用于確定和/或監(jiān)視介質(zhì)的過(guò)程變量的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】發(fā)明涉及確定和/或監(jiān)視介質(zhì)的過(guò)程變量或確定和/或監(jiān)視容器中的介質(zhì)的預(yù)定填充料位的系統(tǒng)，包括：具有可振蕩單元(2)的傳感器模塊(1)，可振蕩單元布置在容器中，使得可振蕩單元(2)延伸到介質(zhì)中的限定的浸入深度，或使得可振蕩單元(2)放置在預(yù)定填充料位的高度；具有限定的長(zhǎng)度的管狀延伸部(24)和/或溫度降低單元(3)；接觸模塊(4)；及電子模塊(5)，由激勵(lì)器/接收單元(6)和控制/評(píng)估單元(7)構(gòu)成，激勵(lì)器/接收單元激勵(lì)可振蕩單元(2)以執(zhí)行振蕩且接收可振蕩單元的振蕩，其中兩條電耦合路徑與電子模塊關(guān)聯(lián)，控制/評(píng)估單元基于振蕩的至少一個(gè)振蕩變量或基于振蕩的振蕩變量的改變而提供關(guān)于過(guò)程變量或關(guān)于預(yù)定填充料位的達(dá)到的信息，其中傳感器模塊(1)和電子模塊(5)彼此直接電連接，且其中兩條電耦合路徑(9；10)中的一條被激活，或其中傳感器模塊(1)和電子模塊(5)經(jīng)由接觸模塊(4)彼此間接電連接，且其中兩條耦合路徑(9；10)都被激活。
【專利說(shuō)明】
用于確定和/或監(jiān)視介質(zhì)的過(guò)程變量的系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于確定和/或監(jiān)視介質(zhì)的過(guò)程變量或用于確定和/或監(jiān)視容器中的介質(zhì)的預(yù)定填充料位的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]用于確定和監(jiān)視液體介質(zhì)和可流動(dòng)固體的極限料位的傳感器由本
【申請(qǐng)人】在商標(biāo)LIQUIPHANT和S0LIPHANT下銷售。除填充料位(極限料位檢測(cè))之外能夠通過(guò)電子振動(dòng)傳感器監(jiān)視的過(guò)程變量尤其包括過(guò)程變量、密度和粘度。本
【申請(qǐng)人】銷售適用于在命名LIQUIPHANT密度下的密度測(cè)量的傳感器。此外，本
【申請(qǐng)人】是與用于極限料位、密度和/或粘度測(cè)量的電子振動(dòng)傳感器相關(guān)的大量工業(yè)產(chǎn)權(quán)的所有者。
[0003]壓電雙晶片驅(qū)動(dòng)器或壓電堆驅(qū)動(dòng)器被用于驅(qū)動(dòng)電子振動(dòng)傳感器。在雙晶片驅(qū)動(dòng)器的情況下，盤形壓電元件通過(guò)力聯(lián)鎖(例如摩擦聯(lián)鎖)而與可振蕩單元所固定到的隔膜連接。盤形元件在不同片段中不同地極化。在堆驅(qū)動(dòng)器的情況中，大量壓電元件被布置在例如螺栓上彼此連接且通過(guò)力聯(lián)鎖(例如摩擦聯(lián)鎖)而與可振蕩單元連接，其中一些壓電元件由電交變信號(hào)激勵(lì)以執(zhí)行振蕩，而其余壓電元件記錄可振蕩單元的振蕩且將此轉(zhuǎn)換為交變電響應(yīng)信號(hào)。
[0004]電子振動(dòng)測(cè)量裝置的可振蕩單元包括從容器突起的優(yōu)選兩個(gè)振蕩桿，所述兩個(gè)振蕩桿固定在與介質(zhì)面對(duì)的隔膜的外表面上。然而，還公知具有單個(gè)桿的電子振動(dòng)測(cè)量裝置。用作激勵(lì)器單元的壓電元件被供給交變電壓信號(hào)，因此，可振蕩單元的兩個(gè)振蕩桿被激勵(lì)為與電子振動(dòng)測(cè)量裝置的縱軸線橫向地定向的兩個(gè)相反感測(cè)的振蕩。接收單元接收機(jī)械可振蕩單元的振蕩并且將此轉(zhuǎn)換成電交變電壓信號(hào)。如果出現(xiàn)振蕩變量的改變，例如，如果可振蕩單元的振蕩中發(fā)生頻率改變，那么這是電子振動(dòng)填充料位測(cè)量裝置的對(duì)應(yīng)報(bào)告的原因。在應(yīng)用作為過(guò)量填充防護(hù)器的情況下，可能的報(bào)告包括:“可振蕩單元與介質(zhì)接觸”(或“實(shí)現(xiàn)極限料位”)，或“可振蕩單元自由振蕩”(或“未實(shí)現(xiàn)極限料位”)。對(duì)于密度和/或粘度測(cè)量來(lái)說(shuō)，同樣，適當(dāng)?shù)卦u(píng)估交變電壓響應(yīng)信號(hào)。
[0005]電子振動(dòng)測(cè)量裝置由本
