專利名稱：連接盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及填充水平測量和壓力測量技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明特別涉及一種 用于在現(xiàn)場設(shè)備和控制設(shè)備之間傳輸信號的連接盒、用于填充水平測量或 壓力測量的連接盒的用途、以及使用連接盒在現(xiàn)場設(shè)備和控制設(shè)備之間傳 輸信號的方法。
背景技術(shù)：
為了測量容器中液體和固體的填充水平，通常在容器壁處或容器壁中 安裝填充水平測量設(shè)備。隨后，填充水平測量設(shè)備通過波導(dǎo)以導(dǎo)引的方式 或者通過天線以輻射的方式沿物品的方向傳輸波。其后，測量i殳^^接收該 物品反射的波。根據(jù)由此確定的傳輸時(shí)間，得出傳感器和物品之間的距離， 并且根據(jù)已知的傳感器距容器底部的相對位置，可以推導(dǎo)出所求的填充高 度。測量數(shù)據(jù)如果在緩沖存儲和/或最初評估之后可應(yīng)用，則將其傳輸?shù)?控制或評估設(shè)備。該設(shè)備也可以僅僅是顯示設(shè)備。作為上述的逆向操作， 可以通過控制設(shè)^f吏現(xiàn)場設(shè)備^lt化(parameterise )或觸發(fā)現(xiàn)場設(shè)備(即 引起測量操作)。這種雙向數(shù)據(jù)交換需要數(shù)據(jù)傳輸通路，現(xiàn)場i殳備通過該 通路耦合到控制設(shè)備、讀出設(shè)備或顯示設(shè)備。通常，安裝現(xiàn)場設(shè)備和評估/顯示設(shè)備或控制設(shè)備的各個(gè)部件使其固定。例如，現(xiàn)場i殳備位于高的物品容器的蓋子上，并且通過數(shù)據(jù)線纜連接 到設(shè)置在控制室中的評估/顯示設(shè)備。因此，僅可以直接在現(xiàn)場設(shè)備上或 在控制室中進(jìn)^i殳備的M化或者測量數(shù)據(jù)的讀出。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，描述了用于在現(xiàn)場設(shè)備和控制設(shè)備之間 傳輸信號的連接盒，該連接盒包括用于將連接盒連接到現(xiàn)場設(shè)備的現(xiàn)場設(shè) 備連接以及用于將連接盒連接到接口適配器的接口連接，其中，為了傳輸 信號，現(xiàn)場設(shè)備連接和接口連接彼此耦合以能夠進(jìn)行通信，其中，接口連 接被設(shè)計(jì)成將連接盒直接連接到顯示和控制設(shè)備，以及其中，現(xiàn)場設(shè)備是 填充水平測量設(shè)備或者壓力測量設(shè)備。換句話說，描述,了一方面可以直接的連接盒。此外，連接盒包括例如可以連接有接口適配器的接口連接。接 口適配器可以用于將來自現(xiàn)場設(shè)備的測量信號轉(zhuǎn)換成例如USB信號。當(dāng) 然，還可以根據(jù)接口適配器的設(shè)計(jì)來進(jìn)行到某些其它信號格式的轉(zhuǎn)換。這可以在現(xiàn)場設(shè)備和移動控制設(shè)備之間提供靈活的通信。以這種方式，可以分接現(xiàn)場設(shè)備和評估/顯示設(shè)備或控制單元之間的 數(shù)據(jù)線，從而可以與現(xiàn)場的現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行通信或數(shù)據(jù)交換。因此，服務(wù)技 術(shù)人員不需要首先攀爬儲藏罐或者去控制室。而是通過設(shè)計(jì)成不同尺寸和 形狀并且可以方便地在例如襯衫口袋中攜帶的小連接盒，所^Ji良務(wù)技術(shù)人 員可以以簡單的方式直接分接到現(xiàn)場設(shè)備和控制室之間的數(shù)據(jù)通路中。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例，從包括HART信號、fC信號、 Profibus信號、現(xiàn)場總線基金會(Fieldbus foundation)信號、4…20mA 信號和開關(guān)信號的組中選擇信號。因此，如果現(xiàn)場設(shè)備通過上述信號中的一種與外界進(jìn)行通信，則連接 盒可以連接到信號通路(即其可以分接所述信號通路)。然后，連接盒的 接口連接使得可以(通過接口 )繼續(xù)連接到例如PC或便攜式電腦(例如 通過USB接口)。根據(jù)本發(fā)明的又一 示例性實(shí)施例，現(xiàn)場設(shè)備連接被設(shè)計(jì)成連接到 HART線。此外，根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例，為了連接到HART線，連接盒的現(xiàn)場設(shè)備連接包括具有兩個(gè)連接器的HART線纜?？梢越?jīng)由兩個(gè)連接器分接HART線纜。可選地，還可以直接在現(xiàn)場 設(shè)備上或直接在控制室中的評估單元上分接信號。這樣，可以針對^化或者從現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行讀出來提供對信號線非常 靈活的接入。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例，現(xiàn)場設(shè)備連接被設(shè)計(jì)成連接到I2C總線o根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例，為了連接到fC總線，現(xiàn)場設(shè)備連接包括fc總線線纜。例如，根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例，連接盒可以包括HART線 纜和I2C總線線纜。I2C或I2C或IIC (表示內(nèi)置集成電路(Inter-Integrated Circuit))是用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的串行總線。例如，其可以用于將設(shè)備連接到嵌入式系 統(tǒng)或主板。HART (可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道，Highway Addressable Remote Transducer)協(xié)議具體是指用于總線可尋址現(xiàn)場設(shè)備的開放式主 從協(xié)議。其可以實(shí)現(xiàn)通過頻移鍵控(FSK， frequency shift keying)來傳 輸疊加在4...20mA處理信號上的數(shù)據(jù)的方法，使得可以進(jìn)行遠(yuǎn)程配置和 診斷監(jiān)控。I2C和HART都適合于作為與現(xiàn)場設(shè)備例如與填充水平測量i殳備或 者與壓力測量設(shè)備進(jìn)行通信的協(xié)議。對應(yīng)于HART協(xié)議的HART信號是用于傳輸測量值和/或^t的數(shù)字 信號。將數(shù)字HART信號調(diào)制到4...20mA信號上，因此，可以與模擬 4...20mA信號并行地傳輸數(shù)字信號。如果發(fā)生這種模擬信號和數(shù)字信號 的并行傳輸，則只有一個(gè)現(xiàn)場設(shè)備可以連接到HART總線。另一方面，在所謂的多點(diǎn)(multi-drop)模式下，可以連接到HART 總線多達(dá)15個(gè)數(shù)字現(xiàn)場設(shè)備。在這種配置中，將模擬電流基本上設(shè)定為 4mA。在多點(diǎn)模式下，現(xiàn)場設(shè)備交換數(shù)字編碼信號。該數(shù)字信號是頻率調(diào) 制信號，其中，該頻率調(diào)制信號可以位于例如1200Hz和2200Hz這兩個(gè) 頻率處。任何類型的測量設(shè)備，例如僅僅作為幾個(gè)例子所列舉的填充水平測量 設(shè)備、壓力測量設(shè)備、液位檢測測量設(shè)備或溫度測量設(shè)備，都可以是本申請意義中的現(xiàn)場設(shè)備?？梢允褂酶鞣N物理效應(yīng)用于獲取?？梢酝ㄟ^雷達(dá)射線、超聲波、振動、引導(dǎo)微波(TDR，時(shí)^UJt (time domain reflection)) 或電容效應(yīng)來進(jìn)行測量值獲取。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例，顯示和控制i更備是由VEGA制造 的PLICSCOM設(shè)備。PLICSCOM設(shè)備可以從連接盒取下，使得可以進(jìn)行現(xiàn)場設(shè)備的參數(shù) 化以及所接收的測量信號的讀出和存儲。因此，顯示/控制設(shè)備可以對現(xiàn)場設(shè)備提供A^L接口。經(jīng)由顯示/控制 設(shè)備，使用者可以使現(xiàn)場設(shè)備M化或可以顯示所接收的值。此外，顯示 和控制設(shè)備還可以在例如現(xiàn)場設(shè)備的工作狀態(tài)之間進(jìn)行切換。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例，現(xiàn)場設(shè)備連接包括用于連接到由 VEGA制造的50系列設(shè)備的適配器連接器。因此，還可以將更老式的設(shè)備連接到連接盒。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例，使適配器連接器規(guī)則化(code), 從而防止適配器連接器被錯(cuò)誤地連接到50系列設(shè)備。例如，根據(jù)插頭規(guī) 則，插頭旋轉(zhuǎn)180。則無法插入。可以對另一端的連接器設(shè)置相應(yīng)的規(guī)則， 該端連接連接器與連接盒的I2C線纜。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例，連接^ML設(shè)計(jì)成用于將信號從控制 設(shè)備傳輸?shù)浆F(xiàn)場設(shè)備，其中，該信號包括參數(shù)化現(xiàn)場設(shè)備的^化數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例，連接:ti^設(shè)計(jì)成用于傳輸來自現(xiàn)場 設(shè)備和來自控制設(shè)備的信號，其中，該信號包括現(xiàn)場設(shè)備的測量數(shù)據(jù)。因此，連接盒使得可以進(jìn)行靈活的現(xiàn)場設(shè)備M化或靈活的測量值讀出。