[go: up one dir, main page]

WO2010049254A1 - Schnittstellenneutrales funktionsmodul für ein modulares messgerät und modulares messgerät mit einem schnittstellenneutralen funktionsmodul - Google Patents

Schnittstellenneutrales funktionsmodul für ein modulares messgerät und modulares messgerät mit einem schnittstellenneutralen funktionsmodul Download PDF

Info

Publication number
WO2010049254A1
WO2010049254A1 PCT/EP2009/063182 EP2009063182W WO2010049254A1 WO 2010049254 A1 WO2010049254 A1 WO 2010049254A1 EP 2009063182 W EP2009063182 W EP 2009063182W WO 2010049254 A1 WO2010049254 A1 WO 2010049254A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
module
sensor module
connector element
sensor
connector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2009/063182
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Buschnakowski
Jörg Uhle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser Conducta Gesellschaft fuer Mess und Regeltechnik mbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser Conducta Gesellschaft fuer Mess und Regeltechnik mbH and Co KG filed Critical Endress and Hauser Conducta Gesellschaft fuer Mess und Regeltechnik mbH and Co KG
Publication of WO2010049254A1 publication Critical patent/WO2010049254A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/283—Means for supporting or introducing electrochemical probes
    • G01N27/286—Power or signal connectors associated therewith
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
    • H04B5/24—Inductive coupling

Definitions

  • Interface-neutral function module for a modular measuring device and modular measuring device with an interface-independent function module:
  • the invention relates to an interface-independent functional module for a modular measuring device and to a modular measuring device having an interface-independent functional module.
  • Modular measuring devices in the sense of the present invention are measuring devices with a sensor module and a transmitter module, wherein the sensor module is coupled to the transmitter module via an interface.
  • An example of a modular measuring device is, for example, a pH measuring device in which the sensor module comprises a pH electrode, in particular in the form of a combination electrode, wherein the sensor module is connected to a transmitter module, which processes a signal of the sensor module and a signal corresponding to the measured value to a higher-level unit, such as a control system transmits.
  • the Applicant manufactures and sells modular pH meters, in which the sensor module is connected via an interface in the form of an inductively coupling connector coupling, wherein the transmitter module, a primary-side connector element and the sensor module! a secondary-side connector element is assigned.
  • the basic principle of this interface is described in European Patent 1 206 012 B1. Accordingly, the power supply of the sensor module and the data exchange between the sensor module and the transmitter module via the inductive connector coupling done.
  • connection cable is disclosed in the published patent application DE 102 20 450 A1.
  • the connection cable has firstly a secondary-side connector element for connection to the primary-side connector element of the transmitter module and secondly a primary-side connector element for connection to a sensor module.
  • the connection cable is interface-neutral, because the sensor module could also be connected directly to the converter module without an intermediate connection cable.
  • a radio module or a data logger module can be used with a pnmar detailen connector element which supplies the sensor module via the inductively coupling connector coupling with energy, and data with Replacing the sensor module
  • a battery is provided in the radio module or data logger module for power supply.
  • the secondary-side connector element may have an energy store, as disclosed in Offenlegungssch ⁇ ft DE 10 2006 062 184 A1, or the p ⁇ mar facede connector element may have a corresponding energy storage, as in the unpublished German
  • Patent application with the file number 10 2007 041 238 is described.
  • a combination electrode is de facto consumable material in many application faults, which must be disposed of after use.
  • a power supply unit which may optionally contain polluting substances to integrate at least in such sensor modules, which include a Einstabmessketie.
  • the object of the present invention is to provide additional functions for a modular measuring device or a sensor module in such a way that the disadvantages of the prior art are overcome.
  • the additional function may comprise, for example, a power supply of a sensor module
  • the object is achieved by the functional module according to independent claim 1 and the modular measuring device according to claim 13.
  • the functional module according to the invention for a modular measuring device comprises a higher-order unit, in particular a transmitter module and a sensor module, wherein the higher-order unit has a first connector element of a connector coupling and the sensor module has a second element of a connector coupling,
  • the sensor module is to be supplied with energy via the second connector element
  • the functional module has a third connector element, which is connectable to the second connector element
  • the functional module has a fourth connector element, which is connectable to the first connector element
  • first, second, third and fourth connector elements are components of a galvanically isolated coupling coupling
  • the functional module comprises a microcontroller for controlling at least one function of the functional module.
