过程自动化现场装置制造方法及图纸

一种用于确定过程变量、介质的特性和/或介质的组成的过程自动化现场装置，包括至少一个传感器单元(1)和一个显示单元(2)，其中所述传感器单元(1)和所述显示单元(2)被布置成彼此在空间上分离。所述显示单元(1)和所述传感器单元(2)设有一个或者多个通信装置(3，10)，所述通信装置(3，10)被设计成用于建立所述现场装置的所述显示单元(2)和所述传感器单元(1)之间的无线数据传送(6)。至少所述传感器单元(1)的所述通信装置(3)是通过能量采集器(8)来操作的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种涡流测量装置。
技术介绍
通常现场装置，并且特别是流量测量装置经常被安装在其中不能够读取本地显示器的不可接入的位置处。对于这种情况，应用下列布置，在这些布置的情况下，仅必要的测量电子器件被放置于过程管线上，并且评价电子器件和显示单元被安装在易于接入的地点处。当过程管线附近的温度非常高时，也使用这种布置。在这种情况下，测量电子器件和评价与显示电子器件之间的连接电缆输送用于操作测量电子器件的能量，并且将信号和数据从测量电子器件输送至评价和显示电子器件。这种电缆连接通常专门匹配于应用，并且出于物理和技术原因而长度受限。从DE 20107112 U1已知的是一种具有热电转换器的温度传感器。这种热电转换器用作对整个温度传感器，因而对传感器单元以及显示和/或评价单元两者的供能。
技术实现思路
从现有技术出发，本专利技术的目标在于在安装和操作涡流测量装置的情况下，实现关于传感器单元和显示单元布置的更大灵活性。涡流测量装置通常被应用在蒸汽管线中。这些测量装置通常具有显著高于周围环境温度的操作温度。另一方面，测量装置通常被安装在不可接入的位置中。这里，为了良好的读取性，提供远离至可接入位置的现场显示器是有意义的。对于从测量点至现场显示器的数据传输，无线通信是有利的。当能够从操作温度和周围环境温度之间的温差获得其能量时，能够省略对测量点的配线。从流体的操作温度获得能量的缺点在于在停机时不可获得能量。在蒸汽管线的情况下，这种缺点不明显，因为为了安全操作，在过程流动开始之前，首先对蒸汽管线进行加热，即由于管道已经为了操作而变暖，所以流量显示始终是可能的。然而，仍不利的是在停机期间，不可获得关于测量点的信息。因而，控制站不能区别测量装置有故障或者仅是临时没有能量。然而，不正由能量采集器供能的单独的现场装置仍能够通过其它路径与控制站通信。因而，确保了能够区别操作故障以及临时停机。当测量点在现场显示器处登陆以及退出时尤其如此；因而仅在需要时，即当可获得所采集的能量时发生无线通信。用于确定流量相关的过程变量的本专利技术的涡流测量装置包括传感器单元和显示单元。传感器单元和显示单元被布置成彼此在空间上分离。两者都专门位于相应的外壳中，该外壳限定了相应单元相对于环境的尺寸。在典型应用示例中，具有在其中流动的介质的管道能够沿厂房的天花板延伸。传感器单元能够以涡流测量传感器单元的形式布置在这种管道上。关于所测量的变量“流量”的显示单元被布置在厂房的墙壁上的眼睛高度处，以便过程技术人员能够舒适地对其进行观察。在这种情况下，显示单元也能够包含评价模块，分别是评价电子器件。此外，根据本专利技术，显示单元和传感器单元设有一个或者多个通信装置，这些通信装置被设计成用于建立涡流测量装置的显示单元和传感器单元之间的无线数据传送路径。这些通信装置能够包括例如无线电发射器和无线电接收器。有意义的是，传感器单元和显示单元在位置方面的确切分离，其中仅传感器单元难以触及。然而，在这样的位置处，对传感器单元和所连接的通信装置的供能同样存在问题。理想地，因此应以非常少的能量来管理传感器单元的通信装置。因此，尤其适合作为通信装置的是近场技术的发射器和接收器，近场技术如此例如为蓝牙技术或者无线HART。近场技术的通信装置的低数据传输量和短距离实际上是不利的，但是在涡流测量装置的情况下对此不是绝对需要的，以便确保装置的足够的功能性。然而，同时使得能够以少量的能量消耗来进行数据传输。根据本专利技术，至少传感器单元的通信装置是通过能量采集器来操作的，该能量采集器例如为从过程，更确切地说从过程介质中获取能量的单元。因而，传感器单元能够被安装在难以接入的区域处，而无需必须延续到传感器单元的用于供能的专用能量管线。相反，单独的显示元件能够连接至电网。对用于操作具有远离的显示单元的传感器单元的通信模块的自给自足供能代表了涡流测量装置领域中的新事物。这使得能够促成节能操作、对所测量值更好的可读性、以及更少的安装和维护工作，因为无需用于操作传感器单元尤其用于操作通信单元的能量管线。在使用显示单元的情况下需要更大的能量需求。然而，由于分开的构造方式，所以能够将这种能量需求交由至过程控制系统的相应能量接口。本专利技术的其它优点是从属权利要求的主题。传感器单元和显示单元之间的数据传输的频率显著取决于传感器单元的通信装置的能量要求，因为这里能量采集器必须提供能量。如果能量产出对于连续数据传输而言太小，则必须在此期间存储能量，以便允许间歇性地传输量。由于本专利技术意义上的间歇发送操作是具有传输暂停的传输操作，所以已经累积了到足够能量程度的传输操作，或者所谓的“按需”传输操作。