Beschreibung

Vorrichtung zur Bestimmung und/oder überwachung einer Prozessgröße

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder überwachung mindestens einer Prozessgröße, mit mindestens einer ersten Gehäuseeinheit, welche mindestens einen Verbindungsabschnitt zur mechanischen Verbindung der ersten Gehäuseeinheit mit einem Verbindungsabschnitt einer zweiten Gehäuseeinheit aufweist. Bei der Prozessgröße handelt es sich beispielsweise um die Temperatur, den Füllstand, den Druck, den pH-Wert, die Viskosität, den Durchfluss, den Massedurchfluss oder die Dichte.

[0002] Im Stand der Technik ist es bekannt, dass Messgeräte aus mehreren

Gehäuseeinheiten bestehen, welche jeweils unterschiedliche Bestandteile des Messgerätes beherbergen. Die Gehäuseeinheiten werden teilweise fest miteinander verbunden, z.B. durch Schweißen, Löten oder Krimpen oder sie werden reversibel miteinander verbunden, so dass auch ein Austauschen einzelner Komponenten möglich ist. So kann beispielsweise darauf Rücksicht genommen werden, dass es bei der Elektronik zu Ausfallerscheinungen kommt oder dass Bestandteile, welche in direkten Kontakt mit dem Prozess oder einem Medium kommen, beschädigt werden. So ist es bekannt, dass beispielsweise über entsprechende Gewinde eine Verschraubung vorgenommen wird oder dass auch sog. Schnellverschlüsse angewendet werden.

[0003] Die Vielzahl an Möglichkeiten für reversible Verbindungen erhöht somit bei einem Produkt, d.h. bei einem Typus von Messgerät, die Anzahl der Varianten, die hergestellt und entsprechend vorgehalten werden müssen. Beispielsweise erfordert ein Innengewinde an einer Gehäuseeinheit ein entsprechendes Außengewinde an der anderen Gehäuseeinheit bzw. ein Außengewinde erfordert ein Innengewinde. Schnellverschlüsse müssen überdies die passenden Konturen/Strukturen mit sich bringen.

[0004] Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein Messgerät vorzuschlagen, welches weiterhin die Vielzahl der reversiblen Verbindungsmöglichkeiten zulässt, bei welchem jedoch die Vielfalt der Varianten reduziert ist.

[0005] Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, dass der Verbindungsabschnitt der ersten Gehäuseeinheit derartig ausgestaltet ist, dass über den Verbindungsabschnitt der ersten Gehäuseeinheit die Verbindung der ersten Gehäuseeinheit mit einer von mindestens zwei zweiten Gehäuseeinheiten erzeugbar ist, wobei sich die mindestens zwei zweiten Gehäuseeinheiten mindestens in der Ausgestaltung des Verbindungsabschnitts voneinander unterscheiden. Beim erfindungsgemäßen Messgerät ist es somit möglich, an die erste Gehäuseeinheit mindestens zwei unterschiedliche zweite Gehäuseeinheiten anzuschließen, welche sich zumindest in ihrem Verbindungsabschnitt voneinander unterscheiden. Besteht somit im Stand der Technik stets in Bezug auf die Verbindungsabschnitte eine Zuordnung zwischen der ersten Gehäuseeinheit und der zweiten Gehäuseeinheit in Bezug auf die Art der Verbindung, so erlaubt die erfindungsgemäße erste Gehäuseeinheit die Verbindung mit zumindest zwei unterschiedlichen zweiten Gehäuseeinheiten. Dafür ist der Verbindungsabschnitt der ersten Gehäuseeinheit derartig auszugestalten, dass die Anbindung von mindestens zwei unterschiedlichen zweiten Gehäuseeinheiten möglich ist. Dabei wird jeweils eine erste Gehäuseeinheit mit einer zweiten Gehäuseeinheit verbunden. Die Vielfalt der ersten Gehäuseeinheiten wird somit derartig reduziert, dass die erste Gehäuseeinheit fähig zur Anbindung von unterschiedlichen zweiten Gehäuseeinheiten ist.

