DE102024104275B3

DE102024104275B3 - Messgerät für die Prozess- und Automatisierungstechnik und Verfahren zur Inbetriebnahme eines solchen Messgeräts

Info

Publication number: DE102024104275B3
Application number: DE102024104275.3A
Authority: DE
Inventors: Alfred Wagner; Johan Strandberg
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: IFM Electronic GmbH
Priority date: 2024-02-15
Filing date: 2024-02-15
Publication date: 2025-02-13
Anticipated expiration: 2044-02-16
Also published as: WO2025172369A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Messgerät (1) für die Prozess- und Automatisierungstechnik zur Erfassung einer physikalischen Größe sowie ein Verfahren zu dessen Inbetriebnahme, mit einer Sensoreinheit, einer Elektronikeinheit, einer Kommunikationseinheit und einer Funkeinheit, wobei die Elektronikeinheit in einem Gehäuse (2) angeordnet und dazu geeignet ist, vom Sensorelement generierte Messsignale auszuwerten und/oder zu verarbeiten, wobei die Kommunikationseinheit dazu geeignet ist, die ausgewerteten und/oder verarbeiteten Messsignale an eine übergeordnete Steuereinheit zu übertragen, und wobei die Funkeinheit Teil der Sensoreinheit und/oder der Kommunikationseinheit ist. Für eine einfache und zugleich fehlerfreie bzw. manipulationssichere Art die Einstellung des Messgerätes hinsichtlich länderspezifischer Erfordernisse ist vorgesehen, dass für den Betrieb des Messgeräts (1) ein Kodierelement (3) notwendig ist, das in einen dafür vorgesehenen Bereich (2a) des Gehäuses (2) einsetzbar ist, wobei das Kodierelement (3) wenigstens eine länderspezifische Information umfasst, die nach dem Einsetzen des Kodierelements (3) von dem Messgerät (1) abgefragt wird und infolge dessen eine Konfiguration der Funkeinheit erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Messgerät für die Prozess- und Automatisierungstechnik zur Erfassung einer physikalischen Größe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Inbetriebnahme eines solchen Messgeräts gemäß Anspruch 7.
Ein Messgerät der in Rede stehenden Art umfasst im Wesentlichen ein Sensorelement, eine Elektronikeinheit zur Auswertung und/oder Verarbeitung der vom Sensorelement generierten Messsignale und eine elektrische Schnittstelle, über die das Messgerät mit Energie versorgt wird und die generierten Messsignale von einer übergeordneten Steuereinheit abgreifbar sind.
Das Sensorelement, auch als Messwertaufnehmer bezeichnet, dient zur Erfassung und Umwandlung einer physikalischen Messgröße eines Prozesswerts in ein Messsignal. In der Prozesstechnik dient der Messwertaufnehmer insbesondere zur Erfassung von Druck, Temperatur, Strömung bzw. Durchfluss oder Füllständen eines Mediums in einem Behälter. Darüber hinaus gibt es in der Automatisierungstechnik noch weitere Anwendungen, wobei hier beispielhaft optische, kapazitive und induktive Näherungsschalter bzw. -sensoren genannt werden.
Die Elektronikeinheit ist in einem Gehäuse angeordnet. Häufig ist in oder an dem Gehäuse auch das Sensorelement sowie eine Anzeige- und Bedieneinheit angeordnet, wobei es auch Messgeräte ohne Anzeige- und Bedieneinheit gibt oder das Sensorelement entfernt angeordnet ist.
Messgeräte eingangs genannter Art haben inzwischen häufig Funktechnologien integriert, sei es in der Sensoreinheit, wie beispielsweise bei Radarfüllstandsmessgeräten, oder in der Kommunikationseinheit zur Übertragung von Messdaten, wie beispielsweise Bluetooth, RFID etc. Für einen weltweiten Einsatz ist es erforderlich, sicherzustellen, dass die Messgeräte nur mit dem jeweilig gültigen länderspezifischen Funkparametern (Frequenz, Bandbreite, Stärke) betrieben werden können. Eine Fehlbedienung muss ausgeschlossen sein.
Die Verantwortung auf den Anwender in Form eines Inbetriebnahmemenüs zu übertragen, ist wegen einer möglichen fehlerhaften Bedienung und Manipulation nicht zulässig. Daher gibt es derzeit unterschiedliche Möglichkeiten, dieser gesetzlichen Anforderung nachzukommen. Länderspezifische Anforderungen bereits bei der Herstellung der Messgeräte zu berücksichtigen, ist jedoch häufig unwirtschaftlich, bspw. aufgrund einer entsprechend notwendigen Lagerhaltung beim Hersteller oder Kunden. Auch der Einbau von SIM-Karten oder GPS-Systemen zur Länderzuordnung am Anwendungsort ist nicht unproblematisch, u.a. weil nicht sichergestellt werden kann, dass immer ein Mobilfunknetz bzw. ein GPS-Signal vorhanden ist. Schließlich gäbe es noch die Möglichkeit, die länderspezifische Einstellung nur durch Hersteller vornehmen zu lassen, was insgesamt vergleichsweise aufwendig ist.
