专利名称：料位测量仪和用于安装料位测量仪的方法
技术领域：
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分特征的料位测量仪和一 种安装料位测量仪的方法。
背景技术：
用来装在容器上的常用测量仪，特别是用在容器上的料位和装料 压力测量仪大多由多个部件构成。
第一个部件是控制和处理单元，它通常设置在要监测其内腔的压 力或料位的容器之外。由此确保，可方便地接近控制和处理单元，这 例如为了能输入控制指令，保证外部能量输入或读出测量数据，可能 是希望的。因为控制和处理装置位于可能安装在室外的容器的外部， 包含在它里面的电子控制和处理装置通常通过一包围它的壳体保护， 免受环境影响，例如强降水，特别是冰雹，或强烈的阳光照射。
第二个部件是传感器单元，它设置在容器内腔内，并通常具有至 少一个通常装在一传感器壳体内的带接头的传感器。传感器测量物理 量，该物理量和料位或装灌压力相关联并通过接头发出一与测量值相 应的信号。这里传感器壳体用于牢固的安装和保护传感器。
显然必需穿过容器壁建立电子控制和处理装置与传感器单元之间 的信号通讯，为此特别是适合采用大多做成多芯的信号线，它在容器 内连接到传感器单元接头上，而在容器之外通过一过程连接件与电子
控制和处理装置的接口连接。这里应注意两个要点
一方面必须确保，不影响在导线穿过的区域内容器的密封性。另 一方面必须保护电子控制和处理装置与信号线之间或传感器单元上的 接头和信号线之间的连接，免受容器内部环境、外部环境的影响，这 意味着，过程连接件既必须与容器又必须与壳体密封连接。例如在容 器安装在室外时，在几个月的时间段以后，湿气可能进入信号线和电子控制和处理装置的接口之间的连接区，可能造成测量误差和在最严重的情况下造成毁坏料位测量仪的短路。
由于这个原因，通常制成和提供具有相互固定连接的部件的这种料位和压力测量仪。为此容纳在壳体内的电子控制和处理装置与一在采用密封件的情况下在其内部安装信号线的过程连接件不可拆卸地机械和导电连接。电子控制和处理装置的接口和信号线之间的导电连接通过内置在过程连接件内的压套建立，从信号线方向起剥开的，有时配备芯线套的信号线芯线段插入此压套内，并与从电子控制和处理装置方向输入的接口接线柱对接并压紧在这个位置，从而形成两端的挤压连接。在信号线的另一端上固定传感器单元，同样通过其接头建立与信号线芯线的导电连接。现在为了将这样预装的料位测量仪装入容器内只需要，使传感器单元穿过容器上的开口，然后用过程连接件使这个开口液体和/或气体密封地封闭。
这里在这种方式时导线长度和/或紧固长度是预先定死的，这证明是有问题的。在工业应用中采用的典型导线长度在几米的范围内。同时传感器位置可以改变几厘米，但是可达到的测量值的质量受到严重影响，即使预先精确知道在容器内部传感器单元的最佳位置，使用者需要向料位测量仪的制造者说明具有总长度千分之几的精度的所必要的导线长度，但是例如由于制造误差在实际上表明，如果涉及同一类型的容器的话，传感器位置常常需要单独匹配，因此对于不同容器的导线长度也要单独匹配。这至少导致购买不能最佳地安装的料位测量仪，在许多情况下甚至导致订货错误，从而产生不必要的费用。
具有权利要求1的特征的料位测量仪和用来安装料位测量仪的具
有权利要求10特征的方法解决这个问题。本发明优良的结构可以由从
属权利要求得到。
因此用来测量容器料位的本发明的料位测量仪具有一设置在一壳体内的带一接口的电子控制和处理装置、 一带一传感器和接头的传感器单元、 一穿过容器壁或可装在容器开口上的过程连接件，例如一法兰，铺设的用于电子控制和处理装置和传感器单元之间连接的信号线和一连接装置，它既建立过程连接件和电子控制和处理装置壳体之间 的机械连接，又建立电子控制和处理装置的接口与信号线之间的导电 连接。按照本发明通过连接装置建立的机械和导电连接设计成可拆卸 的。
这里"过程连接件(Prozessanschluss )"的概念仅仅理解为用于 过程的机械连接，它不包括导电连接。过程连接件例如可以是一法兰 或螺紋。在法兰式过程连接件时在容器上焊接一法兰。电子控制和处 理装置安装在一具有相对于容器法兰的"对应法兰"的壳体内。法兰 和对应法兰用螺钉相互固定连接。
