(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定装置（１）へ電力を供給するため、給電接続部（２）に前記測定装置（１）を接続するための「安全増防爆構造（Ｅｘ−ｅ）」の接続装置（３）と、前記測定装置（１）の電子回路構成素子を有する電子回路装置（４）と、表示装置（８）と、「安全増防爆構造（Ｅｘ−ｅ）」又は「本質安全防爆構造（Ｅｘ−ｉ）」のセンサ（７）と、「本質安全防爆構造（Ｅｘ−ｉ）」に構成されていない出力回路（９）とを有する非本質安全防爆構造で給電される測定装置（１）において、
前記電子回路装置（４）は、該電子回路装置の同じ側にすべて配置された複数の接続端子（１２）を有し、
前記電子回路装置（４）は、容器（１１）に樹脂充填により封止されており、
前記電子回路装置（４）は「樹脂充填防爆構造（Ｅｘ−ｍ）」であり、前記表示装置（８）は「本質安全防爆構造（Ｅｘ−ｉ）」であり、
前記表示装置（８）、前記センサ（７）、および前記接続装置（３）は、「安全増防爆構造（Ｅｘ−ｅ）」の接続（６）によって、前記電子回路装置（４）に接続されていることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記出力回路（９）は、フィールドバスであることを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項３】
少なくとも２つの非本質安全防爆構造の出力回路（９，１０）を具備することを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項４】
電流出力、パルス出力及び状態出力の３つの非本質安全防爆構造の出力回路を具備することを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項５】
前記表示装置（８）は、電子回路装置（４）から給電されることを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項６】
前記測定装置は、少なくとも「本質安全防爆構造（Ｅｘ−ｉ）」でない、標準電力供給線又は標準低電圧線の形である給電接続部に接続可能であることを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項７】
前記測定装置は、測定チューブを通過する流媒体の流量を測定する電磁誘導流量測定装置であり、流媒体を貫通する磁界を励起する「安全増防爆構造（Ｅｘ−ｅ）」を有するフィールドコイルと、流媒体に誘導された電圧を検出する「本質安全防爆構造（Ｅｘ−ｉ）」を有する電極とを有することを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項８】
前記測定装置は、測定チューブを通過する流媒体の流量を測定する超音波流量測定装置であり、流媒体を貫通する超音波を送受信するための超音波変換器を有することを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項９】
前記測定装置は、測定チューブを通過する流媒体の流量を測定するコリオリ型質量流量計であり、測定チューブに振動を励起する少なくとも一つの振動発生器と、測定チューブに発生した振動を検出する少なくとも一つの振動センサと、前記振動発生器への接続のために前記電子回路装置（４）からずれた位置に配され、「本質安全防爆構造（Ｅｘ−ｉ）」を有する電子回路装置前端部と、該電子回路装置前端部から延出し、「本質安全防爆構造（Ｅｘ−ｉ）」を有する信号線とを有することを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項１０】
前記容器（１１）はプラスチック容器であることを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、測定装置へ電力を供給するため、給電接続部に前記測定装置を接続するための「安全増防爆構造（Ｅｘ−ｅ）」の接続装置と、前記測定装置の電子回路構成素子を有する電子回路装置と、表示装置と、「安全増防爆構造（Ｅｘ−ｅ）」又は「本質安全防爆構造（Ｅｘ−ｉ）」のセンサと、「本質安全防爆構造（Ｅｘ−ｉ）」に構成されていない出力回路とを有する非本質安全防爆構造で給電される測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
爆発性雰囲気における電気装置の操作において、発火の危険は、測定装置のスイッチ及び電気的変換の電気火花に起因する。その他の発火は、測定装置の熱い表面で起こる。爆発傾向にある領域において電気的測定装置を操作するために、防爆測定が必要となる。
【０００３】
ヨーロッパにおいて、防爆は、ＡＴＥＸ基準によって、標準化されている。電気装置の防爆は、規格ＤＩＮ ＥＮ５００１４〜５００２８及びＥＮ６００７９に記載されており、下記する基準にはそれぞれの型の防爆構造が記載されている。最後に、規格ＤＩＮ ＥＮ６００７９は、それの使用の現場での防爆構造で製造された装置の配備を記述している。
【０００４】
基本的に、ガスや蒸気のような引火性媒体が、十分に高い濃度で生じ、空気や純粋な酸素と混合できるところには、常に爆発の危険があることが、明らかである。これらの爆発傾向領域は、化学工場のプラント及び採鉱設備の中及び周囲でだけでなく、アルコール分の多い蒸留酒の瓶詰めプラント又は穀物サイロのような他の領域においても、主に見出される。
【０００５】
しかしながら、基本的に、そこでの爆発を打ち消す２つの異なる可能性、特にいわゆる「第１」及び「第２の」防爆法がある。これに関して、「第１の」防爆法は、可燃性媒体を回避することである。しかしながら、可燃性媒体は、加工又は製造方法に本質的に必要である。「第２の」の防爆法は、例えば爆発雰囲気を発火することがある発火源を避けることである。
【０００６】
それらの周囲の爆発雰囲気の発火を防止するための電気装置にとられる手段は、上述された型の防爆に区分される。これに関して、１つ又はそれ以上の型の防爆が、要求された防爆を達成するために実施される。
【０００７】
冒頭に述べた測定装置において、給電接続部に接続するための「安全増防爆構造（Ｅｘ−ｅ）」で製造された接続装置は、測定装置に電力を供給するために、設けられなければならない。ここで、「Ｅｘ−ｅ」と省略される「安全増防爆構造」は、測定が火花形成及び高温の確率を減少させるために取得されることを指摘する。このように、通常の操作において、いかなる発火源も存在することがないようにできる。これは、主として、使用される部品を必要以上の大きさにすること、及び火花が通過する間隔を相対的に大きくすることによって達成される。
【０００８】
そのほか冒頭に述べた測定装置において、例えば「Ｅｘ−ｉ」と省略される「本質安全防爆構造」で製造されたセンサであるべきである。これに関して、「本質安全防爆構造」は、爆発に要求される発火エネルギーを有する過度の高温及び／若しくは点火火花又は放電とならない値に制限する。ここで、本質安全防爆は、それぞれの装置に関連せず、全体的な本質安全防爆回路に関連している。この本質安全防爆回路は、接続線だけでなく、少なくとも一つの本質安全防爆装置及び関連装置を含むものである。
【０００９】
本質安全防爆装置は、定義づけによって全ての回路が本質安全である装置として定義される。これは、それぞれの本質安全回路の電圧及び電流が、短絡、遮断又は地絡において、引火が生じない程度に小さいこと、例えば引火エネルギーが、爆発雰囲気に引火する最小引火エネルギーより小さいことを意味する。下記に記載するような関連装置と比較して、本質安全防爆装置は、爆発危険領域において直接的に操作されるのに適している。
【００１０】
「本質安全防爆構造」の関連装置は、全ての回路が本質安全でない装置として定義される。しかしながら、関連装置は、爆発危険領域に経路を有する少なくとも一つの本質安全防爆回路を有する。そのため、一般的に、関連装置において、非本質安全信号は、本質安全防爆信号に変換される。このため、関連装置は、例えば異なる種類の防爆構造で製造された装置である。
【００１１】
冒頭に述べたように、測定装置の電子回路要素を含む電子回路装置を有する非本質安全防爆構造で給電される測定装置について、この電子回路手段は、「Ｅｘ−ｄ」と省略される「耐圧防爆閉鎖容器」で製造される。これは、電子回路装置が、容器内において発火した場合に、容器のハウジングが圧力に耐え、容器内から外部への爆発の伝達が、例えば電気リードのための装置貫通に対して対応して小さく維持される開口部のギャップによって除外されるような容器を有することを意味する。
【００１２】
「耐圧防爆閉鎖容器」型の防爆における電気回路装置の実施は、多くの不利益点を有する。そのような耐圧閉鎖容器は、電気回路装置を大変重くし、形状に関して自由度が少ない。耐圧防爆閉鎖容器は、一般的に、安定性の問題から、円形又は球形に形成される。その上、ほんの小さい許容できるギャップ幅、電子回路装置への他の構成要素の接続のための複雑なケーブルの貫通を設けなければならない。
【特許文献１】特開２０００−６５６２７号公報
【特許文献２】特開２００１−２９８２８０号公報
【特許文献３】特開２００５−１６５８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
このように、本願発明の目的は、簡単且つ経済的に製造され、爆発危険領域において安全に操作される非本質安全防爆構造で給電される測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
最初に記載された測定装置から前進して、この目的は、電子回路装置が、「カプセル樹脂充填防爆構造（Ｅｘ−ｍ）」を有すること、表示装置が、「本質安全防爆構造（Ｅｘ−ｉ）」を有すること及び前記表示装置、センサ及び給電装置へ接続するための接続装置が「安全増防爆構造（Ｅｘ−ｅ）」を有する接続部を介して電子回路装置に接続されることにおいて達成される。
【００１５】
「カプセル樹脂充填防爆構造」は、危険爆発雰囲気が発火できないように、潜在的発火源を樹脂中に埋め込むものとして定義される。このように、本発明は、「耐圧防爆閉鎖容器」型の防爆構造における複雑さを決して必要せず、本質安全防爆構造の表示手段及び「安全増防爆構造」にされた接続と結合された「カプセル樹脂充填防爆構造」における電子回路装置による新しいアプローチをとる。このように、複雑配線敷設が排除され、表示手段は、防爆閉鎖容器を設ける必要がなくなる。さらに、これは、圧力耐性観察窓を設ける必要がなくなり、さらに、電子回路手段及びそのハウジングの形状に自由度を持たせることが可能となる。
【００１６】
初期回路の実行に関して、種々の可能性がある。本発明の好ましい発展形によれば、出力回路は、「プロフィバスＰＡ」又は「プロフィバスＤＰ」のようなフィールドバスであり、ここで、本質安全防爆構造及びそれに代わる非本質安全防爆構造が可能となる。プロフィバスＰＡ及びプロフィバスＤＰは、３つの異なるプロフィバス販売品の内の２つであり、ドイツＤＩＮ１９２４５において標準化され、ヨーロッパ規格ＥＮ５０１７０第２巻に変更なしに嵌め込まれたオープンバスシステムである。
【００１７】
本願発明の好ましい例によれば、少なくとも「本質安全防爆構造」で製造されない少なくとも２つの出力回路がある。本願発明の好ましい例によれば、少なくとも「本質安全防爆構造」で製造されない特に好ましくは電流出力、パルス出力及び状態出力である３つの出力回路がある。
【００１８】
本願発明の好ましい例によれば、表示装置は、電子回路装置によって供給されることが提供される。これは、表示手段が、本質安全防爆構造において前記電子回路装置の「安全増防爆構造」で製造された接続部を介して電気が供給されることを意味する。
【００１９】
本願発明による測定装置が、非本質安全防爆構造で給電されることは最初に述べた。本願発明の好ましい例によれば、前記測定装置は、この目的に関して、標準電力供給ラインの形の給電線、又は標準の２４Ｖ接続のような標準低電圧線に接続される。そのため、本願発明に係る測定装置について、「本質安全防爆構造」を条件とする必要がない給電接続が可能である。
【００２０】
基本的に、本願発明に係る測定装置は、いろいろな異なるタイプの測定装置において具体化が可能である。本願発明の好ましい例によれば、前記測定装置は、測定チューブを流れる流媒体の流量を測定するための磁気誘導流量測定装置であり、流媒体を貫通する磁界を発生させるための「安全増防爆構造（Ｅｘ−ｅ）」で製造されたフィールドコイルと、流媒体で誘導される電圧を検出するための「本質安全防爆構造（Ｅｘ−ｉ）」で製造された電極を有するものが提供される。
【００２１】
本願発明の別の例によれば、前記測定装置は、測定チューブを流れる流媒体の流量を測定するための超音波流量測定装置であり、流媒体を通過する超音波信号を送受信するための「本質安全防爆構造（Ｅｘ−ｉ）」で製造された超音波変換器を有するものが提供される。
【００２２】
最後に、本願発明の別の実施例によれば、前記測定装置は、測定チューブを流れる流媒体の流量を測定するためのコリオリ型流量測定装置であり、測定チューブの振動を励起する少なくとも一つの振動発生器、発生した測定チューブの振動を検出する少なくとも一つの振動センサ、電子回路装置からずれた位置にあり、前記振動発生器及び前記振動センサへの接続のために「本質安全防爆構造（Ｅｘ−ｉ）」が給電される電子回路装置前端部、及び前記電子回路装置前端部から延出し、同様に「本質安全防爆構造（Ｅｘ−ｉ）」で構成される信号ラインを有するものが提供される。
【００２３】
前記表示手段、前記センサ及び前記出力回路は、「安全増防爆構造」を有する接続を介して電子回路装置に接続されることは以前に述べた。これについて、本願発明の好ましい例によれば、電子回路装置の共通側に配置される電子装置のいくつかの接続端子がある。これらの接続端子は、それぞれ領域において封止され、カプセル封入された樹脂充填防爆構造の電子回路装置に導かれ、金属的導通接着として利用可能であるように、カプセル封入から外側に突出する。
【００２４】
この接続において、本願発明の好ましい例によれば、電子回路装置は、プラスチックカップ内に設けられ、このカップは、封止される。この方法において、電子回路装置の簡単で経済的な製造が達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本願発明の好ましい例は、添付図面を参照した下記に詳細に説明される。
【実施例】
【００２６】
図１は、非本質安全防爆構造で給電される給電接続部２を有する本願発明の実施例に係る測定装置１を概略的に示す。この給電接続部２は、標準の電力供給線（１１０Ｖ／２２０Ｖ）又は標準の２４Ｖ接続のような標準の低電圧接続である。
【００２７】
給電接続部２へ接続するために、測定装置１は、接続装置３を有する。この接続装置３は、給電接続部２との接続のための実際の接続可能性及び個別には示されない通常Ｉ／Ｏ回路を有する。前記接続装置３は、「安全増防爆構造」を有し、いわゆる発火火花が、測定装置の操作において生じないような大きさに形成される。
【００２８】
前記接続装置３は、前記測定装置のすべての電子回路要素を有する電子回路装置４に接続される。電子回路装置４は、「カプセル樹脂充填防爆構造」を有する。いわゆるそれは全体的に封止５内に配置される。電子回路装置４（詳細には図示されない）の電子回路構成要素への給電線は、「安全増防爆構造」で製造され、一方の側で封止５内に突出し、他方の側で導電接続可能性を形成する。
【００２９】
既に開示したように、前記電子回路装置４は、これらの接続部６を介して接続装置３に接続される。さらに、センサ７及び表示装置８が、これらの接続部６を介して電子回路装置４に接続される。これについて、前記センサは、「安全増防爆構造」又は「本質安全防爆構造」のいずれかで製造される。
【００３０】
本願発明の実施例に係る測定装置が、測定チューブを通過する流媒体の流量を測定する電磁誘導流量測定装置である場合には、流媒体を貫通する磁界を生じさせるための「安全増防爆構造」で製造されたフィールドコイルと、流媒体に誘導された電圧を検出するための「本質安全防爆構造」で製造された電極とが設けられる。
【００３１】
本願発明の実施例に係る測定装置が、測定チューブを流れる流媒体の流量を測定する超音波流量測定装置である場合には、「本質安全防爆構造」を有する超音波変換器が、流媒体を通過する超音波を送受信するために設計される。
【００３２】
本願発明の実施例に係る測定装置が、測定チューブを流れる流媒体の流量を測定するための測定チューブの振動を励起するための少なくとも一つの振動発生器と、測定チューブに生じた振動を検出する少なくとも一つの振動センサと、さらに電子回路装置４とを有するコリオリ型質量流量計である場合には、振動発生器及び振動センサへの接続のための「本質安全防爆構造」を有する電子回路装置前端部と、この電子回路装置前端部から延出し、同様に「本質安全防爆構造」で形成される信号線とが設けられる。
【００３３】
本願発明の実施例に係る上述された測定装置には、そのどちらも「本質安全防爆構造」を有さない２つの出力回路９，１０が設けられる。前記表示装置８は、同様に、接続部6を介して電子回路装置４に接続され、前記表示装置８は「本質安全防爆構造」を有し、且つ非本質安全防爆構造において前記電子回路装置４に接続される。
【００３４】
図２は、本願発明の実施例に係る測定装置の電子回路装置４の概略図である。これについて、前記電子回路装置４は、プラスチックカップ（カップ型容器）１１内に配置され、封止５が設けられる。接続部６は、封止５から突出し、複数の接続端子１２によって形成される。このように、経済的に製造することのできる電子回路装置４の特に簡単な設計は、同じ側にこれらの接続端子１２を配置することによって達成される。
【００３５】
この点について、重要な利点は、複雑線の敷設が必要なくなり、表示手段及びそのハウジングを防爆容器内に設ける必要がないという事実によって生じる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本願発明の好ましい例にかかる測定装置を概略的に示す。
【図２】本願発明の好ましい例によってカップ内に設けられ、それに封止された測定装置の電子回路手段を示す。
【符号の説明】
【００３７】
１  測定装置
２  給電接続部
３  接続装置
４  電子回路装置
５  封止
６  接続部
７  センサ
８  表示装置
９，１０  出力回路
１１  プラスチックカップ
１２  接続端子
【図１】
0004976162.tif 000002
【図２】
0004976162.tif 000003