  • the galvanically isolated coupling coupling can be according to a first aspect of the invention, for example, an inductively, capacitively or optically coupling Steckverbinderkuppiung.
  • an inductive coupling is currently preferred.
  • An inductively coupling connector coupling implements the supply of a consumer or sensor module by means of an energy signal, for example, an AC signal
  • an energy signal for example, an AC signal
  • demodulators or filters For the separation of data and energy, corresponding demodulators or filters are provided. Details of this are disclosed, for example, in the patent DE 197 19 730 C1.
  • the function of the functional module can relate, for example, to the power supply of the sensor module.
  • the function module comprises an energy store.
  • the energy store may be a loadable energy store, it may for example comprise a capacitor, in particular or a so-called gold cap, or an accumulator.
  • the charging of the energy store can be done, for example, during operation of the function module.
  • the function module or the energy supply unit may comprise a suitable charging circuit for charging the energy store
  • the power supply unit comprises current limiters or voltage limiters for the power supplied by the energy store electrical power to ensure intrinsic safety in the sense of Zundschart Ex- ⁇ the functional module
  • the energy store can be dimensioned, for example, so that the operation of thejansmoduSs and the sensor module is maintained for at least 10 minutes, for another aspect at least one hour or for other applications, at least 4 hours
  • a time interval can be predetermined or predefinable, for which the operation is to be maintained
  • the Mikrocontrolier determined based on the Zeitvervails and if necessary, the state of charge of the energy storage, the amount of functions that can be maintained over the Zeitsntervaü
  • One of the functions of the sensor module to be maintained is, for example, the acquisition of measured values, the recorded measured values initially not being transmitted at all or only at a reduced data transmission rate, for example with a data transmission rate of not more than 50% or not more than 25%, in particular not more than 10%.
  • a maximum data transfer rate in the normal measuring mode amounts to the normal measuring operation in this context, for example, mean a measuring mode, in which the Transmitter modu! provides a sufficient power supply for the functional module and the sensor module
  • the microcontroller can determine, depending on the available energy and the length of the predetermined time interval, with which rate measured values can be determined and stored or data can be transmitted Only after restoration of the power supply by the transmitter mode! the transmission of the cached measured values or the transmission with the full data transmission rate is resumed.
  • digitized raw data of a sensor signal may be temporarily stored without further processing in order to limit the energy requirement. Only after restoration of the power supply by the transmitter module can the digitized raw data be processed and subsequently transmitted.
  • the measured values are each assigned the time of the measurement, whereby the time can be stored explicitly or results from the position of a measured value in the sequence of the stored measured values.
  • the energy store can serve to maintain essential sensor functions, for example the polarization voltage of an amperometric sensor or the supply of an ISFET sensor element.
  • the Prioris ⁇ réelle the individual functions of the components of the sensor module can be predetermined and possibly be changed by the user.
  • the functional module and / or the sensor module can either explicitly signal the estimated time duration for an imminent interruption
  • the nature of the action may be communicated via an index, resulting in the expected duration of the interruption based on stored data.
  • a timing scheme is adjustable in order to extend the operating time of the sensor module without power supply by the transmitter module, wherein the timing scheme controls the power supply of the functional module and the sensor module. In times in which no measured value recording is necessary according to the time scheme, the power supply of the sensor module is reduced or switched off, for example, to load the energy store.
  • the functional module with energy storage operates the sensor module without a transmitter being connected or in operation and records data according to a predetermined time scheme. These are stored in the function module and can later be transferred to the transmitter or to a similar data transmission device.
  • this may relate, for example, to an operation of the sensor module during an autoclaving process.
  • TheterrorismsmoduS with charged energy storage device is connected before the autoclaving process to the sensor module. This makes it possible to record data during the autoclaving process and thus to check / prove the process.
  • the function module in addition to the energy storage further comprises a data memory for measured data.
  • the function module thus takes over
  • Buffer function for power supply and for data recording.