在本发明一种特别优良的实施形式中，为了建立可拆卸的导电连 接在连接装置的壳体内设置端子，其中值得对于信号线的每条芯线设 置一个端子。在信号线适当地长度匹配后可以将信号线的单根芯线剥 开，亦即去除其绝缘层，必要时配备一芯线套，端子插入此套内并在 那里夹紧。在这种结构上，除产生可拆卸的导电连接外还确保连接不 受拉力。端子本身与电子控制和处理装置的接口导电连接。
实际表明端子的偏心结构是有利的，其中端子径向背离连接装置 壳体的中心相对于连接装置壳体的边缘错开设置，因为在这种布局时 在信号线的芯线插入端子时可提供特别大的空间，并且因此这个工步 能够较简单和较快速地实施。此外在这种结构时还容易实现导电连接 有效的拉力卸荷，因为可提供更多的位置来安装接收导线功的附加导 线长度。
如果设置在连接装置壳体内的端子相对于连接装置壳体的一个侧 壁倾斜地定向，则建立可拆卸的导电连接的工步便变得特别简单，因 为由此既确保端子机构良好的可接近性，又确保方便地抓住端子的插 入口 。
端子设计成用于最大2.5mmx2.5mm的导线横截面，证明是有利 的。在采用更大的导线横截面时，不再有效地达到所希望的消除拉力 的辅助效果，因为具有这么大横截面的芯线已经比较刚硬。
本发明一种特别可用的结构设想，连接装置和法兰之间的机械连接是可拆卸的，而连接装置和电子控制和处理装置壳体之间的机械连接是不可拆卸的。
在这种结构时重要的是，保证例如对于气体和/或液体渗透的连接密封性。这可以有利地通过这样的方法实现，即在连接装置贴合在法兰上的结合面上加工一环形槽，在该环形槽内设置一密封件。这里专利申请人进行了试验，如果这个密封件浇注在槽内，则可以达到最佳
的结果。这例如可以釆用热塑性弹性体(TPE)实现。
本发明还涉及一种用来安装料位测量仪的方法，该料位测量仪具有一安装在一壳体内的带接口的电子控制和处理装置、 一带传感器和接头的传感器单元、 一用来建立电子控制和处理装置和传感器单元之间的信号连接的信号线和一在容器上和/或内的连接装置，本发明的用于安装料位测量仪的方法至少设置以下工步它们按规定的顺序进行(但有时在它们之间插入附加工序)首先将与信号线连接的传感器单元装入容器内，然后将信号线穿过容器壁或可用来封闭容器开口的法兰。这时确保，传感器单元位于容器内的最佳位置上，然后使信号线长度与这个传感器单元的最佳位置匹配。接着通过连接装置建立信号线和电子控制和处理装置接口之间的导电连接，然后通过过程连接件建立壳体和一个容器壁或法兰之间的可拆卸的机械连接。
在本发明一种优良的方案中，为了建立可拆卸的导电连接建立在剥开的和/或配备芯线套管的信号线芯线与设置在连接装置上的一个或几个端子之间的夹紧连接。建立可拆卸导电连接的这种方式一方面特别简单，但另一方面同时又非常可靠和方便。
下面借助于一个实施例详细说明一个实施例。附图表示图1 一按现有技术的料位测量仪的剖视图。图2 本发明料位测量仪的连接装置的剖视图。
具体实施例方式
图1作为剖视图示出一由现有技术所知的料位测量仪。可以看到一条信号线110,它穿入连接装置120的壳体内并在连接装置120内部分成芯线lll， 112, 113, 114。这里通过密封件115， 116保证液体和/或气体密封地贯穿。
连接装置120具有一带两个相互固定连接的壳体段121a和121b的过程连接件，其中壳体段121a可装入一未画出的容器的孔内，而壳体段121b与一简化和示意表示的包围控制和处理装置132的壳体131机械连接，该壳体包围壳体段121b。
其次在图1中可以看到一控制和处理单元130，该控制和处理单元带有一壳体131， 一带接口 133的电子控制和处理装置132和接口133的接头134， 135。在图1中通过这样的方法建立导电连接，即在连接装置120的壳体段121a、 121b内部，在一电路板126上设置压紧套122， 123， 124， 125,剥开的和有时配备芯线套管的芯线111 ， 112，113， 114从信号线110—侧插入到所述压紧套中，并且电子控制和处理装置132的接口 133的接头134， 135从电子控制和处理装置132一侧分别插入这些压紧套内并通过挤压固定。
