JPH10511465A - 温度トランスミッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 温度トランスミッタ（１０）は、ＲＴＤや熱電対のような温度プローブ（１４）、およびトランスミッタハウジング（１２）を含む。温度ハウジング（１２）は、温度プローブ（１４）に結合された第１の面（１６）、および複数の電気端子（２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ）が設けられた第２の面（１８）を有する。トランスミッタハウジング（１２）の第１の面（１６）上の細長い凹部（２２）は、温度プローブ（１４）と接続された電気配線（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）を、温度プローブ（１４）から離れる方向へ導き、そしてトランスミッタハウジング（１２）の第２の面（１８）上に設けられた電気端子（２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ）へ導く。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 温度トランスミッタ 発明の背景 本発明は、温度を検知して検知温度に応答した出力を供給するために用いられ る温度トランスミッタに関する。さらに具体的にいえば、本発明は温度トランス ミッタのハウジングに関する。 温度トランスミッタは、温度を検知して検知温度を代表する出力を伝送するた めに用いられる装置である。例えば、温度トランスミッタは、工業プロセスの制 御系において、プロセスの温度を検知し、プロセスを制御する制御室のような遠 隔地へ２線式の電流ループで情報を伝送する目的で用いられる。 温度トランスミッタは、一般的にハウジングと、このハウジングに取り付けら れる温度プローブとを含む。代表的な温度プローブは、電気プローブ配線に接続 された抵抗式温度検知素子（ＲＴＤ）または熱電対センサを内蔵した、細長い素 子である。トランスミッタは各種の異なるプローブと共に機能することができ、 各プローブはハウジングから取り外せるように設計されている。プローブ配線は トランスミッタハウジング内の電気回路に接続されている。この電気回路は、Ｒ ＴＤあるいは熱電対からの出力を、遠隔地への伝送に適した、プローブ温度に応 答する出力に変換する。例えば、出力は標準規格である４−２０ｍＡのプロセス 制御電流ループによって伝送 されることができる。 従来のトランスミッタハウジングでは、温度プローブがハウジングの底面に装 着され、内部の電気回路に結合するための電気的接続部が本体の上面に設けられ ていた。ハウジングを通る通路は、例えば、ＲＴＤ用の４線のような、電気的な プローブ配線を通す。この通路は、トランスミッタ底部のプローブと上部の電気 的接続部との間での電気配線の通り道になる。 従来の“パックスタイル（puck-style）”の温度トランスミッタは、トランス ミッタハウジングの中心部を通る配線通路を有していた。ユーザは、検知プロー ブ（ハウジングの底部にネジ込まれる）からの配線を配線通路を経由して通し、 ハウジング上面の端子へ接続する。センサは２線ケーブルないしは４線ケーブル を必要とし、２つのセンサを有するプローブは２つの２線ケーブルを必要とする 。ハウジングに配線を通すには時間を要し、その結果、配線の絶縁材がしばしば 擦り切れていた。 トランスミッタハウジングのサイズを小さく保つことは、既存の装置内で従来 品との互換性を持たせる上でも、また新しい装置内で空間を有効活用する上でも 望ましい。しかしながら、ハウジングを通る従来からの通路は、トランスミッタ の内部空間を制限するので、回路ボードの設計が非常に複雑にならざるを得なか った。利用し得る限られた内部空間内に部品を適合させるためには、より高価な 電気部品を用いなければならない。事実、電気部品の数やサイズを制 限しなければならないので、電子的に特徴的な機能を付加することができない。 ボード設計や部品の選別が容易になり、結果的に電子的な特徴や部品コストを 改善できる、改良された小型の２線式温度トランスミッタが要求されている。 発明の要約 温度トランスミッタは、温度プローブおよびトランスミッタハウジングを含む 。トランスミッタハウジングは、その内部に、温度プローブと結合されてプロー ブの温度を表す出力を供給する電気回路を含む。トランスミッタハウジングは、 温度プローブが結合されるように適合された第１の面、および内部に設けられた 電気回路と接続された電気端子を有する第２の面を含む。ハウジングの第１の面 内の細長い凹部は、温度プローブからの配線を収容し、これをプローブから離れ る方向へ導き、そしてトランスミッタハウジングの第２の面上の電気端子へ導く ように適合される。 電気接続のための通路（溝）を、トランスミッタハウジングの外周に沿って這 うように設けたので、トランスミッタハウジング内での有効空間の量が増加する 。