[0006] Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Verbindungsabschnitt der ersten Gehäuseeinheit mindestens ein Innengewinde aufweist.

[0007] Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass der Verbindungsabschnitt der ersten Gehäuseeinheit mindestens ein Außengewinde aufweist.

[0008] Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Verbindungsabschnitt der ersten Gehäuseeinheit mindestens eine Kontur, welche für einen Schnellverschluss erforderlich ist, aufweist.

[0009] Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass der Verbindungsabschnitt der ersten Gehäuseeinheit mindestens eine Kupplung, welche für einen Schnellverschluss erforderlich ist, aufweist.

[0010] Die Verbindung über Innen- bzw. Außengewinde oder Kontur bzw.

Kupplung für einen Schnellverschluss sind Möglichkeiten für die Anbindung zwischen der ersten und der zweiten Gehäuseeinheit. Dabei weist der Verbindungsabschnitt der ersten Gehäuseeinheit zumindest zwei der vier Ausgestaltungen auf. In einer Ausgestaltung verfügt der Verbindungsabschnitt der ersten Gehäuseeinheit mindestens über ein Innengewinde und ein Außengewinde. In einer weiteren Ausgestaltung ist überdies die Kontur bzw. die Kupplung, welche für einen Schnellverschluss erforderlich sind, als Teil des Verbindungsabschnitts vorgesehen.

[0011] Die sog. Schnellverschlüsse sind beispielsweise unter folgenden Normen normiert: ASTM F1122-04 „Standard Specification for Quick Disconnect Couplings", ISO 6150, ISO 7241-1 und DIN EN 560. Für solche Verschlüsse ist auf der einen Seite eine entsprechend ausgestaltete Kontur und auf der anderen Seite eine Kupplung erforderlich. Die Kontur bzw. die Struktur der Kontur ist dabei starr. Die Kupplung weist bewegliche Elemente (z.B. eine Entriegelungshülse, die nach dem Loslassen automatisch nach vorne springt und die Verbindung damit verriegelt, oder Kugeln oder sog. Stecknippel) auf, welche in die Kontur hineinpassen und die Verbindung herstellen.

[0012] Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass es sich bei der Prozessgröße um die Temperatur handelt.

[0013] Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass es sich bei der Prozessgröße um den Druck, den Durchfluss, den Füllstand, eine chemische oder um eine elektrische Messgröße handelt.

[0014] Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die erste Gehäuseeinheit mindestens zur Aufnahme einer Elektronikeinheit oder einer elektromechanischen Einheit dient. Die Elektronikeinheit dient beispielsweise der Auswertung eines primären Messsignals in Bezug auf die Prozessgröße - ggf. auch unter Rückgriff auf passend hinterlegte Kalibrations- oder Messparameter - oder die Elektronikeinheit dient der Weiterverarbeitung des Messwertes für die Prozessgröße in Bezug auf einen passend zu erzeugenden Signalausgang. In einer weiteren Ausgestaltung befindet sich in der ersten Gehäuseeinheit ein sog. Anschlusssockel, der meist untrennbar mit dem

Messeinsatz verbunden ist und meist Schraubkontakte für das Anklemmen eines nach außen zu führenden Signalkabels zur Verfügung stellt. Eine elektromechanische Einheit (oder speziell ein Anschlusssockel) ist somit beispielsweise ein Klemmenblock, der keinerlei aktive oder passive Elektronikkomponenten beinhaltet, sondern lediglich Anschlussklemmen, Lötlaschen etc. aufweist.

[0015] Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die zweite Gehäuseeinheit mindestens zur Aufnahme einer Fühleinheit in Bezug auf die Prozessgröße dient. In dieser Ausgestaltung nimmt somit die zweite Gehäuseeinheit den eigentlichen Messsensor auf, d.h. das Bauteil, welches in Abhängigkeit von der Prozessgröße und/oder von einer änderung der Prozessgröße einen ersten Messwert oder ein erstes bzw. primäres Messsignal erzeugt. Die zweite Gehäuseeinheit übernimmt damit ggf. auch die Funktion einer Schutzeinheit der Fühleinheit gegenüber dem Medium und gegenüber dem Prozess.