在后一种情况下，当用户期望如此时，仅传输所测量值。因而，例如用户能够致动显示单元上的相应按钮。对于使传感器单元工作的节能方式，当无线数据传送的最大数据传输速率等于或者小于4Mbit/s，尤其等于或者小于3Mbit/s时，是有利的。对节能同样起作用的是通信模块的范围。范围越小，所需用于其操作的能量就越少。因此，当传感器单元和显示单元之间的最大间隔等于或者小于25m时，是有利的。对涡流测量装置进行的特别节能操作导致下列程度，即最大数据传输速率等于或者小于1024Mbit/s，并且传感器单元和显示元件之间的最大间隔小于或者等于15m。通信装置优选为WPAN通信装置。WPAN通信技术由国际标准IEEE 802.15(2013年12月的当前版本)来管理。其中，WPAN通信装置包括蓝牙发射器和接收器，以及符合IrDA的红外发射器和接收器。不仅是通信装置，而且是完整的传感器单元，以及由此的测量换能器和通信装置都能够通过能量采集器来操作。在这种情况下，能量采集器仅被用作供能源。众所周知，能量采集器取决于边界条件，例如取决于相对温差或者取决于充足的太阳辐射。相反，在使用显示单元的情况下，由于边界条件变化，所以不发生能量不足。由能量源连续地供应恒定量的能量。因而，不依赖于能量采集器所获取的能量来操作显示单元。能够通过过程控制系统有利地发生对显示单元的供能。为此，显示单元通过用于供能和数据量的一个或者多个线路，与过程控制系统相连接。在这种情况下，能量采集器以紧凑方式集成到传感器单元中。因而，能量采集器被特别布置在传感器单元的外壳内。在使用热能采集器的情况下，能量采集器能够被理想地布置在外壳部分内，外壳部分将对温度敏感的现场电子器件与非常热或者非常冷的管道隔离开。然后，例如，管道代表了容纳散热片的热源和现场电子器件，散热片通过它们的隔离和它们的导热性产生了所需的温差以及所伴随所需用于热能采集的热流动。如上已经所述，数据传送能够通过传输暂停而间歇性地发生，其中传输暂停的长度可由控制设备预定。控制变量能够为预置时间间隔。在这种时间间隔中，应采集足够的能量，以便使得能够进行数据传输。作为替选或者补充，控制变量能够为预置能量限值。到达超过该预置能量限值的程度时，则自动地执行数据传输。涡流测量装置有利地包括至少两种操作模式。第一操作模式进行传感器单元和显示单元之间的连续或者间歇数据传输。当然，在执行该操作模式期间，也能够发生对上述过程变量和/或所测量的介质的组成的连续测量。第二操作模式在通信装置中的一个能量不足的情况下进行退出功能。在执行这种退出功能并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定流量相关的过程变量的涡流测量装置，包括至少一个传感器单元(1)和一个显示单元(2)，其中所述传感器单元(1)和所述显示单元(2)被布置成彼此在空间上分离；其中所述显示单元(1)和所述传感器单元(2)设有一个或者多个通信装置(3，10)，所述通信装置(3，10)被设计成用于建立所述涡流测量装置的所述显示单元(2)和所述传感器单元(1)之间的无线数据传送路径(6)，以及其中至少所述传感器单元(1)的所述通信装置(3)是通过能量采集器(8)来操作的，以及其中所述涡流测量装置具有至少两种操作模式，其中I第一操作模式执行连续或者间歇数据传送；以及II第二操作模式包括在所述通信装置中的一个能量不足的情况下的退出功能。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.17 DE 102013114195.11.一种用于确定流量相关的过程变量的涡流测量装置，包括至少一个传感器单元(1)和一个显示单元(2)，其中所述传感器单元(1)和所述显示单元(2)被布置成彼此在空间上分离；其中所述显示单元(1)和所述传感器单元(2)设有一个或者多个通信装置(3，10)，所述通信装置(3，10)被设计成用于建立所述涡流测量装置的所述显示单元(2)和所述传感器单元(1)之间的无线数据传送路径(6)，以及其中至少所述传感器单元(1)的所述通信装置(3)是通过能量采集器(8)来操作的，以及其中所述涡流测量装置具有至少两种操作模式，其中I第一操作模式执行连续或者间歇数据传送；以及II第二操作模式包括在所述通信装置中的一个能量不足的情况下的退出功能。2.根据权利要求1所述的涡流测量装置，其特征在于所述无线数据传送的最大数据传输速率等于或者小于4Mbit/s，尤其等于或者小于3Mbit/s。3.根据权利要求1或2所述的涡流测量装置，其特征在于所述传感器单元(1)和所述显示单元(2)之间的最大间隔等于或者小于25m/s。4.根据上述权利要求任一项所述的涡流测量装置，其特征在于所述最大数据传输速率等于或者小于1024Mbit/s，并且所述传感器单元(1)和所述显示单元(2)之间的最大间隔等于或者小于15m。5.根据上述权利要求任...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖纳·赫克尔，迈克尔·卡尔，
申请(专利权)人：恩德斯豪斯流量技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH