maximum duty cycle t or the minimum period T. If the sensor electronics 9 associated control unit faulty the
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the power limitation, wherein in each case an inventive time-controlled crowbar 1 1 per supply line 8 is provided.
  • the sensor electronics 9 is limited Power supplied.
  • the power limitation is via appropriate
  • the intrinsic safety of the interface 17 is via the resistors 15 of the interface 17th
  • Sensor electronics 9 and the RF module 12 six more lines 7 are provided.
  • the two upper lines 7 are used to transmit the high-frequency signal HF and the intermediate frequency signal ZF.
  • the four further lines 7 are control lines.
  • the resistors 14 are designed according to high intrinsic safety in terms of intrinsic safety.
  • the switched in the two supply lines 8 Crowbars 1 1 monitor the timing of the power supply.
  • the timing itself i. the ratio of duty cycle t to period T, is specified by the control unit 9.
  • the control unit 9 is an intelligence, usually a microprocessor 16, assigned.
  • the Crowbars 1 1 are an intelligence, usually a microprocessor 16, assigned.
  • Microprocessor 16 makes the duty cycle t too long or the period T too short, the corresponding time-controlled crowbar 1 1 closes the
  • Supply line 8 short. Due to the short circuit, the power supply to the hazardous area is completely interrupted. The interruption by the crowbar 1 1 may be reversible or irreversible. Based on Fig. 4, the operation of a timed Crowbars 1 1 according to the invention is illustrated in the supply line 8.
  • the energy is transferred from a potentially explosive area C4 to a hazardous area C6.
  • a square-wave voltage - is immediately before the closing of the switch S, the crowbar 1 1 for the duty cycle t of the downstream components 12 connected to high impedance.
  • Duty cycle t to the period T over a Crowbar 1 1 is monitored safety technology, it is possible according to the invention to briefly supply a high power components without the maximum surface temperature is exceeded.
  • the transistor V is an N-channel depletion MOSFET.
  • Depletion MOSFETs have the property that in the event that the connection between gate G and source S is zero, the voltage between drain D and source S are low-impedance. This feature ensures that the Crowbar 1 1 will always assume the safe state, right down to the lowest operating voltages.
  • a negative voltage equal to the HIGH voltage minus the
  • the transistor V is in the high-resistance state, namely until either the control voltage Vst returns to the high state, or until the
  • Capacitor C has discharged via the resistor R2 below the threshold voltage of the transistor V. This state corresponds to a safe state in the event that the switched by the control unit 16 duty cycle t exceeds the maximum allowable duty cycle. Since the resistor R1 is substantially larger than the resistor R2, it limits the charging of the capacitor C and thus prevents too short a period T. Thus, it is also ensured that the crowbar 1 1 responds when the of the
  • Control unit switched period T falls below the predetermined period T.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine zeitgesteuerte Crowbar (11), die so ausgestaltet ist, dass sie die Einschaltdauer (t) der zumindest einen nachgeschalteten elektronischen Komponente (12) und die Periodendauer (T) der Taktung und damit die Leistungszufuhr derart überwacht, dass eine in dem explosionsgefährdeten Bereich vorgegebene maximal zulässige Oberflächentemperatur der zumindest einen nachgeschalteten Komponente (12) nicht überschritten wird.

Description

Elektrische oder elektronische Sicherheitsbaugruppe
Die Erfindung betrifft eine elektrische oder elektronische Sicherheitsbaugruppe, die über zumindest eine Versorgungsleitung mit zumindest einer in einem explosionsgefährdeten Bereich nachgeschalteten Komponente verbunden ist und diese schützt, indem sie die Leistungszufuhr über die Versorgungsleitung in Abhängigkeit von der in dem explosionsgefährdeten Bereich geforderten Zündschutzart überwacht, wobei die zumindest eine nachgeschaltete Komponente derart getaktet betrieben wird, dass ihre Einschaltdauer kleiner ist als die Periodendauer der Taktung.
Insbesondere im Bereich der Automatisierungstechnik, sowohl der Fabrik- als auch der Prozessautomatisierungstechnik, spielt die Zündschutzart eines in einem explosionsgefährdeten Bereich eingesetzten Geräts eine wichtige Rolle. Die Zündschutzart soll das Risiko ausschalten, dass in einer
explosionsfähigen bzw. explosionsgefährdeten Atmosphäre eine Zündquelle auftritt, die eine Explosion auslösen kann. Bei den in der Mess- und
Automatisierungstechnik verwendeten Zündschutzarten wird entweder das Vorhandensein der explosionsfähigen Atmosphäre verhindert, z.B. indem das Gerät durch eine Kapselung oder einen Verguss geschützt ist, oder aber das Auftreten von Zündquellen wird prinzipiell unterbunden.
Eine in der Automatisierungstechnik, insbesondere in der chemischen und petrochemischen Industrie, äußerst wichtige Zündschutzart ist die
Zündschutzart Ex-i. Geräte mit der Zündschutzart Ex-i sind eigensicher ausgestaltet, d.h. aufgrund von speziellen Konstruktionsprinzipien ist bei Ihnen sichergestellt, dass selbst im Fehlerfall nicht die Gefahr einer Explosion in einer explosionsfähigen Atmosphäre besteht. In eigensicheren Geräten sind der zugeführte Strom und die angelegte Spannung und damit die zugeführte Leistung so gering bemessen, dass eine Funkenbildung beim Schalten oder bei einem Kurzschluss nicht für die Zündung der explosionsfähigen
Atmosphäre ausreicht. Die Vorteile von eigensicheren Geräte sind darin zu sehen, dass hier aufwändige Gehäusekonstruktionen entfallen und
Wartungsarbeiten auch während des laufenden Betriebs durchgeführt werden können. Es ist eine Besonderheit der Zündschutzart Ex i ist, dass hier der Ex-Schutz in der Regel außerhalb des Ex-Bereichs realisiert. Insbesondere werden die in den Ex-Bereich führenden Leitungen durch sog. Ex-Barrieren gesichert. Die Ex-Barrieren begrenzen Strom und Spannung und sind so bemessen, dass der Stromkreis nicht zündfähig ist und die zu schützende nachgeschaltete Komponente nur mit einer geeignet begrenzten Leistung versorgt werden.