Als Stand der Technik ist zum einen die EP 1 398 631 A2 zu nennen, aus der ein Auto-Kalibrierungslabel für Sensoren bekannt ist, welches kodierte Kalibrierungsinformationen enthält. Des Weiteren ist aus der DE 10 2009 022 762 A1 ein Gehäuse für ein Feldgerät bekannt, bei dem mithilfe von zwei Kammern mehrere unterschiedliche Feldgeräte, die an die verschiedensten Einsatzmöglichkeiten angepasst sind, zusammenstellbar sind. Schließlich ist die DE 10 2021 110 017 A1 zu nennen, die ein Feldgerät mit ortsangepasster Parameterermittlung und/oder Messwertermittlung betrifft. Das Feldgerät verfügt über eine Positionsermittlungseinheit zur Bestimmung seiner Position und eine Auswerteeinheit, die analysiert, ob das Gerät seit der letzten Parameterermittlung oder Messung bewegt wurde. Wenn das Gerät in eine neue Position gewechselt ist, wird eine neue, standortspezifische Parametrierung angewendet.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, auf eine einfache und zugleich fehlerfreie bzw. manipulationssichere Art die Einstellung des Messgerätes hinsichtlich länderspezifischer Erfordernisse zu gewährleisten.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Messgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt ist für den Betrieb des Messgeräts erfindungsgemäß ein Kodierelement notwendig, das in einen dafür vorgesehenen Bereich des Messgerätgehäuses, bspw. eine Ausnehmung, einsetzbar ist. D.h. ohne das Kodierelement kann das Messgerät nicht betrieben werden, insbesondere nicht den Funkbetrieb aufnehmen. Dadurch wird sichergestellt, dass das Messgerät niemals versehentlich außerhalb der am jeweiligen Anwendungsort gültigen Regelungen betrieben wird.
Das Kodierelement umfasst dabei wenigstens eine länderspezifische Information, die nach dem Einsetzen des Kodierelements in das Messgerät von diesem abgefragt wird und infolgedessen dann eine Konfiguration der Funkeinheit dahingehend erfolgt, dass relevante Funkparameter, wie bspw. Frequenz, Bandbreite, Stärke, so eingestellt werden, dass sie dem am Anwendungsort des Messgeräts gültigen Werten entsprechen. Hierzu sind im Messgerät bereits alle infrage kommenden Konfigurationsmöglichkeiten abgelegt und durch die Abfrage des Kodierelements wird dann die dem Kodierelement entsprechende Länderkonfiguration ausgewählt.
Das Kodierelement kann dabei insbesondere als Ring, Pfropfen, Plättchen, Haube oder Clip ausgebildet sein.
Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die jeweilige länderspezifische Information durch eine unterschiedliche geometrische Ausgestaltung des Kodierelements gekennzeichnet ist, bspw. durch eine unterschiedliche Länge, Breite, Dicke oder Kontur. Entsprechend umfasst das Messgerät dann eine Detektionseinheit mit einer Abtasteinheit, bspw. eine optische, die die geometrische Ausgestaltung erfassen kann und das Messgerät damit insgesamt in die Lage versetzt, dass es die mit dem Kodierelement übereinstimmende Länderkonfiguration vornehmen kann.
Alternativ dazu sieht eine weitere bevorzugte Ausgestaltung vor, dass die jeweilige länderspezifische Information durch ein unterschiedlich ausgestaltetes Metall- oder Magnetplättchen am oder im Kodierelement gekennzeichnet ist, wobei auch mit umfasst ist, dass das gesamt Kodierelement selbst dieses Metall- oder Magnetplättchen sein kann. Entsprechend umfasst das Messgerät dann eine Detektionseinheit mit einer Abtasteinheit, bspw. eine induktive, kapazitive, magnetische oder elektromagnetische, die die unterschiedliche Charakteristik der Metall- oder Magnetplättchen erfassen kann und das Messgerät damit insgesamt in die Lage versetzt, dass es die mit dem Kodierelement übereinstimmende Länderkonfiguration vornehmen kann. Beispielsweise könnte die Detektion des Metall- oder Magnetplättchens mittels NFC, RFID oder durch eine GMR-Effekt-Sensorik erfolgen. Denkbar ist darüber hinaus auch, dass mehrere solcher Bereiche bzw. Ausnehmungen für das Kodierelement außenumfänglich am Messgerätgehäuse angeordnet sind und dass die Länderzuordnung dadurch erfolgt, in welchen Bereich bzw. Ausnehmung das Kodierelement eingebracht wird. In dem Fall wäre es ausreichend, dass lediglich das Vorhandensein des Kodierelements erkannt wird, ohne dass bspw. mittels NFC oder RFID Informationen abgefragt werden müssten.
Die konstruktive Ausgestaltung des Kodierelements kann vielfältig sein, bevorzugt als Ring, Pfropfen, Plättchen, Haube oder Clip, und kann entsprechend seiner Ausgestaltung außenumfänglich am Gehäuse des Messgeräts eingebracht werden oder auch auf bzw. über das Messgerät aufgeschoben, aufgesetzt oder übergestülpt werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt erfolgt die Inbetriebnahme des Messgeräts erfindungsgemäß, indem ein Kodierelement, das wenigstens eine länderspezifische Information umfasst, in einen dafür vorgesehenen Bereich des Gehäuses eingesetzt wird, diese länderspezifische Information von dem Messgerät abgefragt wird und infolge dessen eine Konfiguration der Funkeinheit sowie eine Aktivierung der Funktionsfähigkeit des Messgeräts mit einem zulässigen Funkparametersatz erfolgt.
Durch die Erfindung ist nun möglich, dass der Anwender durch einfaches Auf- oder Einstecken bzw. Auf- oder Einklipsen eines wie auch immer gearteten Zusatzteils auf bzw. in das Messgerät sichergeht, dass die im jeweiligen Land, wo das Messgerät betrieben werden soll, gültigen gesetzlichen Regelungen bezüglich Funkparametern eingehalten werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen schematisch:

1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Messgeräts;
2 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Messgeräts.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Messgerät 1 für die Prozess- und Automatisierungstechnik zur Erfassung einer physikalischen Größe, vorliegend ein Radarfüllstandsmessgerät, gemäß einer ersten Ausführungsform. Es umfasst eine in 1 nicht weiter dargestellte Sensoreinheit, eine Elektronikeinheit, eine Kommunikationseinheit und eine Funkeinheit, welche alle in einem Gehäuse 2 angeordnet sind. Die Elektronikeinheit ist dafür vorgesehen, vom Sensorelement generierte Messsignale auszuwerten und/oder zu verarbeiten und die Kommunikationseinheit die ausgewerteten und/oder verarbeiteten Messsignale an eine übergeordnete Steuereinheit zu übertragen. Die Funkeinheit kann Teil der Sensoreinheit sein, wie im vorliegenden Beispiel eines Radarfüllstandsmessgeräts, und/oder der Kommunikationseinheit, wenn die Übertragung der Messdaten an eine übergeordnete Steuereinheit beispielsweise via Bluetooth oder Mobilfunk erfolgen soll.
Gezeigt ist des Weiteren ein Kodierelement 3, das vorliegend als halbrunder Bogen mittels eines hakenförmigen Verriegelungsmechanismus 6 an einen dafür vorgesehen Bereich 2a des Gehäuses 2 eingeklipst werden kann. Das Kodierelement 3 umfasst zum einen ein Metall- oder Magnetplättchen 4, das im eingeklipsten Zustand von einer Detektionseinheit 5 am Messgerät 2 abgefragt wird, bspw. mittels NFC, RFID oder durch eine GMR-Effekt-Sensorik. Das Metall- oder Magnetplättchen 4 enthält also eine eindeutige Information, welche einem bestimmten Land zugeordnet werden kann. Das Messgerät 2 konfiguriert ausgehend von dieser länderspezifischen Information dann seine Funkeinheit in der Weise, dass die in dem betreffenden Land geltenden Regelungen hinsichtlich Funkparametern eingehalten werden, und aktiviert vollumfänglich die Funktionsfähigkeit des Messgeräts 1 mit den zulässigen Funkparametersatz. D.h. ohne das Kodierelement 3 ist das Messgerät 1 nicht funktionsfähig und kann daher nicht versehentlich mit nicht zulässigen Funkparametern in Betrieb genommen werden.
Zur eindeutigen Kenntlichmachung umfasst das Kodierelement 3 des Weiteren auch ein Typenschild 7, auf dem vorteilhafterweise neben der Länderkennung auch Zulassungsinformationen und sonstige Kennzeichnungen enthalten sind.
2 zeigt ein erfindungsgemäßes Messgerät 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform, das im Wesentlichen dem aus 1 bekannten Messgerät entspricht. Der Unterschied besteht darin, dass das Kodierelement 3 als kleines Plättchen ausgeführt ist, das in eine dafür vorgesehene Ausnehmung 2a am Gehäuse 2 des Messgeräts 1 eingebracht werden kann. Die Funktionalität dieses Kodierelements 3 entspricht dabei dem aus 1 bekannten Kodierelement. Denkbar ist bei dieser Ausführung darüber hinaus auch, dass mehrere solche Ausnehmungen 2a außenumfänglich am Messgerätgehäuse 2 angeordnet sind und dass die Länderzuordnung dadurch erfolgt, in welche Ausnehmung 2a das Kodierelement 3 eingebracht wird. In dem Fall wäre es ausreichend, dass die Detektionseinheit 5 lediglich das Vorhandensein des Kodierelements 3 erkennt, ohne dass bspw. mittels NFC oder RFID Informationen abgefragt werden müssten.
Bezugszeichenliste

