(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
産業プロセスにおいてプロセス変数を測定または制御するように構成されたプロセス変数トランスデューサと、
プロセス変数トランスデューサに結合されたハウジング内のフィールド装置回路と、
ハウジング内に支持されたメータ本体マウントと、
ディスプレイ要素を含み、スナップイン取付機構によってメータ本体マウントに取り付けられたメータと、
ハウジング内でメータをシールし、前記メータに対して力を加えるカバーとを具備し、
前記スナップイン取付機構は、傾斜部に対して付勢されるように構成された少なくとも1つのバネクリップを備え、前記傾斜部は、カバーがハウジングに取り付けられたときに、メータからカバーに対して加えられる力を生じさせるフィールド装置。
【請求項２】
前記スナップイン取付機構が少なくとも1つのバネクリップを含む請求項１のフィールド装置。
【請求項３】
前記スナップイン取付機構が、少なくとも1つのバネクリップを受け容れるように構成された少なくとも1つの戻り止めをさらに備えた請求項２のフィールド装置。
【請求項４】
前記少なくとも1つのバネクリップが、前記メータおよびメータ本体マウントの一方に設けられ、少なくとも1つのデテントが、前記メータおよびメータ本体マウントの他方に設けられた請求項３のフィールド装置。
【請求項５】
前記少なくとも1つのバネクリップが少なくとも2つのバネクリップを含み、前記少なくとも2つのバネクリップが互いに半径方向に対向している請求項２のフィールド装置。
【請求項６】
前記少なくとも1つのバネクリップが4つのバネクリップで構成される請求項２のフィールド装置。
【請求項７】
前記カバーが透明領域を含み、前記表示要素は前記透明領域を介してハウジングの外部から視認可能である請求項１のフィールド装置。
【請求項８】
前記表示要素が接触感応式である請求項１のフィールド装置。
【請求項９】
前記スナップイン取付機構は、Y軸およびX軸の両方に力を発生させて前記メータを2次元で安定化する請求項１のフィールド装置。
【請求項１０】
前記スナップイン取付機構が前記メータを三次元で安定化させる請求項１のフィールド装置。
【請求項１１】
前記バネクリップがプラスチック材料で製造される請求項１のフィールド装置。
【請求項１２】
前記プロセス変数トランスデューサがプロセス変数センサを含む請求項１のフィールド装置。
【請求項１３】
前記プロセス変数トランスデューサがプロセス制御要素を含む請求項１のフィールド装置。
【請求項１４】
前記メータがメータ本体マウントに電気的に結合する請求項１のフィールド装置。
【請求項１５】
前記メータが電気コネクタを介してメータ本体マウントに電気的に結合される請求項１４のフィールド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業プロセスまたは監視システムで使用されるタイプの産業プロセス制御トランスミッタに関する。より具体的には、本発明は、情報を表示するために使用されるメータを含む産業プロセス制御トランスミッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
産業プロセス制御トランスミッタは、産業プロセスにおいてプロセス変数を測定するために使用される。プロセス変数の例には、温度、圧力、流量、レベル、pHなどが含まれる。通常、プロセス制御トランスミッタは遠隔地に配置され、制御室のような中央位置に情報を送信する。産業プロセス制御トランスミッタには、トランスミッタに関する情報を表示するためのローカルメータも含まれる。メータは、トランスミッタの構成、アラーム関連情報またはオペレータへの他の情報のコミッショニングまたは変更に使用するプロセス変数情報、構成情報、メニューなどを表示するために使用できる。コントローラは、産業プロセス制御システムで使用される別のタイプのフィールド装置の一例である。コントローラはプロセス変数を制御するために使用され、例えばバルブを使用してプロセス流体の流量を調節し、加熱要素を作動させてプロセス流体の温度を上昇させることができる。これらのタイプのフィールド装置もまた、オペレータにローカルに情報を表示するためのメータを含んでも良い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
多くの場合、プロセス制御トランスミッタは過酷な環境に置かれている。メータは、このような環境での使用に適した方法でプロセス変数トランスミッタに固定されなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
フィールド装置は、産業プロセスにおいてプロセス変数を測定または制御するように構成されたハウジングおよびプロセス変数トランスデューサを含む。ハウジング内のフィールド装置回路はプロセス変数トランスデューサに結合される。ハウジングにはメータ本体マウントが搭載されている。メータは、スナップイン取付機構によってメータ本体マウントに固定される。メータは表示要素を含む。カバーがハウジング内にメータをシールする。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本発明によるプロセス変数トランスミッタを含む産業プロセスの簡略図である。
【図２】1つの構成によるメータ本体マウントおよびメータを示す分解図である。
【図３】メータに取り付けられたメータ本体マウントを示す斜視図である。
【図４】戻り止め（detent）を示す断面図である。
【図５】カバーを取り付ける前のプロセス変数トランスミッタの断面図である。
