專利名稱：用于校準現(xiàn)場變送器的設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于校準現(xiàn)場變送器的設備，其具有改進的結(jié)構和特征。
背景技術：
眾所周知，在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中，為了感測/測量過程流體(process fluid)的一個或更多個物理變量、即絕對壓力、相對壓力或差壓、流量、 水平等等，廣泛^f吏用了專用現(xiàn)場變送器。
在這些現(xiàn)場變送器的最為常見和普遍的實施方式中，所述現(xiàn)場變送器 包括適當配置的外殼，在該外殼中裝有各種用于感測的組件，所述組件典 型地包括壓力傳感器，用于從一個或更多個相對壓力測量、差壓測量或 絕對壓力測量中容易地獲得測量值，所述測量值也與受控的過程流體的其
它更加難以直接變換的物理變量相關；適當?shù)囊淮坞娐?，用于處理來自?述壓力傳感器的信號；二次電路，用于處理來自所述一次電路的信號且隨 后被委派管理與控制單元或其它變送器之間的通信；顯示器，用于現(xiàn)場，見 看所感測的變量；端子板(terminalblock),用于各種連接；以及所述組 件的供電電路；等等。
此外，這些變送器通常具有用于執(zhí)行校準操作的專用設備，所述專用 設備允許在安裝期間設置最小值(通常為零)和最大值(典型地是定義所 述變送器的測量范圍的端點的聘JL銜滿刻度值)。
在許多工業(yè)過程中，應用環(huán)境條件(即，在存在危險氣體的情況下) 要求所安裝的變送器是防爆的；這意味著，在所述外殼內(nèi)產(chǎn)生的任何火花、 火焰或高溫氣體(即，由供電電路中的短路所導致)均被限制在該外殼內(nèi)， 而不會以任何方式傳播到外部。
由于期望配置相關的設備以用于保持變送器的防爆特性和盡可能地 限制在校準操作期間的相關危險，因此這些在爆炸性環(huán)境中的應用顯然對 校準方法有影響。為此目的，歷年來已經(jīng)開發(fā)了各種解決方案，幾乎全部都是旨在提供 可以從變送器外殼的外部進行操作的校準設備，以使得不必為了執(zhí)行這些 調(diào)整而打開所述變送器外殼。
在該技術目前的狀況下，盡管已知的校準設備有效地工作，但是其具 有若干缺點和不完全有效的方面，特別是與其構成結(jié)構相關的方面，所述 構成結(jié)構涉及所需要的組件的總數(shù)、這些組件中的至少一些組件的配置和 功能、以及這些組件的安裝和適用用途。
在美國專利US 5,278,543中描述了這方面的示例。在該示例中，在變 送器的外殼內(nèi)的室中安裝有兩個磁開關；在該外殼的外表面中、在所U 開關所布置于的區(qū)域內(nèi)制造有兩個盲孔；4c^體隨相關的彈簧一起被插入 在每個盲孔中，并且借助于螺釘來擠壓該裝配；置于所述螺釘?shù)念^部下方 的橡皮墊圏確保了所述盲孔被密封而隔離于外部環(huán)境。然后通過頂部附接
到螺釘?shù)陌鍋砀采w這兩個盲孔以;M目關的螺釘。在這種情況下，為了執(zhí)行
校準操作，必須首先去除該覆蓋板，然后必須松動插入在所述盲孔中的螺 釘；這允許所述彈簧的伸長和所述7lc^體的相對移動，由此對所述外殼內(nèi) 的對應磁開關進行磁激勵。與這兩個磁開關相關聯(lián)的電子器件隨之調(diào)整變 送器的最小值和最大值或零/跨度值這兩個值。在操作結(jié)束時，操作者必 須將所有組件復原。
顯然，由于這些操作要定位各種組件以及需要非常低的公差容限，因 此這種類型的解決方案的構成是復雜的，并且需要特別費力的操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是制造一種用于校準現(xiàn)場變送器的設備，其能夠克 服前述的缺點，具體地，其相對于已知的設備具有與安裝和簡化的用途相 關的優(yōu)化的構成結(jié)構，并且在使用中提供了適當?shù)目煽啃院桶踩缘奶?性。
