专利名称：非本质安全供电的测量仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种非本质安全(nichteigensicher)供电的测量仪，其包括设计成防爆类型“增安型(Erhhte Sicherheit)(E-xe)”的连接装置，该连接装置用于将测量仪连接到供电接口，以给测量仪提供电能；还包括含有测量仪电子元件的电子装置、指示装置、设计成防爆类型“增安型(Ex-e)”或者“本质安全型(Eigensicherheit)(Ex-i)”的传感器；以及至少不是设计成防爆类型“本质安全型(Ex-i)”的输出电路。
背景技术：
在爆炸性气氛中使用电子测量仪时，爆炸危险来自于测量仪的开关和电过渡处(Uebergaenge)上的电火花。另外在测量仪热的表面上可能发生点燃。因此，为了能够在爆炸危险区域内使用测量仪而采取防爆措施是必需的。
在欧洲，防爆是由ATEX标准规定。其中，电子仪器的防爆是在标准DIN EN 50014至50028以及EN 60079进行规定。标准DIN EN50014描述了防爆的基本原理，而其后的标准描述了各种防爆类型。最后，标准DIN EN 60079描述了设计成特定防爆类型的设备在使用地点的安装。
如气体或蒸汽的易燃介质以足够高的浓度出现并可能与空气或纯氧气混合的所有地方基本上都存在爆炸危险。这些爆炸危险区域典型是在化工和矿业设备内或周围，但是也可以是其他区域，例如在高浓度的酒精饮料的灌装设备中或者在谷物地窖中。
在那里防止爆炸基本上有两种不同方案，即所谓的“一级”以及“二级”防爆。在这里，“一级”防爆是基于避免易燃介质。但是避免易燃介质往往是不能实现，因为工序或制造方法的实质往往正是在于特定易燃介质的使用。那么，在这种情况下必需采用“二级”保护措施，也就是避免可能点燃爆炸性气氛的点火源。
电气设备上的为了阻止点燃周围的爆炸危险气氛的措施划分为前面已经提及的防爆类型。在这里，为了达到期望的防爆，可以在一种设备中实现这些防爆类型中的一种或多种。
在开头所述的测量仪中，应当设有设计成防爆类型“增安型(Ex-e)”的连接装置，用于连接到供电接口，以给测量仪提供电能。在这里，防爆类型“增安型”(简称“Ex-e”)是指采取减少火花形成和高温的概率的措施。因此，在正常工作中不许存在点火源。典型地，这是通过使用部件的超大尺寸以及在可能有火花经过的位置之间的距离足够大来实现。
另外，在开头所述的测量仪中，应当设有传感器，该传感器例如设计成保护类型“本质安全型”，简称“Ex-i”。在这里，防爆类型“本质安全型”描述了将电路中的能量限制在这样的一些值上的措施，这些值使得具有爆炸所需的点燃能量的不允许的高温和/或点火火花以及电弧不会出现。在这里，重要的是，本质安全不是涉及单个设备，而是涉及整个本质安全的电路。除了导线之外，这样的本质安全电路至少包括本质安全的设备和其附属设备。
在这里，本质安全的设备是指这样的设备，按照定义，在该设备中的所有电路都是本质安全的。也就是说，在本质安全电路中的电压和电流是如此之小，使得在短接、断开或者接地时不会发生点火，那就是说该点火能量小于点燃爆炸性气氛的最小点火能量。与下面将要描述的附属设备相反，本质安全设备适合直接在爆炸危险区域内使用。
在防爆类型“本质安全”的范畴下，附属设备是指这样的设备，在该设备中，不是所有的电路都是本质安全的。然而，附属设备包含至少一个本质安全电路，该电路可以进入到爆炸危险区域。一般地，在附属设备中，非本质安全信号被转换成本质安全信号。因此，附属设备例如可以设计成其他防爆类型的设备。