Bei eigensicheren Geräten muss darüber hinaus sichergestellt sein, dass die Oberflächentemperatur der mit der explosionsfähigen Atmosphäre in Kontakt kommenden Komponenten auf vorgegebene Maximalwerte begrenzt ist. Für eine Elektronik bedeutet dies, dass die Oberflächentemperatur der einzelnen Komponenten oder - wenn die Elektronik vergossen ist - die Oberflächentemperatur der vergossenen Elektronik begrenzt ist. Um dieser Forderung Genüge zu tun, wird bislang die Leistung einzelner Komponenten oder auch einzelner Gebiete, zu denen mehrere Komponenten zusammengefasst sein können, begrenzt. Darüber hinaus sind benachbarte Komponenten oder Gebiete voneinander beabstandet, wobei der Abstand zwischen den
Komponenten und/oder Gebieten so bemessen ist, dass eine gegenseitige Beeinflussung ausgeschlossen ist. Die Begrenzung der Oberflächentemperatur wird durch entsprechend abgestimmte Vor- oder Begrenzungswiderstände gewährleistet.
Die zuvor beschriebene Art der Begrenzung der Oberflächentemperatur hat den prinzipiellen Nachteil, dass die Leistung in Abhängigkeit von den Voroder Begrenzungswiderständen von einzelnen Komponenten oder Gebieten stark begrenzt werden muss. Daher ist es nicht möglich, unter der
Zündschutzart Ex-i Komponenten mit großem Vor- oder Begrenzungswiderstand bei hohem Leistungsbedarf zu betreiben. Bei den bekannten Lösungen ist das gleiche Problem gegeben, wenn das eigensichere Gerät, insbesondere also ein Feldgerät, getaktet betrieben wird. Taktung bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Einschaltdauer kleiner ist als die Periodendauer der Taktung. Bei einer getaktet betriebenen
Komponente ist es möglich, die mittlere Leistungsaufnahme des Geräts für die Berechnung der Oberflächentemperatur heranzuziehen. Die mittlere Leistung PAV errechnet sich zu
PAV = P mix ■ (Einschaltdauer/Periodendauer) + P* und ist damit über das Verhältnis von Einschaltdauer zu Periodendauer regulierbar. In der Formel kennzeichnet P* die Summe der Leistungen ist, die über weitere Verbindungsleitungen, wie Signal-, Steuer- und Kommunikationsleitungen übertragen werden. Der entsprechende Sachverhalt ist in den Figuren Fig. 2a und Fig. 2b dargestellt. Konkret gibt die Taktung also die
Möglichkeit, auch sehr hohe Energiemengen in den Ex-Bereich zu übertragen, wenn das Verhältnis von Einschaltdauer und Periodendauer entsprechend ausgelegt sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische oder elektronische Sicherheitsbaugruppe vorzugschlagen, die eine korrekte Leistungsübertragung in den explosionsgefährdeten Bereich sicherstellt.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass es sich bei der elektrischen oder elektronischen Sicherheitsbaugruppe um zumindest eine zeitgesteuerte
Crowbar bzw. einen zeitgesteuerter Kurzschlussschalter handelt, wobei die Crowbar so ausgestaltet ist, dass sie die Einschaltdauer der zumindest einen nachgeschalteten elektronischen Komponente und die Periodendauer der Taktung und damit die Leistungszufuhr derart überwacht, dass eine in dem explosionsgefährdeten Bereich vorgegebene maximal zulässige Oberflächentemperatur der zumindest einen nachgeschalteten Komponente nicht überschritten wird.
Erfindungsgemäß erfolgt also eine sicherheitstechnische Überwachung von vorgegebener Einschaltdauer zu vorgegebener Periodendauer der
nachgeschalteten getaktet betriebenen Komponente. Hierzu wird eine zeitgesteuerte Crowbar verwendet.
Da gemäß der erfindungsgemäßen Lösung nicht mehr eine Spannungs- und Strom Überwachung für die kontrollierte Leistungszufuhr in den
explosionsgefährdeten Bereich durchgeführt wird, sondern da erfindungsgemäß die Einhaltung einer vorgegebenen maximalen Einschaltdauer bzw. einer vorgegebenen minimalen Periodendauer überwacht wird, ist es möglich, kurzzeitig eine erhöhte Leistung in den explosionsgefährdeten Bereich zu übertragen. Da die Crowbar die Einhaltung beider Zeitdauern überwacht, ist die Gefahr ausgeschlossen, dass im Fehlerfall eine maximale Oberflächentemperatur der überwachten nachgeschalteten Komponente überschritten wird. Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn die nachgeschaltete Komponente relativ langsam auf einen Temperatursprung reagiert, wenn also die nachgeschaltete Komponente eine relativ hohe thermische Trägheit aufweist. Hierdurch wird garantiert, dass eine kurzzeitig gesteigerte Leistungsübertragung in den explosionsgefährdeten Bereich möglich ist, ohne dass die maximal zulässige Oberflächentemperatur überschritten wird. Der mit der Leistungszufuhr einhergehende Verlauf der Oberflächentemperatur ist übrigens in Figur Fig. 2c visualisiert.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass eine kurzzeitig erhöhte Leistungszufuhr in den explosionsgefährdeten Bereich erfolgen kann. Kurzzeitig bedeutet hierbei, dass das Verhältnis von
Einschaltdauer und Periodendauer so bemessen ist, dass die maximal zulässige Oberflächentemperatur der nachgeschalteten Komponente nicht überschritten wird. Die Einhaltung von Einschaltdauer und Periodendauer wird über die zeitgesteuerte Crowbar garantiert. So benötigen beispielsweise die nachfolgend noch näher beschriebenen Mikrowellen-Füllstandsmessgeräte kurzzeitig für den Betrieb 1 Watt. Mit der zeitüberwachten getakteten
EnergeLeistungsversorgung können diese hohen Leistungen auch im explosionsgefährdeten Bereich zur Verfügung gestellt werden. Bei
Feldgeräten, die eine weniger hohe Betriebsenergie benötigen kann über die erfindungsgemäße Lösung die Messrate und damit die Messgenauigkeit erhöht werden. Je höher weiterhin die thermische Trägheit der
nachgeschalteten Komponente - mit oder ohne Verguss - ist, umso höher kann die gepulste Leistungszufuhr ausfallen.