【図６】メータをメータにクランプすることによる力を示す断面図である。
【図７】Oリングの位置決めを示すトランスミッタの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
産業計測用トランスミッタおよび制御装置（フィールド装置）は、しばしば、装置のハウジングに設けられた透明の表示ポートを通して見ることができるディスプレイを備えたメータを含む。近年の計測トランスミッタの振動基準では、メータは、電気コネクタやメータ自体が殆どあるいは全く磨耗することなく、最大5gの振動力（トランスミッタの取付方法によって生じる増幅効果により、実際の試験で最大50gが発生することがある）に耐えることができる防爆型のハウジングに収容する必要がある。さらに、いくつかの構成では、メータの機能およびプログラミングは、タッチスクリーンを使用して閲覧ポートを介してアクセスされても良い。この装置でタッチスクリーンタイプのインターフェースを機能させるには、メータの表面がメータカバーガラスに直接接触していなければならない。メータの前面とガラスとの間のエアーギャップは、タッチスクリーンインターフェースの機能に障害をきたす。
【０００７】
本発明の実施形態は、情報をローカルに表示するためのメータを含むプロセス変数トランスミッタなどのフィールド装置を提供する。トランスミッタは、制御室などの別の場所に情報を送信するように構成され、トランスミッタ自体は遠隔に配置される。図1は、産業プロセスにおけるプロセス流体の監視または制御に使用される産業プロセス制御または監視システム10を示す簡略図である。図1において、トランスミッタ12は、2線式プロセス制御ループ16によって制御室14に結合されている。しかしながら、無線技術や他の有線構成などのような他の通信技術を使用することもできる。4-20mA制御ループを含む典型的な2線式プロセス制御ループは、アナログ電流値として伝送するアナログデータに加えて、またはこれに代えて、デジタル情報を伝送しても良い。プロセス制御室14は、電源（電圧源）14Aおよび抵抗14Bとして示されている。同じ2線式プロセス制御ループを、トランスミッタ12内の電気回路の唯一の電力源として使用することもできる。さらに、通信には、例えばIEC 62591規格に準拠したWireless HART（登録商標）によって提供されるようなRF通信技術を使用して情報が無線で送信される無線プロセス制御ループを用いても良い。
【０００８】
プロセス変数トランスミッタ12は、プロセス配管18に結合されるように示されており、この実施形態では、プロセス変数センサ26を使用して配管18内のプロセス流体のプロセス変数を測定するように構成される。プロセス変数の例には、温度、圧力、流量、レベルなどが含まれる。トランスミッタについて具体的に説明したが、装置12は、プロセス変数コントローラを含む任意のタイプのフィールド装置であってもよい。トランスミッタ及びプロセスコントローラはいずれも、プロセス変数を監視又は制御するために使用されるフィールド装置回路27に結合されたプロセスインターフェース要素26を含む。プロセス変数トランスミッタの場合、要素26はプロセス変数センサである。プロセスコントローラの場合、要素26はバルブ、加熱要素などの制御要素の何らかのタイプである。
【０００９】
図1は、カバー24内の窓76を介して見える表示要素60（図5参照）を有するメータ22を備えたハウジング20を含むプロセス変数トランスミッタ12を示している。窓76は、ガラスまたは他の互換性のある透明材料で構成できる。種々の実施形態におけるメータ22の構成について、以下にさらに詳述する。メータ22は、好ましくは、5gの振動試験に耐えることができる防爆電子機器ハウジング20に取り付けられる（トランスミッタの取付方法によっては最大で50g）。メータはまた、カバーによって支持された窓76と接触したままにすべきである。取付機構は、好ましくはメータと窓76との間に少なくとも15ポンドの締結力を生じさせる。メータ22は、好ましくは、カバーが取り外された状態でも電気接続が維持されるようにハウジング20内に保持される。マウントは、好ましくは種々の公差で一緒に積み重ねられた複数の構成要素による位置決め変動を管理し、依然として所望のクランプ力を提供する。メータ22は、好ましくはハウジング20に対して着脱が容易である。一実施形態では、メータ22と窓76との間に最大で50ポンドの押付け力が付与される。振動の多い環境では、メータ22と窓76との接触状態を維持するためにかなりの力が必要である。
【００１０】
図2は、メータ本体マウント52に隣接して配置されたメータ22を示す斜視図である。メータ22は、メータ本体マウント52のバネクリップ受け部56にクリップするように構成された4つのバネクリップ54を含む。同様に、電気コネクタ58はマウント52をトランスミッタ12の電気回路27に電気的に結合するために使用される。
【００１１】
図3は、一実施形態に係るメータ本体マウント52に取り付けられたメータ22を示す拡大斜視図であり、図4は、その側面断面図である。図4に示すように、メータ22は、一実施形態では接触感応式ディスプレイである表示要素60を含む。ディスプレイ素子60は、図1に示したフィールド装置回路27に結合する。図3および図4を参照すると、バネクリップ受け部56は、クリップ54上の突起64を受け容れるように構成された戻り止め62を含む。
【００１２】
バネクリップ54は、メータ22をメータ本体マウント52に固定し、それによって、図5に示すように、トランスミッタ12のカバー24が取り外された場合でもメータ22が所定の位置にしっかりと保持される。図5は、カバー24が取り外された状態でのトランスミッタ12の断面図である。図5はまた、トランスミッタ12のハウジング20の構成を示し、内壁72がトランスミッタの内部空洞を2つの領域74，77に分割する。