【申請(qǐng)人】以緊湊版本或以具有管延伸部和/或溫度降低單元的版本銷售。舉例來(lái)說(shuō)，緊湊版本被設(shè)計(jì)成使得緊湊版本能夠在高達(dá)例如100°c的溫度應(yīng)用。在緊湊版本的情況下，傳感器模塊(由可振蕩單元和激勵(lì)器/接收單元的機(jī)械(或機(jī)電)部分構(gòu)成)經(jīng)由機(jī)械與電氣/電子接口而與電子模塊(即激勵(lì)器/接收單元以及評(píng)估單元的電氣/電子部分)直接連接。為了在100°c以上的溫度防止電子模塊的溫敏部件的劣化或破壞，溫度降低單元布置在傳感器模塊與電子模塊之間。在此情況下，溫度降低單元的長(zhǎng)度取決于在電子振動(dòng)測(cè)量裝置的使用的位置處盛行的環(huán)境溫度。管狀延伸部同樣增大傳感器模塊與電子模塊之間的距離。此外，管狀延伸部具有改變?nèi)萜髦械碾娮诱駝?dòng)測(cè)量裝置的開(kāi)關(guān)點(diǎn)的位置的工作。為了使電子振動(dòng)測(cè)量裝置與其長(zhǎng)度無(wú)關(guān)地在相當(dāng)?shù)膽?yīng)用中具有相當(dāng)?shù)男阅埽斜匾鶕?jù)電子振動(dòng)傳感器的長(zhǎng)度的作用來(lái)不同地構(gòu)造電子模塊:從延長(zhǎng)的電線導(dǎo)致了耦合電容，該耦合電容疊加在交變電壓信號(hào)上并且影響電子振動(dòng)測(cè)量裝置的性能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的是提供普遍可適用的、節(jié)約成本的電子振動(dòng)測(cè)量裝置。
[0007]該目的通過(guò)用于確定和/或監(jiān)視介質(zhì)的過(guò)程變量或用于確定和/或監(jiān)視容器中的介質(zhì)的預(yù)定填充料位的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述系統(tǒng)包括:具有可振蕩單元的傳感器模塊，所述可振蕩單元以如下方式被布置在所述容器中，所述方式使得所述可振蕩單元延伸到所述介質(zhì)中的限定的浸入深度，或者使得所述可振蕩單元被放置在所述預(yù)定填充料位的高度處;具有限定的長(zhǎng)度的管狀延伸部和/或溫度降低單元;接觸模塊；以及電子模塊，所述電子模塊由激勵(lì)器/接收單元和控制/評(píng)估單元構(gòu)成，所述激勵(lì)器/接收單元激勵(lì)所述可振蕩單元以執(zhí)行振蕩，并且所述激勵(lì)器/接收單元接收所述可振蕩單元的振蕩，其中兩條電耦合路徑與所述電子模塊相關(guān)聯(lián)，基于所述振蕩的至少一個(gè)振蕩變量，或者基于所述振蕩的振蕩變量的改變，所述控制/評(píng)估單元提供關(guān)于所述過(guò)程變量或關(guān)于所述預(yù)定填充料位的達(dá)到的信息，其中所述傳感器模塊和所述電子模塊彼此直接電連接，并且其中所述兩條電耦合路徑中的一條電耦合路徑被激活，或者
[0008]其中傳感器模塊和電子模塊經(jīng)由接觸模塊彼此間接電連接，并且其中兩條耦合路徑都被激活。
[0009]根據(jù)在電子振動(dòng)測(cè)量裝置的使用的位置處盛行的溫度的作用和/或根據(jù)電子振動(dòng)測(cè)量裝置的開(kāi)關(guān)點(diǎn)的作用，傳感器模塊和電子模塊彼此直接連接(緊湊版本)或接觸模塊布置在傳感器模塊與電子模塊之間(一個(gè)或更多個(gè)伸長(zhǎng)版本)。經(jīng)由溫度降低單元，電子模塊坐落于較遠(yuǎn)離過(guò)程連接件且以此較遠(yuǎn)離過(guò)程。以此方式，實(shí)現(xiàn)了電子模塊的區(qū)域中的溫度降低。電子振動(dòng)測(cè)量裝置的開(kāi)關(guān)點(diǎn)位于可振蕩單元的振蕩桿的區(qū)域中。經(jīng)由管狀延伸部，開(kāi)關(guān)點(diǎn)能夠相對(duì)于容器而在高度上移位。
[0010]接觸模塊的長(zhǎng)度取決于電子振動(dòng)測(cè)量裝置的機(jī)械構(gòu)造。因此，管狀延伸部能夠設(shè)置在傳感器模塊與過(guò)程連接件之間，經(jīng)由過(guò)程連接件，測(cè)量裝置安裝在容器壁中，且/或當(dāng)需要時(shí)，溫度降低單元(尤其是溫度降低管)設(shè)置在過(guò)程連接件與電子單元之間。在緊湊版本的情況下，傳感器模塊與電子模塊之間的連接直接(因此，在不具有適當(dāng)定尺寸的接觸模塊的情況下以及在不具有管狀延伸部和/或溫度降低管的情況下)發(fā)生。在此情況下，因?yàn)殡娐窂缴系鸟詈想娙菔切〉?，所以根?jù)本發(fā)明，電子單元中所設(shè)置的兩條耦合路徑中的僅一個(gè)被激活。
[0011]相比之下，如果使用具有管狀延伸部和/或溫度降低管且具有對(duì)應(yīng)地適配的接觸模塊的電子振動(dòng)測(cè)量裝置的伸長(zhǎng)版本，那么電子單元中的兩條耦合路徑都被激活，以便消除電路徑上產(chǎn)生的耦合電容。
[0012]本發(fā)明的解決方案的優(yōu)點(diǎn)是不需要額外電子變型和/或額外傳感器模塊變型。不管是否使用接觸模塊且不管接觸模塊具有哪個(gè)尺寸，傳感器模塊和電子模塊始終相當(dāng)?shù)貙?shí)施。對(duì)于制造來(lái)說(shuō)，與已知解決方案相比，這自然地是顯著優(yōu)點(diǎn)，在已知解決方案的情況下，至少電子模塊必須根據(jù)傳感器模塊與電子模塊之間的距離的作用而改變。
[0013]此外，模塊化概念被設(shè)計(jì)使得各個(gè)模塊能夠通過(guò)插入而以簡(jiǎn)單方式彼此連接在一起。這樣，顯著簡(jiǎn)化了最后組裝。此外，接觸模塊的端部區(qū)域中的兩個(gè)接口被不同地實(shí)施，因此各個(gè)模塊的不正確的組裝被排除。而且，接口被實(shí)施使得在組裝的情況下的各個(gè)模塊的相對(duì)高度位置被準(zhǔn)確地限定。
[0014]此外，接觸座優(yōu)選被實(shí)施為彈簧觸點(diǎn)，而接觸引腳被剛性地實(shí)施。彈簧觸點(diǎn)和接觸引腳的彈性、力聯(lián)鎖連接意味沒(méi)有額外機(jī)械載荷傳遞到連接區(qū)域。尤其是，剛性接觸引腳能夠在彈簧觸點(diǎn)之間自由地定向。在這方面，還有人提出接觸引腳的浮動(dòng)安置。因?yàn)閯傂缘貙?shí)施了接觸引腳，所以防止不期望的寄生效應(yīng)。干擾的寄生效應(yīng)尤其是在柔性連接線路的情況下發(fā)生，因?yàn)榧纳?yīng)通常取決于連接線路的位置。
[0015]為了滿足對(duì)耐熱的要求，接觸模塊由合成材料構(gòu)成，該合成材料是針對(duì)在使用的位置處盛行的最大溫度而設(shè)計(jì)。彈簧觸點(diǎn)和接觸引腳是由耐熱金屬制造。在連接區(qū)域中，彈簧觸點(diǎn)和接觸弓I腳優(yōu)選地鍍金。
[0016]在拆卸的情況下，重要的是，能夠?qū)⒄麄€(gè)接觸模塊從電子振動(dòng)測(cè)量裝置的管狀外殼拔出。因此，在有利的進(jìn)一步演變中，接觸模塊被實(shí)施使得位于較接近接觸模塊的可自由接近的端部區(qū)域的接口具有比應(yīng)該松開(kāi)且設(shè)置在接觸模塊的相反端部區(qū)域上的接口的插力大的插力。
[0017]在本發(fā)明的系統(tǒng)的有利實(shí)施例中，電子模塊被實(shí)施使得由于延長(zhǎng)的電路徑而在應(yīng)用接觸模塊的情況下發(fā)生的耦合電容至少大致被補(bǔ)償。因?yàn)樵诟鶕?jù)本發(fā)明的電子振動(dòng)測(cè)量裝置的延長(zhǎng)版本的情況下發(fā)生的耦合電容大部分被消除，所以電子振動(dòng)測(cè)量裝置的性能與其長(zhǎng)度無(wú)關(guān)地至少在完全相同的應(yīng)用中大致相當(dāng)。
[0018]在本發(fā)明的系統(tǒng)的有利的進(jìn)一步演變中，在每一情況下，設(shè)置至少四個(gè)接觸引腳以及至少四個(gè)對(duì)應(yīng)的接觸座，用于連接傳感器模塊和電子模塊或用于連接傳感器模塊和接觸模塊以及接觸模塊和電子模塊。六個(gè)或更多個(gè)接觸引腳和接觸座是尤其有利的，其中，在每一情況下，至少兩個(gè)接觸引腳和接觸座形成接地路徑，而其余接觸引腳和接觸座形成兩條電路徑。
[0019]在應(yīng)用作為緊湊版本的情況下，因此，在傳感器模塊和電子模塊直接連接的情況下，傳感器模塊和電子模塊的接觸引腳和接觸座被設(shè)計(jì)使得兩條耦合路徑中的一條耦合路徑連接到接地且因此失活。
[0020]相比之下，用于連接傳感器模塊和接觸模塊或用于連接接觸模塊和電子模塊的接觸引腳和接觸座被設(shè)計(jì)成使得在應(yīng)用具有管狀延伸部的版本的情況下，兩條電耦合路徑都被激活。
[0021]在本發(fā)明的系統(tǒng)的有利實(shí)施例中，具有相等尺寸的四個(gè)片段的盤形壓電元件用作激勵(lì)器/接收單元，其中兩個(gè)片段具有一種極性例如+，且兩個(gè)片段具有相反極性例如-。這因此是具有四個(gè)片段的雙晶片驅(qū)動(dòng)器。適當(dāng)?shù)碾p晶片驅(qū)動(dòng)器的詳細(xì)描述在EP I 281 051B1和EP I 759 175A2 中。
[0022]此外，在上述雙晶片驅(qū)動(dòng)器的實(shí)施例中，激勵(lì)使得在每一情況下，一條耦合路徑將極化片段彼此連接或耦合，并且一條耦合路徑將相反極化片段彼此連接或耦合。
[0023]結(jié)合本發(fā)明的解決方案尤其有利的是當(dāng)在電耦合路徑中放置了電容器時(shí)，電容器被設(shè)計(jì)成使得電容器至少部分地、然而優(yōu)選地完全補(bǔ)償在延長(zhǎng)的電路徑中產(chǎn)生的耦合電容。優(yōu)選地，電容器布置在電子模塊中。
[0024]如上所述，尤其有利的是，在直接連接傳感器模塊和電子模塊的情況下以及在插入接觸模塊的情況下，傳感器模塊和電子模塊被完全相同地實(shí)施。如果存在此實(shí)施例，那么變型的多樣性是極小的。因此，本發(fā)明的系統(tǒng)或本發(fā)明的套件允許針對(duì)最多樣的應(yīng)用非常節(jié)約成本地制造電子振動(dòng)測(cè)量裝置。
【附圖說(shuō)明】
[0025]現(xiàn)在將基于附圖來(lái)更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，其圖形如下示出:
[0026]圖1是緊湊版本中的本發(fā)明的系統(tǒng)的框圖，
[0027]圖2是伸長(zhǎng)版本中的本發(fā)明的系統(tǒng)的框圖，
[0028]圖3是在雙晶片驅(qū)動(dòng)器的情況下的壓電元件的平面圖，
[0029]圖4a是接觸模塊的第一短變型的縱向截面圖，
[0030]圖4b是圖4a的接觸模塊的電子模塊面向接口的透視圖，
[0031 ]圖4c是圖4a的接觸模塊的傳感器模塊面向接口的透視圖，
[0032]圖5是接觸模塊的伸長(zhǎng)變型的縱向截面圖，
[0033]圖6是緊湊版本中的電子振動(dòng)測(cè)量裝置的分解圖，
[0034]圖7是延長(zhǎng)版本中的電子振動(dòng)測(cè)量裝置的分解圖，并且
[0035]圖8是五個(gè)不同版本中的本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)施例的優(yōu)選形式。
【具體實(shí)施方式】
[0036]圖1示出在以緊湊版本實(shí)施的本發(fā)明的系統(tǒng)的情況下使用的有利實(shí)施例的框圖。在緊湊版本的情況下，傳感器模塊I和電子模塊5彼此直接連接。兩條耦合路徑9、10處于電子模塊5中。每一耦合路徑9、10具有串聯(lián)連接的兩個(gè)電容器11a、11b、12a、12b。在緊湊版本的情況下，兩條耦合路徑9、10中的僅一個(gè)(此處是耦合路徑10)被激活。耦合路徑9連接到接地GND且因此失活。
[0037]圖2示出在延長(zhǎng)版本中的一個(gè)的本發(fā)明的系統(tǒng)的有利實(shí)施例的框圖，在其情況下，接觸模塊4用于傳感器模塊I與電子模塊5之間。在延長(zhǎng)版本的情況下，兩條耦合路徑9、10被激活。
[0038]在延長(zhǎng)版本的情況下，傳感器模塊I和電子模塊5經(jīng)由作為接觸模塊4的結(jié)果而伸長(zhǎng)的兩條電路徑8a、8b彼此間接連接。中間路徑是接地路徑13。
[0039]基于圖4、圖5和圖8，明顯的是，接觸模塊4的傳感器模塊面向接口18與電子模塊5的接口類似地實(shí)施，并且電子模塊面向接口 17與傳感器模塊I的接口完全相同地實(shí)施。取決于需要，通過(guò)簡(jiǎn)單地將模塊1、5(或1、4、5)插入在一起，電子振動(dòng)測(cè)量裝置的緊湊版本或伸長(zhǎng)版本能夠由各個(gè)部件形成。
[0040]在達(dá)到電子振動(dòng)測(cè)量裝置的延長(zhǎng)版本的限定的長(zhǎng)度之后，兩條耦合路徑9、10被激活，以便移除在延長(zhǎng)的路徑8a、8b上出現(xiàn)的耦合電容。雖然在緊湊版本的情況下并且在給定情況下，在應(yīng)用接觸模塊4的短版本的情況下，設(shè)置了具有六個(gè)觸點(diǎn)14、15的三條電路徑8a、8b、13，但伸長(zhǎng)版本僅具有兩條電伸長(zhǎng)路徑8a、8b。位于耦合路徑9、10中的電容器lla、llb、12a、12b被選擇使得由于伸長(zhǎng)的電路徑8a、8b而出現(xiàn)的耦合電容至少大致被補(bǔ)償。
[0041]傳感器模塊I和電子模塊5在電子振動(dòng)測(cè)量裝置的所有版本(尤其參見(jiàn)圖8)的情況下都是相當(dāng)?shù)貙?shí)施。以此，能夠作為測(cè)量裝置的使用的位置處的應(yīng)用的功能和條件來(lái)選擇適當(dāng)長(zhǎng)度的接觸模塊4。接觸模塊4的長(zhǎng)度取決于是否使用管狀延伸部24和/或溫度降低管3b。因?yàn)楣軤钛由觳?4和/或溫度降低單元3b的應(yīng)用改變電子模塊5與過(guò)程的分離，所以電子振動(dòng)測(cè)量裝置還能夠用于高溫應(yīng)用中。此外，經(jīng)由管狀延伸部24，電子振動(dòng)測(cè)量裝置的開(kāi)關(guān)點(diǎn)能夠移位。
[0042]傳感器模塊I由管狀頸部區(qū)域20構(gòu)成，該管狀頸部區(qū)域20由隔膜21密封在端部區(qū)域中。可振蕩單元2固定在隔膜21上，該可振蕩單元2在所示出的情況下由兩根桿或叉(tine)22構(gòu)成。當(dāng)然，代替振蕩叉(fork)，還能夠使用單根桿。
[0043]在操作期間，測(cè)量裝置經(jīng)由過(guò)程連接件19而布置在容器上，使得可振蕩單元2延伸到介質(zhì)中的限定的浸入深度且斷定關(guān)于介質(zhì)的密度或粘度的測(cè)量值，或使得可振蕩單元2位于預(yù)定填充料位的高度處且至少暫時(shí)與介質(zhì)形成接觸。如已所述，經(jīng)由管狀延伸部24，電子振動(dòng)測(cè)量裝置的開(kāi)關(guān)點(diǎn)能夠變化。
[0044]可振蕩單元2經(jīng)由激勵(lì)器/接收單元6a、6b以及來(lái)自控制/評(píng)估單元7的交變電壓信號(hào)來(lái)被激勵(lì)，使得可振蕩單元2被導(dǎo)致振蕩。響應(yīng)振蕩由至少一個(gè)壓電元件6b提供，并且對(duì)應(yīng)的響應(yīng)信號(hào)由控制/評(píng)估單元7評(píng)估。關(guān)于過(guò)程變量或關(guān)于預(yù)定填充料位的達(dá)到的信息是基于振蕩的至少一個(gè)振蕩變量或基于振蕩的振蕩變量的改變來(lái)提供。
[0045]圖3示出呈具有四個(gè)片段16的盤形壓電元件6b的形式的激勵(lì)器/接收單元的優(yōu)選實(shí)施例。兩個(gè)片段16具有極性( + )，并且兩個(gè)片段16具有相反極性(_)。諸如圖3所示，發(fā)送信號(hào)T-、T+被施加到壓電元件6b的兩個(gè)片段16。接收信號(hào)R-、R+分接在兩個(gè)其余片段上。對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器已用于本
【申請(qǐng)人】的產(chǎn)品中且被稱為雙晶片驅(qū)動(dòng)器。雙晶片驅(qū)動(dòng)器的已知實(shí)施例描述在EP I 281 051B1和EP I 759 175A2中。當(dāng)然，本發(fā)明的解決方案不限于圖3所示的壓電元件6b的片段。
[0046]為了在本發(fā)明的設(shè)備的所示的實(shí)施例的情況下將接觸模塊4與傳感器模塊I和電子模塊5連接，在每一情況下，設(shè)置六個(gè)接觸引腳14，并且在每一情況下，設(shè)置六個(gè)對(duì)應(yīng)的接觸座15。此實(shí)施例還示出在圖4a、圖4b和圖5中。在圖1所示出的緊湊版本的情況下，傳感器模塊I直接插入到電子模塊5 ο耦合路徑9的中心結(jié)點(diǎn)(junc t i on)經(jīng)由中心布置的電觸點(diǎn)14、15和傳感器模塊I中的分路(shunt)而連接到接地。因此，在緊湊版本的情況下，兩條耦合路徑中的一個(gè)(此處是耦合路徑9)是不激活的。
[0047]在傳感器模塊I和電子模塊5直接連接的情況下，傳感器模塊I和電子模塊5的接觸引腳14和接觸座15因此被設(shè)計(jì)使得兩條耦合路徑9、10中的一個(gè)連接到接地且失活。
[0048]在應(yīng)用適當(dāng)長(zhǎng)的接觸模塊4的情況下，用于連接傳感器模塊I和接觸模塊4或用于連接接觸模塊4和電子模塊5的接觸弓I腳14和接觸座15被設(shè)計(jì)使得兩條電耦合路徑9、1被激活。在此情況下，耦合路徑9將極化片段16+彼此聯(lián)耦合，并且耦合路徑10將相反極化片段16-彼此耦合。電容器11a、11b、12a、12b存在于電耦合路徑9、10中，該電容器11a、11b、12a、12b被設(shè)計(jì)使得電容器11a、11b、12a、12b至少部分補(bǔ)償延長(zhǎng)的電路徑8a、8b中產(chǎn)生的耦合電容。尤其是，耦合電容至少被該電路消除，只要電子振動(dòng)測(cè)量裝置在電子振動(dòng)測(cè)量裝置的所有版本的情況下在大致相當(dāng)?shù)膽?yīng)用中展現(xiàn)幾乎完全相同的性能。
[0049]優(yōu)選地，電容器I la、lib、12a、12b布置在電子模塊5中。因?yàn)殡娮幽K5和傳感器模塊I應(yīng)該在所有版本的情況下完全相同，所以電容器lla、llb、12a、12b必須被定尺寸成使得所得的性能的偏差處于預(yù)定容差范圍中。當(dāng)然，電容器lla、llb、12a、12b還能夠單獨(dú)地與接觸模塊4的每一變型匹配。根據(jù)本發(fā)明，在一定長(zhǎng)度的接觸模塊4之后，兩條耦合路徑9、10中的一個(gè)的中心結(jié)點(diǎn)不再連接到接地。兩條中心電路徑8c被縮短或被省略。因此，兩條耦合路徑9、1被激活。通過(guò)此相對(duì)的耦合，能夠補(bǔ)償因延長(zhǎng)的電路徑8a、8b上的接觸模塊4的結(jié)果而發(fā)生的不期望的耦合電容。
[0050]圖4a、圖4b和圖4c示出在所有版本的情況下應(yīng)用的短接觸模塊4的不同視圖。除電路徑8a、8b之外，還詳細(xì)示出接口 17、18。圖5示出穿過(guò)接觸模塊4的縱向截面圖，該接觸模塊4在測(cè)量裝置的延長(zhǎng)版本中的一個(gè)的情況下應(yīng)用。
[0051]圖6示出不具有接觸模塊的電子振動(dòng)測(cè)量裝置的實(shí)施例的分解圖。圖7示出電子振動(dòng)測(cè)量裝置的實(shí)施例的分解圖，在其情況下使用了接觸模塊4。
[0052]如圖8再次所示，本發(fā)明的模塊化系統(tǒng)具有許多優(yōu)點(diǎn):
[0053]-可插入的模塊1、4、5實(shí)現(xiàn)在最后組裝中的容易構(gòu)造。
[0054]-還能夠在遠(yuǎn)程制造廠中發(fā)生與相應(yīng)的要求匹配的創(chuàng)造價(jià)值的生產(chǎn)。
[0055]-通過(guò)各個(gè)接口17、18的不同幾何實(shí)施例，排除將模塊1、4、5錯(cuò)誤插入在一起。
[0056]-在圖4a所示的實(shí)施例的情況下，接觸引腳14與接觸座15之間的電觸點(diǎn)實(shí)施為彈簧觸點(diǎn)。尤其是，代替接觸座，使用引導(dǎo)件15(或插入式套筒)。引導(dǎo)件(或插入式套筒)15被實(shí)施使得引導(dǎo)件(或插入式套筒)15保證傳導(dǎo)電連接(或電路徑8a、8b)的粗略定位，然而，各個(gè)電彈簧觸點(diǎn)14、15保持不具有額外機(jī)械載荷。接觸引腳14能夠在彈簧觸點(diǎn)15之間自由地定向。在這方面，還有人提出接觸元件14、15的浮動(dòng)安置。
[0057]-彈簧觸點(diǎn)15產(chǎn)生限定的位置。由于剛性連接線路8a、8b，的結(jié)果而未發(fā)生寄生效應(yīng)，而寄生效應(yīng)諸如能夠例如在柔性連接線路的情況下取決于位置而產(chǎn)生。
[0058]-通過(guò)合成材料(例如PEI)和金屬的適當(dāng)組合，接觸模塊4能夠被設(shè)計(jì)為耐熱的。
[0059]-接觸模塊4另外被設(shè)計(jì)使得在拆卸的情況下，接觸模塊4能夠作為單個(gè)零件而從電子振動(dòng)測(cè)量裝置的管狀外殼拉出。為此，尤其是，接觸模塊4的上端部區(qū)域中的插力大于接觸模塊4的相反端部區(qū)域上的插力。
[0060]圖8示出本發(fā)明的系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例。電子振動(dòng)測(cè)量裝置的緊湊版本示出在圖8的右側(cè)，該電子振動(dòng)測(cè)量裝置的緊湊版本由傳感器模塊I和電子模塊5構(gòu)成。接觸模塊4的不同實(shí)施例在緊湊版本的左側(cè)。取決于是否使用管狀延伸部24和/或溫度降低管3b(或溫度降低管3a)，使用對(duì)應(yīng)地尺寸設(shè)定的接觸模塊4。取決于實(shí)施例，電子振動(dòng)測(cè)量裝置可適用于不同的溫度的情況(例如在100 °C或150 °C)。
[0061]電子振動(dòng)測(cè)量裝置的長(zhǎng)度由兩個(gè)獨(dú)立因素確定:I)過(guò)程溫度，其中短外殼是針對(duì)高達(dá)100°C的溫度而設(shè)計(jì)，且長(zhǎng)外殼是針對(duì)高達(dá)150°C的溫度而設(shè)計(jì)以及2)在具有或不具有管狀延伸部24的情況下的開(kāi)關(guān)點(diǎn)的位置。對(duì)應(yīng)地，得出四個(gè)不同長(zhǎng)度和對(duì)應(yīng)地四個(gè)不同的定尺寸的接觸模塊4。
[0062]-短外殼，高達(dá)100°C，不具有管狀延伸部24;
[0063]-長(zhǎng)外殼(因此具有溫度降低管3b)，高達(dá)150°C，不具有管狀延伸部24;
[0064]-短外殼，高達(dá)100°C，具有管狀延伸部24;
[0065]-長(zhǎng)外殼，高達(dá)150°C，具有管狀延伸部24。
[0066]附圖標(biāo)記的列表