  • the sensor module is further supplied with energy and measurement data are recorded, which can be read out at a later date again.
  • the function of the functional module can relate, for example, to processing and, if appropriate, to measurement data of the sensor module.
  • the processing may be, for example, with regard to a condition monitoring done.
  • load equivalents can be determined by the function module on the basis of the measured data and stored in the function module or in the sensor module.
  • caliber data The prognosis of the remaining service life or a caliber interval time on the basis of history data, that is to say load data and / or caliber data, for example of a potentiometric sensor, is known per se here the only concern is to reorganize the distribution of the tasks of the evaluation between the sensor module and the wireless module.
  • a storage in the sensor module has the advantage that the data are also associated with the sensor module after a separation of the sensor module and the functional module. In this way, the computational effort in the sensor module can be avoided, which allows a correspondingly simpler equipment with computing capacity.
  • Storing History Data of the Sensor Module in the Function Module it may be advantageous to provide measurement mode-specific function modules which contain evaluation algorithms corresponding to the measurement location, in particular evaluation algorithms for condition monitoring or for determining the remaining service life or the time until the next calibration of a sensor module
  • the function module may control other monitoring functions, such as an impedance measurement if the sensor module comprises a potentiometric sensor.
  • the auxiliary module may be equipped with auxiliary sensors, such as an acceleration or vibration sensor, to detect and evaluate these loads on the sensor module.
  • auxiliary sensors such as an acceleration or vibration sensor
  • Temperature sensors, humidity sensors, or pressure sensors with which, if necessary, the occurrence of a leak on a process connection of a sensor module can be detected
  • Function modules that relate to the control of the sensor module. As control and evaluation functions for the sensor module are perceived by the function module, the need to provide these functions in the sensor module can be eliminated. This can be a Energy transfer to the sensor module for this control and evaluation functions to the sensor module! partially omitted.
  • the electronic components of the sensor module which is in some respects a consumable, be limited to the minimum required components for the performance of the measurement task.
  • the function module comprises an input unit via which, for example, inputs to the sensor module can be given.
  • the input unit may include, for example, magnetic switches.
  • the functional module can have a display unit, which in particular facilitates the operation of the functional module.
  • the functional module has, for example, a cylindrical housing, wherein, the third connector element are arranged on a first end side of the housing and the second connector element on a second end side of the housing.
  • the housing may be hermetically sealed, i. it has no openings or openings.
  • the modular measuring device comprises a higher-order unit and a sensor module, wherein the higher-order unit has a first connector element of a connector coupling and the sensor module has a second element of a connector coupling, wherein the sensor module is to be powered via the second connector element, wherein a data exchange between the Sensor module and one with the parent unit via the second connector element, wherein the measuring device further comprises alogiesmodui according to one of the preceding claims, which is arranged between the sensor module and the parent unit, wherein the third connector element is connected to the second connector element connected, and wherein the fourth connector element connected to the first connector element.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of a
  • FIG. 2 is a block diagram of a first embodiment of a functional module according to the invention.
  • 3a shows a first diagram of a time profile of the current balance
  • FIG. 3b a second diagram relating to a time profile of the current amplitude
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through a second embodiment of a functional module according to the invention.
  • the housing 10 shown in Fig. 1 has a substantially cylindrical
  • a chamber 18 is provided, in which a circuit 20 explained in more detail below is arranged.
  • the energy store 30 can be arranged in the chamber 18 or in a separate chamber 19.
  • the housing 10 is made dense, that is, it has no openings or openings.
  • the housing may comprise a plastic, for example PEEK.
  • the circuit 20 arranged in the chamber 18 of the housing comprises, as shown in FIG. 2, a first component group with a primary coil 15, a Energy transfer circuit 25, and a second modulation / demodulation circuit 26.
  • This first group of components operates the first inductive connector to an optionally connected sensor module, ie it drives the primary coil 15 to emit an energy signal and modulates or demoduiert signaie for data exchange between function module and a connected sensor module.
  • the circuit 20 comprises a second group of components having a secondary track 16, a power supply circuit 22, and a first modulation / demodulation circuit 24, this second component group provides the power to the components of the circuit and modulates or demodulates data signals for data exchange between the functional module and a connected superordinated unit, for example a transmitter module.
  • the circuit 20 comprises a micro-controller ( ⁇ C) 28, which is provided to control the data flow and to monitor the operating state of the functional module and possibly connected components. Tethered to the microcontroiler 28 or contained in the microcontroiler can also be a real-time clock. Thus, when storing / storing the data, a time is also to be stored / assigned.
  • ⁇ C micro-controller
  • the data flow between a sensor module and a transmitter module can be realized by means of the function module in the following modes:
  • Refresh mode The ⁇ C 28 is integrated into the data flow, but does not change the content in terms of content Delay the data. The data is received by the ⁇ C and passed on without any changes in content. Disturbances can be filtered out or the data signal can be "refreshed”.
  • the ⁇ C 28 is integrated into the data flow and can change the data flow or even send / receive data packets / queries / responses, but in this mode the function module itself does not appear as an identifiable device on the bus.
  • the ⁇ C 28 is integrated into the data flow and can change the data flow or even send / receive data packets / requests / responses
  • the function module can also be addressed, can be addressed directly and can also identify itself. It is also possible to store information in the function module.
  • ⁇ C 28 If the ⁇ C 28 is integrated into the data flow or "listens" to it, a display of the data is possible on an optionally provided display element not shown in Fig. 2. If data manipulation is possible, then data can be passed on, stored, read out , hidden or otherwise processed.
  • the function module can be used to integrate an energy store
  • Energy storage module 30 include, which, for example, as also shown in Fig. 2, a power distributor 32, a charge / discharge circuit 34 and the energy storage 36 has.
  • the energy distributor 32 regulates the power supply of the functional module, and in particular the EnergyzufuhiV removal from the energy storage. It is ensured that the functional module always has sufficient energy, in particular just as much energy available, as for a current operating mode including the supply of a connected Sensor module is required. Excess energy is supplied to the energy storage
  • the charging / discharging control circuit 34 regulates the electrically correct charging or discharging of the energy store 36.
  • the energy store 36 can have an accumulator, a battery or a capacitor.
  • the power distributor 32 ensures, in particular, that an output current at a supply output of the energy distributor 32! O u ⁇ with an output voltage (VCC VCC 0UT ⁇ O UT "NO M) ack translated by the current to a supply input of the power L in the manifold 32 is initially used. Is iom ⁇ I IN SO, the difference is used to charge the energy storage with a charging current ⁇ ES , unless the energy storage 36 is fully charged and only trickle charge is necessary Under the latter condition, the load on the input is reduced. It then applies 1 !OUT IIN_MAX.
  • the loading and unloading processes can change dynamically.
  • the output current on the maximum input current (h N _ MA x) are a considered period ⁇ t t). However, in this case, the charge of the energy storage will steadily decrease.
  • the average current draw should be below the actual available average input current.
  • FIG. 4 shows an embodiment of the invention, in which the functional module 110, in addition to a first connector coupling 115 with a Primary coil and a second connector coupling 116 with a secondary coil Ei ⁇ gabetician 130 and possibly a display unit 140 includes.
  • the input unit 130 may include one or more controls 131.
  • the controls 131 may include, for example, magnetic switches, reed Kontakie, or Hall elements, which are operated for example by means arranged in blind holes button. On housing breakthroughs in the housing 110 can be omitted.
  • the input unit can comprise an infrared interface, an RFID interface, or another radio interface, for example Bluetooth or Zigbee, whereby not only data input but also data output can take place with the interfaces mentioned.
  • the functional module can have a USB interface via which a computer can be connected to the functional module, wherein the USB interface has the disadvantage that the housing of the functional module has an opening for the passage of the electrical connections.