【００１３】
メータカバー24が取り付けられ（図6）、完全に締め付けられると、窓部76がメータ22を押して、バネフィンガ54がメータ本体マウント52の戻り止め（detent）62によって形成された傾斜部55によって矢印「Y」の方向に押し出される。図6に示すように、これは「X」方向および「Y」方向の両方に大きな力を発生させる。各方向への力は、傾斜部55の角度を変えることによって変更することができる。傾斜部55が「X」軸に対して約45度の角度であると、「X」方向に55ポンドを超える力を発生させることができる。メータ22をメータ窓76にしっかりと固定しておくために、50gの振動力を受ける場合には、「X」方向には少なくとも12ポンドの力が好ましい。この構成は「Y」方向の動きも防止する。テストは、メータ22がハウジング20内で振動するのを防止するために必要な最小限の力を決定するために使用できる。
【００１４】
上記の構成では、比較的コンパクトな設計で大きなクランプ力が発生する。クランプ力は、ゼロから50ポンドを超える値まで所望の値に調節可能である。クランプ力の発生機構は、メータおよびメータ本体のいずれにおいても射出成形のシュラウドで一体化することができる。この製造技術は、金属バネのような追加部品を必要としない。取付機構は、X方向およびY方向のいずれにも力を生じさせる。これにより、メータを2方向に安定させることができる。バネクリップは、カバーが締め付けられる前にトランスミッタハウジング内のメータを保持する。この構成は更に、メータをトランスミッタの電子機器に電気的に接続することを可能にし、これによりメータはカバーが適用される前に動作可能である。バネフィンガはまた、メータカバーが締め付けられてガラスがディスプレイに接触すると、メータがトランスミッタハウジングに対して回転するのを防止する。
【００１５】
図7は、トランスミッタ12の一部の断面図である。図7ではOリング90が設けられている。Oリング90により、メータ22をハウジング20のY方向に対してさらに安定させることができる。
【００１６】
本発明を好ましい実施形態を参照して説明したが、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細に変更を加えることができることを認識するであろう。メータ、メータ本体マウントおよび他の構成要素は、任意の適切な材料から形成されてもよい。これらには、金属、プラスチック、それらの組み合わせまたは他の材料が含まれる。選択される材料は、弾性、硬度または他の特性を含む所望の特性を有するべきである。製造技術に応じて、様々な構成要素を成型プロセスによって製造できる。表示要素60に加えて、メータ22は表示要素60や他の所望の構成要素を駆動するように構成された電気回路などの他の電気構成要素を含むことができる。同様に、メータ本体マウント52は、オプションとして電気部品を含むことができる。このような電気回路素子をメータ22またはメータ本体マウント52に支持するために、回路基板や他の構成要素を使用することができる。本実施形態で使用されるように、バネクリップおよびバネクリップ受け部はスナップイン取付機構の一例を提供する。しかしながら、メータをフィールド装置のハウジング内に固定するために、メータにX方向及び／又はY方向の力を加える他のスナップイン取付機構も考えられる。本実施形態で示したように、バネクリップおよびバネクリップ受け部は、円形メータおよびメータ本体マウントの周りに、半径方向へ離間して配置されている。そのような少なくとも2つのバネクリップおよびバネクリップ受け部は、メータをメータ本体マウントに取り付けるために実装されても良い。180°の間隔（半径方向に対向する間隔）にすると、バネクリップは互いに反対の力を提供するであろう。フィールド装置カバー内の窓は、カバーを介して表示要素を見るための透明領域を提供する。このような構成では、表示素子は、例えば容量性または抵抗性の技術を使用した接触感応式であってもよく、それにより透明領域を介してユーザ入力を表示素子が受け付けられるようにしても良い。本実施形態では、「X」方向が円筒形フィールド装置ハウジングの軸に平行である。さらに「Y」方向は「X」方向に対して垂直であり、例えば、円形ハウジングの半径方向である。バネクリップはメータに設けられ、バネクリップ受け部はメータ本体マウントに設けられるものとして図示されているが、反対の構造でも良い。表示要素60は、LED、液晶または他の構成を含む任意の適切な表示要素とすることができる。1つの構成では、ハウジングおよびメータは円筒形である。このような構成において、図示のY方向は径方向に対応する。任意の数の取付機構を実施することができるが、少なくとも3つの取付機構が使用される場合、メータはX、Y、Zの3次元で固定される。
【符号の説明】
【００１７】
12…トランスミッタ，14…制御室，16…2線式プロセス制御ループ，20…ハウジング，22…メータ，24…カバー，26…プロセス変数センサ，27…フィールド装置回路，52…メータ本体マウント，54…バネクリップ，55…傾斜部，56…バネクリップ受け部，60…表示要素，76…窓
【図１】
0006300962.tif 000002
【図２】
0006300962.tif 000003
【図３】
0006300962.tif 000004
【図４】
0006300962.tif 000005
【図５】
0006300962.tif 000006
【図６】
0006300962.tif 000007
【図７】
0006300962.tif 000008