在非本质安全供电的测量仪中，该测量仪包括含有测量仪电子元件的电子装置，如开头所述，该电子装置经常设计成防爆类型“耐压壳型(Druckfeste kapselung)”，简称“Ex-d”，这意思是，该电子装置装有这样的外壳，该外壳在其内部发生点火的情况下保证外壳的壳体能承受压力，其中必须如下阻止外壳内部的爆炸向外部区域传播，即例如为了实现电接线的通过的向外壳外的孔的缝隙宽度相应地保持很小。
因此，电子装置设计成防爆类型“耐压壳型”具有许多缺点电子装置由于外壳而变得很重，其中，此外存在很小的关于形状的自由度。由于稳固原因，耐压外壳大多数设计成圆形或球形。此外，由于提到的只有很小的允许缝隙宽度，必须设有昂贵的电缆引线，用于从其他电子元件连接到该电子装置的接线。
发明内容
本发明的任务在于提供一种这样的非本质安全供电的测量仪，使得可以简单且价廉地制造，但仍然可以在爆炸危险区域内安全使用。
由开头所述的测量仪出发，该任务通过如下的方式得到解决，即电子装置设计成防爆类型“浇封型(Verguβkapselung)(Ex-m)”，指示装置设计成防爆类型“本质安全性(Ex-i)”，以及指示装置、传感器和输出电路通过设计成防爆类型“增安型(Ex-e)”的接口与电子装置连接。
在这里，防爆类型“浇封型”是指这样将潜在的点火源埋置在浇注材料中，以致危险的爆炸性气氛不会被点燃。电子装置不必再昂贵地设计成防爆类型“耐压壳型”，而是设计成防爆类型“浇封型”，并与本质安全地构成的指示装置和设计成防爆类型“增安型”的接口相结合，这样本发明走了一条全新的路。因此不需要昂贵的导线引线，指示装置不必设在耐压外壳内，这又避免了设置耐压的监视窗，以及另外对于电子装置及其壳体的设计还存在最大程度的形状自由度。
为实现输出电路有各种不同的方案。根据本发明的一个优选的改进方案，可以设置如“Profibus PA”或“Profibus DP”的现场总线作为输出电路，其中在这可以是本质安全的结构或者可选地是非本质安全的设计。
此外，根据本发明的一个优选的改进方案，设有至少两个至少不是设计成防爆类型“本质安全型”的输出电路。接着，根据本发明的一个相当优选的改进方案，设有三个至少不是设计成防爆类型“本质安全型”的输出电路，即优选是电流输出，脉冲输出和状态输出。
另外，根据本发明的一个优选的改进方案，指示装置被设成由电子装置供电。也就是说，通过设计成防爆类型“增安型”的接口，由电子装置以本质安全的方式给指示装置提供电能。
开头已经将按照本发明的测量仪设计成以非本质安全的方式供电。根据本发明的一个优选的改进方案，该测量仪为此还可与以标准电源接口或者标准低压接口，如标准24V接口形式的供电接口连接。这就是说，重要的是，可以为按照本发明的测量仪设计一供电接口，该供电接口不必属于防爆类型“本质安全型”。
按照本发明的测量仪基本上可以具体化为多种不同类型的测量仪。但是，根据本发明的一个优选的改进方案，该测量仪被设计成用于测量流过测量管的流动介质流量的磁感应流量测量仪，该测量仪包括设计成防爆类型“增安型(Ex-e)”的励磁线圈，用于产生贯穿流动介质的磁场还包括设计成防爆类型“本质安全型(Ex-i)”的电极，用于截取在流动介质中感生的电压。
根据本发明的另一个优选的改进方案，该测量仪是用于测量流过测量管的流动介质流量的超声波流量测量仪，该超声波流量测量仪包括设计成防爆类型“本质安全型(Ex-i)”的超声波换能器，用于发送或接收经过流动介质的超声波信号。
最后，根据本发明的另一个优选的改进方案，测量仪是用于测量流过测量管的流动介质流量的科氏质量流量测量仪，该质量流量测量仪包括至少一个用于激发测量管振荡的振荡发生器、至少一个用于获得产生的测量管振荡的振荡传感器、从电子装置中移出的并且以防爆类型“本质安全型(Ex-i)”的方式供电的电子前端，用于连接到振荡发生器和振荡传感器以及从电子前端引出并且同样设计成防爆类型“本质安全型(Ex-i)”的信号线。