通過一種用于校準現(xiàn)場變送器的設備來實現(xiàn)該目的，所述設備的特征 在于，其包括成形主體(shapedbody),在所述成形主體上布置有第一 磁場感測裝置，所述第一磁場感測裝置的啟動允許校準所述變送器的第一 測量^*;第二磁場感測裝置，所述第二磁場感測裝置的啟動允許校準所 述變送器的第二測量^;磁驅(qū)動裝置，適合于啟動所述第一磁場感測裝 置和第二磁場感測裝置，所述成形主體被配置成使得其可以在所述變送器的外殼的外表面上可去除地連接到所述變送器。


從對通過附圖中的非限定性示例而示出的、根據(jù)本發(fā)明的設備的優(yōu)選 但絕非排他性的實施例的描述來看，本發(fā)明的另外的特征和優(yōu)點將變得更
加明顯，在附圖中
-圖l是示出了根據(jù)本發(fā)明的設備的可能的實施例的透視分解誦圖2是示意性地示出了在非啟動位置中的圖1中的設備的截面-圖3是示出了在非啟動位置中的磁場的趨向的、經(jīng)旋轉(zhuǎn)90。后的圖 2的截面；
-圖4和5是示意性地示出了分別在針對第一磁場感測裝置和針對第 二磁場感測裝置的啟動位置中的根據(jù)本發(fā)明的i殳備的截面-圖6是在根據(jù)本發(fā)明的設備中使用的電子處理電路的框-圖7是4吏用才艮據(jù)本發(fā)明的校準i更備的現(xiàn)場變送器的透視-圖8是示出了圖6中的電路的可能的實施例的電路圖。
具體實施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于校準現(xiàn)場變送器的設備的可能的實施例的 分解圖；這些變送器是適合于感測/測量過程流體的物理變量、即壓力的 工業(yè)設備。在圖7中用附圖標記100示出了現(xiàn)場變送器、具體來說是壓力 變送器的示例，該示例是^^據(jù)眾所周知的實施例的，因此未對其進fr洋細 演示，該示例包括在其中裝有各種組件的外殼IOI，所述組件一般包括諸 如壓力傳感器之類的傳感器、可操作地與所述傳感器相關聯(lián)并由此對所感 測的信號進行處理的電子處理裝置、用于至所述變送器的各種內(nèi)部連接和 外部連接的端子板等等。
在圖1所示的實施例中，用于校準上述類型的現(xiàn)場變送器100的設備 包括成形主體l，根據(jù)以下要描述的方法，所述成形主體l被配置成使得 其可以在外殼101的外表面上可去除地連接到變送器100，具體而言，直 接在所述成形主體l上布置有第一磁場感測裝置2，所述第一磁場感測 裝置的啟動允許校準所述變送器的第一測量參數(shù)，例如所述變送器的零值；以及第二磁場感測裝置3，所述第二磁場感測裝置的啟動允許校準所 述變送器的第二測量參數(shù)，例如跨度值/滿刻度值。如同將從下面的描述 中明顯地看出地，在主體l上還布置有磁驅(qū)動裝置，其適合于啟動所述第 一磁場感測裝置2和/或第二磁場感測裝置3。
有利地，在成形主體1上還布置有電路30，圖6和8分別示出了所 述電路30的框圖和可能的實施例(Rl、 R2等指的是電阻器，C指的是 電容器，D指的是二極管，等等)；所述電路30可操作地連接到所述第一 磁裝置2和第二磁裝置3，并被設計成在安裝期間可操作地連接到所述變 送器IOO的電子處理裝置。
根據(jù)優(yōu)選實施例，成形主體1包括兩個主要組件部分，即第一組件 10,所述第一磁場感測裝置2和第二磁場感測裝置3可操作地連接到該第 一組件IO，其適合于可去除地連接到變送器100的外殼101;以及第二組 件20，所i^驅(qū)動裝置可^Mt地連接到該第二組件20，其可相對于第一 組件10移動地連接到第一組件10，優(yōu)選地，第二組件20可相對于第一 組件10旋轉(zhuǎn)地耦合到第 一組件10 。
有利地，這兩個組件10和20可相對于彼此移動地互相耦合，以佳_得 在^Mt條件下所述磁驅(qū)動裝置可定位于針對所述第一磁裝置2和第二磁 裝置3的中立的非啟動位置、或針對所述第一磁裝置2和第二磁裝置3 的啟動位置；具體而言，所i^t驅(qū)動裝置被裝在所述第二組件20的主體 上，并被配置成在第二組件20相對于第一組件10的移動之后，除了所 述中立的非啟動位置之外，還占據(jù)僅用于啟動第一磁場感測裝置2的第一 位置，或者替代地占據(jù)用于啟動第二磁場感測裝置3的第二位置。在圖 l-5所示的實施例中，第一組件10包括第一中空部ll，其適合于至少 部分地裝入所述第二組件20;以及同樣是中空的第二部分12，在其中裝 有第一磁場感測裝置2和第二磁場感測裝置3以及與這兩者相關聯(lián)的電路 30;這兩個中空部11和12在相對的面上相對于形成了這兩個中空部的底 壁的實心隔離壁13而向彼此延伸。
