[发明专利]使用超声通信链路的自动化网络现场设备

说明书

相关申请的引用

本发明要求在2005年8月16日提交的美国临时申请60/709,090以及在2005年8月16日提交的德国专利申请10 2005 038 607.5的提交日的权益，其两者的公开内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及过程自动化。具体地，本发明涉及用于过程自动化的现场设备，涉及这种现场设备的用于填充水平(fill level)测量的用途，以及涉及用于操作这种现场设备的方法。

背景技术

在过程自动化技术中，使用现场设备来获取和/或控制过程变量。

这种现场设备例如是填充水平仪表、压力计、温度计、流量计等等，其借助于传感器来获取相应的过程变量，比如填充水平、压力、温度或流量。

通常所说的激励器比如阀、加热元件、致冷元件或泵是这种现场设备的另外的示例，借助于这些激励器，可以继而影响过程变量。

而且，现场设备可以设计成控制或选择传感器或激励器的输入单元或输出单元的形式。

为了参数化或扫描(smay)这种现场设备，可以使用过程控制系统，该系统使用线缆经由对应接口连接到现场设备。此外，输入模块可稳固地连接到现场设备。为了参数化或扫描，随后打开现场设备，并手动操作输入单元。

专利说明书DE 103 26 627 A1涉及用于显示与过程自动化技术有关的现场设备的功能的方法。在该配置中，从发射单元发射无线信号到现场设备，该无线信号触发对现场设备中的现场设备状态的扫描。对应于对该设备扫描的结果，产生可感知的信号。

发明内容

本发明的目的是阐述现场设备的改进的操作。

根据本发明的示例性实施例，阐述了用于过程自动化的现场设备，其包括：检测器，用于检测第一声信号；以及控制单元，用于执行操作步骤，以作为对所检测到的第一声信号的反应，其中，所述操作步骤包括参数化、操作检查或数据扫描。

通过提供用于声信号检测的检测器，可以以不接触的方式来对现场设备进行寻址。在这种配置中，通过由检测器拾取的声波以声学方式进行数据发送。这种声波易于产生并且甚至穿过现场设备的外壳壁传播到现场设备的内部。

此外，现场设备还可以被操作而不用任何直接视觉接触到现场设备，比如绕过拐角或穿过障碍物(例如墙壁等)，因为声波同样可以穿过砖石建筑和绕过拐角传播。

根据本发明的另一示例性实施例，第一声信号包括用于执行参数化的参数化数据。

照此方式，现场设备的参数化所需要的数据作为声信号以不接触的方式从外部可被发送到现场设备。

根据本发明的另一示例性实施例，现场设备还包括用于存储所测量的数据的存储器。为此目的，现场设备可包括测量单元，或者可连接到提供数据的测量单元。例如，测量单元可以是填充水平传感器。

根据本发明的另一示例性实施例，第一声信号是超声信号。通过使用超声信号，由于涉及高频，可以发射相对高的数据密度。此外，超声信号不在可听频谱内，因此不会给周围环境带来噪音。根据本发明的另一示例性实施例，第一声信号可由手持发射器或固定计算机产生。

通过借助于电设备比如移动电话、手持设备或PC来产生声信号，有可能发送精确定义的信号序列。例如，手持发射器的特定键可触发特定信号序列的发射。这样，可确保简单且不受干扰的操作。

根据本发明的另一示例性实施例，第一声信号可由人产生。

例如，此人可以说出特定的一连串的指令，以便触发操作检查或数据扫描。此用户(人)还可以口头地执行现场设备的参数化。这样就不需要额外的手持发射器或外部计算机来触发该现场设备。

根据本发明的另一示例性实施例，检测器包括用于将第一声信号转换成电信号的声换能器。

例如，所检测到的声信号可因此被数字化以便进一步处理。

根据本发明的另一示例性实施例，声换能器包括压电元件。压电元件的使用可提供简单而有效的声信号到电信号的转换。

例如，检测器可设置在现场设备的外壳内部，使得该检测器很大程度上免受外部影响。

具体地，可以设计所述外壳使得其耐压，从而使得即使在极端的外部条件下，设置在外壳内的电子器件以及检测器也能得到保护。

具体地，将检测器设置在外壳内部可使得不需要提供用于线缆套筒等的孔。传感器可完全地设置在所述外壳内部，外部手持发射器或外部计算机或用户和检测器之间的数据发射可以以不接触的方式穿过外壳的壁而进行。可以不需要提供任何窗口、引入等。这样，可显著地改进现场设备的稳定性、坚固性以及耐用性。