[0016] Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass es sich bei der zweiten Gehäuseeinheit um ein Schutzrohr handelt.

[0017] Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens eine elektrische

Verbindungseinheit vorgesehen ist, welche der elektrischen Verbindung zwischen der ersten Gehäuseeinheit und der zweiten Gehäuseeinheit dient. Diese elektrische Verbindung erfolgt beispielsweise über einen Steckkontakt, über kapazitive, induktive oder optische Kopplung. Vorzugsweise findet über die Verbindungseinheit auch die Verbindung der Fühleinheit mit der Elektronikeinheit oder dem Anschlusssockel in der ersten Gehäuseeinheit statt.

[0018] Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass die elektrische Verbindungseinheit derartig ausgestaltet ist, dass sie Drehungen der ersten Gehäuseeinheit und/oder der zweiten Gehäuseeinheit um mindestens eine Längsachse erlaubt. Solche Drehungen sind beispielsweise bei dem Ineinanderschrauben der Gewinde vorteilhaft bzw. auch für die Ausrichtung des Messgerätes bzw. für die Orientierung eines Displays.

[0019] Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass mindestens eine Kupplungseinheit vorgesehen ist, welche derartig ausgestaltet ist, dass die Kupplungseinheit

mit dem Verbindungsabschnitt der ersten Gehäuseeinheit verbindbar ist und der Aufnahme der zweiten Gehäuseeinheit dient oder dass die Kupplungseinheit mit dem Verbindungsabschnitt der zweiten Gehäuseeinheit verbindbar ist und der Aufnahme der ersten Gehäuseeinheit dient. In dieser Ausgestaltung ist somit eine Kupplungseinheit gegeben, welche die Adaption der beiden Verbindungsabschnitte ermöglicht. Dies dient beispielsweise der Anpassung von weiteren Verbindungstypen oder auch von unterschiedlichen Durchmessern oder Gewindesteigungen.

[0020] Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Kupplungseinheit derartig ausgestaltet ist, dass die Kupplungseinheit die Kupplung zur Erzeugung eines Schnellverschlusses bereitstellt. D.h. die Kupplungseinheit stellt beispielsweise die passende Struktur mit den beweglichen Elementen der Kupplung zur Verfügung, welche im Zusammenspiel mit der Kontur die Schnellverbindung erzeugen. D.h. in der Kupplungseinheit befinden sich die beweglichen Elemente, welche dem Schnellverschluss dienen, indem sie in die passend Gegenkontur eindringen.

[0021] Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass mindestens eine

überwachungseinheit vorgesehen ist, welche den Zustand einer Dichtfunktion zwischen der ersten Gehäuseeinheit und der zweiten Gehäuseeinheit zumindest überwacht. Eine solche überwachungseinheit überwacht somit beispielsweise, ob Medium in den Innenbereich einer der beiden Gehäuseeinheiten eingedrungen ist. Genannt seien in diesem Zusammenhang die beiden Offenlegungsschriften DE 10 2004 014 600 A1 und DE 103 55 784 A1.

[0022] Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

[0023] Fig. 1 : eine schematische Darstellung der Anwendung eines erfindungsgemäßen Messgerätes zur Messung bzw. überwachung einer Prozessgröße eines Mediums in einem Behälter,

[0024] Fig. 2: einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Messgerät in

Verbindung mit einem Schutzrohr in einer ersten Verbindungsmöglichkeit,

[0025] Fig. 3: einen Schnitt bei einer zweiten Verbindungsmöglichkeit,

[0026] Fig. 4: einen Schnitt bei einer dritten Verbindungsmöglichkeit,

[0027] Fig. 5: einen Schnitt bei einer dritten Verbindungsmöglichkeit mit einer direkten elektrischen Verbindung,

[0028] Fig. 6: einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Messgerät, bei welchem eine Kupplungseinheit zur Anwendung kommt, und

[0029] Fig. 7: einen Schnitt durch eine zur in der Fig. 6 dargestellten Ausgestaltung alternativen Anwendung der Kupplungseinheit.

