专利名称：分配器模块或由此形成的测量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种分配器模块，用于将电功率分配到所连接的至少两个测量仪表上并用于将所连接的至少两个测量仪表发送的涉及至少一个物理测量变量的信息转发到至少一个上位的电子数据处理单元，其中物理测量变量特别是用作所要监测的工业和/或自动化过程的过程参数，电子数据处理单元特别是还处理与测量变量对应的数据和/或控制分配器模块。本发明此外涉及一种借助这种分配器模块形成的测量系统。
背景技术：
这种在工业测量技术领域使用的模块式结构的测量系统或者其单个部件例如在 US-A 61 45 392、US-B 63 66 346、US-B 64 76 520、US-B 67 05 898、US-B 68 22 431、 US-B 68 98 980、US-A 57 64 928、US-A 52 53 537、US-A 2007/0090963, EP-A 1 403 832,EP-A 1 108 992,EP-A 12 21 023,EP-A 062 53UWO-A 08/058991、W0-A 08/059019、 WO-A 07/124834、WO-A 05/015130、W0-A 97/35190、DE-A 10 2006 062 184、DE-A 102 18 606 AUDE-A 103 13 639, WO-A 08/098954、WO-A 08/077737 或者未预公开的德国专利申请102007053223. 9、102007041238. 1或102008029956中有所介绍并通常包括传感器模块， 该传感器模块具有通常保持在容器上或管道系统上和/或接触介质或至少部分潜入介质的仪用互感器，该仪用互感器用于检测至少一个测量变量并用于产生至少一个受测量变量影响的原始信号，该传感器模块还具有与仪用互感器连接，需要时也借助微处理器形成的传感器电子装置，该传感器电子装置用于将由仪用互感器提供的原始信号转换成(需要时数字的)传感器信号。仪用互感器在此方面经常承受极其恶劣的运行条件，例如像腐蚀性的化学材料、极度的高温、高压和/或强振动等。所述类型的测量系统此外具有与传感器模块通过形成测量仪表而机械特别是刚性连接的发射机模块，该发射机模块包括与传感器电子装置导电连接(需要时借助微处理器形成的)发射机电子装置，用于将由传感器模块提供的(需要时由传感器电子装置向发射机电子装置经由电隔离接口传输的)传感器信号转换成至少一个体现测量变量的测量值。例如开头提到的DE-A 102 18 606以及德国专利申请102008045314. 5、 102008029956. 1或102007041238. 1各自介绍了一种电位测量的测量仪表，其具有用于检测(这里为电位测量的)测量变量如PH值或氧化还原电位的仪用互感器以及用于将取决于电位测量的测量变量的测量数据输出到发射机模块的电感耦合接口。在此方面，这里所介绍的测量仪表具有数字式的数据存储器，其与仪用互感器固定连接并就此而言是传感器模块的集成部件。上述的电隔离接口例如可以是借助传送器形成的电感接口，用于特别是基于注入的电流和/或注入的电压向传感器供应电功率。例如像传感器模块产生的测量数据或由发射机模块为传感器模块提供的配置和参数化数据的数据传输，例如可以经由相同的电感接口通过相应调制电流和/或电压从发射各自数据的模块方面进行，例如因此借助在幅度和 /或频率方面调制的交流电和/或借助在幅度和/或频率方面调制的交流电压进行。这种基本按照幅移键控法(ASK)或者频移键控法(FSK)工作的调制器或还有相应解调器的结构和工作原理专业人员完全公知并例如在开头提到的德国专利申请102007020823. 7或者 102007041237. 3 或 WO-A 08/080758 中有所介绍。也在具有爆炸危险的区域内运行的工业用测量系统此外在防爆性方面也必须满足非常高的安全要求。在此方面，特别是要可靠避免形成火花或者至少确保封闭的空间内部可能出现的火花不会对周围产生影响，以便这样可靠防止潜在可能引起爆炸。例如像开头所称的 EP-A 1669 726,US-B 63 66 436,US-B 65 56 447 或者 US-A 2007/0217091 为此也提出，在与防爆性的联系下不同的防护型式存在区别，它们各自也在涉及爆炸危险区域的规范和标准的所属电气运行装置中相应说明，例如像US美国标准FM3600、国际标准LEC 60079-18或者标准DIN EN 50014 ffD例如依据欧洲标准EN 50 020 1994防爆规定，仪表依据其中所定义的防护型式或者还有防护级别以“本安型”(Ex-i)的名称构成。依据这种防护级别，一个仪表内的电变量电流、电压和功率的数值随时各自低于预先规定的极限值。选择三个极限值，使得在例如由于短路造成的故障的情况下，最大出现的热量不足以产生引爆火花。电流例如通过电阻，电压例如通过齐纳二极管和功率通过限流和限压元件的相应组合保持在预先规定的极限值下。欧洲标准EN 50019 :1994提出另一种名为“提高安全性”(Ex-e)的防护级别。在依据该防护级别构成的仪表中，防火花或防爆由此实现，即两个不同电位之间的空间距离这样大小，使即使在故障情况下由于该距离也不会出现火花形成。但这一点可能导致电路设置必须具有非常大的尺寸，以满足这种要求。作为另一种防护级别欧洲标准EN 50 018 :1994中此外列出防护型式“耐压封装” (Ex-d)。依据该防护级别构成的测量系统或者系统模块必须具有耐压的外壳，通过其确保外壳内部出现的爆炸不会传递到外部空间。为使耐压外壳具有足够的机械强度，耐压外壳壁比较厚构成。在美国、 加拿大、日本和其他国家，存在可与上述欧洲标准相比较的标准。为容纳发射机电子装置因此通常使用密闭密封的、大多还耐压或抗爆的、需要时相应利用发射机电子装置的填料填充的发射机外壳，而传感器电子装置则设置在相应的单独的传感器外壳内，该传感器外壳也至少部分容纳仪用互感器。所述类型的测量系统此外大多借助数字现场总线(例如像PR0FIBUS、M0DBUS等) 和/或借助无线电连接而集成在例如用于自动控制包括测量系统的过程工厂的上位的(需要时布局非常广地延伸的)电子数据处理系统例如像过程控制系统(PLS)中和/或集成在借助可编程逻辑控制器(SPS)形成的测量和调节回路中，由各个测量系统产生的需要时封装在相应报文中的测量值被实时传送至所述无线电连接的数据处理系统。借助这种数据处理系统可以进一步处理所传输的测量值并作为相应的测量结果例如在监视器上查看和/ 或转换成作为调整仪表构成的其他现场用仪表例如像电磁阀等的控制信号。因为现代化的工业测量系统大多也可以直接由这种控制计算机进行监测以及需要时进行控制和/或配置，所以以相应的方式通过上述大多在传输物理和/或传输逻辑方面混合的数据传输网络同时发送分配给测量仪表的运行数据。在大量借助多个这种测量系统产生的测量值和从中相应得出的复合参数的基础上，数据处理系统内因此进行过程工厂的总体控制和监测。为连接上位数据处理系统和测量系统或为显示测量值，例如像开头提到的德国专利申请102008(^9956. 1或102008045314. 5中所介绍的那样，所述类型的测量系统此外包括大多距发射机模块或由此形成的测量仪表比较远或在与实际测量点相比危险较小的环
