本發明專利技術涉及用于確定和/或監測至少一個過程變量的測量設備，其包括：傳感器單元；第一電子單元（5），其與能量供應單元相關，并具有第一微控制器（1）；以及第二電子單元（6），其與傳感器單元相關并具有第二微控制器（2），并且經由電流隔離的傳輸單元（4）與第一電子單元（5）連接，用于能量和數據傳輸。根據本發明專利技術，第一微控制器（5）產生在至少一個特征方面可變化的至少一個信號（S1、S2）并且將其提供到傳輸單元（4）；信號（S1、S2）控制能量和數據傳輸；第一微控制器（1）和/或第二微控制器（2）確定至少一個當前操作參數；并且第一微控制器（1）基于該操作參數調整信號（S1、S2）的至少一個特征。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于確定和/或監測至少一個過程變量的測量設備本專利技術涉及用于確定和/或監測至少一個過程變量的測量設備，所述測量設備具有傳感器單元，所述傳感器單元具有對所述過程變量敏感的至少一個傳感器。所述過程變量是例如介質的填充水平、密度、粘度、溫度、壓力或PH值。在過程和自動化技術中已知許多各種各樣的測量設備用于確定和/或監控過程變量。填充水平測量設備的一個示例是由受讓人以標志“Liquiphant”制造和銷售的測量設備。“Liquiphant”設備利用振動測量原理且其傳感器單元具有振蕩叉，所述振蕩叉能夠被激勵以進行機械振蕩。為在有爆炸危險的區域中使用，這樣的測量設備經常具有電流隔離，通過所述電流隔離例如位于有爆炸危險的區域中的接觸介質的傳感器部分與供電、用戶界面等隔離。經過電流隔離不僅發生最常見的傳感器單元的供電，還發生與傳感器單元的通信。通常，為此，測量設備包括兩個電子單元，在所述兩個電子單元之間存在電流隔離的接口。例如，這通過至少一個電容器或變壓器實現。DE 10 2006 051 900 Al中描述了一種經由配備有變壓器的接口進行的能量和數據傳輸形式。在這樣的情況下，從第一電子單元到第二電子單元的數據傳輸經由能量傳輸的頻率和/或振幅的調制來進行，從第二電子單元到第一電子單元的數據通過第二電子單元的電流需求的調制傳輸。兩個電子單元均包括處理器。變壓器的激活經由模擬部件進行，所述模擬部件設置信號傳輸的參數，諸如例如，脈沖持續時間或間歇持續時間。固定的參數帶來的缺點是能量傳輸效率僅在特定條件下最大。能夠通過改變參數來影響效率的硬件電路的改造會涉及不切實際的電路復雜性。另一個缺點出現在測量設備啟動的情況中。在啟動過程中，必須遵守特定的規范。因此，例如4-20mA的設備一定不能采用處于該與測量值相關的區間內的值，以防止觸發以下設備的相應反應。由于模擬部件不利用控制功能，因此，不能檢測到超過預定極限，其通常利用處于明顯低于或高于測量值范圍的電流例如〈3.6mA，來執行設備的啟動。啟動則相應地需要更多的時間。然而，測量設備應盡可能快速地投入運行。本專利技術的目的是提供一種上述類型的測量設備，所述測量設備的能量和/或數據傳輸與現有需求匹配。此外，提供一種用于操作這樣的測量設備的方法，所述方法能夠使能量和/或數據傳輸與現有的需求匹配。與測量設備有關的目的通過以下特征實現，所述特征包括:所述第一微控制器產生至少一個信號，所述至少一個信號能夠在至少一個特征方面變化，并且所述第一微控制器將所述信號提供到所述傳輸單元；所述信號控制能量和數據傳輸；所述第一微控制器和/或所述第二微控制器確定至少一個當前操作參數，并且所述第一微控制器根據所述操作參數設置所述信號的至少一個特征。優選地，第一微控制器和/或第二微控制器將當前操作狀態或能量傳輸的當前效率確定為操作參數。不同的操作狀態是例如啟動、測量操作、待機或節能模式。可設置的信號特征是例如頻率、脈沖持續時間、間歇持續時間或脈沖持續時間對間歇持續時間的比。目前在很長一段時間，在電子單元中可能存在的處理器只傳送二進制控制信號用于控制下游部件，所述下游部件然后產生實際的信號用于能量和/或數據傳輸。根據本專利技術，初級側微控制器現在直接產生控制信號用于能量和/或數據傳輸。以這種方式，允許信號形式的高靈活性。通過可變頻率或可變的脈沖對間歇的比的方式，信號對于當前存在的需求，諸如例如能量需求，是可適配的。第一微控制器使信號動態適配于當前需求，此外，相應地能使信號適配于變化的環境條件，諸如例如溫度。信號的特征不是被固定地預先設置的，而是被有規律地控制的。在本專利技術的解決方案的第一實施例中，所述第一微控制器以這樣的方式使所述信號的至少一個特征適配于所述測量設備的當前操作狀態和/或以使能量傳輸的效率最優化的方式設置所述特征。特別地，在連續監測效率的情況下，選擇包括:通過使特征最佳地適配和/或考慮到預測性維護作出有關測量設備的狀態的聲明來控制效率。代替效率，例如，輸出電壓能夠被最優化。在一個實施例中，由所述第一微控制器所設置的所述信號的特征是所述信號的頻率和/或脈沖持續時間對間歇持續時間的比。例如，微控制器中的至少一個將當前效率確定為操作參數，并且所述第一微控制器適配信號的脈沖持續時間對間歇持續時間的比，用于優化效率。在本專利技術的進一步發展的情況下，所述傳輸單元包括至少一個變壓器。