[发明专利]传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器，用于测量任何所需的测量变量，所述传感器具有传感器外壳，所述传感器外壳具有样本馈送器。

背景技术

为了满足在操作复杂机械时的严格的安全需求，一种可能性是将该机械的重要部件配置为冗余的或分散(diverse)的。

在此连接中，机械的控制器的适当运转必须考虑从传感器到用于处理的处理器的数据传输，因为在某些环境中，传感器要获取有关的测量变量来用于机械的安全操作。在此方面，冗余性可能是必要的，以保证所需的安全条件。可以基于冗余性呈现的测量结果来检测到整个测量链的各个部件的可能的故障。

从现有技术可以获知传感器布置为冗余设计的机械的如上所述基于传感器的测量系统的实现。图1a至1c中所示的系统具有引导任意所需媒质(medium)的线路1，其中线路1中的媒质的压力应作为测量变量由传感器布置检测。为达此目的，沿着线路1彼此间隔布置两个测量连接2、12。线路1内的待检查的媒质通过测量连接2和12馈送到两个测量装置3和13，该两个测量装置反转而通过信号线4和14连接到其各自的处理器单元6和16。

一旦具有根据图1b的实际值的压力脉冲出现于线路1的输入端，其延伸到线路1中。由于两个测量连接2、12彼此间隔，压力脉冲在时间t₂通过测量连接2到达测量装置3(参见图1b)，并在时间t₃通过测量连接12到达测量装置13。

测量装置3和13彼此独立地工作，因为没有向其提供统一时钟。从图1c可以看出，测量装置3和13形成了表示实际值的模拟电信号。所述信号通过两个信号线4和14传输到两个用于处理的处理器6和16。这两个处理器单元6和16彼此独立地工作，因此没有同步。因此所述处理器确定对应于实际值的测量值MW1和MW2，其具有相对于通过线4、14提供的电子值的时间偏移。

为了检测两个独立的测量设备的可能的错误，在两个处理器单元6和16之间启动测量值比较50。基于如下事实发现了已知的传感器的实质问题：根据基于时间差51的时间所产生的各个测量值MW1和MW2导致相当大的测量不确定性。这些测量不确定性一定会在测量结果的比较50中观察到，从而扩大这两个测量值MW1和MW2彼此之间的可容许的偏差范围。只有超过偏差容许后才诊断出布置的故障。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种测量布置，其针对可能的测量偏差提供更大的安全性和更好的反应可能性。因此，本发明的目的是提供一种能实现小得多的容许界限的传感器。

通过根据本发明一方面的传感器来实现本发明的目的。因此，所述传感器具有在传感器外壳内的至少两个测量值获取器以及至少两个处理单元。所述测量值获取器限定为传感器的第一部分，其直接响应于待检测的测量变量。优选地，每个测量值获取器通过信号线准确地连接到一个处理单元，从而表示测量值的信号值可以传输到该处理单元。为了提高传感器的可靠性或安全性，测量值获取器和处理单元均是冗余的和/或分散的。所述至少两个测量值获取器彼此独立地获取至少两个测量值，并将它们传输到它们所连接的处理单元。根据本发明的至少两个测量获取器在传感器外壳中只具有一个样本馈送器的布置保证了待检查的测量值的有效实际值没有时间延迟地施加到所有测量值获取器。优选地，测量值获取器和/或处理单元是分散的。

与此相对比，现有技术的传感器系统遵循这样的方法，即通过两个分离的样本馈送器将两个完全独立的传感器布置到线路。由于传感器布置为彼此在空间上远离，媒质的有效实际值只能有延迟的到达传感器，这导致检测到的测量值中有很大的偏差。

根据本发明的两个测量值获取器在传感器外壳中的最小间隔布置大大减小了检测到的测量值的时间偏移或实际上排除了该时间偏移。优选地，所有的测量值获取器布置为距离样本馈送器的进口相同的距离。因此，测量变量的变化时间上同步地被所有的测量值获取器采集到。此外，根据本发明的传感器呈现了冗余设计传感器系统的一种简单实现的选项，因为在传感器外壳中已经集成了冗余性。不再需要多个分离的独立传感器的复杂布置。

更优选地，所述至少两个测量值获取器直接彼此相邻地布置在传感器的样本馈送器内或布置在样本馈送器的端区域中。可以想到将测量值获取器连接到样本馈送器中的相对部属点。两个测量值获取器之间的间距越小，测量变量的实际值的时间延迟的检测越小。由于根据本发明的布置，可以忽略实际值的获取之间的时间偏移。在传感器的无错操作下，在测量值获取器的输出端实际上获得同时施加的实际值。