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例，連接盒包括電源，用于獨(dú)立地向接 口適配器提供電能。例如，電源可以是電池。此外，根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例，可 以配置可再充電電池，其是外部可再充電的，或者例如耦合到連接盒的太 陽能電,塊。這樣，當(dāng)有光輻射1時(shí)可以對可再充電電池充電，而不 需要外部電源。本實(shí)施例特別適合于在不能長期依靠電源對可再充電電池 充電的區(qū)域中使用。才艮據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例，連接盒包括可從外部^的空腔，設(shè)計(jì)該空腔來容納HART線纜、fC總線線纜、USB線纜和適配器連接例如，連接:ti^設(shè)計(jì)成可以鉸鏈旋開；在其內(nèi)部包括可以用來固定線纜的相應(yīng)的夾持設(shè)備，例如鉤和環(huán)型扣件或者橡皮圏。通過鉸鏈閉合連接 盒來保護(hù)線纜免受諸如濕氣等外部影響。然后，在現(xiàn)場，服務(wù)技術(shù)人員可 以簡單地鉸鏈旋開連接盒，將相應(yīng)的線纜取出以分接數(shù)據(jù)線。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例，現(xiàn)場設(shè)備連接被設(shè)計(jì)成無線電接 口，用于在連接盒和現(xiàn)場設(shè)備之間無線傳輸信號。因此，該連接盒包括例如無線電模塊，通過該無線電模塊在現(xiàn)場設(shè)備和連接盒之間提供無線電模塊通信。例如，通過WLAN(無線局域網(wǎng)， Wireless Local Area Network )、 ISM (其提供大約1 乂>里的擴(kuò)展范圍)、 藍(lán)牙(Bluetooth)或ZIGBEE進(jìn)行無線電通信。其它傳輸協(xié)議也是可以 的。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例，接口連接包括用于將連接盒連接到 接口適配器的滑動觸點(diǎn)。這樣，可以通過簡單的旋檸動作將接口適配器連接到接口連接。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例，描述了用于在現(xiàn)場設(shè)備和控制設(shè)備 之間傳輸信號的連接盒的用途，其中，現(xiàn)場設(shè)備是填充水平測量設(shè)備或壓 力測量i殳備。此外，描述了 一種使用連接盒在現(xiàn)場設(shè)備和控制設(shè)^^之間傳輸信號的 方法，在該方法中，連接盒連接到現(xiàn)場設(shè)備，連接盒連接到接口適配器， 通過現(xiàn)場設(shè)備連接將信號從現(xiàn)場設(shè)備傳輸?shù)浇涌谶B接和控制設(shè)備，其中， 現(xiàn)場i殳備是填充7JC平測量i殳備或壓力測量設(shè)備。下面，參考


本發(fā)明的示例性實(shí)施例。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的連接盒的第一應(yīng)用。 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒的第二應(yīng)用。 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒的第三應(yīng)用。 圖4示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒的第四應(yīng)用。

圖5示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒的第五應(yīng)用。圖6示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒的第六應(yīng)用。圖7示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒的第七應(yīng)用。圖8示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒的第八應(yīng)用。圖9示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒的第九應(yīng)用。圖10示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒的第十應(yīng)用。圖11示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒的第十一應(yīng)用。圖12示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒的第十二應(yīng)用。圖13示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒的第十三應(yīng)用。圖14示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒的第十四應(yīng)用。圖15示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的適配器連接器108的四個(gè)不 同的透視圖。圖16示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的圖15的適配器連接器的四個(gè) 另外的示意圖。圖17示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的使用滑動觸點(diǎn)或彈性觸點(diǎn)的 接口連接的三個(gè)示意圖。圖18示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的傳感器的彈性觸點(diǎn)的詳細(xì)示 意圖。圖19示出從四個(gè)不同的方向看到的根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例 的連接盒的示意圖。圖20示出處于用鉸鏈旋開的狀態(tài)的根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的連 接盒100的另外三個(gè)透視圖。圖21示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的連接盒、I2C總線線纜以及 連接器的另外三個(gè)透視圖。圖22示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的連接盒的示意圖。圖23示出才艮據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的連接盒的又一示意圖。
具體實(shí)施方式
附圖中的圖示是示意性的而不是按比例繪制的。在下面對附圖的描述中，相同的附圖標(biāo)記用于相同或類似的元件。 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的連接盒的第一應(yīng)用的示意圖。連接盒100包括用于將連接盒100連接到現(xiàn)場設(shè)備109的現(xiàn)場設(shè)^^接口 101。例如，能夠以分接點(diǎn)114的形式直接在現(xiàn)場設(shè)備上或在數(shù)據(jù)線纜U2 上將連接盒100連接到現(xiàn)場設(shè)備109。為了這個(gè)目的，設(shè)置連接線纜105 (見圖22和23)?，F(xiàn)場設(shè)備109與評估和顯示設(shè)備111之間的數(shù)據(jù)線112是所謂的 HART線纜。為此，HART連接線纜105例如包括可以用來耦合到數(shù)據(jù) 線纜112的兩個(gè)連接器或端子。評估/顯示設(shè)備111例如設(shè)置在控制室中， 并JJf目比于其它設(shè)備特別用于供電。在現(xiàn)場設(shè)備109的頂部可以附加額外 的顯示i殳備。即，例如來自制造商VEGA的所謂的PLICSCOM設(shè)備。還可以在供電設(shè)備上分接或耦合數(shù)據(jù)線112 (與HART線纜112并 行)。經(jīng)由連接線105可以進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換。因此， 一方面，能夠4吏現(xiàn) 場設(shè)備^t化。另一方面，能夠讀出測量值。當(dāng)然，也可以連接到另一現(xiàn) 場設(shè)備IIO。例如，使用PACTware經(jīng)由HART線112、 105進(jìn)行HART傳感器 109的參數(shù)化。PACTware是用于操作現(xiàn)場設(shè)備的獨(dú)立于制造商和獨(dú)立于 現(xiàn)場總線的軟件。連接盒100用作HART線112和控制單元104之間的機(jī)械適配器。 控制單元104例如是個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)或便攜式電腦、PDA、移動電話 或某些其它通信設(shè)備?？刂茊卧?04可以僅僅是控制單元，或者也可以用 作設(shè)備111的替代物。為了在現(xiàn)場設(shè)備109和控制單元104之間進(jìn)行通信， 設(shè)置USB線113，其將控制單元104連接到接口適配器103。接口適配器 103連接到連接盒的接口連接102 (見圖17)?？梢砸阅M方式(換句話說經(jīng)由4...20mA回路)或以所謂的多點(diǎn)方 法中的數(shù)字方式進(jìn)行測量值傳輸。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒的第二應(yīng)用。在該 配置中，連接盒100經(jīng)由相應(yīng)的I2C線202、203直接連接到現(xiàn)場設(shè)備109、 201。設(shè)備109是例如不能直接將接口適配器103放置于其上的現(xiàn)場設(shè)備 (例如由VEGA制造的.50系列設(shè)備)。針對該配置，使用適配器連接器 108 (見圖15和16 )。適配器連接器108使得可以將連接盒100的I2C線203直接耦合到50系列設(shè)備201的i史備連接。在其它設(shè)備的情況下，可 以將接口適配器直接放置在現(xiàn)場設(shè)備接口上，然后可以將USB線纜113插入該接口適配器。例如，接口適配器103經(jīng)由連接盒100和現(xiàn)場i殳備201的I2C插座連 接到現(xiàn)場設(shè)備201。 