測量儀的連接電路的製作方法

2023-11-12 03:18:22 3

專利名稱：測量儀的連接電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種連接電路，用於一種接收電功率的測量儀，包括兩個構成一個雙導體接口的端子，用於連接一根雙芯導線，經所述雙芯導線，一方面向所述測量儀提供電功率，另一方面從所述測量儀向諸如一個計算電路傳輸測量信號。
具有雙導體接口的連接電路是公知測量儀的典型組成部分，所述測量儀例如是浮子式流量計、旋流頻率流量計、壓差流量計和溫度傳感器。以上所述測量儀的共同特點是，為產生物理測量效果，這些測量儀的測量原理均不需要向測量儀傳輸能量。這種測量儀所需的電功率僅用於得到測量效果所需的電功率以及用於傳輸測量信號。所述測量信號的傳輸是經雙導體接口實現的，其中作為測量信號所使用的典型電流位於4至20毫安的範圍內。
所述測量儀能夠以較小的電壓和電流工作，即以較小的電功率工作。考慮到可能需要的防爆性能，該測量儀的外殼防爆方式採用「自有安全性」實現。這種外殼防爆方式「自有安全性」，表示一種防爆性能，其基礎是在兩條線路之間發生短路的情況下，其雙導體接口連接的導線本身不會產生電弧火花。這種防爆特性的保證條件是，全部可支配電功率有一定的限制。
對於必須接收電功率才能實現測量效果的測量儀，例如電磁流量計、超聲流量計、科氏質量流量計和雷達液位計，採用雙導體接口時，如果其外殼防爆方式是「自有安全性」，則會導致出現問題。此時僅能向所述測量儀傳輸非常有限的電功率。如果典型的信號電流範圍採用4至20毫安，則只能提供4毫安的電流。其後果是，對於為實現其物理測量效果而必須獲得電功率的測量儀而言，在測量工作中必須承擔其基本的缺陷，特別是這種測量儀經常具有很小的信噪比，而且對測量值的變化反應緩慢，因為其接收的功率小，所以只能以更大的間隔執行測量操作。
以上所述的問題，迄今為止只在一定程度上出現，因為測量儀的電子元件改善了其功率承受能力和信噪比。所以在這種測量儀的工作中，原則上可以採用雙導體接口，而且在市場上可以得到相應的儀器。但是這種儀器的用途有很大限制，特別是其測量值跟蹤的慣性。
以上所述的測量儀優選與「自有安全導線」相連。所述「自有安全導線」當然不是指導線本身可執行「自有安全」。「自有安全導線」是指該導線或者與一個自有安全電源相連，或者其輸出端通過一個相應的電路，例如通過二極體「實現自有安全特性」。
本發明的任務是，提供一種上述連接電路和測量儀，所述測量儀具有通用性，可用在不同的、相互有區別的功率接收要求的測量情況中。
根據本發明，以上所導出和描述的任務的解決方案是，所述連接電路中至少設置一個用於連接第二導線的附加接口，並且通過所述第二導線，向測量儀提供附加的電功率。所述附加的、經第二導線傳輸的電功率僅限於採用外殼防爆方式「自有安全性」工作，所以必須保證外殼防爆方式「自有安全性」。根據本發明，可按照用途的種類或者使用一根導線，或者在需要較高功率的情況下增加一根第二導線。
本發明所述連接電路的進一步改進方案是，具有兩個接口，它們構成第二雙導體接口，用於連接一根第二雙芯導線。該方案的優點是，連接電路只需要具有一種類型的接口，例如是用於雙導體接口的插頭一插座系統。所以可實現接口系統某種標準化。
一種優選的方案是，所述測量儀設置一個調壓器，其輸入端與兩個雙導體接口相連。
對通向第一雙導體接口的電流和／或通向第二雙導體接口的電流可分別加以限制、控制或調節。為控制或調節通向第一雙導體接口的電流及通向第二雙導體接口的電流，分別設置了一個縱向調節電晶體，即一個第一縱向調節電晶體與第一雙導體接口相連，一個第二縱向調節電晶體與第二雙導體接口相連。優選的控制方式是，第一縱向調節電晶體的控制由調壓器或測量儀實現，第二縱向調節電晶體的控制優先由一個專門的控制電路實現。第二縱向調節電晶體的優選控制方式是，向其提供一個恆定電流。
在通向第一雙導體接口的導線上傳輸的是交流電，在通向第二雙導體接口的導線上傳輸的也是交流電，為對其進行整流，第一雙導體接口和／或第二雙導體接口優選以直接方式分別與一個整流器相連。所述整流器優選採用橋式整流器，它向通向第一雙導體接口的導線以及通向第二雙導體接口的導線提供直流電壓，並且採用極性變換保護。所述整流器的基本元件可防止電能從測量儀反饋到雙導體接口，從而提高安全性，保證外殼防爆方式「自有安全性」和「自有安全導線」。
具有本發明所述連接電路的測量儀的一種優選方案是，所述連接電路集成在所述測量儀中。最好將所述連接電路的接口集成在所述測量儀的殼體內。通過這種方式例如可將連接電路和測量儀密封，從而使其符合外殼防爆方式「增強型安全性」，「鑄模密封殼」或者「耐壓密封殼」。
本發明所述方案的效果是，所述測量儀的用戶或者可將其用於2導體測量儀，或者用於4導體測量儀。
在實踐中有不同的方式可構成和改進本發明所述連接電路和所述測量儀。對此可參見權利要求1及其從屬權利要求，另一方面可參見說明書中結合附圖關於本發明的優選實施例的說明。在附圖中

圖1表示本發明所述一個優選第一實施例的連接電路示意圖。
圖2表示本發明所述一個優選第二實施例的連接電路示意圖。
圖1表示的是本發明所述一個優選第一實施例的連接電路示意圖，用於連接一個接收電功率的測量儀1。其中所述連接電路具有一個雙導體接口2，它基本上由兩個接口3、4組成，並經該接口一方面向測量儀1傳輸電功率，另一方面傳輸測量儀1所產生的測量信號。
除了所述第一雙導體接口2之外，還設有附加的一個接口5和一個接口6，後兩者構成第二雙導體接口7。使用該第二雙導體接口7是選擇性的，只有當測量儀1需要輸入更多的功率時，即多於經第一雙導體接口2所傳輸的功率時，才需要使用該接口。根據本發明的第一個優選實施例，附加的第二雙導體接口7的使用可最大得到400毫瓦的額外功率。
如圖1所示，不僅經第一雙導體接口2通向連接電路的電流，而且經第二雙導體接口7通向連接電路的電流均進入一個調壓器8的輸入端，該調壓器設在測量儀1內，並且位於測量儀的前面。其中的第一雙導體接口2後面接有一個第一縱向調節電晶體9，第二雙導體接口7後面接有一個第二縱向調節電晶體10。根據本發明所述的第一個優選實施例，所述連接電路可以通過縱向調節電晶體9對來自雙導體接口2的電流進行電流調節，其方式是由測量儀1對所述縱向調節電晶體進行控制。與此不同的是，由第二雙導體接口7輸入的電流是通過縱向調節電晶體10控制的。所述縱向調節電晶體10的控制是通過一個控制電路11實現的。控制縱向調節電晶體10的控制電路11可提供從所述第二雙導體接口7至調壓器8的輸入端的恆定電流。
此外如圖1所示，所述第一雙導體接口2的後面直接連接了一個橋式整流器12，並且所述第二雙導體接口7的後面直接連接了一個橋式整流器13。如果經該整流器在第一雙導體接口2上連接的導線以及經第二雙導體接口7連接的導線上傳輸的是交流電，所述橋式整流器12、13將起到整流器的作用。使用直流電時，也就是說經第一雙導體接口2連接的導線和經第二雙導體接口7連接的導線傳輸的是直流電時，所述橋式整流器12、13分別作為極性變換保護裝置。
圖2表示的是本發明所述一個優選第二實施例的連接電路示意圖。圖2所示的本發明所述的優選第二實施例的連接電路和圖1所示連接電路的結構的不同點僅在於，所述第二雙導體接口7後面連接的縱向調節電晶體10不是受控制電路11的控制，而是受測量儀1的控制。所以根據本發明的第二個優選實施例，不僅第一個縱向調節電晶體9，而且第二個縱向調節電晶體10都是由測量儀1控制的，其中這兩個控制的控制參數可以是相互不同的。