1: Messgerät
2: Gehäuse
2a: Bereich des Gehäuses
3: Kodierelement
4: Metall- oder Magnetplättchen
5: Detektionseinheit
6: Verriegelungsmechanismus
7: Typenschild

Claims

Messgerät (1) für die Prozess- und Automatisierungstechnik zur Erfassung einer physikalischen Größe, mit einer Sensoreinheit, einer Elektronikeinheit, einer Kommunikationseinheit und einer Funkeinheit, wobei die Elektronikeinheit in einem Gehäuse (2) angeordnet und dazu geeignet ist, vom Sensorelement generierte Messsignale auszuwerten und/oder zu verarbeiten, wobei die Kommunikationseinheit dazu geeignet ist, die ausgewerteten und/oder verarbeiteten Messsignale an eine übergeordnete Steuereinheit zu übertragen, und wobei die Funkeinheit Teil der Sensoreinheit und/oder der Kommunikationseinheit ist, dadurch gekennzeichnet, dass für den Betrieb des Messgeräts (1) ein Kodierelement (3) notwendig ist, das in einen dafür vorgesehenen Bereich (2a) des Gehäuses (2) einsetzbar ist, wobei das Kodierelement (3) wenigstens eine länderspezifische Information umfasst, die nach dem Einsetzen des Kodierelements (3) von dem Messgerät (1) abgefragt wird und infolge dessen eine Konfiguration der Funkeinheit erfolgt.
Messgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kodierelement (3) als Ring, Pfropfen, Plättchen, Haube oder Clip ausgebildet ist.
Messgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige länderspezifische Information durch eine unterschiedliche geometrische Ausgestaltung des Kodierelements (3) gekennzeichnet ist.
Messgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige länderspezifische Information durch ein unterschiedlich ausgestaltetes Metall- oder Magnetplättchen (4) am oder im Kodierelement (3) gekennzeichnet ist.
Messgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät (1) eine Detektionseinheit (5) umfasst, die geeignet ist, die unterschiedlichen Ausgestaltungen des Kodierelements (3) zu erfassen und die jeweilige länderspezifische Information abzufragen.
Messgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinheit (5) eine optische, induktive, kapazitive, magnetische oder elektromagnetische Abtasteinheit umfasst.
Verfahren zur Inbetriebnahme eines Messgerät (1) für die Prozess- und Automatisierungstechnik zur Erfassung einer physikalischen Größe, mit einer Sensoreinheit, einer Elektronikeinheit, einer Kommunikationseinheit und einer Funkeinheit, wobei die Elektronikeinheit in einem Gehäuse (2) angeordnet und dazu geeignet ist, vom Sensorelement generierte Messsignale auszuwerten und/oder zu verarbeiten, wobei die Kommunikationseinheit dazu geeignet ist, die ausgewerteten und/oder verarbeiteten Messsignale an eine übergeordnete Steuereinheit zu übertragen, und wobei die Funkeinheit Teil der Sensoreinheit und/oder der Kommunikationseinheit ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kodierelement (3), das wenigstens eine länderspezifische Information umfasst, in einen dafür vorgesehenen Bereich (2a) des Gehäuses (2) eingesetzt wird, diese länderspezifische Information von dem Messgerät (1) abgefragt wird und infolge dessen eine Konfiguration der Funkeinheit sowie eine Aktivierung der Funktionsfähigkeit des Messgeräts (1) mit einem zulässigen Funkparametersatz erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät (1) eine Detektionseinheit (5) umfasst, die unterschiedliche Ausgestaltungen des Kodierelements (3) erfasst und die jeweilige länderspezifische Information abfragt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinheit (5) die länderspezifische Information durch eine optische, induktive, kapazitive, magnetische oder elektromagnetische Abtastung abfragt.