  • the function module comprises a display unit 140, which may comprise a plain text display field, for example an LCD display.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Funktionsmodul für ein modulares Messgerät, wobei das Messgerät eine übergeordnete Einheit, insbesondere ein Messumformermodul, und ein Sensormodul umfasst, wobei die übergeordnete Einheit ein erstes Steckverbinderelement einer Steckverbinderkupplung aufweist und das Sensormodul ein zweites Element einer Steckverbinderkupplung aufweist, wobei das Sensormodul über das zweite Steckverbinderelement mit Energie zu versorgen ist, wobei ein Datenaustausch zwischen dem Sensormodul und einer mit diesem verbundenen übergeordneten Einheit über das zweite Steckverbinderelement erfolgt, wobei das Funktionsmodul ein drittes Steckverbinderelement aufweist, welches mit dem zweiten Steckverbinderelement verbindbar ist, wobei das Funktionsmodul ein viertes Steckverbinderelement aufweist, welches mit dem ersten Steckverbinderelement verbindbar ist, wobei das erste, zweite, dritte, und vierte Steckverbinderelement Steckverbinderelemente einer galvanisch getrennt koppelnden Steckverbinderkupplung sind, wobei das Funktionsmodul einen Mikro-Controller zur Steuerung von mindestens einer Funktion des Funktionsmoduls umfasst, wobei die Funktion insbesondere die Energieversorgung des Sensormoduls umfasst.

Description

Schnittstellenneutraϊes Funktionsmodul für ein modulares Messgerät und modulares Messgerät mit einem schnittstellenneutralen Funktionsmodul:
Die Erfindung betrifft ein schnittstellenneutrales Funktionsmodul für ein modulares Messgerät und ein modulares Messgerät mit einem schnittstellenneutralen Funktionsmodul.
Modulare Messgeräte im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Messgeräte mit einem Sensormodul und einem Messumformermodul, wobei das Sensormodul mit dem Messumformermodul über eine Schnittstelle gekoppelt ist. Ein Beispiel für ein modulares Messgerät ist beispielsweise ein pH-Messgerät, bei dem das Sensormodul eine pH-Eiektrode, insbesondere in Form einer Einstabmesskette umfasst, wobei das Sensormodul an ein Messumformermodul angeschlossen ist, welches ein Signal des Sensormoduls aufbereitet und ein dem Messwert entsprechendes Signal an eine übergeordnete Einheit, beispielsweise ein Leitsystem, überträgt. Die Anmelderin fertigt und vertreibt modulare pH- Messgeräte, bei denen das Sensormodul über eine Schnittstelle in Form einer induktiv koppelnden Steckverbinderkupplung verbunden ist, wobei dem Messumformermodul ein primärseitiges Steckverbinderelement und dem Sensormodu! ein sekundärseitiges Steckverbinderelement zugeordnet ist. Das Grundprinzip dieser Schnittstelle ist im Europäischen Patent 1 206 012 B1 beschrieben. Demnach erfolgen die Energieversorgung des Sensormoduls und der Datenaustausch zwischen dem Sensormodul und dem Messumformermodul über die induktive Steckverbinderkupplung.
Ein induktiv koppelndes Verbindungskabel ist in der Offenleg ungsschrift DE 102 20 450 A1 offenbart. Das Verbindungskabel weist erstens ein sekundärseitiges SteckverbindereSement zum Anschluss an das primärseitige Steckverbinderelement des Messumformermoduls und zweitens ein primärseitiges Steckverbinderelement zum Anschluss an ein Sensormodul auf. Das Verbindungskabel ist schnittstellenneutral, denn das Sensormodul könnte auch ohne zwischengeschaitetes Verbindungskabel direkt an das Umformermodul angeschlossen werden. Für Messstellen, an denen keine Energieversorgung aus einem Netz bzw. Leitsystem bereitgestellt werden kann oder soll, kann anstelle des Messumformermoduls ein Funkmodul oder ein Datenloggermodul mit einem pnmarseitigen Steckverbinderelement eingesetzt werden, welches das Sensormodul über die induktiv koppelnde Steckverbinderkupplung mit Energie versorgt, und Daten mit dem Sensormodul austauscht Zur Energieversorgung ist im Funkmodul bzw. Datenloggermodul beispielsweise eine Batterie vorgesehen Diese Module sind in den Offenlegungsschriften DE 103 44 262 A1 sowie DE 10 2005 044 973 A1 beschrieben
Im Betrieb eines modularen Messgerätes mit einem Messumformermodul und einem Sensormodul kann es zu Situationen kommen. Bei denen die Energieversorgung des Sensormoduls nicht gewährleistet ist, beispielsweise dann, wenn ein Sensormodul kurzfristig vom Umformermodul zu trennen ist, oder wenn die Energieversorgung des Messumformermoduls im Leitsystem ausfallt. Um hier zumindest eine Notversorgung zu gewahrleisten kann das sekundarseitige Steckverbinderelement einen Energiespeicher aufweisen, wie in der Offenlegungsschπft DE 10 2006 062 184 A1 offenbart ist, oder das pπmärseitige Steckverbinderelement kann einen entsprechenden Energiespeicher aufweisen, wie in der unveröffentlichten deutschen
Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2007 041 238 beschrieben ist.