在制造由现有技术已知的按图1的料位测量仪时典型的过程是，首先将电子控制和处理装置132的接口 133的接头134， 135插入压紧套122， 123， 124， 125，接着建立在壳体段121b和包围电子控制和处理装置132的壳体131之间的机械连接。已经在一端与未画出的传感装置连接的信号线110插入连接装置120的壳体段121a的为此设置的孔内，并通过这样的方法建立与电子控制和处理装置的导电连接，即信号线110的芯线111， 112， 113, 114同样插入压紧套122， 123，124, 125内，然后用专用工具挤压压紧套122， 123， 124， 125。接着再使壳体段121a， 121b相互接触并相互不可拆卸地相互地机械连接。因此不可能在以后进行导线长度的匹配。
图2表示一用在本发明的料位测量仪中的连接装置240的区域。可以看到信号线210的末段，其未画出的末段与一同样未画出的传感装置的、未画出的接头导电连接。信号线210穿过法兰220，在法兰220朝向连接装置240的一侧上从信号线210中引出例如一芯线211。在实际应用中通常有大量芯线211,这里出于概略的原因它们没有全部画出。
强制性地要求，设置信号线210穿过法兰220液体和/或气体密封的穿通管(Durchfiihrung)。在所示实施形式中这通过设置 一 系列密封件212， 213， 214实现。
连接装置240具有一径向对称的过程连接件壳体241，它以贴靠面242贴合在法兰220上。在贴靠面242上加工一这里做成矩形的槽243， 一由TPE制成的密封件244浇注在该槽内。为了保证法兰220和连接装置241之间的密封过渡，在过程连接件壳体241上设置一管状的孔247， 一未画出的螺钉可拧入此孔内，此螺钉可嵌入到设置在法兰220上的带螺紋的盲孔221内，并由此在贴靠面242和法兰220顶面之间提供压紧力。
此外连接装置240在其内部具有一电路板245，在它上面根据芯线211的数量偏心地设置相应数量的例如端子板形式的端子246。此外端子或芯线211插在里面的端子部分相对于侧壁倾斜地设置，这特别是使得可以特别方便地将芯线211插入，又可以特别方便地操作端子机构。
在所示端子246内容纳芯线211的剥皮的和/或配备芯线套管的段。端子246有时通过电路板245与一安装在壳体231内的电子控制和处理装置232的接口 233的相应接头234导电连接。这里壳体231嵌入过程连接件壳体241内并与过程连接件壳体241牢固地机械连接。
因此按照这种实施形式准备好两个预装的组件，它们可相互机械和导电连接并可相互拆开 一方面与传感装置或其接头连接以及导引穿过法兰220的信号线210,另一方面已经与电子控制和处理装置232的壳体231机械连接并通过端子246与电子控制和处理装置232接口233的接头234导电连接的连接装置240。
因此本发明料位测量仪的使用者可以使信号线210长度与最佳的传感器位置匹配，然后通过将剥皮的和有时配备芯线套管的芯线211插入端子246和接着夹紧建立可拆卸的导电连接。接着建立在法兰220和过程连接件壳体241之间可拆卸的机械连接。如果由于某种原因产生这样的必要性，即再次改变信号线210的长度，这也是毫无问题的。 只需要首先松开机械连接，然后松开导电连接。对于在实施例用所设 置的螺钉或夹紧连接这在任何时候都可以毫无问题地实现。
附图标记列表
100料位测量仪
110信号线
111芯线
112芯线
113芯线
114芯线
115密封件
116密封件
120连接装置
121a第一壳体段
121b第二壳体段
122压紧套
123压紧套
124压紧套
125压紧套
126电路板
130控制和处理单元
131壳体
132电子控制和处理装置
133接口
134接头
135接头
210信号线211 芯线
212 密封件
213 密封件
214 密封件
220 过程连接件
221 带螺紋的盲孔
231 壳体
232 电子控制和处理装置
233 接口
234 接头
240 连接装置
241 壳体
242 贴靠面
243 槽
244 密封件
245 电路板(Platine)
246 端子
247 管形孔
权利要求
1.用来测量容器的料位的料位测量仪(100)，包括·一个安装在壳体(131，231)内的带一接口(133，233)的电子控制和处理装置(132，232)，·一个带传感器和接头的传感器单元，·用来连接电子控制和处理装置(132，232)和传感器单元的信号线(110，210)，和·连接装置(120，240)，该连接装置既建立传感器单元和电子控制和处理装置(132，232)的壳体(131，231)之间的机械连接，也建立电子控制和处理装置(132，232)的接口(133，233)和信号线(110，210)之间的导电连接，其特征为通过连接装置(120，240)建立的机械和导电连接分别是可拆卸的。