11境内放置的数据处理单元，该数据处理单元此外也可与需要时存在的现场总线连接。为将各自的测量仪表与相应所分配的大多同样作为独立的仪用互感器模块构成的数据处理单元连接，通常使用在发射机模块与数据处理单元之间中间连接的连接电缆，其中，测量仪表和数据处理单元相互对应的接口以及连接电缆本身通常在结构、布线以及数据编码或传输方面满足或支持在所制定的工业标准例如像EIA-485、EIA-232或者EIA-422或UART (通用异步收发协议)方面提出的要求。连接电缆此外也可以是内部集成了信号处理的“智能”连接电缆，正如未预公开的德国专利申请102007048812.4中所介绍的那样。上述类型的数据处理单元通常也用于适当转换由测量仪表提供的测量值以及需要时将测量仪表的实际运行状态或实际配置信号化的测量值，并将其与后置的数据传输网络的要求相应地进行配置，例如适当地数字化或者需要时转换成例如具有现场总线能力的相应电报和/或现场分析处理和需要时显示。为此这种数据处理单元的电子装置内具有相应的变换器电路，其将由各自的测量系统接收的传感器测量数据进一步处理成从中得出的复合测量值和需要时转换成可继续发送的电报。除了处理和转换由各自所连接的现场仪表提供的测量值所需的计值电路外，这种数据处理单元大多还具有用于向所连接的测量仪表供应电能的供电电路，其提供整个测量系统的相应的需要时直接由所连接的现场总线馈给的内部供电单元。供电电路在此方面例如完全可以各自分配给仅一个测量系统并与分配给各自测量仪表的计值电路-例如集唯一作为仪用互感器和/或作为现场总线适配器使用的数据处理单元于一体-共同安装在一个共同例如作为带罩轨条模块构成的金属和/或塑料的电子装置外壳内。但也很常见的是供电电路和计值电路各自安装在单独的需要时空间上彼此远离的电子装置外壳内并通过外部导线相互相应布线。在模块式结构的测量系统中，例如像US-B 67 05 898或者EP-A 1 108 992介绍的那样，此外很常见的是在测量系统调试后，有时现场将两个模块之一更换为一个结构或者至少型号相同的新模块。例如像开头提到的US-B 67 05 898介绍的那样，传感器外壳和发射机外壳为此各自作为彼此互补的(例如开头提到的德国专利申请1020078812. 4或者 US-B 67 05 898中所介绍的)插塞连接件构成，并通过形成插塞连接器而利用集成的电感接口在电气上电隔离以及在结构上可以重新分开相互连接。通过使用这种插塞连接器可以避免易受磨损的电触点，因为模块之间无论是电能还是信息的传输，均可以仅借助电感耦合实现。因为这种插塞连接器无需引出的插接触点并因此也无需相应的开口，所以两个插塞连接件和就此而言还有两个模块非常简单地密闭密封构成。插塞连接件的表面材料例如是不导电的塑料，其可以匹配各自的使用目的或各自的腐蚀性介质。上述借助插塞连接器实现的电感耦合接口特别适用于具有较低标称使用寿命的仪用互感器的测量系统，例如像用于检测电位测量变量的这种测量系统，因为同一仪用互感器由于消耗或磨损现象必须定期用新的更换。但上述类型的传统测量系统由此带来的一个特殊问题在于，由此实现的测量点-尽管只是暂时的，但却循环式反复-有时必须完全停止运行并因此不能毫无问题地确保相关过程或设备无空白的监测。对于特别危险的用途来说，这个问题目前只能通过安装两个或者多个可以错时停止运行的这种组合式测量系统进行弥补。但将多个测量系统用于形成冗余或实际上可以无中断运行的测量点，无论是在购置成本方面，特别是由于相应增加了单件的数量和随之产生的增加了校验和维护需求，还是在运行成本方面，均极大地增加了开支。
发明内容
本发明的目的因此在于，对这种具有用于数据和电能传输的电感接口的模块式结构的测量系统进行改进，使其即使在使用需要反复替换的仪用互感器的情况下也可以进行无中断的测量运行。该目的依据本发明通过一种分配器模块得以实现，该分配器模块用于将电功率分配到所连接的至少两个测量仪表上并用于将从所连接的至少两个测量仪表发送的涉及至少一个物理测量变量的信息转发到至少一个上位的电子数据处理单元，其中所述物理测量变量特别是用作所要监测的工业和/或自动化过程的过程参数，其中所述电子数据处理单元特别是还处理与测量变量对应的数据和/或控制分配器模块，该分配器模块包括-特别是防溅水和/或防爆和/或耐压的模块外壳，-位于模块外壳内部的特别是防爆的模块电子装置，-用于第一测量仪表的第一连接装置，该第一测量仪表提供特别是数字化的测量数据，-用于第二测量仪表的第二连接装置，该第二测量仪表提供特别是数字化的测量数据，以及-用于至少一个数据处理单元的至少一个第三连接装置，-其中，第一连接装置和至少第二连接装置，特别是三个连接装置中的每一个，具有各自一个位于模块外壳内部且与模块电子装置连接的中继线圈，用于形成特别是仅仅电感耦合的接口，该接口特别是同时地传输特别是数字的数据以及电能，其中数字的传输特别是依据通用异步收发协议，以及-其中，至少两个中继线圈中的每一个各自位于至少部分，特别是主要或者仅由特别是不导电的塑料制成的插塞连接件的内部，该插塞连接件用于形成特别是可以重新分开的插塞连接且特别是作为模块外壳的一体化组成部分。本发明此外涉及一种用于测量至少一个物理和/或至少一个化学测量变量的测量系统，该测量系统包括这种分配器模块。依据本发明的分配器模块的第一构成，模块电子装置具有特别是借助微处理器和 /或现场可编程门阵列和/或专用集成电路形成的控制单元，用于控制至少第一连接装置和第二连接装置和/或用于处理经由第三连接装置接收的控制指令。依据本发明这种构成的进一步构成，此外模块电子装置具有特别是由控制单元控制的和/或与其集成化的选择开关网络，用于选择性地将控制单元耦合至至少一个中继线圈和/或用于选择性地将第三连接装置耦合至第一或第二连接装置的至少一个中继线圈。依据本发明的分配器模块的第二构成，模块电子装置具有至少一个第一解调器， 用于特别是借助幅度解调和/或借助频率解调从经由电感耦合接口传输的电载波信号中分选至少一个物理测量变量和/或涉及分配器模块的信息，其中，为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合接口，第一解调器的输入端至少有时，特别是主要或者持续与特别是恰好一个中继线圈连接。此外依据本发明这种构成的进一步构成，模块电子装置具有至少一个第二解调器，用于从经由电感耦合接口传输的电载波信号中分选至少一个物理
13测量变量和/或涉及分配器模块的信息，其中，为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合接口，第二解调器的输入端至少有时，特别是主要或者持续与特别是恰好一个中继线圈，特别是第三连接装置的中继线圈连接。此外依据本发明这种构成的进一步构成， 分配器模块具有至少一个第三解调器，用于从经由电感耦合接口传输的电载波信号中分选至少一个物理测量变量和/或涉及分配器模块的信息。在此方面，为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合的第一接口，第一解调器的输入端至少有时，特别是持续与第一连接装置的中继线圈连接；为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合的第二接口，第二解调器的输入端至少有时，特别是持续与第二连接装置的中继线圈连接；以及为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合的第三接口，第三解调器的输入端至少有时，特别是持续与第三连接装置的中继线圈连接。依据本发明的分配器模块的第三构成，模块电子装置具有至少一个第一调制器， 用于特别是借助幅度调制和/或频率调制将至少一个物理测量变量和/或涉及测量仪表的信息调制到可以经由电感耦合接口传输的电载波信号上，其中，为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合的接口，第一调制器的输出端至少有时，特别是主要或者持续与特别是恰好一个中继线圈连接。此外依据本发明这种构成的进一步构成，模块电子装置具有至少一个第二调制器，用于将至少一个物理测量变量和/或涉及测量仪表的信息调制到可以经由电感耦合接口传输的电载波信号上，其中，为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合的接口，第二调制器的输出端至少有时与一个中继线圈连接。此外依据本发明这种构成的进一步构成，模块电子装置具有至少一个第三调制器，用于将至少一个物理测量变量和/或涉及测量仪表的信息调制到可以经由电感耦合接口传输的电载波信号上。 在此方面，为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合的第一接口，第一调制器的输出端至少有时，特别是持续与第一连接装置的中继线圈连接；为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合的第二接口，第二调制器的输出端至少有时，特别是持续与第二连接装置的中继线圈连接；以及为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合的第三接口，第三调制器的输出端至少有时，特别是持续与第三连接装置的中继线圈连接。