Folgende Voraussetzungen sind im Hinblick auf die Erfindung zu beachten: a) Die thermische Trägheit der nachgeschalteten Komponente oder des nachgeschalteten Gebiets muss durch geeignete
Temperaturmessungen in einem Typtest nachgewiesen werden.
Hierbei darf sich einerseits die Oberflächentemperatur der
nachgeschalteten Komponente bzw. des nachgeschalteten Gebiets während der Einschaltdauer nur geringfügig erhöhen; andererseits darf die maximale zulässige Oberflächentemperatur der nachgeschalteten
Komponente bzw. des nachgeschalteten Gebiets nicht überschritten werden. b) Die Überwachung von Einschaltdauer und Periodendauer wird durch zumindest eine zeitgesteuerte Crowbar bzw. einen zeitgesteuerten
Kurzschlussschalter sichergestellt. Erfindungsgemäß wird
sichergestellt, dass auch bei Auftreten eines Fehlerfalls bei der
Taktung, z.B. verursacht durch den Mikroprozessor, die erlaubte Oberflächentemperatur im Mittel nicht überschritten wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine externe Steuereinheit vorgesehen, die die über die zumindest eine Versorgungsleitung übertragene und von der zumindest einen zeitgesteuerten Crowbar
überwachte Leistungszufuhr derart steuert, dass die Einschaltdauer der nachgeschalteten Komponente maximal ist, während die Periodendauer minimal ist. Hierbei ist die zeitgesteuerte Crowbar nicht aktiv, so dass die Leistungszufuhr nicht abgeschaltet wird. Erst im Fehlerfall, wenn die maximal erlaubte Einschaltdauer überschritten wird, macht die Crowbar einen
Kurzschluss und verhindert so die Zufuhr einer eine Explosion auslösenden Leistung in den explosionsgefährdeten Bereich. Die Crowbar kann sowohl reversibel als auch irreversibel ausgestaltet sein. Eine vorteilhafte
Ausgestaltung sieht vor, dass das Auftreten eines Fehlerfalls von der
Steuereinheit registriert wird. Nachfolgend wird eine Fehlermeldung generiert, die z. B. dem Bedienpersonal angezeigt wird.
Insbesondere handelt es sich bei der Crowbar um eine Sicherheitsbaugruppe, die so ausgelegt ist, dass sie zur Begrenzung eines eigensicheren
Stromkreises einschließlich der höchsten Zündschutzart, z. B. der
Zündschutzart Ex ia, dient.
Im Zusammenhang mit dem Zuvorgesagten wird es darüber hinaus als vorteilhaft oder notwendig angesehen, wenn die Crowbar mehrfach redundant ausgestaltet ist, wobei die Anzahl der redundanten Crowbars pro
Versorgungsleitung in Abhängigkeit von der in dem explosionsgefährdeten Bereich geltenden Zündschutzart zu wählen ist. Bei hohen
Sicherheitsanforderungen ist üblicherweise eine dreifache Redundanz pro zu sichernder Leitung vorgesehen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sicherheitsbaugruppe bzw. der erfindungsgemäßen zeitgesteuerten Crowbar sieht vor, dass die Crowbar einen Transistor oder einen Thyristor aufweist, der die Eigenschaft besitzt, dass er bei einer Spannung über Gate und Source gleich Null zwischen Drain und Source niederohmig ist. Damit ist der Leistungsverbrauch der Crowbar außerhalb des Fehlerfalls sehr gering. Als besonders wichtig wird es erachtet, dass die Schaltung auch bei kleiner Betriebsspannung den sicheren Zustand einnehmen kann.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung sieht vor, dass die überwachte nachgeschaltete Komponente bzw. die überwachten nachgeschalteten Komponenten einem Feldgerät zur Bestimmung und/oder Überwachung einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße
zugeordnet ist. Zur Erfassung von Prozessgrößen dienen Sensoren, wie beispielsweise Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, pH-Redoxpotentialmessgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, usw., welche die entsprechenden Prozessgrößen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen Aktoren, wie zum Beispiel Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrlei- tungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah in einer Fabrik- oder Prozessanlage eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. 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. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.
