[发明专利]用于工业控制和自动化的现场设备的电磁驱动单元/接收单元

说明书

一种用于自动化技术的现场设备(1)的机电换能器单元(6)，该机电换能器单元(6)包括：膜(9)，可以使该膜(9)执行机械振荡，两个杆(10a、10b)，所述两个杆(10a、10b)垂直于膜(9)并且被固定到膜(9)，壳体(8)，其中膜(9)形成该壳体(8)的壁的至少一部分，并且其中所述两个杆(10a、10b)延伸到壳体内部，两个磁体(11a、11b)，其中每个磁体(11a、11b)在远离膜(9)的端部区域中被固定在所述两个杆(10a、10b)中的不同的杆上，以及线圈(12)，其具有磁芯(13)，其中所述线圈(12)在磁体(11a、11b)上方被固定在壳体(8)内，并且可与交流电信号接触，其中所述线圈(12)被实施为产生磁场，所述磁场通过两个磁体(11a、11b)促使两个杆(10a、10b)执行机械振荡，并且其中两个杆(10a、10b)被固定到膜(9)以使得膜(9)的振荡由两个杆(10a、10b)的振荡引起，本发明还涉及一种用于确定和/或监测至少一个过程变量的装置，该装置包括本发明的至少一个机电换能器单元。

技术领域

本发明涉及一种用于自动化技术的现场设备的机电换能器单元以及一种用于确定和/或监测容器中的介质的至少一个过程变量的装置，该装置包括本发明的至少一个机电换能器单元。过程变量是例如介质的填充水平或流量，或其密度或粘度。介质例如位于容器中，槽中，或甚至位于管道中。

背景技术

在自动化技术中，应用最广泛的现场设备来确定和/或监测至少一个过程变量，特别是物理或化学过程变量。在这种情况下，例如，填充水平测量设备，流量测量设备，压力和温度测量设备，pH-氧化还原电势测量设备，电导率测量设备等，寄存相应的过程变量、填充水平、流量、压力、温度、pH值、电导率等。从大量的出版物中已知各种测量原理。

现场设备通常包括：至少一个传感器单元，其至少部分地且至少间或地与过程接触；以及电子单元，其例如用于信号寄存，评估和/或供给。在本发明的上下文中，所提及的现场设备原则上是在过程附近应用并且传送或处理相关信息的所有测量设备，因此还有远程I/O，无线电适配器，一般是在现场水平布置的电子部件。申请人生产和销售大量这样的现场设备。

在现场设备中经常使用机电传感器单元。例如，它们用于诸如例如振动填充水平或流量测量设备的振动传感器中，然而也用于超声波填充水平测量设备或超声波流量测量设备中。为了单独地和详细地探索每个这样的现场设备及其测量原理，其中可以使用本发明的机电换能器单元将超出所需要的范围。因此，描述已经通过示例的方式限制于具有可振荡单元的填充水平测量设备。基于这种描述，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以应用于其它使用领域。

这样的填充水平测量设备的可振荡单元也称为振动传感器，例如是振荡叉、单杆或膜。可振荡单元在操作期间借助驱动/接收单元——其通常以机电换能器单元的形式——被驱动以激励可振荡单元，使得可振荡单元执行机械振荡。示例包括压电的，电磁的或者磁致伸缩的驱动/接收单元。申请人生产了各种相应的现场设备并且例如以商标LIQUIPHANT和SOLIPHANT出售。从根本上已知基础测量原则。驱动/接收单元借助电激励信号激励机械可振荡单元以执行机械振荡。相反，驱动/接收单元可以接收机械可振荡单元的机械振荡并将其转换成电接收信号。驱动/接收单元可以是单独的驱动单元和单独的接收单元，也可以是组合的驱动/接收单元。