fC線纜201的長度能夠達(dá)到25m。當(dāng)然，線纜還可 以更長。還可以將接口適配器直接插入傳感器而不使用數(shù)據(jù)線纜。然而，例如， 在因?yàn)楝F(xiàn)場設(shè)備位于很高或很遠(yuǎn)的位置而不容易接近現(xiàn)場設(shè)備或只有花 費(fèi)更多的努力才能接近現(xiàn)場設(shè)備的情況下，4吏用泰:據(jù)線纜是有利的。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒的第三應(yīng)用。設(shè)置 現(xiàn)場設(shè)備109，其經(jīng)由HART線112與供電和控制設(shè)備111進(jìn)行通信。幾 個(gè)現(xiàn)場設(shè)備(例如多達(dá)5個(gè)現(xiàn)場設(shè)備)能夠并行連接到供電和控制設(shè)備 111。供電和控制設(shè)備111例如包括所謂的SPC (存儲程序控制， stored-program control)功能，并且可以連接到因特網(wǎng)。設(shè)備111例如是由制造商VEGA制造的MET。連接盒100經(jīng)由I2C 線202連接到供電和控制設(shè)備111，可以一方面用于供電和控制設(shè)備111 的^IH匕，另一方面用于訪問或查詢傳感器109。還可以使傳感器109 M化。為此，連接盒100經(jīng)由接口適配器103 和USB線113連接到便攜式電腦104或者某些其它通信設(shè)備或輸A/輸出 設(shè)備。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒的第四應(yīng)用。如圖 4所示，連接盒100經(jīng)由fC線202連接到填充水平傳感器109。顯示和 控制設(shè)備401直接安S^連接盒100上，即連接在接口連接102處。以這 種方式提供分離的移動控制單元。在例如通過連接盒100內(nèi)的電池對顯示和控制i史備401獨(dú)立供電的情 況下，也可以連接到現(xiàn)場設(shè)備109的HART輸出。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒的第五應(yīng)用。這是 用于M化傳感器109的無線電傳輸。為此，傳感器109經(jīng)由HART線 501連接到無線電模塊502，該無線電模塊502連接到電源506，從而向 傳感器109供電。該無線電模塊能夠與第二無線電模塊503進(jìn)行無線通信。 第二無線電模塊503還包括電源505，第二無線電模塊503經(jīng)由HART 線504連接到供電和控制設(shè)備111。除接口適配器103以外，連接盒100還包括數(shù)據(jù)線纜113,所述連接 盒100經(jīng)由數(shù)據(jù)線纜113連接到便攜式電腦104。此外，連接盒100包括 無線電接口，用于在連接盒100和現(xiàn)場設(shè)備109之間無線傳輸信號。以這 種方式，可以在控制側(cè)或評估側(cè)接入現(xiàn)場i殳備無線電單元502和無線電單 元503之間的無線電銜洛，以例如使現(xiàn)場設(shè)備109參數(shù)化。圖6示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒的第六應(yīng)用。這里 也提供無線數(shù)據(jù)傳輸。連接盒IOO包括電池、可再充電電池形式的內(nèi)部電 源或者外部電源。因?yàn)檫B接盒連接到顯示和控制模塊401，所以不需要連 接到PC等。圖7示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的連接盒的又一應(yīng)用。在這個(gè)實(shí) 施例中，無線電模塊702被集成在傳感器109中。此外，傳感器109經(jīng)由 電源線701例如經(jīng)由HART線連接到供電設(shè)備111。通過還集成有相應(yīng)的無線電模塊的連接盒IOO無線地進(jìn)行傳感器109 的錄化。圖8示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒的又一應(yīng)用。因?yàn)?連接盒100耦合到顯示和控制該:備401，所以不需要提^H更攜式電腦104 等。連接盒的供電借助于電池或來自外部電源。在這個(gè)實(shí)施例中，傳感器 和連接盒100也都包括無線電模塊。圖9示出才艮據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的第九應(yīng)用。如圖9所示， 連接盒100經(jīng)由HART線纜105連接到供電設(shè)備111和傳感器109之間 的HART線112。連接盒100包括內(nèi)部電源，使得不^f吏模擬測量值(模 擬電流值)不真實(shí)。作為模擬測量值信號的替代，可以使用多點(diǎn)模式(能 夠接入總線)。在這種情況下，連接盒或者接口適配器103不需要內(nèi)部電 源。接口適配器103啟動傳感器109的傳感器數(shù)據(jù)記錄。此外，設(shè)置存儲 介質(zhì)，其位于連接盒IOO內(nèi)或者形成為接口適配器103的一部分。還可以 連接外部存儲介質(zhì)。這樣，可以經(jīng)由連接盒100來記錄傳感器數(shù)據(jù)?？