[0030] In der Fig. 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Messgerät im

Anwendungsfall dargestellt, wobei das Messgerät an einem Behälter 10 angebracht ist, welcher das Medium 11 beinhaltet. Zu sehen ist eine erste Gehäuseeinheit 1 , in welcher sich beispielsweise die Elektronikeinheit zur Bestimmung und/oder überwachung der Prozessgröße befindet. Diese Elektronikeinheit wird in den meisten Fällen auch als Transmitter bezeichnet. In einer weiteren Ausgestaltung befindet sich in der ersten Gehäuseeinheit 1 ein Anschlusssockel, welcher beispielsweise der Kontaktierung einer Signalleitung für die Führung des Messsignals von einer Fühleinheit in der zweiten Gehäuseeinheit 2 nach außen dient. Bei der Prozessgröße handelt es sich beispielsweise um die Temperatur, den Füllstand, den Druck, den pH-Wert, die Viskosität, den Durchfluss, den Massedurchfluss oder die Dichte. Mit der ersten Gehäuseeinheit 1 ist eine zweite Gehäuseeinheit 2 verbunden. Die Verbindung ist vorzugsweise reversibel, d.h. die beiden Gehäuseeinheiten 1 , 2 sind wieder voneinander trennbar. In der zweiten Gehäuseeinheit 2 befindet sich eine so genannte Fühleinheit, welche eine direkte Messgröße erzeugt, welche von der Prozessgröße oder einer änderung der Prozessgröße abhängig ist. Aus dieser direkten Messgröße wird dann beispielsweise von der Elektronikeinheit in der ersten Gehäuseeinheit 1 der Wert für die Prozessgröße ermittelt bzw. es wird die änderung der Prozessgröße erkannt. In dem hier gezeigten Fall, dass sich bei der Prozessgröße um die Temperatur handelt, handelt es sich bei der Fühleinheit um den eigentlichen Temperaturfühler, welcher beispielsweise seinen elektrischen Widerstand als direkte Messgröße in Abhängigkeit von der herrschenden Temperatur ändert. Aus dem Widerstand bzw. aus einer änderung des

Werts ermittelt dann die Elektronikeinheit die Prozessgröße bzw. deren änderung. Der Transmitter verfügt in diesem Fall weiterhin über eine entsprechende Ansteuereinheit bzw. über eine Messeinheit zur Ausmessung des elektrischen Widerstandes. In einer weiteren Ausgestaltung weist die Fühleinheit mindestens ein Wärmerohr oder eine sog. Heatpipe zur übertragung der Temperatur auf eine Sensoreinheit auf. Die zweite Gehäuseeinheit 2 dient im gezeigten Fall als Schutzrohr für die Fühlereinheit gegenüber dem Medium. Aufgrund der im Stand der Technik bekannten Vielfalt der reversiblen mechanischen Verbindung der beiden Gehäuseeinheiten 1 , 2 (Schnellverschluss oder eine Verschraubung mit Gewinden, wobei das Innen- bzw. Außengewinde an der einen oder der anderen Gehäuseeinheit befindlich sein kann) ergibt sich auch eine entsprechende Vielfalt in Bezug auf die Varianten eines solchen Messgerätes. Dies bringt hohe Lager- und Vorhaltekosten mit sich. Dieser Problematik begegnet das erfindungsgemäße Messgerät dadurch, dass die erste Gehäuseeinheit 1 eine Verbindung mit unterschiedlichen zweiten Gehäuseeinheiten 2, d.h. insbesondere für den hier gezeigten Fall mit unterschiedlichen Schutzrohren erlaubt. Somit kann also darauf Rücksicht genommen werden, dass es am Markt unterschiedlich ausgestaltete Schutzrohre gibt, welche sich auch weiterhin in Verbindung mit der ersten Gehäuseeinheit 1 verwenden lassen. Für die Realisierung der unterschiedlichen Verbindungsmöglichkeiten ist der Verbindungsabschnitt 3 der ersten Gehäuseeinheit 1 derartig ausgestaltet, dass er beispielsweise die Verbindung mit einem Außengewinde und mit einem Innengewinde und ggf. auch mit einem Schnellverschluss erlaubt. Weist somit im Stand der Technik die Gehäuseeinheit 1 üblicherweise entweder nur ein Außengewinde oder nur ein Innengewinde auf, so ist hier der Verbindungsabschnitt 3 in einer Ausgestaltung, welche insbesondere die Verbindung mit drei unterschiedlichen Schutzrohren erlaubt, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt 3 sowohl ein Außengewinde, als auch ein Innengewinde und überdies eine Kontur für den Schnellverschluss beinhaltet. Eingezeichnet ist auch die Längsachse