Die erfindungsgemäße Lösung ist darüber hinaus auch für die Sicherung der Leistungszufuhr in einen explosionsgefährdeten Bereich bei volldigitalen Mobilfunk-Übertragungen bestens geeignet. Erwähnt sei in diesem
Zusammenhang explizit der häufig verwendete Standard GSM - Global System for Mobile Communications. Es versteht sich von selbst, dass die Erfindung generell angewendet werden kann, wenn ein getakteter Betrieb einer Komponente in einem explosionsgefährdeten Bereich vorliegt. Als besonders vorteilhaft wird die erfindungsgemäße Lösung in Verbindung mit einem Mikrowellen-Radar-Messgerät angesehen. Bekannte Füllstandsmessgeräte arbeiten nach einem Laufzeitverfahren. Laufzeitverfahren nutzen die physikalische Gesetzmäßigkeit aus, wonach die Laufstrecke gleich dem Produkt aus Laufzeit und Ausbreitungsgeschwindigkeit ist. Im Falle der Füllstandsmessung entspricht die Laufstrecke dem doppelten Abstand zwischen Antenne und Oberfläche des Füllguts. Das Nutzechosignal, also das an der Oberfläche des Füllguts reflektierte Signal, und dessen Laufzeit werden anhand der sog. Echofunktion bzw. der digitalisierten Hüllkurve bestimmt, wobei die Hüllkurve die Amplituden der Echosignale als Funktion des Abstandes 'Antenne - Oberfläche des Füllguts' wiedergibt. Der Füllstand selbst ergibt sich dann aus der Differenz zwischen dem bekannten Abstand der Antenne zum Boden des Behälters und dem durch die Messung
bestimmten Abstand der Oberfläche des Füllguts zur Antenne.
Es können alle bekannten Verfahren angewendet werden, die es ermöglichen, verhältnismäßig kurze Entfernungen mittels reflektierter Messsignale zu bestimmen. Handelt es sich bei den Messsignalen um Mikrowellen, so kann sowohl das Pulsradar als auch das Frequenzmodulations-Dauerstrichradar (FMCW-Radar) zum Einsatz kommen. Mikrowellenmessgeräte, die Pulsradar verwenden, werden von der Anmelderin beispielsweise unter der Bezeichnung 'MICROPILOT' vertrieben. Ein Gerätetyp, der mit Ultraschallsignalen arbeitet, wird von der Anmelderin beispielsweise unter der Bezeichnung 'PROSONIC' angeboten. In der Fig. 1 ist ein Füllstandsmessgerät im Einsatz dargestellt.
Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sieht vor, dass das Mikrowellen-Radar-Messgerät eine Antenneneinheit, ein Hochfrequenzmodul und eine Sensorelektronik aufweist, wobei das Hochfrequenzmodul die hochfrequenten Messsignale erzeugt, wobei über die Antenneneinheit die hochfrequenten Messsignale ausgesendet bzw. die an der Oberfläche des Füllguts reflektierten hochfrequenten Messsignale empfangen werden, und wobei die Sensorelektronik anhand der Laufzeitdifferenz zwischen den ausgesendeten und den empfangenen hochfrequenten Messsignalen den Füllstand des Füllguts in dem Behälter ermittelt.
Hierbei sind die Sensorelektronik und das Hochfrequenzmodul voneinander beabstandet, wobei die Energieübertragung von der Sensorelektronik zu dem Hochfrequenzmodul über die zumindest eine Versorgungsleitung erfolgt. Die Kommunikationsdaten zwischen der Sensorelektronik und dem
Hochfrequenzmodul werden über zumindest eine Signalleitung übertragen. Hierbei ist die Sensorelektronik eigensicher ausgestaltet.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Füllstandsmessgeräts sieht vor, dass die zumindest eine Versorgungsleitung über zumindest eine gesteuerte Crowbar bzw. über zumindest einen gesteuerten
Kurzschlussschalter gesichert ist, während die weiterhin vorhandenen Signalleitungen und ggf. weitere Übertragungsleitungen über in die Signal- und Übertragungsleitungen geschaltete Widerstände hinsichtlich einer maximalen Leitungszufuhr begrenzt sind. Hierbei ist sicherzustellen, dass die maximal erlaubte, mittlere Leistungszufuhr in den explosionsgefährdeten Bereich so bemessen ist, dass die Kriterien für die vorgegebene
Zündschutzart erfüllt sind.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung eines Füllstandsmessgeräts,
Fig. 2a: den Verlauf der Betriebsspannung auf den Versorgungsleitungen 8 aus Fig. 3,
Fig. 2b: einem dem Verlauf der Betriebsspannung (Fig. 2a) entsprechenden Leistungsverlauf, Fig. 2c: ein typischer Verlauf der Oberflächentemperatur des in Fig. 3 gezeigten Bauelements 13,
Fig. 3: eine schematische Darstellung der Sicherheitsbaugruppe, wobei pro Versorgungsleitung jeweils ein erfindungsgemäßer zeitgesteuerter Crowbar eingesetzt wird, und
Fig. 4: ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen zeitgesteuerten
Crowbars.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Füllstandsmessgeräts 6, bei dem die erfindungsgemäße Lösung bevorzugt zum Einsatz kommt. In dem Behälter 1 ist das Füllgut 2 gelagert Der Füllstand des Füllguts 2 in dem Behälter 1 wird mittels des Füllstandsmessgeräts 6 über ein Laufzeitverfahren ermittelt. Im gezeigten Fall ist die Antenneneinheit 10 mit Signalerzeugungs-, Sende- und Empfangseinheit räumlich von der Regel-/Auswerteeinheit 9 abgesetzt. Der Datenaustausch und die Stromversorgung zwischen dem die Signale erzeugenden Hochfrequenzmodul 12 und der Sensorelektronik 9 erfolgt über die Verbindungsleitungen 7, 8. Es versteht sich von selbst, dass in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung als Füllstandsmessgerät 6 auch ein Kompaktgerät eingesetzt werden kann.