依据本发明的分配器模块的第四构成，模块电子装置具有至少一个特别是以半双工或者全双工运行的第一调制解调器，用于特别是借助幅度解调和/或频率解调从经由电感耦合接口传输的电载波信号中分选涉及至少一个物理测量变量的信息，并用于特别是借助幅度调制和/或频率调制将涉及至少一个物理测量变量和/或测量仪表的信息调制到经由电感耦合接口传输的电载波信号上，其中，为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合的接口，第一调制解调器的第一输入端至少有时与一个中继线圈连接且第一调制解调器的第一输出端至少有时与所称的中继线圈连接。此外依据本发明这种构成的进一步构成，模块电子装置具有至少一个第二调制解调器，用于特别是借助幅度解调和/或频率解调从经由电感耦合接口传输的电载波信号中分选涉及至少一个物理测量变量的信息，并用于特别是借助幅度调制和/或频率调制将涉及至少一个物理测量变量和/或测量仪表的信息调制到经由电感耦合接口传输的电载波信号上，其中，为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合的接口，第二调制解调器的第一输入端至少有时与一个中继线圈连接且第二调制解调器的第一输出端至少有时与所称的中继线圈连接。依据本发明这种构成的进一步构成，模块电子装置具有至少一个第三调制解调器，用于特别是借助幅度解调和/或
14频率解调从经由电感耦合接口传输的电载波信号中分选涉及至少一个物理测量变量的信息，并用于特别是借助幅度调制和/或频率调制将涉及至少一个物理测量变量和/或测量仪表的信息调制到经由电感耦合接口传输的电载波信号上，其中，为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合的接口，第三调制解调器的第一输入端至少有时与一个中继线圈连接且第三调制解调器的第一输出端至少有时与所称的中继线圈连接。在此方面，第三调制解调器的第二输入端至少有时，特别是持续与控制单元的输出端连接；和/或第三调制解调器的第二输出端至少有时，特别是持续与控制单元的输入端连接。依据本发明的分配器模块的第五构成，模块电子装置是至少有时，特别是持续耦合至至少一个中继线圈且特别是具有电容和/或电感和/或电化学蓄能器的内部供电电路，其提供可以经由电感耦合接口传输的电能。此外依据本发明这种构成的进一步构成，内部供电电路借助由特别是注入的和/或预先规定的电压水平保持的交流电压驱动的特别是正弦形或者矩形交流电流，提供可以经由电感耦合接口传输的电能。交流电压和/或交流电流在此方面可以用于形成可以经由电感耦合接口传输的信息的载波信号。依据本发明第五构成的另一种进一步构成，内部供电电路运行时同时，特别是持续与至少两个连接装置的中继线圈连接；和/或内部供电电路具有至少一个整流器，其利用交流电压初级侧的电压接线端至少有时与至少一个中继线圈导电连接；和/或内部供电电路(NRG)具有至少一个逆变器，其利用交流电压次级侧的电压接线端至少有时与至少一个中继线圈导电连接；和/或内部供电电路具有至少一个变流器，其利用交流电压的电压接线端至少有时与至少一个中继线圈导电连接；和/或内部供电电路具有至少一个变频器，其利用交流电压的第一电压接线端至少有时与至少一个中继线圈，特别是第一连接装置的中继线圈导电连接并利用交流电压的第二电压接线端至少有时与一个中继线圈，特别是第三连接装置的中继线圈导电连接。依据本发明分配器模块的第六构成，该分配器模块此外包括-至少一个特别是与第一连接装置结构相同的连接装置，用于外部的服务模块，特别是操作和/或诊断单元；和/或-至少一个特别是与第一连接装置结构相同的连接装置，用于外部的数据存储器， 特别是EEPROM和/或硬盘，该数据存储器用于储存测量变量和/或涉及分配器模块或与其连接的测量仪表的信息；和/或-其他特别是与第一连接装置结构相同的连接装置，各自用于一个提供测量数据的测量仪表。依据本发明分配器模块的第七构成，模块外壳特别是以满足依据防护型式“耐压封装”(Ex-d)要求的方式防爆和/或耐压构成；和/或模块电子装置特别是以满足依据防护型式“本安型”(Ex-i)要求和/或依据防护型式“提高安全性”(Ex-e)要求的方式防爆构成。依据本发明测量系统的第一构成，该测量系统此外包括-第一测量仪表，其特别是借助在幅度和/或频率方面调制的交流电流和/或借助在幅度和/或频率方面调制的交流电压而至少有时提供涉及至少一个第一类型物理测量变量的信息，该信息特别是依据通用异步收发协议的电报的形式，该第一测量仪表具有连接装置，该连接装置用于分配器模块或者用于连接电缆，该连接电缆用于连接测量仪表和
15分配器模块且特别是符合标准接口 EIA-485、EIA-232或者EIA-422，-至少一个第二测量仪表，其特别是借助在幅度和/或频率方面调制的交流电流和/或借助在幅度和/或频率方面调制的交流电压而至少有时提供涉及第一类型测量变量和/或涉及提供第二类型物理测量变量的信息，该信息特别是依据通用异步收发协议的电报的形式，该第二测量仪表具有连接装置，该连接装置用于分配器模块或者用于连接电缆， 该连接电缆用于连接测量仪表和分配器模块且特别是符合标准接口 EIA-485、EIA-232或者EIA-422，以及-特别是远离分配器模块和/或与现场总线连接的电子数据处理单元，其在中间连接了分配器模块的情况下至少有时与第一测量仪表和/或第二测量仪表导电连接。此外依据本发明测量系统这种构成的进一步构成，至少一个测量仪表，特别是两个测量仪表中的每一个至少部分由分配器模块供给电能；和/或至少两个测量仪表中的至少一个特别是每一个至少部分通过分配器模块的与所称的测量仪表连接的连接装置而从分配器模块获得测量仪表中各自所转换的电功率；和/或第一测量仪表经由第一连接装置，特别是在中间连接了连接电缆的情况下与分配器模块连接；和/或第二测量仪表经由第二连接装置，特别是在中间连接了连接电缆的情况下与分配器模块连接。依据本发明测量系统的第二构成，至少两个测量仪表中的至少一个特别是每一个的连接装置各自具有一个中继线圈，用于形成特别是同时地传输数据以及电能的特别是仅电感耦合的接口，该接口特别是保持至少测量仪表与分配器模块电隔离，其中数据的传输特别是借助通用异步收发协议或者ETHERNET进行。此外依据本发明测量系统这种构成的进一步构成，至少两个测量仪表中的至少一个特别是每一个的中继线圈位于各自测量仪表的至少部分特别是主要或者仅仅由特别是不导电的塑料制成的插塞连接件的内部，该插塞连接件用于形成特别是可重新分开的插塞连接器且与分配器模块的至少一个插塞连接件互补构成；和/或至少两个测量仪表中的至少一个特别是每一个的中继线圈与分配器模块的连接至各自测量仪表的连接装置的各个对应中继线圈共同形成传送器，其特别是实现所称的测量仪表与分配器模块之间唯一的导电连接。依据本发明测量系统的第三构成，在形成特别是同时地传输电能以及依据通用异步收发协议传输数据的特别是仅仅电感耦合的第一接口的情况下，特别是还在形成可重新分开的插塞连接器的情况下，第一测量仪表与第一连接装置连接，该第一接口特别是还保持第一测量仪表与分配器模块电隔离。此外依据本发明测量系统这种构成的进一步构成， 在形成特别是同时地传输电能以及依据通用异步收发协议传输数据的特别是仅仅电感耦合的第二接口的情况下，特别是还在形成可重新分开的插塞连接器的情况下，第二测量仪表与第二连接装置连接，该第二接口特别是还保持第二测量仪表与分配器模块电隔离。依据本发明测量系统的第四构成，至少一个测量仪表是重复检测液体ph值的ph 测量仪表；和/或至少一个测量仪表是重复检测液体电导率的电导率测量仪表；和/或至少一个测量仪表是重复检测流体压力的压力测量仪表。依据本发明测量系统的第五构成，至少一个测量仪表包括电位测量传感器、电流测量传感器、光度测量传感器、光谱测量传感器、温度传感器、压力传感器、流动传感器或者电导率传感器。依据本发明测量系统的第六构成，该测量系统还包括现场总线，特别是依据FOUNDATION FIELDBUS或者PR0FIBUS的现场总线，电子数据处理单元至少有时向其发送测量值和/或分配器模块的实际运行状态和/或将与其连接的测量仪表信号化的参数值。依据本发明测量系统的第七构成，分配器模块至少部分由电子数据处理单元供给电能；和/或分配器模块至少部分从电子数据处理单元获得在其中转换的电功率；和/或电子数据处理单元经由第三连接装置，特别是在中间连接了连接电缆的情况下，与分配器模块连接。本发明的基本思想此外在于，借助依据本发明的分配器模块对测量系统进行改进，使得在保持开头所述类型的电感耦合接口的较高过程安全性的情况下，即使在运行中现场更换测量仪表时也可以进行不中断的测量操作。本发明的另一个优点此外还在于，借助分配器模块的连接装置，需要时运行中也可以提供适配和就此而言通用的标准接口，这些标准接口可以比较少的布线开支实现多样性的，也就是利用体现不同测量原理的测量仪表形成的测量系统或者空间上分布的测量系统。这种模块式的需要时也自供电的测量系统与上位数据处理系统的连接，在此方面可以具有优点的方式在使用工业测量技术领域已经存在的由两个彼此互补的特别是无插头的插塞连接件形成的插塞连接器系统进行，如依据开头提到的US-B 67 05 898或者US-B 64 76 520所述。此外，借助依据本发明的分配器模块，可以为工业测量技术提供转发器和/或交换机或集线器功能。