[0067]I 傳感器模塊
[0068]2 可振蕩單元
[0069]3a溫度降低單元/溫度降低管一一短外殼
[0070]3b溫度降低單元/溫度降低管一一長(zhǎng)外殼[0071 ]4接觸模塊
[0072]5電子模塊
[0073]6a激勵(lì)器/接收單元(電的)
[0074]6b激勵(lì)器/接收單元(壓電元件)
[0075]7評(píng)估單元
[0076]8a電路徑
[0077]8b電路徑
[0078]9耦合路徑
[0079]10耦合路徑
[0080]Ila電容器
[0081]Ilb電容器
[0082]12a電容器
[0083]12b電容器
[0084]13接地路徑
[0085]14接觸引腳
[0086]15接觸插座/引導(dǎo)件/插座
[0087]16片段
[0088]17面向電子模塊的接口
[0089]18面向傳感器模塊的接口
[0090]19過(guò)程連接件
[0091]20管狀頸部區(qū)域
[0092]21隔膜
[0093]22振蕩桿
[0094]23間隔件
[0095]24管狀延伸部
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于確定和/或監(jiān)視介質(zhì)的過(guò)程變量或用于確定和/或監(jiān)視容器中的介質(zhì)的預(yù)定填充料位的系統(tǒng)，包括: 具有可振蕩單元(2)的傳感器模塊(I)，所述可振蕩單元(2)以如下方式被布置在所述容器中，所述方式使得所述可振蕩單元(2)延伸到所述介質(zhì)中的限定的浸入深度，或者使得所述可振蕩單元(2)被放置在所述預(yù)定填充料位的高度處;具有限定的長(zhǎng)度的管狀延伸部(24)和/或溫度降低單元(3b);接觸模塊(4);以及電子模塊(5)，所述電子模塊(5)由激勵(lì)器/接收單元(6)和控制/評(píng)估單元(7)構(gòu)成，所述激勵(lì)器/接收單元(6)激勵(lì)所述可振蕩單元(2)以執(zhí)行振蕩，并且所述激勵(lì)器/接收單元(6)接收所述可振蕩單元的振蕩，其中兩條電耦合路徑與所述電子模塊相關(guān)聯(lián)，基于所述振蕩的至少一個(gè)振蕩變量，或者基于所述振蕩的振蕩變量的改變，所述控制/評(píng)估單元(7)提供關(guān)于所述過(guò)程變量或關(guān)于所述預(yù)定填充料位的達(dá)到的信息， 其中所述傳感器模塊(I)和所述電子模塊(5)彼此直接電連接，并且其中所述兩條電耦合路徑(9; 10)中的一條電耦合路徑被激活，或者 其中所述傳感器模塊(I)和所述電子模塊(5)經(jīng)由所述接觸模塊(4)并且作為所述接觸模塊(4)的結(jié)果經(jīng)由伸長(zhǎng)的電路徑(8a、8b)而彼此連接，并且其中兩條耦合路徑(9、10)都被激活。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)， 其中實(shí)施所述耦合路徑(9; 10)或分別實(shí)施所述耦合路徑(9、10)，使得所述電路徑分別是所述伸長(zhǎng)的電路徑(8a、8b)上的耦合電容至少大致被補(bǔ)償。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)， 其中在每一情況下，設(shè)置至少四個(gè)接觸引腳(14)以及至少四個(gè)對(duì)應(yīng)的接觸座(15)，用于連接傳感器模塊(I)和電子模塊(5)，或者用于連接傳感器模塊(I)和接觸模塊(4)以及接觸模塊(4)和電子模塊(5)。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)， 其中設(shè)置六個(gè)或更多個(gè)接觸引腳(14)和接觸座(15)，其中，在每一情況下，至少兩個(gè)接觸引腳(14)和接觸座(15)形成接地路徑(13)。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的至少一項(xiàng)所述的系統(tǒng)， 其中在連接傳感器模塊(I)和電子模塊(5)的情況下，傳感器模塊(I)和電子模塊(5)的接觸引腳(14)和接觸座(15)被設(shè)計(jì)成使得所述兩條耦合路徑(9、10)中的一條耦合路徑連接到接地且失活。6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的至少一項(xiàng)所述的系統(tǒng)， 其中，在應(yīng)用管狀延伸部(3)和/或溫度降低單元(3b)與適當(dāng)定尺寸的接觸模塊(4)的情況下，用于連接傳感器模塊(I)和接觸模塊(4)或者用于連接接觸模塊(4)和電子模塊(5)的接觸引腳(14)和接觸座(15)被設(shè)計(jì)成使得兩條電耦合路徑(9、10)都被激活。