Die genannten Losungen mögen jeweils für spezifische Anwendungsfälle Kontexte vorteilhaft sein, sie vergrößern jedoch die Komplexität der Steckverbinderelemente bzw deren Variantenzahi
Zudem ist eine Einstabmesskette in vielen Anwendungsfailen de facto Verbrauchsmaterial, welches nach dem Einsatz zu entsorgen ist. Dies spricht dagegen, eine Energieversorgungseinheit, die ggf umweltbelastende Substanzen enthalten kann, zumindest in solche Sensormodule zu integrieren, welche eine Einstabmessketie umfassen.
Nun besteht aber gerade bei einigen elektrochemischen Sensoren bedarf nach einer Energieversorgung bereits vor der Aufnahme des Messbeträebs, um die Einschwingzeiten des Sensors zu verkürzen, wie in der schon genannten deutschen Patentanmeldung mit Aktenzeichen 10 2007 041 238 beschrieben ist
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, Zusatzfunktionen für ein modulares Messgerät bzw. ein Sensormodul in einer solchen Weise bereitzustellen, dass die Nachteile des Stands der Technik überwunden werden Die Zusatzfunktion kann beispielsweise eine Energieversorgung eines Sensormoduls umfassen
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelost durch das Funktionsmodul gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 und das modulare Messgerät nach Anspruch 13.
Das erfindungsgemaße Funktionsmodul für ein modulares Messgerät, wobei das Messgerät eine übergeordnete Einheit, insbesondere ein Messumformermodul und ein SensormoduS umfasst, wobei die übergeordnete Einheit ein erstes Steckverbinderelement einer Steckverbinderkupplung aufweist und das Sensormodul ein zweites Element einer Steckverbinderkupplung aufweist,
wobei das Sensormodul über das zweite Steckverbinderelement mit Energie zu versorgen ist,
wobei ein Datenaustausch zwischen dem Sensormodul und einer mit diesem verbundenen übergeordneten Einheit über das zweite Steckverbinderelement erfolgt,
wobei das Funktionsmodul ein drittes Steckverbinderelement aufweist, weiches mit dem zweiten Steckverbinderelement verbindbar ist,
wobei das Funktionsmodul ein viertes Steckverbindereiement aufweist, welches mit dem ersten Steckverbinderelement verbindbar ist,
wobei das erste, zweite, dritte und vierte Steckverbinderelement Komponenten einer galvanisch getrennt koppelnden Steckverbinderkupplung sind, wobei das Funktionsmodul einen Mikrocontroller zur Steuerung von mindestens einer Funktion des Funktionsmoduls umfasst.
Die galvanisch getrennt koppelnde Steckverbinderkupplung kann nach einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung beispielsweise eine induktiv, kapazitiv, oder optisch koppelnde Steckverbinderkuppiung sein. Für die Energieübertragung ist derzeit eine induktive Kopplung bevorzugt.
Eine induktiv koppelnde Steckverbinderkupplung realisiert die Speisung eines Verbrauchers bzw. Sensormoduls mittels eines Energiesignais beispielsweise eines AC-Signais Die Übertragung von Daten, also Messdaten bzw. Konfiguner- und Parametπerdaten, kann beispielsweise durch Modulation des Energiesignais erfolgen, wobei die Übertragung von Daten vom Energie empfangenden (sekundärseitigen) Steckverbinderelement zum Energie abgebenden
(primarseitigen) Steckverbinderelement durch Lastmodulation des Energiesignals erfolgen kann Zur Trennung von Daten und Energie sind entsprechende Demodulatoren bzw. Filter vorgesehen Einzelheiten hierzu sind beispielsweise in dem Patent DE 197 19 730 C1 offenbart.