下面借助附图所示的实施例对本发明以及其他具有优点的构成进行详细说明。相同的部件在所有附图中具有同一附图符号，如果出于概览的原因，已经提到的附图符号在后面的附图中取消。其他具有优点的构成或者进一步构成此外来自从属权利要求以及附图本身。其中图1示意示出具有与分配器模块连接的测量仪表以及与同一分配器模块连接的数据处理单元的测量系统；图2-5示出适用于图1的测量系统的分配器模块的构成；以及图6示出适合在这种分配器模块内使用的具有整流器的调制解调器电路。
具体实施例方式图1示出用于检测和传输测量值的测量系统。该测量系统包括第一测量仪表Sl 以及至少一个第二测量仪表S2，其中第一测量仪表至少有时提供例如编码为数字化的测量数据的涉及至少一个作为所要监测的工业和/或自动化过程的特别是所要影响和/或所要监测的过程参数使用的第一类型物理测量变量Xl的信息，第二测量仪表至少有时提供涉及第一类型物理测量变量Xl的信息和/或例如编码为数字化的测量数据的涉及至少一个第二类型物理测量变量x2的信息。在后一种情况下，第一类型物理测量变量Xl可与第二类型物理测量变量x2例如在其传感器检测的位置方面和/或在其维度方面有所不同。作为测量仪表Si、S2例如可以使用重复检测液体ph值的ph测量仪表、重复检测液体电导率的电导率测量仪表或重复检测流体压力的压力测量仪表。与此相应，至少一个测量仪表Sl、 S2可以装备电位测量传感器、电流测量传感器、光度测量传感器、光谱测量传感器、温度传感器、压力传感器或电导率传感器，其中，不言而喻也可以使用其他类型的测量仪表并因此
17其他类型的仪用互感器以实现测量系统，例如像测量流量的流动测量仪表或传感器或者温度测量仪表或传感器。此外，如在这种测量系统中非常常见的那样，各测量仪表Si、S2可以包括微处理器7以及与其连接的模数转换器，用于将由仪用互感器产生的与所检测的测量变量对应的模拟原始信号数字化。各测量仪表Si、S2此外包括数字式数据存储器，里面可以储存传感器数据或者过程数据。数字式数据存储器内例如也可以储存各仪用互感器的校验数据，利用其可以将由仪用互感器提供的数字化的测量数据需要时在各测量仪表的外部换算成相应的物理测量值。为仪用互感器测定的校验值这样可以储存在各测量仪表的内部，从而可以使校验数据固定分配给仪用互感器。因为每个测量仪表Si、S2本身携带其本身的校验数据，所以可以防止不同组的校验数据之间混淆。测量系统此外包括与至少两个测量仪表S1、S2连接的分配器模块V以及特别是远离分配器模块和/或与现场总线连接的电子数据处理单元NLU，其在中间连接了分配器模块的情况下至少有时与第一测量仪表Sl和/或第二测量仪表S2电耦合。至少两个测量仪表中的每一个因此各自具有分配器模块的一个连接装置或者用于将测量仪表与分配器模块连接的例如与开头提到的标准接口 EIA-485、EIA-232或者EIA-422相应的连接电缆VKl 或VK2。各测量仪表借助连接装置将其测量数据RDS1、RDs2发送到所连接的分配器模块V， 例如以在幅度和/或频率方面调制的交流电流的形式和/或借助在幅度和/或频率方面调制的交流电压的形式或以依据UART (通用异步收发)协议的电报的形式。分配器模块再将测量数据继续传输到经由连接电缆VK3与分配器模块连接的数据处理单元NLU，该数据处理单元例如构成为将原始数据转换成测量值的测量变换器。如图1所示，电子数据处理单元NLU此外可与测量系统的例如构成为FOUNDATION FIELDBUS或者PR0FIBUS的现场总线连接，数据处理单元向其发送由分配器模块传输的信息TD·，如所连接的测量仪表转发的或者处理过的测量数据和/或分配器模块的实际运行状态和/或将与其连接的测量仪表之一信号化的参数值或在数据处理单元内借助所接收的测量数据产生的测量值。分配器模块V特别是用于将电功率分配到所连接的至少两个测量仪表S1、S2上以及用于将从所连接的至少两个测量仪表发送的涉及至少一个物理测量变量的信息转发到至少一个上位的特别是也处理与测量变量对应的数据和/或控制分配器模块的电子数据处理单元NLU。如图1示意所示，分配器模块包括特别是防溅水和/或防爆和/或耐压构成的模块外壳200以及位于模块外壳200内部的特别是防爆的模块电子装置100。根据所选择的使用情况，此外可以要求模块外壳以满足依据防护型式“耐压封装”(Ex-d)要求的方式防爆和/或耐压构成和/或模块电子装置以满足依据防护型式“本安型”(Ex-i)要求和 /或依据防护型式“提高安全性”(Ex-e)要求的方式防爆构成。分配器模块此外具有用于提供例如数字化的测量数据的第一测量仪表Sl的第一连接装置Al，用于提供例如数字化的测量数据的第二测量仪表S2的第二连接装置A2以及用于数据处理单元NLU的至少一个第三连接装置A3。此外非常具有优点的是，分配器模块内可以具有其他特别是与第一连接装置结构相同的连接装置，例如各自用于提供测量数据的其他测量仪表和/或用于外部服务模块，特别是操作和/或诊断单元和/或用于外部数据存储器，特别是EEPROM和/或硬盘，用于储存测量变量和/或涉及分配器模块或与其连接的测量仪表的信息。为控制分配器模块，特别是还有第一连接装置和第二连接装置和/或用于处理经由第三连接装置接收的控制指令，依据本发明的一种构成以及图1、2、3、4和5各自示意所示，模块电子装置具有例如借助微处理器(PC)和/或现场可编程门阵列(FPGA)和/或专用集成电路(ASIC)形成的控制单元ALU。此外非常具有优点的是，分配器模块内此外具有与控制单元通信且例如借助多个 LED和/或借助显示器形成的显示装置HMI和/或与控制单元通信且特别是借助单个按键和/或借助触摸式显示器形成的操作装置HMI和/或与控制单元通信的无线电装置WLAN， 显示装置用于将经由分配器模块传输的数据可视化和/或用于将涉及分配器模块的状态信息(例如还有分配器模块连接装置上的瞬间连接配置和/或流经连接装置的数据流)可视化，操作装置用于控制单元的编程和/或用于选择性接通或者断开分配器模块的连接装置，无线电装置用于无线发射和/或接收分配器模块的配置数据。此外，模块电子装置也可以装备与控制单元通信的和/或集成在其中的非持续的，特别是持久的数据存储器，特别是EEPROM和/或硬盘，用于储存测量变量和/或涉及分配器模块或与其连接的测量仪表的信息，例如用于储存借助与分配器模块连接的测量仪表产生的需要时借助体现各个产生时间点的时间标记标明的测量值和/或用于储存识别分配器模块所连接的测量仪表的数据和/或用于储存所连接的测量仪表相对于分配器模块认证的数据，特别是详细说明传感器型号标识和/或传感器模块的校验数据和/或为测量仪表开列的证书和/或授予测量仪表的准运证和/或用于激活测量仪表的释放代码；并且 /或者模块电子装置装备至少一个非易失的，特别是持久的数据存储器PR0M，例如用于储存识别所连接的测量仪表的分配器模块和/或相对于测量仪表认证分配器模块的数据，和 /或用于储存将所连接的测量仪表参数化的数据，和/或用于储存为分配器模块开列的证书和/或授予分配器模块的准运证，和/或用于储存激活所连接的测量仪表的释放代码。在依据本发明的分配器模块V中，至少两个为测量仪表提供的特别是彼此结构相同的连接装置Al、A2此外各自具有一个位于模块外壳内部且与模块电子装置连接的中继线圈Al+、A2+，用于形成在各自的测量仪表与分配器模块之间在需要时同时地传输特别是数字的数据以及电能的电感耦合接口，其中数据的传输特别是依据通用异步收发协议 (UART)。分配器模块的至少两个中继线圈Al+、A2+中的每一个在此方面各自位于至少部分，特别是主要或者仅仅由特别是不导电的塑料制成且用于形成特别是可重新分开的插塞连接器的插塞连接件Al#、A2#的内部，插塞连接件特别是作为模块外壳的集成部件构成。 此外，如图1示意所示，为数据处理单元NLU提供的第三连接装置出于形成分配器模块与数据处理单元之间的电感接口的目的，也可以具有位于至少部分特别是主要或者仅仅由特别是不导电的塑料制成的插塞连接件A3#内部的中继线圈A3+，该插塞连接件用于形成特别是可重新分开的插塞连接器且特别是作为模块外壳的集成部件构成。对于这里所示这样形成的接口仅是电感耦合的性质这种情况来说，此外可以按照非常简单的方式达到与测量仪表和分配器模块以及需要时也与分配器模块和数据处理单元电隔离的目的。此外，这样可以按照简单方式实现一种液密的接口，其不需要用于在测量仪表与分配器模块之间制造连接的引出接触件。各测量仪表借助在这里由各自的连接电缆VKl或VK2提供的插塞连接件通过将该插塞连接件插接在分配器模块V的互补插塞连接件上而与分配器模块连接。在此方面，相关连接装置的中继线圈和分配给测量仪表或其连接电缆的中继线圈进入相对于彼此确定