Die Antenneneinheit 10 ist in der Öffnung 5 im Deckel 4 des Behälters 1 montiert ist. Über die Antenneneinheit 10 werden Messsignale Tx, insbesondere Mikrowellen, in Richtung der Oberflächennormalen des Füllguts 2 abgestrahlt. Die reflektierten Echosignale Rx werden in der Antenneneinheit 10 empfangen. Anhand der Laufzeit der Messsignale Tx / Echosignale Rx ermittelt die Regel-/Auswerteeinheit 9 u.a. den aktuellen Füllstand des
Füllguts 2 in dem Behälter 1 . Fig. 2a zeigt den Verlauf der getakteten Betriebsspannung Vst auf den
Versorgungsleitungen 8 aus Fig. 3. Aus der Figur ist ersichtlich, dass die Einschaltdauer t nur einen Bruchteil der Periodendauer T beträgt. In Fig. 2b ist der dem Verlauf der Betriebsspannung aus Fig. 2a entsprechende
Leistungsverlauf dargestellt. Die PAV errechnet sich zu
PAV = Ρ ^ ■ (Einschaltdauer t / Periodendauer T) + P*
Hierbei entspricht P* der Summe der Leistungen, die über die Signal-, Steuer- und Kommunikationsleitungen 7 übertragen werden. Dieser Sachverhalt ist in den Figuren Fig. 2a und Fig. 2b dargestellt.
Fig. 2c zeigt den typischen Verlauf der Oberflächentemperatur T des in Fig. 3 gezeigten Bauelements 14. 7^ kennzeichnet hierbei die maximal zulässige Oberflächentemperatur des Bauelements 14 in dem explosionsgefährdeten Bereich. Die gestrichelte Linie kennzeichnet die mittlere Oberflächentemperatur, die durch die mittlere zulässige Leistung PAV verursacht wird. Für die maximal zulässige Oberflächentemperatur des Bauteils 14 wird die maximal zulässige elektrische Leistung PAV und die durch die Crowbar 1 1 überwachte maximale Einschaltdauer t und die minimale Periodendauer T herangezogen. Die Crowbar 1 1 stellt die Einhaltung der vorbestimmten maximalen Einschaltdauer t bzw. der minimalen Periodendauer T sicher. Falls die der Sensorelektronik 9 zugeordnete Steuereinheit fehlerhaft die
Einschaltdauer t zu lang bzw. die Periodendauer T zu kurz macht, verhindert die zeitgesteuerte Crowbar 1 1 durch einen Kurzschluss, dass die mittlere zulässige Leistung PAV bzw. die erlaubte Oberflächentemperatur 7^ in dem explosionsgefährdeten Bereich überschritten werden.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung der Leistungsbegrenzung, wobei jeweils ein erfindungsgemäßer zeitgesteuerter Crowbar 1 1 pro Versorgungsleitung 8 vorgesehen ist. Die Sensorelektronik 9 wird mit einer begrenzten Leistung versorgt. Die Leistungsbegrenzung wird über entsprechende
Widerstände im Klemmenmodul oder in einer vorgeschalteten, in der Fig. 3 nicht gesondert dargestellten Elektronik realisiert. Die Eigensicherheit der Schnittstelle 17 wird über die Widerstände 15 der Schnittstelle 17
gewährleistet. Neben den Versorgungsleitungen 8 sind zwischen der
Sensorelektronik 9 und dem HF-Modul 12 sechs weitere Leitungen 7 vorgesehen. Die beiden oberen Leitungen 7 dienen zur Übermittlung des Hochfrequenzsignals HF und des Zwischenfrequenzsignals ZF. Bei den vier weiteren Leitungen 7 handelt es sich um Steuerleitungen. Die Widerstände 14 sind im Hinblick auf die Eigensicherheit entsprechend hochohmig ausgelegt.
Die in die beiden Versorgungsleitungen 8 geschalteten Crowbars 1 1 überwachen den zeitlichen Verlauf der Energieversorgung. Die Taktung selbst, d.h. das Verhältnis von Einschaltdauer t zu Periodendauer T, wird durch die Steuereinheit 9 vorgegeben. Der Steuereinheit 9 ist eine Intelligenz, üblicherweise ein Mikroprozessor 16, zugeordnet. Die Crowbars 1 1
überwachen, dass das vorgegebene Verhältnis von Einschaltdauer t zu Periodendauer T eingehalten wird. Tritt ein Fehlerfall auf, und der
Mikroprozessor 16 macht die Einschaltdauer t zu lang oder die Periodendauer T zu kurz, so schließt der entsprechende zeitgesteuerte Crowbar 1 1 die
Versorgungsleitung 8 kurz. Durch den Kurzschluss wird die Leistungszufuhr in den explosionsgefährdeten Bereich gänzlich unterbrochen. Die Unterbrechung durch den Crowbar 1 1 kann reversibel oder irreversibel sein. Anhand von Fig. 4 wird die Wirkungsweise eines erfindungsgemäßen zeitgesteuerten Crowbars 1 1 in der Versorgungsleitung 8 verdeutlicht. Die Energieübertragung erfolgt von einem explosionsgefährdeten Bereich C4 in einen explosionsgefährdeten Bereich C6. Über die Steuerspannung Vst - es handelt sich im gezeigten Fall um eine Rechteckspannung - wird unmittelbar vor dem Schließen des Schalters S die Crowbar 1 1 für die Einschaltdauer t der nachgeschalteten Komponenten 12 hochohmig geschaltet. Die maximale Leistung, die in den Bereich C6 übertragen wird, errechnet sich mit einem Begrenzungswiderstand Rbeg. = 5 Ohm, einer Einschaltdauer von t = 2ms und einer Periodendauer T = 200 mittels nachfolgender Formel zu 22,5mW.
U2
2 · Rbeg.
Mit einem Begrenzungswiderstand von 5 Ohm hätte die in den explosionsgefährdeten Bereich C6 ohne die zeitliche Einschaltbegrenzung nur 2,25mW betragen. Mittels der erfindungsgemäßen Lösung ist es daher möglich, die in den explosionsgefährdeten Bereich übertragene Leistung erheblich zu steigern.
Unter den Randbedingungen, dass die Bauteile - mit oder ohne Verguss - eine genügend hohe thermische Trägheit aufweisen und dass die
Einschaltdauer t zur Periodendauer T über einen Crowbar 1 1 sicherheits- technisch überwacht wird, ist es erfindungsgemäß möglich, Bauteilen kurzzeitig eine hohe Leistung zuzuführen, ohne dass die maximal zulässige Oberflächentemperatur überschritten wird.