在這種情況下，其能夠是正向轉換器或逆向轉換器。在本專利技術的測量設備的實施例中，所述傳輸單元是推挽式轉換器，優選地是推挽式通量轉換器。需要兩個控制信號用于推挽式激活，從而使第一微控制器相應地產生第一信號和第二信號，其中第二信號基本上是第一信號的逆。測量設備的有益實施例提供:所述第一微控制器寄存所述傳輸單元的當前輸入功率，所述第二微控制器寄存所述傳輸單元的當前輸出功率，并且所述第一微控制器和/或所述第二微控制器根據所寄存的輸入功率和所寄存的輸出功率來確定能量傳輸的當前效率。優選地，所述第一微控制器確定效率。基于效率確定能量和數據傳輸的最佳工作點。通過用于控制能量和數據傳輸的信號的可變性，能夠以傳輸在任何時間均在最佳工作點進行的方式控制信號的特征。這使得測量設備非常具有能量效率。在特別有利的形式的實施例中，測量設備對效率進行評估，以用于診斷目的，尤其是關于預測性維護的診斷目的。通過持續監測效率，當下降的效率將低于測量設備的操作不受干擾所需的值時能夠進行預知，因此，維護或更換測量設備將是必要的。效率的劣化能夠由電子單元的部件的老化以及環境條件，諸如例如高水分含量或高溫，引起。在一個實施例中，所述測量設備還包括:用于監測溫度的溫度傳感器。關于溫度的信息同樣能夠用于診斷。在與其相關的實施例中，所述第一微控制器和/或所述第二微控制器根據所確定的效率來確定在所述變壓器中是否存在線圈損壞并在線圈損壞的情況下產生相應的故障報告。通過評估所確定的效率，測量設備能夠自監測線圈損壞。本專利技術的一個實施例提供:所述第一微控制器具有不同的操作模式，所述不同的操作模式以所述信號的至少一個特征的特定值為特征，操作模式與所述測量設備的每個操作狀態相關，并且所述微控制器根據當前操作狀態設置所述操作模式。對于操作模式，至少一組特征的初始值被定義。隨著時間的推移，第一微控制器根據需要使特征適配于當前需求。例如，如果所述傳感器單元的能量需求比預期的小，那么較小的能量傳輸是足夠的，則第一微控制器減小信號的脈沖持續時間或脈沖持續時間對間歇持續時間的比，以控制能量傳輸。如果有必要，第一微控制器使比回退。在進一步的發展中，所述第一微控制器寄存所述傳感器單元的標識或ID，并且以能量傳輸匹配于相應傳感器單元的能量需求的方式根據所述傳感器單元的存在，設置所述信號的至少一個特征。此外，所述特征能被動態控制。此外，本專利技術的目的通過用于操作具有上述特征的測量設備的方法實現。所述解決方案所包括的特征是:具有至少一個可變特征的至少一個信號被產生并被提供到所述傳輸單元；能量和數據傳輸由信號來控制；至少一個當前操作參數被確定；并且所述信號的至少一個特征被根據操作參數來設置。術語“特征”是指用于信號的可變特征，諸如頻率和脈沖持續時間對間歇持續時間的比。在傳輸單元的優選的實施例中，其包括推挽式轉換器。優選地，因本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.11.19 DE 102010044180.51.一種用于確定和/或監測至少一個過程變量的測量設備，所述測量設備包括:傳感器單元，所述傳感器單元具有至少一個傳感器(3 )，所述至少一個傳感器(3 )對過程變量敏感；第一電子單元(5)，所述第一電子單元(5)與能量供應單元相關并且具有第一微控制器(O ;以及第二電子單元(6)，所述第二電子單元(6)與所述傳感器單元相關并具有第二微控制器(2)，并且所述第二電子單元(6)經由電流隔離的傳輸單元(4)與所述第一電子單元(5)連接，用于能量和數據傳輸， 其特征在于 所述第一微控制器(5)產生至少一個信號(S1、S2)，所述至少一個信號(S1、S2)能夠在至少一個特征方面變化，并且所述第一微控制器(5)將所述信號提供到所述傳輸單元(4)，所述信號(S1、S2)控制能量和數據傳輸， 所述第一微控制器(I)和/或所述第二微控制器(2)確定至少一個當前操作參數，并且 所述第一微控制器(I)根據所述操作參數設置所述信號(S1、S2)的至少一個特征。2.根據權利要求1所述的測量設備， 其特征在于 所述第一微控制器(I)使所述信號(S1、S2)的至少一個特征適配于所述測量設備的當前操作狀態和/或以使能量傳輸的效率最優化的方式設置所述特征。3.根據權利要求1或2所述的測量設備， 其特征在于 由所述第一微控制器(I)所設置的所述信號(S1、S2)的所述特征是所述信號(S1、S2)的頻率和/或脈沖持續時間對間歇持續時間的比。4.根據前述權利要求中的任一項所述的測量設備， 其特征在于 所述傳輸單元(4)包括至少一個變壓器。5.根據權利要求4所述的測量設備， 其特征在于 所述傳輸單元(4)是推挽式轉換器。6.根據前述權利要求中的任一項所述的測量設備， 其特征在于 所述第一微控制器(I)寄存所述傳輸單元(4)的當前輸入功率， ...
【專利技術屬性】
技術研發人員：阿爾明·韋內特，卡伊·烏彭坎普，佛朗哥·費拉多，沃爾夫岡·布魯欽，
申請(專利權)人：恩德萊斯和豪瑟爾兩合公司，
類型：
國別省市：
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