19的空间位置，从而可以在分配器模块V与各自所连接的测量仪表之间(需要时，双向地)传输高频载波信号。由此可以在分配器模块与测量仪表之间进行数据交换。此外，各测量仪表的供电也可以通过电感接口进行。反过来，分配器模块V可以从所连接的数据处理单元获得必要的电能。为从经由电感耦合接口传输的电载波信号中分选至少一个物理测量变量和/或涉及分配器模块的信息1 『1 32或RDnlii,模块电子装置具有至少一个与实际应用于所接收的数据的调制方法相应匹配的解调器DEM0D，出于形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合接口的目的，解调器的输入端至少有时特别是主要或者持续与特别是恰好一个中继线圈连接。图6示意示出解调器的一种可能构成，解调器在这里仅无源地实现对于在输入端输送的携带信息RDX(RDS1、RDS2、…RDnui)的载波信号的幅度解调。取代实现幅度解调的解调器，如果需要，不言而喻也可以使用其他解调方法，例如实现频率解调的解调器。此外，模块电子装置具有至少一个调制器MOD，用于例如借助幅度调制(AM、ASK) 和/或借助频率调制(FM、FSK)将至少一个物理测量变量和/或涉及测量仪表的信息TDS1、 TDs2或TDnlii调制到可经由电感耦合接口传输的电载波信号上，出于形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合接口的目的，调制器的输出端至少有时，特别是主要或者持续与特别是恰好一个中继线圈连接。图6示意示出调制器的一种可能构成，调制器在这里实现对于在输入端输送的携带信息TDX(TDS1、TDS2、-TDnlu)的载波信号的幅度解调。取代这种例如依据幅移键控(ASK)的幅度调制实现的调制器，如果需要，不言而喻也可以使用其他调制方法，例如依据频移键控(FSK)的频率调制实现的调制器。虽然调制器和解调器可以毫无问题地作为单独的组件构成，但这两种功能此外也可以毫无问题地如图2、3、4和5中借助例如以半双工或者全双工运行的调制解调器M0D0M， 特别是利用集成的双工机DPLX实现。为形成特别是同时传输数据以及电能的电感耦合接口，然后调制解调器的输入端至少有时与中继线圈连接且调制解调器的输出端至少有时与同一中继线圈连接。特别是在使用串行数据接口例如像EIA-485的情况下，数据处理单元NLU、分配器模块V与各自的测量仪表之间的通信可以半双工运行进行。这一点意味着，信息要么以数据RDnlii的形式从数据处理单元NLU通过分配器模块V传输并以数据RDS1、RDs2的形式向各自的测量仪表传输，要么在相反的方向上以数据RDs1、R&2的形式从测量仪表通过分配器模块V传输并以数据RDnui的形式向数据处理单元NLU传输。例如像图6中所示，各传输方向可以通过方向信号COMdik预先规定，该方向信号例如由分配器模块V内所具有的控制单元产生并相应输送到双工机DPLX。特别是在仅仅将唯一的调制解调器用于在数据处理单元与至少两个测量仪表之间有针对性地需要时双向传输信息的情况下，需要相应协调控制实际存在的大量信号路径或有选择地读取经由连接装置接收的测量数据或有选择地注入经由连接装置发送的数据。与此相应，模块电子装置依据另一种构成具有例如由控制单元ALU控制的和/或集成在其中的选择开关网络SELECT，用于选择性地将控制单元耦合至至少一个中继线圈 (例如依据图2所示分配器模块的方案)和/或用于选择性地将第三连接装置耦合至第一或第二连接装置的至少一个中继线圈(例如依据图3所示分配器模块的方案)。但如图4 或者5所示，当然也可以为每个连接装置A1、A2、A3分配本身的调制解调器或者借助插入数
20据电报内的各个编址而通过分配器模块唯一的调制解调器由数据处理单元直接联系或查询所连接的所有测量仪表。根据在借助分配器模块形成的信号路径内部使用选择开关网络 SELECT，该选择开关网络可以用作将其多个输入端顺序连接到一个输出端上的多路复用器或者用作将一个输入端顺序连接到多个输出端上的多路分用器。在图3所示的实施例中，分配器模块3的控制单元ALU实际上集成在分布在数据处理单元NLU与各自所连接的测量仪表之间的信号路径中。调制解调器或解调器因此接收处于各连接装置上的相应调制了信息的载波信号。通过解调而分选且此后可以UART数字化的数据信号编码的信息输送到控制单元ALU相应的UART接口。该控制单元将这样获得的信息例如再借助可以UART数字化的数据信号相应转发到与连接在数据处理单元上的连接装置瞬间连接的调制器。就此而言，连接在信号路径内的分配器模块实际上起到信号再生接收器的作用，其将输入端所接收的数字信号重新处理并重新发出。因此对于这种情况来说，分配器模块实际上用作从测量仪表提供的测量数据或还有从数据处理单元向各自所联系的测量仪表发送的数据的中继器，从所接收的数字信号中去除噪声以及失真并因此将其在同步和边缘陡度方面重新处理。信号质量沿传输路径的变差因此可以借助分配器模块而抵消，并且由于外部干扰或者还有由于连接电缆方面引起的阻尼或渡越时间效应而产生的损害(例如像边缘磨损、误同步和/或信号噪声增加等)因此可以得到补偿。因此数据处理单元或测量仪表接收高信号质量的数据信号，由此可以减少传输故障的频繁度。为提供分配器模块和需要时还有所连接的测量仪表运行所需的电功率，模块电子装置此外具有至少有时需要时也持续地耦合至至少一个中继线圈且例如还具有电容和/ 或电感和/或电化学蓄能器的内部供电电路NRG，其提供可以经由电感耦合接口传输的和/ 或经由电感耦合接口获得的电能，例如以由特别是注入的和/或保持在预先规定的电压水平的交流电压驱动的特别是正弦形或者矩形交流电流。交流电压和/或交流电流可以用于形成可以经由电感耦合接口传输的信息的载波信号，其借助至少一个调制器MOD或调制解调器相应变更。内部供电电路NRG例如可以持续地或者也可以经由电子开关网络仅有时地与中继线圈连接；但在后一种情况下特别是这样连接，使供电电路运行时同时与至少两个连接装置的中继线圈连接。此外可以要求供电电路内具有限流器和/或限压器，用于限制由其需要时存在的蓄能器可以输出的最大电功率。为获得或提供经由连接装置输入或输出的可利用电能，此外可以使用专业人员公知的逆变器，例如像利用用于交流电压的初级侧电压接线端至少有时与至少一个中继线圈导电连接的整流器AC/DC，利用用于交流电压的次级侧电压接线端至少有时与至少一个中继线圈导电连接的逆变器DC/AC，利用用于交流电压的电压接线端至少有时与至少一个中继线圈导电连接的逆变器，或利用用于交流电压的第一电压接线端至少有时与至少一个中继线圈特别是第一连接装置的中继线圈导电连接并利用用于交流电压的第二电压接线端至少有时与至少一个中继线圈特别是第三连接装置的中继线圈导电连接的变频器。在后一种情况下，例如可以使用一种变频器，其利用用于交流电压的初级侧第一电压接线端至少有时与第三连接装置的中继线圈并利用用于交流电压的次级侧第二电压接线端至少有时 (特别是在与第三连接装置的中继线圈连接的用于交流电压的第一电压接线端的情况下) 与第一连接装置的中继线圈导电连接，并向运行时借助施加在其第一电压接线端上的初级侧交流电压提供具有可预规频率和/或可预规幅度且施加在其第二电压接线端上的次级侧交流电压，特别是使得次级侧交流电压的频率等于初级侧交流电压的频率和/或使次级侧交流电压的幅度等于初级侧交流电压的幅度。