この空間は電子的な機能を付加するために利用することができる。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の温度トランスミッタの側面図である。 図２は、図１のトランスミッタのコネクタ部の断面図である。 図３は、図１の温度トランスミッタを囲む容器の一部破断側面図である。 図４は、図１の温度トランスミッタの斜視図である。 図５は、図１の温度トランスミッタの平面図である。 図６は、図１の温度トランスミッタの底面図である。 図７は、図１の温度トランスミッタの、図５における７−７線に沿った断面図 である。 図８は、図１の温度トランスミッタの、図５における８−８線に沿った断面図 である。 図９は、図１の温度トランスミッタの、図７における９−９線に沿った断面図 である。 図１０は、図１の温度トランスミッタ内の電気回路のブロック図である。 好ましい実施例の詳細な説明 図１は、温度ハウジング１２および温度プローブ１４を含む温度トランスミッ タ１０の側面図である。ハウジング１２は、下部ハウジング１６および上部ハウ ジング１８からなる。電気配線２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄは、プローブ１ ４内の感温素子（図示せず）に接続されている。この感温素子は、例えばＲＴＤ や熱電対であることができる。下部ハウジング１６には細長い窪み（スロット） ２２が設けられている。スロット２２は、配線２０Ａ−２０Ｄを、ハウジング１ ２の底面に設けられたプローブ１４の細長い部分２４ から離れる方向へ導き、そしてハウジング１２の上面に設けられた電気的な接続 部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄへと導く。スロット２２は、下部ハウジング １６とプローブ支持部（装着面）２８との間に、配線２０Ａ−２０Ｄのための空 間を提供する。ネジ３０は、プローブ１４を下部ハウジング１６の支持部２８に ネジ止めする。 図２は、図１に示したように配線２０Ｄに接続された電気コネクタ２６Ｄの断 面図である。コネクタ２６Ｄは、ネジ３６Ｄによって一体に押し付けられ、配線 ２０Ｄを確実に固定する金属接点３２Ｄ，３４Ｄを含む。接点３２Ｄは、ハウジ ング１２（図２には図示せず）内に装備された電気回路ボードに接続される。 図３は、容器４０によって密封されたハウジング１２の一部破断断面図である 。容器４０は、底部４４に対してネジ止めされ、Ｏリング４６によってシールさ れた上部４２を含む。トランスミッタハウジング１２にアクセスするために上部 ４２を底部４４から取り外すときは、上部４２はチェーン４８によって底部４４ の近傍に保持される。 図４は、図１のトランスミッタハウジング１２の斜視図である。上部ハウジン グ１８は、コネクタ２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄのネジ３６Ａ−３６Ｄ（図 ４には図示せず）をそれぞれ受け入れる４つのネジ孔５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ， ５０Ｄを含む。図４では、例えば４−２０ｍＡ電流ループのような２線式のプロ セス電流ループに接続されるループコネクタ５２Ａ，５２Ｂも示されている。コ ネクタ５２Ａ，５２Ｂはコネクタ２６Ａ−２６Ｄと似ている。上部ハウジング１ ８はＯＮ／ＯＦＦスイッチ５４も含む。 図５は、上部ハウジング１８の平面図であり、ここでもコネクタ５２Ａ，５２ Ｂのネジ５６Ａ，５６Ｂがそれぞれ示されている。図５の平面図には装着孔５８ も示されている 図６は、底部ハウジング１６の底面図であり、スロット２２、装着孔６０およ びネジ付のプローブ装着孔６２が示されている。各装着孔６０は、図５に示した 上部カバー１８の各装着孔５８と同軸上に配置されている。装着孔６２は、例え ば、図１に示したネジ３０を用いてプローブ１４をハウジング１２に装着するた めに利用される。図７は、コネクタ２６Ａ−２６Ｄ、５２Ａ，５２Ｂおよびスイ ッチ５４が接続されるコネクタ回路ボード７０を示している。回路ボード７０は 上部ハウジング１８に固定され、支柱７２によって上部ハウジング１８と下部ハ ウジング１６との間の所定位置に保持されている。部品回路ボード７４は下部ハ ウジング１６内に組み込まれ、符号７６で示した電気部品を収容する。各部品７ ６は、コネクタ回路ボード７０を介してコネクタ２６Ａ−２６Ｄ、５２Ａ，５２ Ｂおよびスイッチ５４と接続される。 図８は、図５における８−８線でのハウジング１２の断面図である。図８は、 コネクタ８０によって相互に電気的に接続された回路ボード７０，７４を示して いる。ケーブル８２は、コネクタ２６Ａ−２６Ｄ、５２Ａ，５２Ｂおよびスイッ チ５４を回路ボード７０と 接続する。 図９は、図７における９−９線でのハウジング１２の断面図である。図９では 、下側の回路ボード７４の平面図が示されている。