先前已经将指示装置、传感器和输出电路设计成通过设计成防爆类型“增安型”的接口与电子装置连接。关于这一点，根据本发明的一个优选的改进方案规定，为此设有多个连接到电子装置的连接端子，这些连接端子都是设在电子装置的同一侧上。这些连接端子按区域分别进行浇注，通向设在浇注外壳内的电子装置，并在另一侧从浇注外壳伸出，使得它们作为导电连接供使用。
在这点上，根据本发明的一个优选的改进方案规定，还将电子装置设置在优选由塑料构成的罩子(Becher)内并浇注该罩子。通过这种方式特别简单且价廉地制造电子装置。
下面参照附图详细地解释本发明的优选实施例。
图1示意地示出了一个根据本发明的优选实施例的测量仪；图2示出了根据本发明的优选实施例的测量仪的电子装置，该电子装置是设在罩子内并浇注在该罩子内。
具体实施例方式
图1示意示出根据本发明的优选实施例的测量仪1，该测量仪通过供电接口2以非本质安全的方式供电。对于该供电接口2，可以是标准电源接口(110V/200V)或者标准低压接口，例如标准24V接口。
为了连接到供电接口2，测量仪1具有连接装置3。该连接装置3具有用于连接到供电接口2的实际连接方案以及其他不作详细描述的I/O电路。连接装置3设计成防爆类型“增安型”，也就是说这样设计尺寸，使得在测量仪的使用中不会产生能够点火的火花。
电子装置4与连接装置3连接，该电子装置包含测量仪所有的电子元件。现在关键的是，该电子装置4是设计成防爆类型“浇封型”，也就是全部位于浇注材料5内。设计成防爆类型“增安型”的接口6作为引向电子装置4的不作详细描述的电子元件的引线，这些接线6一侧伸入浇注材料5内，而在另一侧形成导电的连接端子。
如已经设计的，电子装置4通过这些接口6与连接装置3连接。此外，传感器7以及指示装置8也通过这些接口6与电子装置4连接。在这里，传感器7设计成防爆类型“增安型”或者设计成防爆类型“本质安全型”。
在根据本发明的优选实施例的测量仪是用于测量流过测量管的流动介质流量的磁感应流量测量仪的情况下，设有设计成防爆类型“增安型”的励磁线圈，用于产生贯穿流动介质的磁场；以及设置设计成防爆类型“本质安全型”的电极，用于截取在流动介质中感生的电压。
如果根据本发明的优选实施例的测量仪是用于测量流过测量管的流动介质流量的超声波流量测量仪，设有设计成防爆类型“增安型”的超声波换能器，用于发送或接收经过流动介质的超声波信号。
最后，如果作为根据本发明的优选实施例的测量仪是用于测量流过测量管的流动介质流量的科氏质量流量测量仪，该质量流量测量仪包括至少一个用于激发测量管振荡的振荡发生器和至少一个用于获得产生的测量管振荡，那么对于电子装置4还附加设有设计成以防爆类型“本质安全型”的方式供电的电子前端和从电子前端引出并且同样设计成防爆类型“本质安全型”的信号线，电子前端用于连接到振荡发生器和振荡传感器。
在现在描述的根据本发明的优选实施例的测量仪中，设有两个输出电路9、10，这两个电路都不是设计成防爆类型“本质安全型”。指示装置8同样是通过接口6与电子装置连接，其中，指示装置8设计成防爆类型“本质安全型”并且由电子装置4以本质安全的方式供电。
从图2可看出以示意视图表示的根据本发明的优选实施例的测量仪的电子装置4。在这里，电子装置4位于由塑料构成的罩子11内并有浇注材料5。只有接口6从浇注材料5伸出，这些接口由多个连接端子12构成。通过将这些连接端子12设置在同一侧，因此可以得到可特别简单且价廉地制造的电子装置4结构。
总的来说，在这里主要的优点在于不需要昂贵的导线引线，显示装置不必设在耐压外壳内，这避免了设置耐压的监视窗，以及对于电子装置及其壳体的设计存在最大程度的形状选择自由。
权利要求