優(yōu)選地，第二中空部12在其外表面14的至少一部分上帶有螺紋，以 允許^v到設于變送器100的外殼101的外部上的對應底座102中。
第二組件20又包括掩紐形的基本上實心的主體，該主體包括下部 21 (基本上是圓柱形的)，所述下部21適合于插入到第一中空部11中， 并且在所述下部中制成有至少一個底座22,以"所i^驅(qū)動裝置；以 及上部或頂部23,其從笫一中空部ll凸出，以便由操作者驅(qū)動。所ii^驅(qū)動裝置優(yōu)選地包括激活磁體(activation magnet) 4和保護 罩5，所述保護罩5例如是用由鐵磁材料構成的板制成的，所述激活磁體 4和保護革5被裝到在第二組件20的下部21中制成的兩個對應的底座22 中，例如，通過迫使所述激活磁體4和保護罩5進入所述底座22中以使 得它們基本上與所述第二組件20 —體化來實現(xiàn)。
所述第一磁場感測裝置和第二磁場感測裝置又分別包括比如是由簧 片繼電器構成的第一磁開關2和第二磁開關3，所述第一磁開關2和第二 磁開關3被定位在支撐元件或板7上，在所述支撐元件或板7上還布置有 可操作地連接到所述支撐元件或板7的電路30;該支撐元件7隨布置在 其上的元件一起g在第二中空部12中，并且其兩端被插入到在所述第 二部分12的內(nèi)壁中制成的對應溝槽中。
在根據(jù)本發(fā)明的設備的優(yōu)選實施例中，這兩個組件10和20經(jīng)由用于 可^Mt地連接第二組件20和相對于第一組件10地導向第二組件20的裝 置而相互;W^耦合；具體而言，如圖2所示，這些連接和導向裝置包括制 動銷6，所述制動銷6穿過布置在第一中空部11的壁中的通孔15，并被 插入到在第二組件20的下部21中制成的分支通道或分支溝道25中。
此外，所述用于可操作地連接和導向的裝置包括諸如彈簧之類的彈性 元件8，所述彈性元件8被布置成裝在第一中空部11內(nèi)，以環(huán)繞下部21 以及與第二組件20的上部23相對照地動作。
在使用期間，通過將電路30可操作地連接到變送器的電子器件，來 使所述裝配有各種元件的設備可操作地連接到所述變送器；具體而言，該 操作可以簡單地通過以下方式來執(zhí)行將在附圖中通過附圖標記9而示意 性地指示的兩根電線連接到所述變送器的端子板35，所述端子板35又被 連接到所述變送器的電子器件36。然后通過將第一組件104^到帶有螺 紋的底座102中來^連接所述設備，以使所述設備占據(jù)圖2中示意性地 示出的位置。在該位置中，銷6被插入到溝道25的垂直部分中，并且彈 簧8將第二組件20保持在適當?shù)木嚯x處，以避免意外地啟動兩個磁開關 2和3。如圖3中示意性地示出地，在這個中立的非啟動位置中，由磁體 4與罩5之間的相互作用而導致的磁場的趨向使得這兩個磁開關2和3均 不^^被啟動。
當從圖2中的位置開始執(zhí)行校準時，操作者作用于第二組件20的頂 部23，按下它并且比如是逆時針地旋轉(zhuǎn)它；借助于該動作，銷6滑動到 溝道25的兩個側(cè)向支落之一中，從而精確地對第二組件20相對于第一組件10的移動進行導向；通過這種方式，如圖4所示，由磁體4和革5的 裝配所導致的磁場的趨向使得僅M性地啟動所述兩個磁開關中的 一個， 即磁開關2。
如圖5所示，通過以與先前的方向相反的方向而旋轉(zhuǎn)第二組件20來 獲得相同的狀態(tài)，其中銷6滑動到所述溝道的另一支路中并對移動進行了 導向，以使得由磁體4和罩5的裝配所確定的磁場僅啟動另一磁開關3。