2. 按照权利要求1的料位测量仪(100)，其特征为通过一个或多个设置在连接装置(120， 240)内的端 子(246)建立所述导电连接。
3. 按权利要求2的料位测量仪(100 )，其特征为所述设置在连接装置(120, 240)内的端子(246)偏 心地设置。
4. 按权利要求2或3的料位测量仪(100 )，其特征为所述设置在连接装置(120， 240)内的端子(246)相 对于过程连接件(120， 240)的侧壁倾斜地设置。
5. 按权利要求2至4之任一项的料位测量仪(100 )， 其特征为所述端子(246 )设计成用于最大为2.5mmx2.5mm的导线横截面。
6. 按上述权利要求之任一项的料位测量仪(100)，其特征为连接装置(120， 240)和法兰(220)之间的机械连接 是可拆卸的，在连接装置(120， 240)和电子控制和处理装置的壳体(131， 231)之间的机械连接是不可拆卸的。
7. 按权利要求6的料位测量仪(100),其特征为在连接装置(120, 240)用来贴靠在法兰(220)上的 贴靠面(242 )上加工出一环形槽(243 )，在该环形槽中设置一密封件 (244 )。
8. 按权利要求7的料位测量仪(100)， 其特征为密封件(244)浇注在槽(243)内。
9. 按权利要求7或8的料位测量仪(100 )， 其特征为密封件(244)由热塑性弹性体组成。
10. 用来安装料位测量仪(100)的方法，该料位测量仪具有一控 制和处理单元(130)以及在容器上和/或在容器内的连接装置(120, 240)，所述控制和处理单元包括一设置在壳体(131， 231)内的电子 控制和处理装置(132， 232)、接口 (133， 233)、带有传感器和接头 的传感器单元， 一用来建立电子控制和处理装置(132， 232)和传感 器单元之间的信号连接的信号线(110， 210)，其中至少进行以下工步a) 将与信号线(110， 210)连接的传感器单元装入容器中，b) 使信号线(110， 210)穿过容器壁或一个可用来封闭容器开口 的法兰(220),c) 使信号线(110， 210)的长度与传感器单元的最佳位置匹配， d )通过连接装置(120， 240 )建立在信号线(110, 210 )和电子控制和处理装置(132， 232 )的接口 (133， 233)之间可拆卸的导电 连接，e)通过连接装置(120, 240)建立在壳体(131, 231)和容器壁 或法兰(220)之间可拆卸的机械连接。
11. 按权利要求10的方法，其特征为为了建立可拆卸的导电连接，在信号线(110， 210) 的剥皮的和/或配备芯线套管的芯线(111, 112， 113， 114, 211)和一 个或多个设置在连接装置(120， 240)上的端子(246)之间形成夹紧 连接。
12.按权利要求10的方法，其特征为用来建立可拆卸的机械连接的连接装置(120， 240)与容器壁或法兰进行螺紋连接。
全文摘要
本发明涉及一种用来测量容器料位的料位测量仪(100)，它包括一个安装在壳体(131，231)内的带一接口(133，233)的电子控制和处理装置(132，232)，一个带传感器和接头的传感器单元、用来连接电子控制和处理装置(132，232)和传感器单元的信号线(110，210)、和一连接装置(120，240)，它既建立传感器单元和电子控制和处理装置(132，232)的壳体(131，231)之间的机械连接，又建立电子控制和处理装置(132，232)的接口(133，233)与信号线(100，210)之间的导电连接，其中通过连接装置(120，240)建立的机械连接和导电连接分别是可拆卸的。此外本发明涉及一种用来安装带一控制和处理单元(130)的料位测量仪(100)的方法。
文档编号G01F23/00GK101526383SQ20091000462
公开日2009年9月9日 申请日期2009年3月2日 优先权日2008年3月6日
发明者T·科普 申请人:Vega格里沙贝两合公司