分配器模块的内部供给电功率然后可以毫无问题地借助所提到的整流器AC/DC的输出端或借助处于变频器的中间电路或从中导出的直流电压Un和从中相应产生的直流电流In而进行。图6示意示出逆变器DC/AC的一种可能构成，其在这里借助所谓的E级放大器实现。各逆变器DC/AC例如可以借助由需要时所具有的控制单元ALU提供的控制信号NRGact 相应激活。在使用监测输出端上实际流动的电流IX(IS1、IS2、···)的测量电路或由其提供的与电流Ix相应对应的监测信号NRGdim的情况下，此外运行中可以借助控制单元反复确定测量仪表S1、S2、…是否实际连接至各连接装置A1、A2、…。如果在电流Ix过低的基础上识别出各连接装置A1、A2、…未加载测量仪表，为避免进一步的能耗可以断开该连接装置。此外如开头提到的德国专利申请102007020823. 7中所介绍的那样，E级放大器可以在充分利用其分段线性频率特性的情况下，也可以用于幅度调制，特别是也可以用于幅移键控(ASK) 并就此而言调制器作为逆变器DC/AC的集成的组成部分。最后需要指出的是，分配器模块与数据处理单元之间的电耦合在数据传输方面或者在供电方面也可与分配器模块与单个测量仪表之间的电耦合基本上同类型构成。如果需要，为将分配器模块与数据处理单元连接，取代借助连接电缆和插塞连接器实现的所述类型的接口，例如也可以使用经由接线柱与分配器模块固定连接的连接电缆。
权利要求
1.分配器模块，用于将电功率分配到所连接的至少两个测量仪表(S1、S2)上并用于将从所连接的至少两个测量仪表发送的涉及至少一个物理测量变量的信息转发到至少一个上位的电子数据处理单元(NLU)，其中所述物理测量变量特别是用作所要监测的工业和/ 或自动化过程的过程参数(xl，x2)，其中所述电子数据处理单元特别是还处理与测量变量对应的数据和/或控制分配器模块，该分配器模块包括-特别是防溅水和/或防爆和/或耐压的模块外壳(100)，-位于模块外壳(100)内部的特别是防爆构成的模块电子装置，-用于第一测量仪表(Si)的第一连接装置，该第一测量仪表提供特别是数字化的测量数据，-用于第二测量仪表(S》的第二连接装置，该第二测量仪表提供特别是数字化的测量数据，以及-用于至少一个数据处理单元(NLU)的至少一个第三连接装置，-其中，第一连接装置和至少第二连接装置，特别是三个连接装置中的每一个，各自具有一个位于模块外壳内部且与模块电子装置连接的中继线圈，用于形成特别是仅仅电感耦合的接口，该接口特别是同时地传输特别是数字的数据以及电能，其中数字的传输特别是依据通用异步收发协议(UART)，以及-其中，至少两个中继线圈中的每一个各自位于至少部分，特别是主要或者仅仅，由特别是不导电的塑料制成的插塞连接件的内部，该插塞连接件用于形成特别是可以重新分开的插塞连接且特别是作为模块外壳的一体化组成部分。
2.按权利要求1所述的分配器模块，其中，模块电子装置具有特别是借助微处理器 (μ C)和/或现场可编程门阵列(FPGA)和/或专用集成电路(ASIC)形成的控制单元 (ALU)，该控制单元用于控制至少第一连接装置和第二连接装置和/或用于处理经由第三连接装置接收的控制指令。
3.按权利要求2所述的分配器模块，其中，模块电子装置具有特别是由控制单元控制的和/或集成在控制单元中的选择开关网络(SELECT)，该选择开关网络用于选择性地将控制单元耦合至至少一个中继线圈和/或用于选择性地将第三连接装置耦合至第一或第二连接装置的至少一个中继线圈。
4.按前述权利要求之一所述的分配器模块，-其中，模块电子装置具有至少一个第一解调器，该第一解调器用于特别是借助幅度解调和/或借助频率解调从经由电感耦合接口传输的电载波信号中分选至少一个物理测量变量和/或涉及分配器模块的信息，以及-其中，为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合接口，第一解调器的输入端至少有时，特别是主要或者持续地，与特别是恰好一个中继线圈连接。
5.按权利要求4结合权利要求2所述的分配器模块，其中，第一解调器的输出端至少有时，特别是持续地，耦合至控制单元的输入端(UART)。
6.按权利要求5结合权利要求3所述的分配器模块，其中，第一解调器的输出端经由选择开关网络(SELECT)与控制单元的输入端(UART)有时连接。
7.按权利要求4结合权利要求3所述的分配器模块，其中，第一解调器的输入端经由选择开关网络(SELECT)与中继线圈有时连接。
8.按权利要求4-7之一所述的分配器模块，-其中，模块电子装置具有至少一个第二解调器，该第二解调器用于从经由电感耦合接口传输的电载波信号中分选至少一个物理测量变量和/或涉及分配器模块的信息，以及-其中，为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合接口，第二解调器的输入端至少有时，特别是主要或者持续地，与特别是恰好一个中继线圈特别是第三连接装置的中继线圈连接。
9.按权利要求8结合权利要求2所述的分配器模块，其中，第二解调器的输出端至少有时，特别是持续地，耦合至控制单元的输入端。
10.按权利要求9结合权利要求3所述的分配器模块，其中，第二解调器的输出端经由选择开关网络(SELECT)与控制单元的输入端有时连接。
11.按权利要求8-10之一所述的分配器模块，其中，分配器模块具有至少一个第三解调器，该第三解调器用于从经由电感耦合接口传输的电载波信号中分选至少一个物理测量变量和/或涉及分配器模块的信息。
12.按权利要求11所述的分配器模块，-其中，为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合的第一接口，第一解调器的输入端至少有时，特别是持续地，与第一连接装置的中继线圈连接，-其中，为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合的第二接口，第二解调器的输入端至少有时，特别是持续地，与第二连接装置的中继线圈连接，-其中，为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合的第三接口，第三解调器的输入端至少有时，特别是持续地，与第三连接装置的中继线圈连接。
13.按权利要求11结合权利要求2所述的分配器模块，其中，第三解调器的输出端至少有时，特别是持续地，耦合至控制单元的输入端。
14.按前述权利要求之一所述的分配器模块，-其中，模块电子装置具有至少一个第一调制器，该第一调制器用于特别是借助幅度调制(AM、ASK)和/或借助频率调制(FM、FSK)将至少一个物理测量变量和/或涉及测量仪表的信息调制到可以经由电感耦合接口传输的电载波信号上，以及-其中，为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合接口，第一调制器的输出端至少有时，特别是主要或者持续地，与特别是恰好一个中继线圈连接。
15.按权利要求14结合权利要求2所述的分配器模块，其中，第一调制器的输入端至少有时，特别是持续地，耦合至控制单元的输出端。
16.按权利要求15结合权利要求3所述的分配器模块，其中，第一调制器的输入端经由选择开关网络(SELECT)与控制单元的输出端有时连接。
17.按权利要求14结合权利要求3所述的分配器模块，其中，第一调制器的输出端经由选择开关网络(SELECT)与一个中继线圈有时连接。
18.按权利要求17结合权利要求4所述的分配器模块，其中，第一解调器的输入端借助选择开关网络与所述中继线圈有时连接，特别是同时与第一调制器的输出端连接。
19.按权利要求18所述的分配器模块，其中，第一解调器的输出端与第一调制器的输出端错时地与中继线圈连接。
20.按权利要求14-19之一所述的分配器模块，-其中，模块电子装置具有至少一个第二调制器，该第二调制器用于将至少一个物理测量变量和/或涉及测量仪表的信息调制到可以经由电感耦合接口传输的电载波信号上，以及-其中，为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合接口，第二调制器的输出端至少有时与一个中继线圈连接。