L, um welche vorteilhafterweise Drehungen der beiden Gehäuseeinheiten 1 , 2 gegeneinander möglich sind. Hierfür ist beispielsweise eine elektrische Verbindungseinheit passend ausgestaltet.

[0032] In der dargestellten Ausführung verfügen die beiden Gehäuseeinheiten 1 , 2 jeweils über eine öse 9. Die beiden ösen 9 dienen dabei beispielsweise der Anbringung einer Plombe, um somit Manipulationen oder Veränderungen am Messgerät nachzuweisen.

[0033] In der Fig. 2 ist ein erfindungsgemäßes Messgerät im Schnitt detaillierter dargestellt. In der ersten Gehäuseeinheit 1 befindet sich ein sog. Kopftransmitter als Elektronikeinheit 5, welche beispielsweise für die Stromversorgung, für die Beaufschlagung der Fühleinheit 6 mit einem Signal, der Auswertung und/oder Weiterverarbeitung des direkten / primären Messsignals der Fühleinheit 6 zuständig ist. Die Fühleinheit 6 ist durch die zweite Gehäuseeinheit 2 gegenüber dem Medium bzw. gegenüber dem Prozess geschützt. Um die Elektronikeinheit 5, die Fühleinheit 6 oder beispielsweise auch bei entsprechender Beeinträchtigung die zweite Gehäuseeinheit 2 tauschen zu können, werden die erste Gehäuseeinheit 1 und die zweite Gehäuseeinheit 2 reversibel miteinander verbunden. Dies geschieht in der in Fig. 2 dargestellten Variante dadurch, dass der Verbindungsbereich 4 der zweiten Gehäuseeinheit 2 ein Innengewinde aufweist und dass passend das Außengewinde des Verbindungsbereichs 3 der ersten Gehäuseeinheit

1 verwendet wird. D.h. die erste Gehäuseeinheit 1 wird über ihren Verbindungsbereich 3 in den Verbindungsbereich 4 der zweiten Gehäuseeinheit 2 hineingedreht.

[0034] In der zweiten Gehäuseeinheit 2 befindet sich hier auch eine

überwachungseinheit 12, bei welcher es sich beispielsweise um einen Feuchtesensor oder um einen Drucksensor oder um einen Leitfähigkeitssensor handelt. Dringt Medium in die zweite Gehäuseeinheit

2 ein, so meldet die überwachungseinheit 12 eine änderung ihrer Messgröße beispielsweise an die Elektronikeinheit 5 in der ersten Gehäuseeinheit 1. Vorzugsweise ist im Bereich der Verbindungsabschnitt 3, 4 zumindest eine Dichtung vorgesehen, welche über die

überwachungseinheit 12 überwacht werden kann.

[0035] Die Fig. 3 zeigt den zu in der Fig. 2 gezeigten umgekehrten Fall, dass der Verbindungsabschnitt 4 der zweiten Gehäuseeinheit 2 ein Außengewinde aufweist, so dass das Innengewinde des Verbindungsabschnitts 3 der ersten Gehäuseeinheit 2 zu verwenden ist.

