[發明專利]用于確定測量變量的測量組件

有效

• 申請號: 201310551491.4
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN103808353B
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: V.皮紹
• 申請（專利權）人: 克洛納測量技術有限公司
• 主分類號: G01D21/00
• 分類號: G01D21/00;G01D18/00;G01D3/08;G01F1/32;G01F25/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 陳浩然,楊國治

技術領域

本發明涉及一種用于確定至少一個測量變量的測量組件，其帶有至少一個傳感器裝置和至少一個發送裝置。在此，傳感器裝置產生至少一個測量信號，而發送裝置至少由該至少一個測量信號產生至少一個輸出信號。測量變量例如為介質的流量、填充狀態(Füllstand)、pH值或溫度。

背景技術

在現代的工藝自動化系統(Prozessautomatisierung)中使用大量測量儀器以用于確定或用于監測測量變量，以便由此對工藝進行監測或控制。如果尤其涉及到有危險的或關于安全至關重要的應用情況，那么測量儀器或總的測量組件也必須滿足提高程度的安全性。換而言之，測量儀器必須提供一定程度的可靠性。這通過安全要求等級或安全完整性等級(Sicherheits-Integritatslevel，SIL)來描述。在此必須以更高的等級來進一步最小化功能性故障的風險。

為了識別出功能性故障，測量儀器因此配備有允許尤其自我監測或監測各個構件的功能性。

如果識別出故障，則一方面發出信號，尤其經由故障信號發出信號，且另一方面測量儀器變換到防護狀態中(尤其在危急故障的情況下)，該狀態防止由于測量儀器處于故障狀態中而發生事故。

針對進一步的考慮，測量儀器或總的測量組件被劃分成至少一個傳感器裝置和發送裝置。傳感器裝置在開始測量時產生由發送裝置處理的測量信號。處理在此例如可意指在發送裝置中存儲校準數據，其允許由該測量信號得出實際感興趣的測量變量。如果測量信號例如是根據雷達原理的填充狀態測量儀(Füllstandsme?ger?t)的微波信號的運行時間，那么可經由參考數據得出反射微波信號的介質的填充狀態。補充地或備選地，在發送裝置中將測量信號轉換成可經由現場總線進行通訊的(在大多情況下標準化的)數據。所產生的輸出信號例如為4…20mA信號。

在此，測量組件通常不僅理解為測量儀器(備選的名稱：現場儀器)，而且理解為用于測量的單獨的構件的互連系統(Zusammenschaltung)。

除了對故障進行識別之外，同樣重要的是測量組件在這樣的故障情況下還可靠地轉變到安全的狀態中，即尤其變換到靜止狀態(Ruhestand)中或斷開的狀態中。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種在故障情況下轉變到安全的狀態中的測量組件。

根據本發明的測量組件(在其中，其實現先前引出和指出的目的)首先且主要以此為特征，發送裝置具有至少一個控制裝置、至少一個切換裝置以及至少一個信號輸出調整裝置。信號輸出調整裝置設計成用于產生至少一個輸出信號。切換裝置如此設計，即，切換裝置至少處在第一狀態或第二狀態中。控制裝置在切換裝置處在第一狀態中的情況下與信號輸出調整裝置相連接。信號輸出調整裝置在切換裝置處在第二狀態中和/或信號輸出調整裝置沒有與控制裝置相連接的情況下產生作為輸出信號的至少一個故障信號。此外，控制裝置作用于傳感器裝置的能量供應系統，而傳感器裝置作用于切換裝置。傳感器裝置在為該傳感器裝置供應有在可預定的最小值之上的能量的情況下將切換裝置保持在第一狀態中。最后，控制裝置在控制裝置識別出存在故障狀態的情況下至少將傳感器裝置的能量供應降到可預定的極限值上。在一種設計方案中，控制裝置在其識別出存在故障狀態的情況下經由信號輸出調整裝置產生作為輸出信號的故障信號且將傳感器裝置的能量供應降到可預定的極限值上。

測量組件分成至少一個傳感器裝置和發送裝置，其設計成用于傳感器裝置的測量信號的處理、轉換、加工等且產生輸出信號，該輸出信號例如經由現場總線接口(作為任意設計的接口的示例)傳遞到其他的單元或例如控制室(Leitwarte)處。在發送裝置中存在切換裝置，其在無故障的狀態中且在為傳感器裝置供應有充足的能量的情況下通過傳感器裝置保持在這樣的狀態中，即，在其中在控制裝置與信號輸出調整裝置之間存在連接，從而控制裝置因此控制輸出信號的產生且相反地為控制裝置提供能量。

在一種設計方案中，尤其串聯地連接控制裝置、切換裝置以及信號輸出調整裝置。在此，在另一設計方案中，傳感器裝置至少在能量供應方面同樣串聯地布置在控制裝置之后或者一般如此布置，即，控制裝置的能量供應的中斷還導致傳感器裝置的能量供應的中斷。

如果切換裝置處在這種狀態中，即，在其中中斷了在控制裝置與信號輸出調整裝置之間的連接，那么一方面中斷控制裝置的所提到的能量供應，且另一方面信號輸出調整裝置識別出該狀態且產生作為輸出信號的故障信號。