在圖1和圖2中沒有表示出本發明所述優選實施例中集成在測量儀1內的控制電路。這表示所述控制電路和測量儀1構成一個整體，所以所述控制電路和測量儀1可以共同封裝在一起，所以能實現防爆性能。此外，在圖中也沒有表示出第一雙導體接口2的接口3、4以及第二雙導體接口7的接口5、6集成在測量儀1的殼體內。以此方式可使接口3、4和5、6的操作可靠和方便，而且能夠容易地選擇連接所述第二雙導體接口7。
權利要求
1.連接電路，用於一種接收電功率的測量儀(1)，包括兩個構成一個雙導體接口(2)的端子(3，4)，用於連接一根雙芯導線，經所述雙芯導線，一方面向所述測量儀(1)提供電功率，另一方面從所述測量儀(1)向諸如一個計算電路傳輸測量信號，本發明的特徵是，至少設置一個用於連接第二導線的附加接口(5)，並且通過所述第二導線，向測量儀(1)提供附加的電功率。
2.如權利要求1所述的連接電路，其特徵是，具有兩個端子(5，6)，它們構成第二雙導體接口(7)，用於連接一根第二雙芯導線。
3.如權利要求2所述的連接電路，其特徵是，所述第一雙導體接口(2)和第二雙導體接口(7)同向所述測量儀(1)內的調壓器(8)的輸入端。
4.如權利要求2或3所述的連接電路，其特徵是，對通向第一雙導體接口(2)的電流和／或通向第二雙導體接口(7)的電流加以限制。
5.如權利要求2或3所述的連接電路，其特徵是，對通向第一雙導體接口(2)的電流，可優先通過一個由調壓器(8)或測量儀表(1)控制的第一縱向調節電晶體(9)加以調節。
6.如權利要求2或3或者如權利要求5所述的連接電路，其特徵是，對通向第二雙導體接口(7)的電流，可優先通過一個由控制電路(11)控制的第二縱向調節電晶體(10)加以控制。
7.如權利要求2或3或者如權利要求5所述的連接電路，其特徵是，對通向第二雙導體接口(7)的電流，可優先通過一個由調壓器(8)或測量儀表(1)控制的第二縱向調節電晶體(10)加以調節。
8.如權利要求1至7中任何一項所述的連接電路，其特徵是，第一雙導體接口(2)和／或第二雙導體接口(7)優選以直接方式分別與一個整流器，特別是橋式整流器(12，13)相連。
9.測量儀，特別是電磁感應式流量計，超聲流量計，科氏質量流量計或雷達液位計，具有如權利要求1至8中任何一項所述的連接電路。
10.如權利要求9所述的測量儀，其特徵是，所述連接電路集成在所述測量儀(1)中。
11.如權利要求10所述的測量儀，其特徵是，所述連接電路的接口集成在所述測量儀(1)的殼體內。
12.如權利要求9至11中任何一項所述的測量儀，其特徵是，所述測量儀(1)的防爆方式為「增強型安全性」，「模鑄密封殼」或「耐壓密封殼」。
全文摘要
本發明說明書和附圖涉及一種連接電路,用於一種接收電功率的測量儀(1),包括兩個構成一個雙導體接口(2)的端子(3,4),用於連接一根雙芯導線,經所述雙芯導線,一方面向所述測量儀(1)提供電功率,另一方面從所述測量儀(1)向諸如一個計算電路傳輸測量信號。根據本發明,第二雙導體接口(7)用於連接一根第二導線,並且通過所述第二導線,向測量儀(1)提供附加的電功率;在實施例中設置了兩個額外的接口(5,6)。以此方式可使具有本發明所述連接電路的測量儀(1)具有通用性,因為當測量儀(1)需要提高功率輸入時,可經第二雙導體接口(7)提供附加的電功率。
文檔編號G01F1/60GK1290852SQ00133839
公開日2001年4月11日 申請日期2000年10月4日 優先權日1999年10月4日
發明者H·布羅克豪斯 申請人:克洛納測量技術公司