[0036] Die beiden Abbildungen Fig. 2 und Fig. 3 verdeutlichen somit, dass eine erste Gehäuseeinheit 1 aufgrund der vielseitigen Ausgestaltung des Verbindungsabschnitts 3 die Verbindung mit zumindest zwei unterschiedlichen Schutzrohren bzw. zweiten Gehäuseeinheit 2 erlaubt.

[0037] In den Abbildungen Fig. 4 und Fig. 5 wird die Kontur des

Verbindungsabschnitts 3 für einen Schnellverschluss verwendet. Wie zu erkennen, weist hier somit die zweite Gehäuseeinheit 2 in ihrem Verbindungsabschnitt 4 eine entsprechende Gegenstruktur bzw. genauer die Kupplung auf, welche diesen Schnellverschluss erlaubt, indem die beweglichen Elemente der Kupplung passend in die Kontur eindringen.

[0038] Der Verbindungsabschnitt 3 der ersten Gehäuseeinheit 1 ist somit derartig ausgestaltet, dass die Außenseite sowohl ein Außengewinde, als auch eine Kontur für einen Schnellverschluss aufweist. In einer weiteren Ausgestaltung befinden sich das Außengewinde und die Kontur für den Schnellverschluss auf unterschiedlichen Höhen.

[0039] In den Abbildungen Fig. 2 bis Fig. 4 ist die Fühleinheit 6 stets direkt mit der Elektronikeinheit 5 verbunden. In einer Ausgestaltung wird somit die bereits mit der Elektronikeinheit 5 und damit auch mit der ersten Gehäuseeinheit 1 verbundene Fühleinheit 6 in die zweite Gehäuseeinheit 2 eingebracht und die beiden Gehäuseeinheiten 1 , 2 werden über die beiden Verbindungsbereiche 3, 4 miteinander mechanisch verbunden. Hierfür ist es vorteilhaft, wenn die Fühleinheit 6 insbesondere für die Verbindungsarten der Fign. 2 und 3 in der zweiten Gehäuseeinheit 2 drehbar ist.

[0040] In der Fig. 5 findet eine elektrische Kontaktierung zwischen der Elektronikeinheit 5 und der Fühleinheit 6 über zwei elektrische Verbindungseinheiten 7 statt. Die Verbindungseinheiten 7 sind beispielsweise ein Steckkontakt und eine passend Aufnehmeeinheit oder

zwei Kontaktstellen für eine kapazitive, induktive oder optische Signal- und/oder Energieübertragung. Die beiden elektrische Verbindungseinheit 7 sind dabei insbesondere derartig ausgestaltet, dass sie eine Drehung um die Längsachse L (vgl. Fig. 1) des Messgerätes erlauben.

[0041] In der Fig. 6 ist eine Variante gezeigt, in welcher die Kupplung, welche für einen Schnellverschluss erforderlich ist, durch eine Kupplungseinheit 8 gegeben ist. Diese Kupplungseinheit 8 wird passend mit der zweiten Gehäuseeinheit 2 verbunden, entweder fest oder ebenfalls reversibel, und befähigt somit die Herstellung eines Schnellverschlusses mit der ersten Gehäuseeinheit 1. D.h. durch die Kupplungseinheit 8 wird die zweite Gehäuseeinheit 2 passend vorbereitet zur Anbindung der ersten Gehäuseeinheit 1.

[0042] In der Fig. 7 ist der umgekehrte Fall gezeigt, dass durch die

Kupplungseinheit 8 ein Schnellverschluss mit der zweiten Gehäuseeinheit 2 hergestellt wird. Dies ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn öfters ein Austauschen des Schutzrohres 2 erforderlich ist.

[0043] In den beiden Figuren Fig. 6 und Fig. 7 dient somit die Kupplungseinheit 8 als Adapter zwischen den beiden Verbindungsabschnitten 3 und 4.

Bezugszeichenliste

Tabelle 1