Nachfolgend wird die Funktionsweise des Crowbars 1 1 beschrieben: Bei dem Transistor V handelt es sich im gezeigten Fall um einen N-Kanal Depletion- Mosfet. Depletion Mosfets haben die Eigenschaft, dass für den Fall, dass die Verbindung zwischen Gate G und Source S Null ist, die Spannung zwischen Drain D und Source S niederohmig sind. Mit dieser Eigenschaft ist sichergestellt, dass die Crowbar 1 1 bis hin zu kleinsten Betriebsspannungen immer den sicheren Zustand einnehmen wird.
Solange sich die Crowbar 1 1 im niederohmigen Zustand befindet, ist die Steuerspannung Vst im HIGH-Zustand und der Kondensator C lädt sich über die Widerstände R1 und R2 auf die HIGH-Spannung auf. Um für die
Einschaltdauer t in den hochohmigen Zustand zu wechseln, wird die
Steuerspannung Vst auf Null bzw. LOW (= 0 V) geschaltet. An das Gate G des Transistors V wird dann über die Diode D an den Kondensator C eine negative Spannung in Höhe der HIGH-Spannung abzüglich der
Schwellspannung der Diode D angelegt. Der Transistor V befindet sich im hochohmigen Zustand, und zwar solange, bis entweder die Steuerspannung Vst wieder in den HIGH-Zustand zurückwechselt, oder bis sich der
Kondensator C über den Widerstand R2 unter die Schwellspannung des Transistors V entladen hat. Dieser Zustand entspricht einem sicheren Zustand für den Fall, dass die durch die Steuereinheit 16 geschaltete Einschaltdauer t die maximal erlaubte Einschaltdauer überschreitet. Da der Widerstand R1 wesentlich größer ist als der Widerstand R2, begrenzt er das Laden des Kondensators C und verhindert so eine zu kurze Periodendauer T. Somit ist auch sichergestellt, dass die Crowbar 1 1 anspricht, wenn die von der
Steuereinheit geschaltete Periodendauer T die vorgegebene Periodendauer T unterschreitet.
Um sicherzustellen, dass die an die Sicherheitsbaugruppe gestellten
Sicherheitsanforderungen auch noch dann gelten, wenn die in Fig. 4 im Detail dargestellte Crowbar 1 1 ausfällt, ist die Crowbar 1 1 redundant ausgeführt. Im gezeigten Fall ist die Sicherung über die Crowbars 1 1 dreifach redundant ausgeführt.
Bezugszeichenliste
1 Behälter
2 Füllgut
3 Oberfläche des Füllguts
4 Deckel
5 Öffnung
6 Füllstandsmessgerät / Feldgerät
7 Verbindungsleitung
8 Verbindungsleitung / Versorgungsleitung
9 Regel-/Auswerteeinheit / Sensorelektronik
10 Antenne
1 1 Crowbar
12 Nachgeschaltete Komponente / HF-Modul
13 Transistor
14 Widerstand / Widerstände für Leistungsbegrenzung
15 Widerstände für die Eigensicherheit der Schnittstelle
16 Mikroprozessor
17 Schnittstelle

Claims

Patentansprüche
1. Elektrische oder elektronische Sicherheitsbaugruppe (1 1 ), die über zumindest eine Versorgungsleitung (8) mit zumindest einer in einem
explosionsgefährdeten Bereich nachgeschalteten Komponente (12)
verbunden ist und diese schützt, indem sie die Leistungszufuhr über die Versorgungsleitung (8) in Abhängigkeit von der in dem explosionsgefährdeten Bereich geforderten Zündschutzart überwacht, wobei die zumindest eine nachgeschaltete Komponente (12) derart getaktet betrieben wird, dass ihre Einschaltdauer kleiner ist als die Periodendauer der Taktung,
dadurch gekennzeichnet,
dass es sich bei der elektrischen oder elektronischen Sicherheitsbaugruppe (1 1 ) um zumindest eine zeitgesteuerte Crowbar bzw. einen zeitgesteuerter Kurzschlussschalter handelt, wobei die Crowbar (1 1 ) so ausgestaltet ist, dass sie die Einschaltdauer der zumindest einen nachgeschalteten elektronischen Komponente (12) und die Periodendauer der Taktung und damit die
Leistungszufuhr derart überwacht, dass eine in dem explosionsgefährdeten Bereich vorgegebene maximal zulässige Oberflächentemperatur der zumindest einen nachgeschalteten Komponente (12) nicht überschritten wird.
2. Elektrische oder elektronische Sicherheitsbaugruppe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,
dass eine externe Steuereinheit (9) vorgesehen ist, die die über die zumindest eine Versorgungsleitung (8) übertragene und von der zumindest einen zeitgesteuerten Crowbar (1 1 ) überwachte Leistungszufuhr derart steuert, dass die Einschaltdauer der nachgeschalteten Komponente (12) maximal ist, während die Periodendauer minimal ist, ohne dass die zeitgesteuerte Crowbar (1 1 ) aktiv ist und die Leistungszufuhr abschaltet.
3. Elektrische oder elektronische Sicherheitsbaugruppe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, wobei es sich bei der Crowbar (1 1 ) um eine Sicherheitsbaugruppe handelt, die zur Begrenzung eines eigensicheren Stromkreises einschließlich der höchsten Zündschutzart, z.B. der Zündschutzart Ex ia, dient.
4. Elektrische oder elektronische Sicherheitsbaugruppe nach Anspruch 1 , 2 oder 3
dadurch gekennzeichnet,
dass die Crowbar (1 1 ) mehrfach redundant ausgestaltet ist, wobei die Anzahl der redundanten Crowbars (1 1 ) in Abhängigkeit von der in dem explosions- gefährdeten Bereich geltenden Zündschutzart gewählt ist.