21.按权利要求20结合权利要求2所述的分配器模块，其中，第二调制器的输入端至少有时，特别是持续地，耦合至控制单元的输出端。
22.按权利要求21结合权利要求3所述的分配器模块，其中，第二调制器的输入端经由选择开关网络(SELECT)与控制单元的输出端有时连接。
23.按权利要求20-22之一所述的分配器模块，其中，模块电子装置具有至少一个第三调制器，该第三调制器用于将至少一个物理测量变量和/或涉及分配器模块的信息调制到可以经由电感耦合接口传输的电载波信号上。
24.按权利要求23所述的分配器模块，-其中，为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合的第一接口，第一调制器的输出端至少有时，特别是持续地，与第一连接装置的中继线圈连接，-其中，为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合的第二接口，第二调制器的输出端至少有时，特别是持续地，与第二连接装置的中继线圈连接，-其中，为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合的第三接口，第三调制器的输出端至少有时，特别是持续地，与第三连接装置的中继线圈连接。
25.按权利要求11结合权利要求2所述的分配器模块，其中，第三调制器的输入端至少有时，特别是持续地，耦合至控制单元的输入端。
26.按前述权利要求之一所述的分配器模块，-其中，模块电子装置具有至少一个特别是以半双工或者全双工运行的第一调制解调器-该第一调制解调器用于特别是借助幅度解调和/或借助频率解调从经由电感耦合接口传输的电载波信号中分选涉及至少一个物理测量变量的信息，以及一该第一调制解调器用于特别是借助幅度调制(AM、ASK)和/或借助频率调制(FM、 FSK)将涉及至少一个物理测量变量和/或测量仪表的信息调制到要经由电感耦合接口传输的电载波信号上，以及-其中，为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合接口，第一调制解调器的第一输入端至少有时与一个中继线圈连接且第一调制解调器的第一输出端至少有时与所述中继线圈连接。
27.按权利要求沈结合权利要求2所述的分配器模块，-其中，第一调制解调器的第二输入端至少有时，特别是持续地，耦合至控制单元的输出端，和/或-其中，第一调制解调器的第二输出端至少有时，特别是持续地，耦合至控制单元的输入端。
28.按权利要求27结合权利要求3所述的分配器模块，-其中，第一调制解调器的第二输入端经由选择开关网络(SELECT)有时与控制单元的输出端连接；和/或-其中，第一调制解调器的第二输出端经由选择开关网络(SELECT)有时与控制单元的输入端连接。
29.按权利要求沈结合权利要求3所述的分配器模块，-其中，第一调制解调器的第一输出端经由选择开关网络(SELECT)有时与一个中继线圈连接；和/或-其中，第一调制解调器的第一输入端经由选择开关网络(SELECT)有时与一个中继线圈连接。
30.按权利要求沈-四之一所述的分配器模块，-其中，模块电子装置具有至少一个第二调制解调器-该第二调制解调器用于特别是借助幅度解调和/或借助频率解调从经由电感耦合接口传输的电载波信号中分选涉及至少一个物理测量变量的信息，以及一该第二调制解调器用于特别是借助幅度调制(AM、ASK)和/或借助频率调制(FM、 FSK)将涉及至少一个物理测量变量和/或测量仪表的信息调制到要经由电感耦合接口传输的电载波信号上，以及-其中，为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合接口，第二调制解调器的第一输入端至少有时与一个中继线圈连接且第二调制解调器的第一输出端至少有时与所述中继线圈连接。
31.按权利要求30结合权利要求2所述的分配器模块，-其中，第二调制解调器的第二输入端至少有时，特别是持续地，耦合至控制单元的输出端；和/或-其中，第二调制解调器的第二输出端至少有时，特别是持续地，耦合至控制单元的输入端。
32.按权利要求31结合权利要求3所述的分配器模块，-其中，第二调制解调器的第二输入端经由选择开关网络(SELECT)有时与控制单元的输出端连接；和/或-其中，第二调制解调器的第二输出端经由选择开关网络(SELECT)有时与控制单元的输入端连接。
33.按权利要求30-32之一所述的分配器模块，-其中，模块电子装置具有至少一个第三调制解调器-该第三调制解调器用于特别是借助幅度解调和/或借助频率解调从经由电感耦合接口传输的电载波信号中分选涉及至少一个物理测量变量的信息，以及一该第三调制解调器用于特别是借助幅度调制(AM、ASK)和/或借助频率调制(FM、 FSK)将涉及至少一个物理测量变量和/或测量仪表的信息调制到要经由电感耦合接口传输的电载波信号上，以及-其中，为形成特别是同时地传输数据以及电能的电感耦合接口，第三调制解调器的第一输入端至少有时与一个中继线圈连接且第三调制解调器的第一输出端至少有时与所述中继线圈连接。
34.按权利要求33结合权利要求2所述的分配器模块，-其中，第三调制解调器的第二输入端至少有时，特别是持续地，耦合至控制单元的输出端；和/或-其中，第三调制解调器的第二输出端至少有时，特别是持续地，耦合至控制单元的输入端。
35.按前述权利要求之一所述的分配器模块，其中，模块电子装置是至少有时，特别是持续地，耦合至至少一个中继线圈且特别是具有电容和/或电感和/或电化学蓄能器的内部供电电路(NRG)，该内部供电电路提供可以经由电感耦合接口传输的电能。
36.按权利要求35所述的分配器模块，其中，借助由特别是注入的和/或保持在预定电压水平的交流电压驱动的特别是正弦形或者矩形交流电流，内部供电电路(NRG)提供可以经由电感耦合接口传输的电能。
37.按权利要求36所述的分配器模块，-其中，交流电压用于形成可以经由电感耦合接口传输的信息的载波信号；和/或-其中，交流电流用于形成可以经由电感耦合接口传输的信息的载波信号。
38.按权利要求35-37之一所述的分配器模块，-其中，内部供电电路(NRG)在运行时同时地，特别是持续地，与至少两个连接装置的中继线圈连接；和/或-其中，内部供电电路具有至少一个整流器(AC/DC)，该整流器利用用于交流电压的初级侧电压接线端至少有时与至少一个中继线圈导电连接；和/或-内部供电电路(NRG)具有至少一个逆变器(DC/AC)，该逆变器利用用于交流电压的次级侧电压接线端至少有时与至少一个中继线圈导电连接；和/或-内部供电电路(NRG)具有至少一个变流器，该变流器利用用于交流电压的电压接线端至少有时与至少一个中继线圈导电连接；和/或-内部供电电路(NRG)具有至少一个变频器，其利用用于交流电压的第一电压接线端至少有时与至少一个中继线圈特别是第一连接装置的中继线圈导电连接并利用用于交流电压的第二电压接线端至少有时与一个中继线圈特别是第三连接装置的中继线圈导电连接。
39.按权利要求35-37之一所述的分配器模块，其中，内部供电电路(NRG)具有至少一个变频器，-该变频器利用用于交流电压的初级侧第一电压接线端至少有时与第三连接装置的中继线圈连接，并利用用于交流电压的次级侧第二电压接线端至少有时，特别是在用于交流电压的第一电压接线端与第三连接装置的中继线圈连接的情况下，与第一连接装置的中继线圈导电连接，以及-该变频器在运行时借助在其第一电压接线端上施加的初级侧交流电压提供具有可预定的频率和/或可预定的幅度且处于其第二电压接线端上的次级侧交流电压，特别是使得次级侧交流电压的频率等于初级侧交流电压的频率和/或次级侧交流电压的幅度等于初级侧交流电压的幅度。
40.按权利要求35-39之一所述的分配器模块，其中，供电电路为限制可由其蓄能器输出的最大电功率而具有限流器和/或限压器。
41.按前述权利要求之一所述的分配器模块，-此外包括至少一个特别是与第一连接装置结构相同的连接装置，用于外部的服务模块，特别是操作和/或诊断单元；和/或-此外包括至少一个特别是与第一连接装置结构相同的连接装置，用于外部的数据存储器，特别是EEPROM和/或硬盘，该数据存储器用于储存涉及测量变量和/或分配器模块或与其连接的测量仪表的信息；和/或-此外包括其他特别是与第一连接装置结构相同的连接装置，各自用于一个提供测量数据的测量仪表。