梢?經(jīng)由便攜式電腦104或控制設(shè)備401設(shè)置數(shù)據(jù)記錄的例如起始點(diǎn)、結(jié)束點(diǎn) 和記錄間隔。隨后，可以經(jīng)由USB設(shè)備讀出經(jīng)由連接盒100記錄的數(shù)據(jù)。圖10示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒的又一應(yīng)用。在 這個(gè)實(shí)施例中，接口適配器103經(jīng)由fC線202連接到傳感器109，傳感 器109也連接到電源506。接口適配器103啟動傳感器數(shù)據(jù)記錄。此外， 該傳感器向接口適配器103供電。這里也提供內(nèi)部或外部存儲介質(zhì)以記錄傳感器數(shù)據(jù)。例如，可以是USB記憶棒。例如，將存儲介質(zhì)集成在連接 盒或接口適配器103中。這里也經(jīng)由便攜式電腦104等或經(jīng)由控制設(shè)備 401來設(shè)置記錄。例如，經(jīng)由接口適配器103的USB連接來進(jìn)行記錄數(shù) 據(jù)的讀出。圖11示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒的又一應(yīng)用。其 包含如圖5至8中已經(jīng)描述的無線電傳輸。接口適配器103通過設(shè)置在連 接盒IOO中的無線電模塊和無線電模塊502連接到傳感器109。接口適配 器103啟動傳感器數(shù)據(jù)記錄，并由電池、可再充電電池或外部供電設(shè)M 電。此外，設(shè)置內(nèi)部或外部存儲介質(zhì)以記錄傳感器數(shù)據(jù)。以與圖9和10 的情況中相同的方式進(jìn)行記錄過程的設(shè)置。圖12示出連接盒的應(yīng)用的又一示例性實(shí)施例。連接盒100和傳感器 109之間的無線通信對應(yīng)于圖7所描述的情況。這里，接口適配器103啟 動傳感器數(shù)據(jù)記錄，并且由電池、可再充電電池或由外部供電設(shè)備lll供 電。為了記錄傳感器數(shù)據(jù)，在這個(gè)實(shí)施例中也將存儲介質(zhì)集成在連接盒或 者接口適配器103中，或者從外部連接存儲介質(zhì)。在這個(gè)實(shí)施例中，便攜 式電腦104或控制單元401也用于設(shè)置數(shù)據(jù)記錄以及讀出所存儲的數(shù)據(jù)。圖13示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒的又一應(yīng)用。為 此，將連接盒100設(shè)計(jì)成使得組合的控制和通信單元1401能夠連接到接 口連接102 (見圖17 )。組合的控制和通信單元1401是包括控制單元401 和接口適配器103的組合。附圖標(biāo)記1402示出USB連接。作為包括控制單元和通信單元的組合的結(jié)果，在例如為了讀出數(shù)據(jù)而 將連接盒連接到便攜式電腦的同時(shí)，作為選擇，可以由連接盒100來實(shí)現(xiàn) 傳感器的操作或控制。圖14示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒的又一應(yīng)用。連 接盒100包括第二接口連接，控制單元401可以連接到該第二接口連接， 第二接口連接也可以用于數(shù)據(jù)存儲。因此，測量數(shù)據(jù)能夠在控制單元401 中進(jìn)行緩沖，隨后可以由讀出單元104經(jīng)由接口適配器103執(zhí)行測量數(shù)據(jù) 的讀出。圖15示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的適配器連接器108的四個(gè)不 同的透視圖1501、 1502、 1503和1504。圖16示出圖15的適配器連接器的另外四個(gè)示意圖。1606表示主視 圖，1607、 1608和1609表示適配器連接器108的三個(gè)側(cè)視閨(從頂部、從側(cè)面和從下面)，而1610表示適配器連接器108的后視圖。在正面，適配器連接器108包括用于連接到50系列現(xiàn)場i殳備的不同 接觸區(qū)域1602、 1603、 1604和1605。為了防止適配器連接器108顛倒地 插入現(xiàn)場設(shè)備，設(shè)置例如接線片(lug) 1601.1610示出適配器連接器108的示意性后視圖。這里也i殳置四個(gè)連接 區(qū)域1703、 1704、 1705和1706，以將適配器連接器連接到連接盒100的 I2C線纜202的I2C連接器。此外，這里也以四個(gè)榫型、或者在適配器連 接器108的第一側(cè)形成缺口 (indentation) 1701并且在第二側(cè)形成四個(gè)朝 外的彎曲1702的形式安裝防轉(zhuǎn)動設(shè)備。朝外的彎曲1702還可以包括其它 形式，但是必須對應(yīng)于與相對的插座朝內(nèi)的彎曲匹配。圖17示出接口連接102、 l卯l的三個(gè)示意圖，其具有彈性觸點(diǎn)1704、 1705、 1706、 1707、 1708和1709、 1710、 1711、 1712、 1713。圖1701示出接口連接102、 l卯l的下側(cè)；圖1702示出側(cè)視圖；而 1703示出主視圖。