5. Elektrische oder elektronische Sicherheitsbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 -4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Crowbar (1 1 ) einen Transistor (13) oder einen Thyristor aufweist, der die Eigenschaft besitzt, dass er bei einer Spannung über Gate (G) und Source (S) gleich Null zwischen Drain (D) und Source (S) niederohmig ist.
6. Elektrische oder elektronische Sicherheitsbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 -5,
dadurch gekennzeichnet,
wobei die überwachte nachgeschaltete Komponente (12) bzw. die
nachgeschalteten überwachten Komponenten einem Feldgerät (6) zur Bestimmung und/oder Überwachung einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße zugeordnet ist.
7. Elektrische oder elektronische Sicherheitsbaugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass es sich bei dem Feldgerät (6) um ein Mikrowellen-Radar-Messgerät handelt, das insbesondere den Füllstand eines Füllguts (2) in einem Behälter (1 ) über ein Laufzeitverfahren ermittelt.
8. Elektrische oder elektronische Sicherheitsbaugruppe nach Anspruch 6 oder
7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Mikrowellen-Radar-Messgerät (6) eine Antenneneinheit (1 1 ), ein Hochfrequenzmodul (12) und eine Sensorelektronik (9) aufweist, wobei das Hochfrequenzmodul (die hochfrequenten Messsignale erzeugt, wobei über die Antenneneinheit (1 1 ) die hochfrequenten Messsignale ausgesendet bzw. die an der Oberfläche (3) des Füllguts (2) reflektierten hochfrequenten
Messsignale empfangen werden, und wobei die Sensorelektronik (9) anhand der Laufzeitdifferenz zwischen den ausgesendeten und den empfangenen hochfrequenten Messsignalen den Füllstand des Füllguts (2) in dem Behälter (1 ) ermittelt.
9. Elektrische oder elektronische Sicherheitsbaugruppe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sensorelektronik (9) und das Hochfrequenzmodul (12) voneinander beabstandet sind, dass die Energieübertragung von der Sensorelektronik (12) zu dem Hochfrequenzmodul (9) über die zumindest eine Versorgungsleitung (8) erfolgt, und dass Kommunikationsdaten zwischen der Sensorelektronik (9) und dem Hochfrequenzmodul (12) über zumindest eine Signalleitung (7) übertragen werden.
10. Elektrische oder elektronische Sicherheitsbaugruppe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
das die Sensorelektronik (9) eigensicher ausgestaltet ist.
1 1 . Elektrische oder elektronische Sicherheitsbaugruppe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Versorgungsleitung (8) über zumindest eine gesteuerte Crowbar (1 1 ) bzw. über zumindest einen gesteuerten
Kurzschlussschalter gesichert ist, und dass vorhandene Signalleitungen (7) und ggf. weitere Übertragungsleitungen über in die Signal- und
Übertragungsleitungen (7) geschaltete Widerstände (15) hinsichtlich einer maximalen Leitungszufuhr begrenzt sind, wobei die maximale Leistungszufuhr in den explosionsgefährdeten Bereich so bemessen ist, dass die Kriterien für die vorgegebene Zündschutzart erfüllt sind.
EP11752142.7A 2010-09-15 2011-08-12 Elektrische oder elektronische sicherheitsbaugruppe Withdrawn EP2616781A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010040833A DE102010040833A1 (de) 2010-09-15 2010-09-15 Elektrische oder elektronische Sicherheitsbaugruppe
PCT/EP2011/063941 WO2012034796A2 (de) 2010-09-15 2011-08-12 Elektrische oder elektronische sicherheitsbaugruppe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2616781A2 true EP2616781A2 (de) 2013-07-24

Family

ID=44582953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP11752142.7A Withdrawn EP2616781A2 (de) 2010-09-15 2011-08-12 Elektrische oder elektronische sicherheitsbaugruppe

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9450399B2 (de)
EP (1) EP2616781A2 (de)
CN (1) CN103250034B (de)
DE (1) DE102010040833A1 (de)
WO (1) WO2012034796A2 (de)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011078060A1 (de) * 2011-06-24 2012-12-27 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung oder Überwachung des Füllstandes eines Füllguts in einem Behälter
DE102012107091A1 (de) * 2012-08-02 2014-02-06 R. Stahl Schaltgeräte GmbH Elektrische Einrichtung mit explosionsgeschützter Steckverbindung
DE102012015322A1 (de) 2012-08-02 2014-05-15 Infineon Technologies Ag Fahrzeugspannungsversorgung
US9329074B2 (en) * 2013-12-06 2016-05-03 Honeywell International Inc. Multi-mode pulsed radar providing automatic transmit pulse signal control
US9329072B2 (en) * 2013-12-06 2016-05-03 Honeywell International Inc. Receiver with programmable gain for UWB radar
US9329073B2 (en) * 2013-12-06 2016-05-03 Honeywell International Inc. Adaptive radar system with mutliple waveforms
DE102013114617A1 (de) * 2013-12-20 2015-06-25 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Radiometrisches Messgerät zur Ausführung von Messungen in explosionsgefährdeten Bereichen
DE102014118982A1 (de) 2014-12-18 2016-06-23 Turck Holding Gmbh Schutzschaltung
DE102014226864A1 (de) 2014-12-22 2016-06-23 Ecom Instruments Gmbh Elektronische Schaltungsanordnung, insbesondere zur Verwendung in einem explosionsgefährdeten Bereich
DE102016113268B4 (de) 2016-07-19 2018-06-07 Endress+Hauser SE+Co. KG Verfahren und Sicherheitsschaltung zur sicheren Begrenzung der elektrischen Leistungsaufnahme
DE102017129470A1 (de) 2017-12-11 2019-06-13 Endress+Hauser SE+Co. KG Feldgerät