図９に示したように、ここで は従来技術のトランスミッタハウジングを通るプローブ配線用の通路が除去され 、電子回路用の内部スペースが拡張されている。 図１０は、回路ボード７０，７４上に形成されたトランスミッタの電気回路の ブロック図である。レギュレータ（電源）１０２はスイッチ５４によって制御さ れ、コネクタ５２Ａ，５２Ｂを介して、例えばプロセス制御工業の分野で用いら れる標準的な４−２０ｍＡの電流ループのような、プロセス制御ループ１２０に 接続される。トランスミッタ１０は、抵抗１００Ａおよび電圧源１００Ｂによっ て模式的に表現した制御室１００から提供されるループ１２０によって供給され る電流によって完全に動作する。レギュレータ１０２は、非接地電源回路１０６ を電流ループから絶縁する変圧器１０４に接続される。電流ループは、マイクロ プロセッサ１１０の制御下で動作するＡＳＩＣ１０８にも接続されている。マイ クロプロセッサ１１０は、ＥＥＰＲＯＭ１１２および、変圧器１０４を介してＡ ＳＩＣ１１４にも接続されている。ＡＳＩＣ１１４は、配線２０Ａ−２０Ｄおよ びコネクタ２６Ａ−２６Ｄを介して、プローブ１４内に収容されたＲＴＤ１１６ に接続されている。 動作中、ＡＳＩＣ１１４はＲＴＤ１１６の抵抗値を表すデジタル 出力をマイクロプロセッサ１１０へ供給する。マイクロプロセッサ１１０は、Ｅ ＥＰＲＯＭ１１２から受け取る指令およびデータ、ならびに例えばＨＡＲＴ（ミ ネソタ州エデンプレーリー、ローズマウント社の登録商標）通信プロトコルに従 って電流ループから受け取ったコマンドに従って動作する。ＡＳＩＣ１０８は電 流ループからコマンドを受け取り、これらのコマンドをマイクロプロセッサ１１ ０へ伝える。さらに、マイクロプロセッサ１１０からのデジタル情報を制御シス テム（図示せず）へ返送するために、ＡＳＩＣ１０８はマイクロプロセッサ１１ ０からのデジタル情報を変調してループ１２０へ流すことができる。さらにＡＳ ＩＣ１０８は、ＲＴＤ１１６の温度に応じてループ１２０に流れる電流を、マイ クロプロセッサ１１０のコマンドにしたがって制御する。その代わりに、ＡＳＩ Ｃ１１４には熱電対センサ１２２を含むプローブ１４´を接続することができる 。 本発明によれば、温度トランスミッタハウジングの内部空間を増やすことがで きる。本発明の一つの特徴は、ハウジングの外周に沿って、プローブからハウジ ング上部のコネクタまで延びる電気的接続のための通路を提供することである。 通路はプローブの支持面とトランスミッタハウジングの底部との間に設けられる 。これにより、プローブ配線がトランスミッタハウジングの回りを通るための十 分な空間が確保される。さらに、これにより、組み立て時間を短縮できると共に 、配線接続の困難性が減少する。サイズが小さいので既 存の装置内で従来品との互換性を持たせることができ、新しい装置内の空間を有 効に活用できる。さらに、増加した内部空間のおかげで、回路ボード設計が複雑 とならず、部品費用を削減できる。 ここでは、本発明を好ましい実施形態を参照して説明したが、当業者は、発明 の精神および範囲から逸脱することなく、形式および細部において変更できるこ とを認識できるであろう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．感温素子と接続されたプローブ配線を備え、温度を検知する温度プロー ブと、 前記温度プローブと接続され、検知した温度に応答した出力を発生する電気回 路と、 前記電気回路を含み、前記温度プローブが装着された第１の面および前記電気 回路と接続された複数の電気端子を備えた第２の面を有するハウジングと、 ハウジングの第１の面内に形成されてプローブレセプタクルに隣接し、プロー ブから離れる方向へ延びた細長い凹部とを具備し、 前記細長い凹部はプローブ配線を受け入れ、かつプローブ配線を、プローブか ら離れる方向へ導き、そしてハウジングの第２の面上の複数の電気端子へ導くよ うに適合されたことを特徴とする温度トランスミッタ。 ２．前記温度プローブは、前記細長い凹部の少なくとも一部を覆うようにハ ウジングに装着された装着面を含むことを特徴とする請求項１の温度トランスミ ッタ。 ３．前記ハウジングは第１および第２のハウジングによって構成され、前記 細長い凹部は第１のハウジング内に形成され、温度プローブは第１のハウジング に装着されたことを特徴とする請求項１の温度トランスミッタ。 ４．前記電気端子が第２のハウジング上に設けられたことを特 徴とする請求項３の温度トランスミッタ。 ５．前記回路をプロセス制御ループに結合するために当該回路に接続された 接続手段を含むことを特徴とする請求項１の温度トランスミッタ。 ６．ループ接続がハウジングの第２の面上で行われることを特徴とする請求 項５の温度トランスミッタ。 ７．前記温度プローブはＲＴＤを含むことを特徴とする請求項１の温度トラ ンスミッタ。 ８．前記温度プローブは熱電対を含むことを特徴とする請求項１の温度トラ ンスミッタ。