實際上導致其從斷開狀態(tài)切換到接通狀態(tài)的每個磁開關2或3的啟動 允許去往電路30的對應輸入信號通過；通過以下器件來適當?shù)靥幚碓撔?號微處理器31，即型號為PIC10F206的微控制器，其接收所述輸入信 號并發(fā)射對應的信號(即以方波型信號的形式)；信號發(fā)生器32，即帶通 濾波器，其對來自微處理器31的輸出信號進行濾波，以將該輸出信號轉(zhuǎn) 換成正弦曲線型物理信號；以及用于調(diào)整供電電壓的電路33，其經(jīng)由電 線9而可操作地連接到端子，并且允許調(diào)整所述電路30的供電電壓和防 止加熱、過電壓等等。
在輸出時，電子器件30經(jīng)由連接電線9向變送器100的電子器件36 告知已經(jīng)發(fā)生了對所述兩個功能之一的啟動，即通過數(shù)字通信協(xié)議(即 HART類型的)來進行；因此，所述變送器的電子器件首先將所述^中 的一個^t設置為;^磁開關2、 3中的一個接收到的信號的函數(shù)，然后將 所述^lt中的另一個參lt設置為M開關2、 3中的另一個接收到的信號 的函數(shù)。
通過這種方式，實際上順序地校準這兩個^lt;如同所描述的，這些 參數(shù)允許例如設置所述變送器的零值和跨度值/滿刻度值，由此定義了測 量范圍/感測范圍的端點。
實際上已經(jīng)看到了 ，根據(jù)本發(fā)明的校準設備是如何使得能夠充分地實 現(xiàn)所述目的和目標從而提供相對于現(xiàn)有技術的一系列優(yōu)點的。事實上，所 述設備是根據(jù)整體上和單個元件中均得到優(yōu)化的構成結(jié)構來制造的，其容 易被安裝和使用并且在功能上是有效的。具體而言，所述設備具有功能上 獨立的結(jié)構，在該結(jié)構上直接定位有校準^Mt所需要的所有基礎元件，并 且該結(jié)構作為一種隨時可替換或可去除的單獨的附件而在變送器的外部 耦合到所述變送器。
該獨立功能還允許所述設備隨內(nèi)部不具有電磁組件的變送器一起使 用，以用于校準IMt。整個裝配是在完全符合可靠性和安全性的需求的情況下制造的；事實 上，特別是由于兩個組件10和20的配置，唯一的相互作用是初始的用于 連接所述連接電線9的相互作用，并且校準IMt全部從變送器主體的外部 來進行，因此實際上存在外部空氣與變送器的內(nèi)部部分之間的完全分離； 由于在外表面14上的螺紋形成了足夠長和安全的火焰通路，因此在內(nèi)部 產(chǎn)生的任何火焰或火花不能傳播到外部。
如先前所述，根據(jù)本發(fā)明的設備可以隨各種類型的現(xiàn)場變送器一起使 用，以用于測量過程流體的變量。因此，本發(fā)明的另外的目的;l提供一種 變送器，具體是一種壓力變送器，其特征在于其包括前述的校準設備。
因此，可以容易對所述設備進行諸多修改和變化，其均落入本發(fā)明原 理的范圍之內(nèi)；例如，成形主體l可以用不同數(shù)量的組件制成，并且如同 可以修改各種元件的相應定位一樣，可以修改組件10和20的造型，只要 這與它們^L設計和配置以用于的功能相適合即可。
此外，所有的細節(jié)均可被其它技術上等效的元件所替換；實際上，在 上述申請的范圍內(nèi)的材料的類型以及尺寸可以是依據(jù)需求和技術發(fā)展水
平的任意類型;sjc寸。
權利要求
1. 一種用于校準現(xiàn)場變送器的設備，其特征在于，所述設備包括成形主體，在所述成形主體上布置有第一磁場感測裝置，所述第一磁場感測裝置的啟動允許校準所述變送器的第一測量參數(shù)；第二磁場感測裝置，所述第二磁場感測裝置的啟動允許校準所述變送器的第二測量參數(shù)；磁驅(qū)動裝置，適合于啟動所述第一磁場感測裝置和第二磁場感測裝置，所述成形主體被配置成使得其可以在所述變送器的外殼的外表面上可去除地連接到所述變送器。
2. 根據(jù)權利要求1所述的設備，其特征在于，所述成形主體包括 第一組件，所述第一磁場感測裝置和第二磁場感測裝置可操作地與所述第 一組件相關聯(lián)，所述第一組件適合于可去除地連接到所述變送器的外殼； 以及第二組件，所i^t驅(qū)動裝置可操作地連接到所述第二組件，所述第二 組件被可相對于所述第 一組件移動地連接到所述第 一組件。
