天线模块、无线仪器及现场仪器控制系统的制作方法_2

文档序号:9769950阅读:来源:国知局
接;以及屏蔽部,其设置于所述地线、所述信号线以及所述电源线的周围,与规定所述天线模块的框体的电位的机架接地连接。
[0032]发明的效果
[0033]根据本发明的一个方式,将无线仪器区分为与现场仪器之间执行通信的信号处理模块、和执行无线通信的天线模块而构成,并使在这些信号处理模块及天线模块之间接收和发送的信号经由连接器或线缆进行收发。另外,天线模块以一边将处理无线信号的电路部的周围利用筒状的框体覆盖、一边能够进行无线信号的收发的方式,将天线收容于天线收容部。因此,具有下述效果,即,能够一边抑制不必要辐射、一边无论现场仪器的设置位置如何均实现稳定的无线通信。
【附图说明】
[0034]图1是表示本发明的第I实施方式涉及的无线仪器的使用状态的一个例子的图。
[0035]图2是表示本发明的第I实施方式涉及的天线模块的要部结构的框图。
[0036]图3是表示设置于本发明的第I实施方式涉及的天线模块的收发切换部的结构的框图。
[0037]图4是用于说明本发明的第I实施方式涉及的无线仪器具有的天线模块与信号处理模块的连接状态的图。
[0038]图5A是用于说明本发明的第I实施方式涉及的天线模块的天线的安装位置的图。
[0039]图5B是用于说明本发明的第I实施方式涉及的天线模块的天线的安装位置的图。
[0040]图5C是用于说明本发明的第I实施方式涉及的天线模块的天线的安装位置的图。
[0041]图6是示意性地表示本发明的第2实施方式涉及的天线模块的图。
[0042]图7是用于说明本发明的第2实施方式涉及的天线模块的天线的安装位置的图。
【具体实施方式】
[0043]以下,参照附图对本发明的实施方式涉及的天线模块、无线仪器及现场仪器控制系统详细地进行说明。
[0044][第I实施方式]
[0045]图1是表示本发明的第I实施方式涉及的无线仪器的使用状态的一个例子的图。如图1所示,本实施方式的无线仪器I具有信号处理模块10和天线模块20。另外,无线仪器I与安装于配管PL的现场仪器H)连接,将基于来自现场仪器FD的信号(第I信号)生成的无线信号发送,并接收以无线信号发送来的发往现场仪器FD的信号(第2信号)。此外,无线仪器I执行依照ISAlO0.lla的无线通信。
[0046]在这里,现场仪器ro为例如流量计或温度传感器等传感器仪器、流量控制阀或开闭阀等阀仪器、风扇或电动机等致动器仪器、对车间内的状况或对象物进行拍摄的照相机或录像机等拍摄仪器、收集车间内的异响等的麦克风或者发出警报声等的扬声器等音响仪器、输出各仪器的位置信息的位置检测仪器、其他设置于车间的现场的仪器。另外,配管PL为例如流过原油或气体等流体的配管。此外,在本实施方式中,为了容易理解,将现场仪器FD假定为对流过配管PL的流体的流量进行测定的传感器仪器。
[0047]该现场仪器H)与铺设于车间的现场的网络或传输线(例如,“4?20mA”信号的传输所使用的传输线)连接,能够接受来自网络等的电源供给而进行经由网络等的通信。具体地说,现场仪器FD能够实现使用了HART(注册商标)、BRAIN、基金会现场总线(Foundat1nFieldbus:注册商标)、现场总线(PR0FIBUS:注册商标)、DeviceNet(注册商标)、CC_Link(注册商标)、EtherNet/IP(注册商标)等工序工业用的通用通信协议所进行的通信。
[0048]信号处理模块10与现场仪器FD以及天线模块20连接,并执行与现场仪器H)之间的通信处理、与天线模块20之间的通信处理、以及通信协议的变换处理等信号处理。该信号处理模块10也可以说是对在现场仪器FD与天线模块20之间接收和发送的各种信号进行中继的中继模块。
[0049]具体地说,信号处理模块10通过接头连接器CN与现场仪器ro连接,并经由接头连接器CN与现场仪器FD执行通信(模拟通信或者数字通信)。即,为了能够实现与现场仪器ro之间的通信,在信号处理模块10安装有与在现场仪器FD所安装的通信协议相同的通信协议。
[0050]另外,信号处理模块10经由线缆CB与天线模块20连接,并经由线缆CB与天线模块20执行通信(例如RS-422等串行通信)。此外,在图1中图示了信号处理模块10与天线模块20通过线缆CB连接的例子,但也能够不使用线缆CB,而将天线模块20与信号处理模块10直接连接。即,在信号处理模块10具有的连接器CO处,既能够连接线缆CB,也能够连接天线模块