十個(gè)觸針1704至1713各自耦合到相應(yīng)的彈性元件(圖17中未示出)， 并且至少可以部分地推入(與彈性力相反)到接口連接102的基體(base body)中。當(dāng)將接口適配器103旋檸到連接盒100上時(shí)，上觸針1709至 1713壓靠在接口適配器103相應(yīng)的接觸表面上，從而建立良好的導(dǎo)電接 觸。圖18示出傳感器109的彈性觸點(diǎn)102、 l卯l的詳細(xì)示意圖.1801示 出觸點(diǎn)1802、 1803、 1804和1805的俯視圖。1806示出觸點(diǎn)1807、 1808、 1809和1810的俯視圖。1811示出彈性觸點(diǎn)的第一側(cè)視圖，1822示出視 線方向偏移90度的彈性觸點(diǎn)的第二側(cè)視圖。彈性觸點(diǎn)例如包括彈性元件，當(dāng)將接口適配器103旋檸到連接盒100 中時(shí)，通過所述彈性元件將觸針1802至1805或1807至1810壓靠在相應(yīng) 的接觸表面上。圖19示出從四個(gè)不同的方向看到的連接盒100的示意圖1907、1908、 l卯9和1910。連接盒100包括用于容納接口適配器103的連接區(qū)域1906。 為了將接口適配器103連接到連接盒，設(shè)置例如以彈性觸點(diǎn)的形式設(shè)計(jì)的 接口連接102、 l卯l。接口連接102用于傳輸fC信號，而接口連接1901 (與接口連接102中的一個(gè).結(jié)合)用于傳輸HART信號。此外，連接盒100包括線纜引入孔(leadthrough) 1902，通過其能夠饋入HART線105或I2C總線線纜106。連接盒100包括蓋元件1903 和基座元件1卯4，通過鉸鏈l卯5將其相互連接，使得能夠鉸鏈旋開連接 盒亂圖20示出連接盒100處于4^鏈旋開狀態(tài)的另外三個(gè)透視圖2007、 2008和2009。設(shè)置夾持元件2001、 2002、 2003和2004以容納相應(yīng)的連 接線纜105、 106、 107和適配器連接器108。圖21示出包括I2C總線線纜106和連接器108的連接盒100的另外 三個(gè)透視圖2107、 2108和2109。此夕卜，可以提供HART線纜105 (在圖21中未示出)，其例如從襯 套(bush) 2101中露出，使得可以連接到現(xiàn)場設(shè)備的HART線。圖22示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的連接盒100的示意圖。 連接盒100包括用于連接到接口適配器的彈性觸點(diǎn)102。圖17示出彈性 觸點(diǎn)102的詳細(xì)視圖。此外，連接盒IOO包括HART線纜105，其提供現(xiàn) 場設(shè)備連接101。 HART線纜105包括例如以端子或連接器的形式設(shè)計(jì)的 兩個(gè)連接器1501和1502。 HART線纜105能夠經(jīng)由這兩個(gè)連接器1501 和1502連接到現(xiàn)場設(shè)備。圖23示出連接盒100的又一示意圖，其具有包括兩個(gè)連接器1501 和1502的HART線纜105以及I2C線纜106。此外，設(shè)置接口連接102 和l卯l。此夕卜，應(yīng)當(dāng)指出，"包括，，不排除其它元件或者步驟，而且"一"或者"一 個(gè)"不排除多個(gè)。而且，應(yīng)當(dāng)指出，參考上述示例性實(shí)施例中的一個(gè)描述 的特征或步驟還可以與上述其它示例性實(shí)施例的其它特征或步驟結(jié)合使 用。權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種連接盒，用于在現(xiàn)場設(shè)備(109)和控制設(shè)備(104)之間傳輸信號，所述連接盒(100)包括現(xiàn)場設(shè)備連接(101)，用于將所述連接盒(100)連接到所述現(xiàn)場設(shè)備(109)；接口連接(102)，用于將所述連接盒(100)連接到接口適配器(103)；其中，為了傳輸所述信號，所述現(xiàn)場設(shè)備連接(101)和所述接口連接(102)彼此耦合，以能夠進(jìn)行通信；其中，所述接口連接(102)用于將所述連接盒(100)直接連接到顯示和控制設(shè)備；以及其中，所述現(xiàn)場設(shè)備(109)是填充水平測量設(shè)備或壓力測量設(shè)備中的至少一個(gè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接盒，其中，所述信號從包括HART信號、fC信號、Profibus信號、現(xiàn)場 總線基金會信號、4…20mA信號和開關(guān)信號的組中選擇。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連接盒，其中，所述現(xiàn)場設(shè)備連接(101) ^Li殳計(jì)成連接到HART線(112 )。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的連接盒，其中，所述現(xiàn)場設(shè)備連接(101)包括具有兩個(gè)連接器(1501， 1502) 的HART線纜(105 )，以連接到所述HART線(112 )。