42.按前述权利要求之一所述的分配器模块，-其中，模块外壳特别是以满足依据防护型式“耐压封装”(Ex-d)要求的方式防爆和/ 或耐压构成；和/或-其中，模块电子装置特别是以满足依据防护型式“本安型”(Ex-i)要求和/或依据防护型式“提高安全性”(Ex-e)要求的方式防爆构成。
43.按权利要求2或其从属权利要求之一所述的分配器模块，-此外包括与控制单元通信且特别是借助多个LED和/或借助显示器形成的显示装置 (HMI)，该显示装置用于将经由分配器模块传输的数据可视化和/或用于将涉及分配器模块的状态信息可视化，所述状态信息特别是分配器模块的连接装置上的瞬间连接配置和/ 或流经连接装置的数据流；和/或-此外包括与控制单元通信且特别是借助单个按键和/或借助触摸式显示器形成的操作装置(HMI)，该操作装置用于控制单元的编程和/或用于选择性接通或者断开分配器模块的连接装置；和/或-此外包括与控制单元通信的无线电装置(WLAN)，该无线电装置用于无线发射和/或接收分配器模块的配置数据。
44.按权利要求2或其从属权利要求之一所述的分配器模块，其中，模块电子装置具有与控制单元通信和/或集成在其中的非持续的数据存储器，特别是EEPROM和/或硬盘，该数据存储器用于储存涉及测量变量和/或分配器模块或与其连接的测量仪表的信息，特别是-用于储存借助与分配器模块连接的测量仪表产生的测量数据，该测量数据在需要时借助体现各自产生的时间点的时间标记而得到标示；和/或-用于储存对于分配器模块识别所连接的测量仪表的数据；和/或 -用于储存所连接的测量仪表相对于分配器模块认证的数据，特别是详细说明传感器型号标识和/或传感器模块的校验数据和/或为测量仪表开列的证书和/或授予测量仪表的准运证和/或用于激活测量仪表的释放代码。
45.按前述权利要求之一所述的分配器模块，其中，模块电子装置具有至少一个非易失性的，特别是持久的，数据存储器015)，特别是-用于储存对于所连接的测量仪表识别分配器模块和/或相对于测量仪表认证分配器模块的数据，和/或-用于储存将所连接的测量仪表参数化的数据，和/或 -用于储存为分配器模块开列的证书和/或授予分配器模块的准运证，和/或 -用于储存激活所连接的测量仪表的释放代码。
46.测量系统，用于测量至少一个物理和/或至少一个化学测量变量，该测量系统包括按前述权利要求之一所述的分配器模块。
47.按权利要求46所述的测量系统，此外包括-第一测量仪表(Si)，其特别是借助在幅度和/或频率方面调制的交流电流和/或借助在幅度和/或频率方面调制的交流电压而至少有时提供涉及至少一个第一类型物理测量变量(xl)的信息，该信息特别是依据通用异步收发协议(UART)的电报的形式，该第一测量仪表具有用于分配器模块或者用于连接电缆的连接装置，该连接电缆用于连接测量仪表 (Si)和分配器模块且特别是符合标准接口 EIA-485、EIA-232或者EIA-422，-至少一个第二测量仪表(S》，其特别是借助在幅度和/或频率方面调制的交流电流和/或借助在幅度和/或频率方面调制的交流电压而至少有时提供涉及第一类型测量变量 (xl)和/或涉及第二类型物理测量变量(O的信息，该信息特别是依据通用异步收发协议(UART)的电报的形式，该第二测量仪表具有用于分配器模块或者用于连接电缆的连接装置，该连接电缆用于连接测量仪表(Si)和分配器模块且特别是符合标准接口 EIA-485、 EIA-232 或者 EIA-422，以及-特别是远离分配器模块和/或与现场总线连接的电子数据处理单元(NLU)，该电子数据处理单元在中间连接了分配器模块的情况下至少有时与第一测量仪表(Si)和/或第二测量仪表(S2)导电耦合。
48.按权利要求47所述的测量系统，-其中，至少一个测量仪表(Si、S2)，特别是两个测量仪表中的每一个，至少部分由分配器模块供给电能，和/或-其中，至少两个测量仪表(S1、S2)中的至少一个，特别是每一个，至少部分通过分配器模块的与该测量仪表连接的连接装置而从分配器模块获得在所述测量仪表中各自所转换的电功率；和/或-其中，第一测量仪表(Si)经由第一连接装置，特别是在中间连接了连接电缆的情况下与分配器模块连接；和/或-其中，第二测量仪表(S》经由第二连接装置，特别是在中间连接了连接电缆的情况下与分配器模块连接。
49.按权利要求47或48所述的测量系统，其中，至少两个测量仪表(S1、S2)中的至少一个特别是每一个的连接装置各自具有一个中继线圈，该中继线圈用于形成特别是同时地传输数据以及电能且特别是仅仅电感耦合的接口，该接口特别是保持至少测量仪表 (Si)与分配器模块电隔离，其中数据的传输特别是借助通用异步收发协议(UART)或者 ETHERNET 进行。
50.按权利要求49所述的测量系统，-其中，至少两个测量仪表中的至少一个特别是每一个的中继线圈位于各自测量仪表的至少部分特别是主要或者仅仅由特别是不导电的塑料制成的插塞连接件的内部，该插塞连接件用于形成特别是可重新分开的插塞连接器且与分配器模块的至少一个插塞连接件互补构成；和/或-其中，至少两个测量仪表中的至少一个特别是每一个的中继线圈与分配器模块的连接至各自测量仪表的连接装置的各个对应中继线圈共同形成传送器，该传送器特别是实现所述测量仪表与分配器模块之间唯一的导电连接。
51.按权利要求47-51之一所述的测量系统，其中，在形成特别是同时地传输电能以及依据通用异步收发协议(UART)传输数据的特别是仅仅电感耦合的第一接口的情况下，特别是还在形成可重新分开的插塞连接器的情况下，第一测量仪表(Si)与第一连接装置连接，该第一接口特别是还保持第一测量仪表(Si)与分配器模块电隔离。
52.按权利要求51所述的测量系统，其中，在形成特别是同时地传输电能以及依据通用异步收发协议(UART)传输数据的特别是仅仅电感耦合的第二接口的情况下，特别是还在形成可重新分开的插塞连接器的情况下，第二测量仪表(S》与第二连接装置连接，该第二接口特别是还保持第二测量仪表(S》与分配器模块电隔离。
53.按权利要求47-52之一所述的测量系统，-其中，至少一个测量仪表(S1、S2)是重复检测液体ph值的ph测量仪表；和/或-其中，至少一个测量仪表(S1、S》是重复检测液体电导率的电导率测量仪表；和/或-至少一个测量仪表(S1、S》是重复检测流体压力的压力测量仪表。
54.按权利要求47-53之一所述的测量系统，其中，至少一个测量仪表(S1、S》包括电位测量传感器、电流测量传感器、光度测量传感器、光谱测量传感器、温度传感器、压力传感器、流动传感器或者电导率传感器。
55.按权利要求47巧4之一所述的测量系统，其中，该测量系统还包括现场总线，特别是依据FOUNDATION FIELDBUS或者PR0FIBUS的现场总线，电子数据处理单元(NLU)至少有时向该现场总线发送测量值和/或分配器模块的实际运行状态和/或将与其连接的测量仪表信号化的参数值。
56.按权利要求47-55之一所述的测量系统，-其中，分配器模块至少部分由电子数据处理单元(NLU)供给电能；和/或-其中，分配器模块至少部分从电子数据处理单元(NLU)获得在该分配器模块中转换的电功率；和/或-其中，特别是在中间连接了连接电缆的情况下，电子数据处理单元(NLU)经由第三连接装置与分配器模块连接。
全文摘要
分配器模块，用于将电功率分配到所连接的至少两个测量仪表(S1、S2)上并用于将从所连接的至少两个测量仪表发送的涉及至少一个物理测量变量的信息转发到至少一个上位电子数据处理单元(NLU)。分配器模块为此包括模块外壳(100)以及位于模块外壳(100)内部的模块电子装置。此外分配器模块内具有两个或者多个连接装置用于每一提供测量数据的测量仪表，每个连接装置包括位于模块外壳内部且与模块电子装置连接以形成传输数据及电能的电感耦合接口的中继线圈以及用于至少一个数据处理单元的至少一个连接装置，其中，每一个中继线圈各自位于至少部分由塑料制成的用于形成插塞连接的插塞连接件内部。此外，在用于测量至少一个物理和/或至少一个化学测量变量的测量系统内使用该分配器模块。
文档编号H01F38/14GK102203566SQ200980143883
公开日2011年9月28日 申请日期2009年10月19日 优先权日2008年10月30日
发明者托尔斯滕·佩希施泰因, 斯文-马蒂亚斯·沙伊贝 申请人:恩德莱斯和豪瑟尔测量及调节技术分析仪表两合公司