20 ο
[0051]在使用线缆CB连接了信号处理模块10与天线模块20的情况下,能够提高天线模块20的设置场所的自由度。与此相对,在不使用线缆CB而将天线模块20与信号处理模块10直接连接的情况下,能够与固定了天线的现有的无线仪器同样地操作无线仪器I。此外,详情后述,作为上述的线缆CB而使用具有电源线、信号线、以及地线的多芯的屏蔽线缆。
[0052]该信号处理模块10具有电源Β(参照图4),经由线缆CB将电力供给至天线模块20。作为该电源B能够使用电池(例如氯化亚砜锂电池等自放电极少的一次电池或二次电池)、燃料电池、电容器、或者执行环境发电(所谓太阳能电池等能量采集)的发电电路等。此外,电源B既可以内置于信号处理模块10,也可以设置于信号处理模块10的外部。
[0053]天线模块20具有执行无线信号的收发的天线25(参照图2),在与信号处理模块10之间执行通信,并且执行经由天线25的无线信号的收发。具体地说,天线模块20基于从信号处理模块10发送来的信号而生成无线信号,并将生成的无线信号从天线25发送。另外,天线模块20对由天线25接收到的无线信号执行处理,并将处理后的信号向信号处理模块10发送。
[0054]图2是表示本发明的第I实施方式涉及的天线模块的要部结构的框图。如图2所示,天线模块20具有框体21、天线罩22(天线收容部)、连接器部23、电路部24、以及天线25。另夕卜,天线模块20是外形形状为圆柱形状或者多角柱形状(例如四角柱形状)的模块。由于该天线模块20的外形形状为柱形状,因此能够像设置于现有的无线仪器的天线(套筒天线或者鞭状天线)那样,与信号处理模块10直接连接。
[0055]框体21是由屏蔽无线信号的物质、例如高刚性铝等刚性高的金属所形成的筒状(圆筒状或者多角筒状)的部件,以覆盖电路部24的周围的方式收容电路部24。在这里,由金属制的框体21将电路部24的周围覆盖是为了尽量地抑制由电路部24产生的不必要辐射(例如高次谐波等杂乱波)泄露至天线模块20的外部,防止对配置于周围的其他无线仪器造成不良影响。
[0056]另外,框体21为了满足本质安全防爆标准,在其内部填充有树脂。即,收容于框体21的内部的电路部24被填充于框体21的内部的树脂密封。在这里,如果在框体21的内部填充树脂,则会导致天线模块20的成本及重量的增大,因此也可以不在框体21的内部填充树月旨,而以仅由树脂对电路部24的表层进行涂覆的方式局部地填充。
[0057]天线罩22在内部收容天线25。天线罩22是会透过无线信号的树脂制的部件,具有与框体21的外径同程度的外径,设置于框体21的一个端部。该天线罩22以天线25被配置于框体21的外部的方式(以框体21不覆盖天线25的周围的方式)收容天线25。这是为了使从天线25被发送的无线信号、或者应该由天线25接收的无线信号不被框体21所屏蔽,使天线25能够收发无线信号。此外,除树脂之外,天线罩22只要是会透过无线信号的材质即可。
[0058]连接器部23是将天线模块20与线缆CB或者信号处理模块10连接的连接部,与框体21的另一个端部接合。具体地说,通过将连接器部23与外部的连接器(设置于线缆CB的端部的连接器、或者设置于信号处理模块10的连接器)螺合或者嵌合,从而使天线模块20固定于线缆CB或者信号处理模块10,且被电连接。
[0059]该连接器部23具有与电路部24连接的多个连接端子T20?T22(参照图4)。经由这些连接端子Τ20?Τ22执行来自信号处理模块10的电力的受电、在天线模块20与信号处理模块10之间收发的信号的输入输出。由于能够想到天线模块20会被设置于屋外,因此该连接器部23优选使用符合IP(Internat1nal Protect1n)标准或NEMA(Nat1nal ElectricalManufacturers Associat1n)标准等防水防尘标准的部件。此外,关于线模块20与外部的连接器的电连接的详情后述。
[0060]电路部24具有收发部24a(收发电路)、信号处理部24b(无线信号处理电路)、无线部24c(无线信号处理电路)、以及收发切换部24d。该结构的电路部24基于从信号处理模块10发送来的信号而
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