Nach einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung kann die Funktion des Funktionsmoduls beispielsweise die Energieversorgung, des Sensormoduls betreffen.
Hiezu umfasst das Funktionsmodul einen Energiespeicher. Der Energiespeicher kann ein ladbarer Energiespeicher sein, er kann beispielsweise einen Kondensator umfassen, insbesondere oder einen so genannten Gold-Cap, oder einen Akkumulator. Das Laden des Energiespeichers kann beispielsweise während des Betriebs des Funktionsmoduis erfolgen. Das Funktionsmodul bzw. die Energieversorgungseinheit kann zum Laden des Energiespeichers eine geeignete Ladeschaltung umfassen
Die Energieversorgungseinheit umfasst in einer Ausgestaltung Strombegrenzer bzw. Spannungsbegrenzer für die von dem Energiespeicher abgegebene elektrische Leistung, um die Eigensicherheit im Sinne der Zundschutzart Ex-ι des Funktionsmoduls zu gewährleisten
Der Energiespeicher kann beispielsweise so dimensioniert sein, dass der Betrieb des FunktionsmoduSs und der Sensormoduls mindestens 10 Minuten, nach einem anderen Gesichtspunkt mindestens eine Stunde oder für weitere Anwendungsfalle mindestens 4 Stunden aufrechterhalten wird
In einer Weiterbildung der Erfindung kann ein Zeitintervall vorgegeben oder vorgebbar sein, sein für das der Betrieb aufrechterhalten werden soll
In einer Ausgestaltung dieser Weiterbildung der Erfindung ermittelt der Mikrocontrolier anhand des Zeitintervails und ggf des Ladezustands des Energiespeichers, den Umfang von Funktionen, die über das Zeitsntervaü aufrechterhalten werden können Hierzu können die Funktionen der
Komponenten des Sensormoduls und/oder des Funktionsmodells nach threr Bedeutung für den Betrieb des modularen Messgerates pπoπsiert sein
Eine der aufrechtzuerhaltenden Funktionen des Sensormoduls ist beispielsweise die Messwerterfassung, wobei die erfassten Messwerte zunächst gar nicht oder nur mit einer reduzierten Datenübertragungsrate übertragen beispielsweise mit einer Datenübertragungsrate, die nicht mehr als 50%, oder nicht mehr als 25%, insbesondere nicht mehr als 10% einer maximalen Datenübertragungsrate im normalen Messbetrieb betragt Der normale Messbetrieb kann in diesem Zusammenhang beispielsweise einen Messbetrieb bedeuten, bei dem das Messumformermodu! eine ausreichende Energieversorgung für das Funktionsmodul und das Sensormodul bereitstellt
Abgesehen von vorgegebenen Messraten bzw Datenübertragungsraten kann der Mikrocontrolier in Abhängigkeit der verfugbaren Energie und der Lange des vorgegebenen Zeitmtervalls ermitteln, mit welcher Rate Messwerte ermittelt und gespeichert oder Daten übertragen werden können Erst nach Wiederherstellung der Energieversorgung durch das Messumformermodu! wird die Übertragung der zwischengespeicherten Messwerte bzw. die Übertragung mit der vollen Datenübertragungsrate wieder aufgenommen.
Gleichermaßen können zunächst nur digitalisierte Rohdaten eines Sensorsignals, die ggf. zeitlich gemittelt sind, ohne weitere Aufbereitung zwischengespeichert werden, um den Energiebedarf zu begrenzen. Erst nach Wiederherstellung der Energieversorgung durch das Messumformermodul können die digitalisieren Rohdaten verarbeitet und anschließend übertragen werden.
Den Messwerten ist jeweils der Zeitpunkt der Messung zugeordnet, wobei der Zeitpunkt explizit gespeichert sein kann, oder sich aus der Position eines Messwerts in der Sequenz der gespeicherten Messwerte ergibt.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann der Energiespeicher dazu dienen, essentielle Sensorfunktionen aufrechtzuerhalten, beispielsweise die Polarisationsspannung eines amperometrischen Sensors oder die Versorgung eines ISFET-Sensorelements.
