[發明專利]用于過程和自動化技術中的衛生應用中的現場設備及其制造方法

在審

• 申請號: 201680034477.9
• 申請日: 2016-05-24
• 公開（公告）號: CN108141909A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 西蒙·格爾維希;拉斐爾·舍恩哈特;托爾斯滕·魏因施泰因
• 申請（專利權）人: 恩德萊斯和豪瑟爾兩合公司
• 主分類號: H05B1/02
• 分類號: H05B1/02;G05D22/02
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 張煥生;戚傳江

本發明涉及用于過程和自動化技術中的衛生應用中的現場設備(1)，其包括至少一個傳感器元件(2)，至少一個電路(3)，至少一個加熱元件(4)，至少一個殼體(5)，殼體具有外側(6)和內側(7)且其中設置并附接至少傳感器元件(2)、電路(3)和加熱元件(4)和外部能量供應單元(11)，其中現場設備具有兩個連接引腳(8)，傳感器元件(2)和電路(3)連接至引腳且借助引腳存在與外部電源(11)的電連接，因此形成第一電流回路(12)，和其中提供第二電流回路(13)，后者被設置為使得加熱元件(4)借助兩個連接引腳(8)之一和第三連接引腳(9)與外部能量單元(11)電接觸，這樣第二電流回路(13)與第一電流回路(12)形成并聯電路；而且還描述了用于制造這種現場設備(1)的方法。

技術領域

本發明涉及用于過程和自動化技術中的衛生應用中的現場設備以及這種現場設備的制造方法。這種情況下，現場設備包括用于記錄第一物理被測變量的至少一個傳感器元件，用于把傳感器元件記錄的被測變量轉換成測量信號的至少一個電路，至少一個加熱元件，至少一個殼體，其具有外側和內側且其中設置并安裝了至少傳感元件、電路和加熱元件，以及外部能量供應單元。

背景技術

由現有技術已知用于工業廠房中的現場設備。在過程自動化技術中，與制造自動化技術中一樣，經常采用現場設備。被稱為現場設備的本質上是在過程附近采用的所有設備，且其傳送、或處理過程相關信息。由此，現場設備用于記錄和/或影響過程變量。用于記錄過程變量的是測量設備及其傳感器。例如其用于壓力和溫度測量、傳導率測量、流量測量、料位測量等，和記錄相應的過程變量、壓力、溫度、傳導率、pH值、料位、流量等。用于影響過程變量的是執行器(actuator)。這些例如是泵或者閥門，能夠影響管道中的液體的流動或者容器中的料位。除了上述測量設備和執行器之外，還涉及的現場設備是遠程I/O、無線電適配器，且通常還有設置為現場級別的設備。

由Endress+Hauser聯合公司制造并出售大量的這種現場設備。

根據其使用位置，用于過程自動化的很多現場設備都易于受各種環境影響。在工業的不同分支中，存在不同環境條件，需要適當的不同保護措施。

在過程自動化中，尤其是在衛生應用中，過程頻繁運行，其中存在高濕度。蒸汽隨著冷凝沉積在工藝設備的表面上。該冷凝物會損壞設備且尤其是位于其中的現場設備。具有金屬殼體的現場設備會由于較長時間接觸水而被侵蝕。如果蒸汽進入到殼體內部且在那里冷凝，現場設備的功能性會變差。例如，冷凝會聚集在電子器件上且引起缺陷和/或侵蝕。而且，會出現由濕氣引起的在電子器件和殼體之間的短路，并且限制了現場設備運行的能力。

壓力測量設備尤其是相對壓力測量設備需要基準空氣管用于校準操作。其被導入到殼體中且通過壓力平衡元件與環境接觸。如果冷凝物沉積在該壓力平衡元件上，則在給定情況下，會阻擋空氣被供應到基準空氣管中。結果，測量到有缺陷的壓力值。

當溫度低于閾值溫度、所謂的露點(dewpoint)、也稱作露點時會發生冷凝。氣體混合物的露點溫度由可冷凝成分的百分比確定。氣體混合物例如可以是空氣，這種情況下可冷凝成分是水。氣體混合物中的可冷凝成分百分比越高，露點溫度就越低。

如果過程具有一個或多個低過程溫度階段，例如冷卻階段，則這些階段中增加了冷凝的危險。

保護現場設備免于冷凝的可能性是改變殼體尺寸。利用較大的殼體長度，在壓力測量設備被定位得遠離過程連接的情況下，使得低溫不會到達諸如電子器件或者壓力平衡元件的這些敏感部件。但是，這與增加的材料成本相關。而且，在很多工藝設備中空間受到限制，使得殼體尺寸必須盡可能小。

另一種可能性是使敏感部件與過程溫度分離。這通過所謂的溫度解耦器來完成。溫度解耦器是具有特定形式的殼體部分，例如，肋或者縮頸。取決于實施例的形式，該方法的不利之處在于在殼體開發的情況下的低效率和增加的工作。

用于避免殼體上冷凝的一項有效技術是保持殼體溫度高于露點溫度。