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2821404C2 (de) * 1978-05-16 1980-06-19 El-Me-We Elektro-Mechanische Werkstaetten Ing. Hans Maack, 2100 Hamburg Schutzschaltungsanordnung gegen eine unnötig lange Einschaltdauer von Schaltverstärkern
US4438473A (en) 1981-07-21 1984-03-20 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Power supply for an intrinsically safe circuit
US5144517A (en) * 1989-10-20 1992-09-01 Pepperl + Fuchs, Inc. Intrinsically safe barrier device
CA2146619C (en) 1994-04-14 2005-02-08 Kevin M. Huczko Intrinsically safe power source
US6014100A (en) * 1998-02-27 2000-01-11 Vega Grieshaber Kg Two-wire RADAR sensor with intermittently operating circuitry components
US6021051A (en) * 1998-12-29 2000-02-01 General Electric Company Power converter with crowbar circuit and control for very fast output voltage turn-off
US6275391B1 (en) 2000-04-06 2001-08-14 General Electric Company Compact push-pull converter and crowbar circuit, and control therefor
US6670791B1 (en) * 2002-02-08 2003-12-30 National Semiconductor Corporation Dual path break before make digital circuit
DE10328532B3 (de) * 2003-06-24 2004-12-16 Bundesrepublik Deutschland, vertr. d. d. Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit, dieses vertr. d. d. Präsidenten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Speisegerät zur eigensicheren Energieversorung und Verfahren zur elektrischen DC-Versorgung von Verbrauchern mit einem solchen Speisegerät
US7236342B2 (en) * 2003-07-28 2007-06-26 Rockwell Automation Technologies, Inc. In-line passive barrier for intrinsically safe communication network
US7684167B2 (en) 2003-09-30 2010-03-23 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Communication bus suitable for use in a hazardous area of a process plant
US20060001567A1 (en) * 2004-07-01 2006-01-05 Valter Nilsson Sensor with improved voltage protection
BRPI0512994B1 (pt) * 2004-07-05 2017-12-05 Pepperl & Fuchs "electric circuit with flammable arc prevention device"
US7372397B2 (en) * 2005-06-03 2008-05-13 Rosemount Tank Radar Ab Energy storage in a radar level gauge
US7308825B2 (en) * 2005-10-14 2007-12-18 Rosemount Tank Radar Ab Tank gauging system
DE102006054354B4 (de) * 2006-11-17 2012-09-20 Werner Turck Gmbh & Co. Kg Selbstschützende Crowbar
US8264373B2 (en) * 2008-01-04 2012-09-11 Rosemount Tank Radar Ab Gauging system having wireless capability

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2012034796A2 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20130250460A1 (en) 2013-09-26
WO2012034796A3 (de) 2012-08-02
WO2012034796A2 (de) 2012-03-22
DE102010040833A1 (de) 2012-03-15
CN103250034B (zh) 2017-05-24
CN103250034A (zh) 2013-08-14
US9450399B2 (en) 2016-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2616781A2 (de) Elektrische oder elektronische sicherheitsbaugruppe
EP2804163B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Störungserkennung auf Steuerleitungen in Gefahrenmelde- und Steuerungssystemen
EP2984530B1 (de) Messumformerspeisegerät mit abschaltbarer funkschnittstelle
EP3198567B1 (de) Daten- und messerfassungsvorrichtung für einen türgriff sowie verfahren dazu
EP2307931B1 (de) Autarkes feldgerät oder autarker funkadapter für ein feldgerät der automatisierungstechnik
EP3155628A1 (de) SPULENANORDNUNG SOWIE DAMIT GEBILDETER ELEKTROMECHANISCHER SCHALTER BZW. MEßUMFORMER
DE102013107904A1 (de) Messgerät mit einer umschaltbaren Mess- und Betriebselektronik zur Übermittlung eines Messsignals
EP2359215B1 (de) FELDGERÄT ZUR BESTIMMUNG UND/ODER ÜBERWACHUNG EINER PHYSIKALISCHEN ODER CHEMISCHEN PROZESSGRÖßE
DE112011100449B4 (de) Verfahren zum Überprüfen eines Kurzschluss-Schutzsystems in einer Abzweigleitung sowie Diagnoseeinrichtung zum Durchführen des Verfahrens
EP3348021B1 (de) Verfahren zum sicherstellen des betriebs eines drahtlosmoduls eines feldgeräts
WO2016019982A1 (de) Verbindevorrichtung und verfahren zum verbinden
EP1277095B1 (de) System und verfahren zur überwachung einer einrichtung zum messen, steuern und regeln
EP3837590B1 (de) Feldgerät der automatisierungstechnik
EP3488197B1 (de) Verfahren und sicherheitsschaltung zur sicheren begrenzung der elektrischen leistungsaufnahme eines feldgerätes
DE4232719C2 (de) Füllstand-Grenzschalter
EP3580533B1 (de) Feldgerät zur bestimmung eines grenzwertes
EP1776518B1 (de) Sensor zur messung der position eines stellgliedes
EP4031944B1 (de) Feldgerät
DE2855809C2 (de) Einrichtung zur automatischen Überwachung des Ladezustandes einer netzunabhängigen Stromversorgung und der Luftfeuchte im Antwortgerät einer Anlage zur Standortbestimmung von Verkehrseinrichtungen
EP4211517B1 (de) Feldgerät der automatisierungstechnik zum einsatz in einem explosionsgefährdeten bereich
DE102019127961A1 (de) Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit von Mess-Systemen
DE102022118575A1 (de) Sensoranordnung mit Plausibilitätsprüfung
WO2015070831A1 (de) Positionsmessvorrichtung
WO2025021405A1 (de) Feldgeräteadapter zur drahtlosen datenübertragung
DE102020124434A1 (de) Feldgeräteadapter zur drahtlosen Datenübertragung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20130222

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: ENDRESS+HAUSER SE+CO. KG

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20200317

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20200728