[发明专利]具有可拆卸天线模块的无线现场装置或无线现场装置适配器

说明书

技术领域

本发明涉及用于过程控制和测量产业中的现场装置，具体地涉及利用无线数据传输的现场装置。

背景技术

现场装置被用于过程控制和测量产业中，以监视和自动控制工业和化学过程。现场装置将表示诸如温度、压力、位置之类的物理参数传输至过程控制计算机或主机，并且还可以接收要求该现场装置执行诸如打开阀门或关闭阀门之类的动作的控制信号。

现场装置可以位于可能是易燃或易爆环境的危险（类别）场所中。可以将位于易燃或易爆环境中的现场装置设计为具有固有安全性的保护类型。即，该现场装置所使用的能量低并且不会产生可能触发爆炸或火灾的火花。

最初，现场装置通过有线网络将数据传输至主机并且从主机接收数据。有线网络还可以向现场装置传送功率。当将功率传送至位于危险（类别）场所中的现场装置时，有线网络所传送的功率本身可能受限于固有安全水平。

无线数据传输正变得流行。无线现场装置包括发送和接收无线数据的天线。天线位于天线罩内，该天线罩通常由电绝缘体构成，该电绝缘体将天线与周围环境隔离开。

无线现场装置可以从一开始就设计为只用于无线数据传输，或者可以利用向有线现场装置添加无线功能的无线网络适配器从有线现场装置转换而来。

无线现场装置可以布置于诸如网状网络或星形网络之类的网络中，这些网络能够使用相对低功率的从无线现场装置收发的无线电信号。这种低功率的无线现场装置利于使用在危险（类别）场所中。

用于危险（类别）场所中的无线现场装置通常在天线信号路径中利用电容器或其它电路元件。这些电路元件充当高通滤波器，该高通滤波器在天线短路的情况下只允许低能量脉冲产生并传到该天线。该低能量脉冲不触发火花。

常规的无线现场装置具有永久固定的天线。一旦将该无线现场装置置于危险（类别）场所中，就不能移除该天线。

期望具有包括可替换的或可拆卸的天线的无线现场装置，尤其是包括可替换的或可拆卸的天线的用于危险（类别）场所中的无线现场装置。这样的无线现场装置可以在现场中替换掉具有缺陷或性能不佳的天线，即使该无线现场装置位于危险（类别）场所中。

对在危险（类别）场所中的无线现场装置的一个关注点是静电。移除天线或附接天线的操作本身可能由于静电的积累而产生在天线罩（绝缘体）和装置外壳之间跳动的火花。

因此，需要改进的无线现场装置以用于危险（类别）场所中，该改进的无线现场装置具有这样的可拆卸天线，该可拆卸天线在被移除或替换时抑制产生火花。

发明内容

本发明是改进的无线现场装置（或用于将有线现场装置转换为无线现场装置的适配器）以用于危险（类别）场所中，该改进的无线现场装置（或用于将有线现场装置转换为无线现场装置的适配器）包括这样的可拆卸天线，该可拆卸天线在被移除或替换时抑制产生火花。

根据本发明的一种无线现场装置或适配器包括：外壳；处在所述外壳中的无线通信模块；处在所述外壳上的第一连接器部分，该第一连接器部分能够传输射频信号；处在所述外壳中的第一信号线，该第一信号线从第一连接器线延伸至所述无线通信模块；天线模块，其可拆卸地附接至所述第一连接器部分；以及主体，其包括静电耗散材料。

所述天线模块包括第二连接器部分、电连接至所述第二连接器部分的天线、以及天线罩，所述天线处在所述天线罩中。

所述第二连接器部分能够与所述第一连接器部分耦合和去耦，所述第一连接器部分与所述第二连接器部分在被耦合在一起时能够在它们之间传输射频信号。当所述天线模块附接至所述第一连接器部分时，所述主体与所述第一连接器部分电接触。

静电耗散材料是静电放电（ESD）防护材料，该静电放电防护材料具有大于10⁵（10的5次方）欧姆每平方但不大于10⁹（10的9次方）欧姆每平方的电阻率。材料的表面电阻率在数值上等于形成方材的相对各侧面两个电极之间的表面电阻。该方材的尺寸无关紧要。表面电阻率施加于表面导电性材料和体积导电性材料两者，并具有每平方的欧姆值。

在无线模块和现场装置或适配器的其余部分之间累积的静电荷通过静电耗散主体消散至地，在将各连接器部分耦合或去耦时抑制产生火花。

在本发明的优选实施例中，天线罩是所述静电耗散主体。天线罩优选地由静电耗散热塑性塑料构成。在天线罩和第二连接器部分之间的过盈配合将该天线罩和该第二连接器部分机械附接和电连接。

随着描述的继续，尤其是参照示出了本发明实施例的五页附图时，本发明的其它目的和特征将变得明显。

附图说明