[发明专利]用于确定和/或监测至少一个过程变量的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定和/或监测至少一个过程变量的装置，其中，该装置具有彼此流电隔离的初级侧和次级侧，其中，该次级侧具有对过程变量敏感的传感器元件和次级侧电子单元并且提供表示该过程变量的测量信号，并且其中，该初级侧具有用于评估测量信号以及用于产生输出信号的初级侧电子单元。过程变量例如是液体或容器中的粒状材料的料位、液体的密度、粘度、导电性、流动性或pH值。

背景技术

根据现有技术已知大量的配备有两个电子单元的测量设备，该两个电子单元常常彼此流电隔离。初级侧电子单元与测量设备的电源连接，而次级侧电子单元与传感器相关联。用于提供能量和数据传输的是一个或多个流电隔离的接口，所述接口能够以电感或电容方式实施。两个电子单元之间的通信例如经频率调制从初级侧到次级侧发生并且经负载调制在反向上发生，诸如在DE102006051900A1中描述的。另外，使用振幅调制也是已知的。常常，经流电隔离的接口从初级侧到次级侧不发生通信或仅发生单向通信，并且光耦合器用于从次级侧到初级侧的数据传输。

通常，次级侧把表示过程变量的测量数据传输到初级侧，而尤其是参数数据或传感器专用识别数据从初级侧传输到次级侧。基于空间、能量和成本，初级侧与次级侧之间的接口的数量通常被减少至最少。以这种方式，可传送的信息被大大地限制。

发明内容

本发明的目的是提供用于确定至少一个过程变量的装置，在该装置的情况下，改进了初级侧与次级侧之间的信息交换。

该目的通过根据权利要求1的特征来实现。有利的进一步的发展在从属权利要求中被阐明。

与传感器元件相关联的测量设备的次级侧产生测量信号，初级侧参考过程变量评估该测量信号。根据本发明，次级侧电子单元包括调制单元，该调制单元通过至少有时把至少另一信息片段调制到表示过程变量的测量信号上来产生经调制的测量信号。次级侧电子单元把经调制的测量信号经由流电隔离的接口传输至初级侧。因此，通过评估测量信号的调制，与在仅有测量信号传输的情况下相比，初级侧获取更多信息。基于评估的经调制的测量信号继续进行，初级侧产生输出信号，该输出信号显示过程变量的当前值或错误状态并且例如可提供至控制室或装置下游的现场设备。输出信号能够例如是常用4-20mA信号并且不同于为测量设备内部的信号的经调制的测量信号。

在实施例中，调制单元执行频率调制或脉冲宽度调制。测量信号通常为交流电压信号。与测量信号相比，对应于调制单元的实施例，经调制的测量信号至少有时具有改变的频率或改变的脉冲占空比。

至少另一信息片段能够是例如关于传感器元件或次级侧电子单元的配置的信息、用于确定或监测附加过程变量的信息、或关于次级侧的当前操作状态的信息。初级侧能够检查从其传输的数据是否正确到达次级侧，例如，次级侧电子单元的配置是否正确。对于直接在次级侧执行配置的情形，初级侧通过测量信号的调制学习次级侧如何被配置。此外，通过将设置在次级侧上的参数定期传输至初级侧，使得能够实现相对于测量设备操作期间的误差所改变的参数的控制功能。相对于配置而言，这种读回功能增加装置的安全性。

在实施例中，次级侧经当前操作状态示出，次级侧电子单元是处于用于确定和/或监测过程变量的测量操作中还是处于诊断状态中。术语诊断状态是指执行诊断以发现在次级侧电子单元的部件中的缺陷和在传感器元件的部件中的缺陷的状态。

在实施例中，初级侧电子单元基于经调制的测量信号的频率来确定过程变量的当前值并且基于经调制的测量信号的脉冲宽度来记录另一信息。

在附加实施例中，初级侧电子单元基于经调制的测量信号的频率来确定过程变量的当前值并此外同样基于频率来记录另一信息。

在本发明的实施例中，其中，装置是电子振动测量设备，其具有机械可振荡单元和驱动/接收单元，其中，该驱动/接收单元利用传输的信号来激励机械可振荡单元以执行机械振荡并且从机械可振荡单元接收振荡并且将这样的振荡转换成接收的电信号，经调制的测量信号承载关于至少一个振荡特性的信息。

在电子振动测量设备的实施例中，另一信息涉及驱动/接收单元的实施或作为最小或最大限制料位的限位开关的装置的实施，或涉及振荡特性或涉及用于评估可振荡单元和/或驱动/接收单元的质量的变量。