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連接盒，其中，所述現(xiàn)場設(shè)備連接(101) ^t設(shè)計(jì)成連接到l2C總線。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的連接盒，其中，所述現(xiàn)場設(shè)備連接(101)包括fC總線線纜(106)，以連接到所述fc總線。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的連接盒，其中，所述現(xiàn)場設(shè)備連接(101)包括用于連接到所述現(xiàn)場i殳備的適 配器連接器(108);以及其中，所述適配器連接器(108),則化，以防止所述適配器連接 器(108) M地連接到所述現(xiàn)場設(shè)備。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的連接盒，其中，所述連接盒用于將信號從所述控制設(shè)備(104)傳輸?shù)剿霈F(xiàn) 場設(shè)備；其中，所述信號包括^lt化所述現(xiàn)場設(shè)備的^!t化數(shù)據(jù)。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的連接盒，其中，所述連接^L設(shè)計(jì)成用于將所述信號從所述現(xiàn)場設(shè)備傳輸?shù)剿?述控制設(shè)備(104);其中，所述信號包括所述現(xiàn)場設(shè)備的測量數(shù)據(jù)。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的連接盒，還包括 電源，用于向所述接口適配器(103)獨(dú)立供電。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的連接盒，其中，所述電源包括可再充電電池和太陽能電,塊；其中，所述太陽能電,塊^i殳計(jì)成對所述可再充電電池充電。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的連接盒，其中，所述連接盒(100)包括可從外部iiX的空腔，所述空腔被設(shè) 計(jì)成容納HART線纜(105 )、 I2C總線線纜(106 )、 USB線纜(107)和 適配器連接器(108 )。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的連接盒，其中，所述現(xiàn)場設(shè)備連接(101)可用作無線電接口，其用于在所述 連接盒(100)和所述現(xiàn)場設(shè)備(109)之間無線傳輸所述信號。
14. 根據(jù)前i^利要求中的任一項(xiàng)所述的連接盒，其中，所述接口連接(102)包括滑動觸點(diǎn)，其用于將所述連接盒(100) 連接到所述接口適配器(103 )。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的連接盒，還包括 第二接口連接，用于將所述連接盒(100)連接到控制設(shè)備(401)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1至15中的任一項(xiàng)所述的連接盒的用途，所述連接盒用于進(jìn)行填充水平測量或壓力測量中的至少一個(gè)，并且用于在現(xiàn)場設(shè)備和控制設(shè)備(104)之間傳輸信號；其中，所述現(xiàn)場設(shè)備是填充水平測量設(shè)備或者壓力測量{殳備。
17. —種使用根據(jù)權(quán)利要求1至15中的任一項(xiàng)所述的連接盒在現(xiàn)場 設(shè)備(109 )和控制設(shè)備(104)之間傳輸信號的方法，所述方法包括以下 步驟將所述連接盒(100)連接到所述現(xiàn)場設(shè)備(109);將所述連接盒(100)連接到接口適配器(103);經(jīng)由現(xiàn)場設(shè)備連接(101)將所述信號從所述現(xiàn)場設(shè)備(109)傳輸?shù)?接口連接(102 )和所述控制設(shè)備(104);其中，所述現(xiàn)場i殳備(109 )是 填充水平測量i殳備或者壓力測量i殳備中的至少一個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種連結(jié)盒。用于測量壓力或填充水平的現(xiàn)場設(shè)備經(jīng)由線纜連接或無線電連接連接到固定的評估和顯示設(shè)備。描述了現(xiàn)場設(shè)備和控制設(shè)備之間信號的連接盒傳輸，以提供靈活的參數(shù)化或靈活的測量值查詢，所述連接盒傳輸包括現(xiàn)場設(shè)備連接和接口連接。為了傳輸信號，所述現(xiàn)場設(shè)備連接和所述接口連接彼此耦合以能夠進(jìn)行通信。
文檔編號H01M10/44GK101221691SQ200710167380
公開日2008年7月16日 申請日期2007年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月27日
發(fā)明者克勞斯·京特, 托馬斯·德克, 約瑟夫·費(fèi)倫巴赫 申請人:Vega格里沙貝兩合公司