1.一种非本质安全供电的测量仪(1)，该测量仪包括设计成防爆类型“增安型(Ex-e)”的连接装置(3)，该连接装置用于将测量仪(1)连接到供电接口(2)，以给测量仪(1)提供电能，测量仪还包括含有测量仪(1)电子元件的电子装置(4)、指示装置(8)、设计成防爆类型“增安型(Ex-e)”或者“本质安全型(Ex-i)”的传感器(7)以及至少不是设计成防爆类型“本质安全型(Ex-i)”的输出电路(9)，其特征在于，所述电子装置(4)设计成防爆类型“浇封型(Ex-m)”，所述指示装置(8)设计成防爆类型置本质安全性(Ex-i)”，以及所述指示装置(8)、传感器(7)和输出电路(9)通过设计成防爆类型“增安型(Ex-e)”的接口(6)与电子装置(4)连接。
2.如权利要求1所述的测量仪，其特征在于，设有如“ProfibusPA”或“Profibus DP”的现场总线作为输出电路(9)。
3.如权利要求1或2所述的测量仪，其特征在于，设有至少两个至少不是设计成防爆类型“本质安全型(Ex-i)”的输出电路(9，10)。
4.如权利要求3所述的测量仪，其特征在于，设有三个至少不是设计成防爆类型“本质安全型(Ex-i)”的输出电路，即电流输出，脉冲输出和状态输出。
5.如权利要求1至4中任一项所述的测量仪，其特征在于，所述指示装置(8)由电子装置(4)供电。
6.如权利要求1至5中任一项所述的测量仪，其特征在于，该测量仪可与以标准电源接口或者标准低压接口，如标准24V接口形式的供电接口连接，该供电接口至少不是设计成防爆类型“本质安全型(Ex-i)”。
7.如权利要求1至6中任一项所述的测量仪，其特征在于，该测量仪(1)是用于测量流过测量管的流动介质流量的磁感应流量测量仪，该磁感应流量测量仪包括设计成防爆类型“增安型(Ex-e)”的励磁线圈，用于产生贯穿流动介质的磁场，还包括设计成防爆类型“本质安全型(Ex-i)”的电极，用于截取在流动介质中感生的电压。
8.如权利要求1至6中任一项所述的测量仪，其特征在于，该测量仪(1)是用于测量流过测量管的流动介质流量的超声波流量测量仪，该超声波流量测量仪包括设计成防爆类型“本质安全型(Ex-i)”的超声波换能器，用于发送或接收经过流动介质的超声波信号。
9.如权利要求1至6中任一项所述的测量仪，其特征在于，该测量仪是用于测量流过测量管的流动介质流量的科氏质量流量测量仪，该质量流量测量仪包括至少一个用于激发测量管振荡的振荡发生器、至少一个用于获得产生的测量管振荡的振荡传感器、从电子装置(4)中移出的并且以防爆类型“本质安全型(Ex-i)”的方式供电的电子前端，用于连接到振荡发生器和振荡传感器，还包括从电子前端引出并且同样设计成防爆类型“本质安全型(Ex-i)”的信号线。
10.如权利要求1至9中任一项所述的测量仪，其特征在于，所述电子装置(4)具有多个连接端子(12)，这些连接端子都设在电子装置(4)的同一侧上。
11.如权利要求10所述的测量仪，其特征在于，所述电子装置(4)设在优选由塑料构成的罩子(11)内并浇注在该罩子(11)内。
全文摘要
本发明涉及一种非本质安全供电的测量仪(1)，该测量仪包括设计成防爆类型“增安型”的连接装置(3)，该连接装置用于将测量仪(1)连接到供电接口(2)，以给测量仪(1)提供电能，测量仪还包括含有测量仪(1)的电子元件的电子装置(4)、指示装置(8)、设计成防爆类型“增安型”或者“本质安全型”的传感器(7)以及至少不是设计成防爆类型“本质安全型(Ex－i)”的输出电路(9)。根据本发明，电子装置(4)设计成防爆类型“浇封型”，指示装置(8)设计成防爆类型"本质安全型"，以及指示装置(8)、传感器(7)和输出电路(9)通过设计成防爆类型"增安型"的接口与电子装置(4)连接。
文档编号G01F15/18GK101029834SQ20071008560
公开日2007年9月5日 申请日期2007年3月1日 优先权日2006年3月1日
发明者W·弗洛林, H·布罗克豪斯, J·莱姆库尔, W·斯特尔茨 申请人:克洛纳测量技术公司