3. 根據(jù)權利要求2所述的設備，其特征在于，所述第二組件可移動 地耦合到所述第 一組件，以使得所i^驅(qū)動裝置能夠被定位在針對所述第 一磁場感測裝置和第二磁場感測裝置的非啟動位置中，或者被定位在針對 所述第 一磁場感測裝置和/或第二磁場感測裝置的啟動位置中。
4. 根據(jù)權利要求3所述的設備，其特征在于，所iDt驅(qū)動裝置被裝 在所述第二組件的主體上，并被配置成交替地啟動所述第一磁場感測裝置 或所述第二磁場感測裝置。
5. 根據(jù)前述權利要求中的一項或更多項所述的設備，其特征在于， 所述第二組件可相對于所述第 一組件旋轉(zhuǎn)地耦合到所述第 一組件。
6. 根據(jù)前述權利要求中的一項或更多項所述的設備，其特征在于， 在所述成形主體上布置有可操作地連接到所述第一磁場感測裝置和所述 第二磁場感測裝置的電路。
7. 根據(jù)前述權利要求中的一項或更多項所述的設備，其特征在于， 所述電路經(jīng)由用于連接到所述變送器的電子器件的電線而傳遞信號，其中 所述信號允許啟動對所述第 一測量^和/或第二測量參數(shù)的校準功能之
8. 根據(jù)前述權利要求中的一項或更多項所述的設備，其特征在于， 所述設備包括用于可操作地連接和相對于所述第一組件地導向所述第二組件的裝置。
9. 根據(jù)前述權利要求中的一項或更多項所述的設備，其特征在于， 所述第一組件包括第一中空部，適合于至少部分地容納所述第二組件； 以及第二中空部，在所述第二中空部中裝有彼此可操作AM目關聯(lián)的所述第 一磁場感測裝置、第二磁場感測裝置以及所述電路；所述第一中空部和第 二中空部是分離的，并且在相對的面上相對于實心隔離壁而向彼此延伸。
10. 根據(jù)權利要求9所述的設備，其特征在于，所述第二中空部在其 外表面的至少一部分上帶有螺紋。
11. 根據(jù)前述權利要求中的一項或更多項所述的設備，其特征在于， 所述第二組件具有^fe形的基本上實心的主體，所述主體具有下部，適 合于被插入到所述第一中空部中，并且在所述下部中制成有至少一個底座 以"所i^驅(qū)動裝置；以及頂部，所述頂部從所述第一中空部凸出，以 由^Mt者驅(qū)動。
12. 根據(jù)權利要求11所述的設備，其特征在于，所i^驅(qū)動裝置包 括激活磁體和保護軍，所述激活>^體和保護罩被裝在制成在所述下部中的 兩個對應底座中。
13. 根據(jù)前述權利要求中的一項或更多項所述的設備，其特征在于， 所述用于可^Nt地連接和導向的裝置包括制動銷，所述制動銷穿過布置在 所述第 一 中空部的壁中的通孔，并被插入到制成在所述下部的外表面中的 溝道中。
14. 根據(jù)前述權利要求中的一項或更多項所述的設備，其特征在于，所述用于可^Mt地連接和導向的裝置包括彈性元件，所述彈性元件被布置成裝在所述第一中空部內(nèi)，以環(huán)繞所述下部并與所述頂部相對照地動作。
15. 根據(jù)前述權利要求中的一項或更多項所述的設備，其特征在于， 所述第一磁場感測裝置和第二磁場感測裝置分別包括定位于支撐元件上 的第 一磁開關和第二磁開關，在所述支撐元件上還布置有可操作地連接到 所述支撐元件的所述電路，所述支撐元件被裝在所述第二中空部中，并且 其兩端被插入到在所述第二中空部中的內(nèi)壁中制成的對應溝槽中。
16. —種變送器，其特征在于，所述變送器包括如前a利要求中的 一項或更多項所述的校準設備。
全文摘要
一種用于校準現(xiàn)場變送器的設備，包括成形主體，在所述成形主體上布置有第一磁場感測裝置，所述第一磁場感測裝置的啟動允許校準所述變送器的第一測量參數(shù)；第二磁場感測裝置，所述第二磁場感測裝置的啟動允許校準所述變送器的第二測量參數(shù)；磁驅(qū)動裝置，適合于驅(qū)動所述第一磁場感測裝置和第二磁場感測裝置。所述成形主體被配置成使得其可以在所述變送器的外殼的外表面上可去除地連接到所述變送器。
文檔編號H01H36/00GK101421808SQ200780012819
公開日2009年4月29日 申請日期2007年3月19日 優(yōu)先權日2006年4月11日
發(fā)明者亞歷山德羅·德洛羅, 安德烈亞·莫羅尼, 羅納爾多·多斯桑托斯 申請人:Abb公司