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的系統(tǒng)， 其中所述傳感器模塊(I)、所述接觸模塊(4)和所述電子模塊(5)被設(shè)計(jì)成使得各個(gè)模塊(1、4、5)能夠經(jīng)由插頭連接而彼此連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)， 其中所述接觸模塊(4)的端部區(qū)域中的接口( 17、18)被不同地實(shí)施。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或更多項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述接觸座(15)被實(shí)施為彈簧觸點(diǎn)，并且其中所述接觸引腳(14)被剛性地實(shí)施。10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的至少一項(xiàng)所述的系統(tǒng)， 其中所述接觸模塊(4)由合成材料制造，所述合成材料耐受至少高達(dá)在使用的位置處盛行的最大溫度，并且其中接觸座(15)或彈簧觸點(diǎn)和接觸引腳(14)由耐熱導(dǎo)電金屬制造。11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或更多項(xiàng)所述的系統(tǒng)， 其中所述接口( 17、18)被實(shí)施成使得與所述接觸模塊(4)的可自由接近的端部區(qū)域面對(duì)的所述接口(17)具有比設(shè)置在所述接觸模塊(4)的相反端部區(qū)域上的所述接口(18)大的插力。12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或更多項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述激勵(lì)器/接收單元(6)由具有四個(gè)片段(16)的盤形壓電元件(6b)構(gòu)成，其中兩個(gè)片段(16)具有極性(+ )且兩個(gè)片段(16)具有相反的極性(_)。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)， 其中一條耦合路徑(9)將極化片段(16+)彼此耦合，并且一條耦合路徑(10)將相反極化片段(16-)彼此耦合。14.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或更多項(xiàng)所述的系統(tǒng)， 其中在所述電耦合路徑(9、10)中放置有電容器(11a、11b、12a、12b)，所述電容器(11a、llb、12a、12b)被設(shè)計(jì)成使得所述電容器(11a、11b、12a、12b)至少部分補(bǔ)償在所述伸長(zhǎng)的電路徑(8a、8b)中產(chǎn)生的耦合電容。15.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或更多項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述電容器(lla、llb、12a、12b)被布置在所述電子模塊(5)中。16.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或更多項(xiàng)所述的系統(tǒng)， 其中在直接連接傳感器模塊(I)和電子模塊(5)的情況下以及在插入所述接觸模塊(4)的情況下，所述傳感器模塊(I)和所述電子模塊(5)被完全相同地實(shí)施。17.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或更多項(xiàng)所述的系統(tǒng)， 其中所述溫度降低管(3b)被設(shè)置在過(guò)程連接件(19)與所述電子單元(5)之間。18.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或更多項(xiàng)所述的系統(tǒng)， 其中所述管狀延伸部(24)被設(shè)置在所述傳感器模塊(I)與所述過(guò)程連接件(19)之間。
【文檔編號(hào)】G01F23/296GK105849512SQ201480068033
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2014年11月14日
【發(fā)明人】米夏埃爾·德奇, 佛朗哥·費(fèi)拉多, 菲利普·沃爾澤, 安德烈亞斯·克魯姆布霍爾茨, 羅伯特·施密特
【申請(qǐng)人】恩德萊斯和豪瑟爾兩合公司