Die Priorisϊerung der einzelnen Funktionen der Komponenten des Sensormoduls kann vorgegeben und ggf. vom Benutzer veränderlich sein.
Sofern die Unterbrechung des Energieversorgungssignals durch einen kontrollierten Eingriff in die Messstelle erfolgt, und die Dauer der Unterbrechung abschätzbar ist, beispielsweise im Zusammenhang mit einer Wartungsmaßnahme an dem Messumformermodul, kann dem Funktionsmodul und/oder dem Sensormodul entweder explizit die geschätzte Zeitdauer für eine bevorstehende Unterbrechung signalisiert werden, oder es kann die Art der Maßnahme beispielsweise über einen Index mitgeteilt werden, woraus sich anhand von gespeicherten Daten, die zu erwartende Dauer der Unterbrechung ergibt. Nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass ein Zeitschema einstellbar ist, um Betriebszeit des Sensormoduls ohne Energieversorgung durch das Messumformermodul zu verlängern, wobei das Zeitschema die Energieversorgung des Funktionsmoduls und des Sensormoduls regelt. In Zeiten in denen nach dem Zeitschema keine Messwertaufnahme notwendig ist, wird die Energieversorgung des Sensormoduls reduziert bzw. abgeschaltet, um beispielsweise den Energiespeicher zu laden.
In einer Weiterbildung der Erfindung betreibt das Funktionsmodul mit Energiespeicher das Sensormodul ohne dass ein Messumformer angeschlossen oder in Betrieb ist und zeichnet nach einem vorher festgelegten Zeitschema Daten auf. Diese werden im Funktionsmodul gespeichert und können später zum Messumformer oder zu einer ähnlichen Datenübertragungseinrichtung übertragen werden.
In einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann dies beispielsweise einen Betrieb des Sensormoduls während eines Autoklaviervorganges betreffen. Das FunktionsmoduS mit geladener Energiespeichervorrichtung wird vor dem Autoklaviervorgang an das Sensormodul angeschlossen. Damit ist es möglich Daten während des Autoklaviervorganges aufzuzeichnen und somit den Ablauf zu überprüfen/nachzuweisen.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Funktionsmodul neben dem Energiespeicher weiterhin einen Datenspeicher zur Messdatenaufzeächnung. Das Funktionsmodul übernimmt damit eine
Pufferfunktion für die Energieversorgung und für die Datenaufzeichnung. Beim Ausfall des übergeordneten Systems, also eines Messumformers oder eines Feidbussystems, wird das Sensormodui weiter mit Energie versorgt und es werden Messdaten aufgezeichnet, die zu einem späteren Zeitpunkt wieder ausgelesen werden können.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung kann, die Funktion des Funktionsmoduls beispielsweise Verarbeitung und ggf. von Messdaten des Sensormoduis betreffen. Die Verarbeitung kann beispielsweise im Hinblick auf eine Zustandsuberwachung erfolgen. So können vom Funktionsmodul beispielsweise anhand der Messdaten Belastungsaquivalente bestimmt werden und im Funktionsmodul oder im Sensormodul gespeichert werden Entsprechendes gilt für Kalibπerdaten. Die Prognose der Reststandzeit bzw einer Kalibπerintervailzeit anhand von Historiendaten, also Belastungsdaten und/oder Kalibπerdaten, beispielsweise eines potentiometnschen Sensors ist an sich bekannt hier geht es nur darum, die Verteilung der Aufgaben der Auswertung zwischen Sensormodul und Funklionsmodul neu zu organisieren. Eine Speicherung im Sensormodui hat den Vorteil, dass die Daten auch nach einer Trennung von Sensormodui und Funktionsmodul mit dem Sensormodul assoziiert sind. Auf diese Weise kann der Rechenaufwand im Sensormodul vermieden werden, was eine entsprechend einfachere Ausstattung mit Rechenkapazität ermöglicht. Das Speichern von Historiendaten des Sensormoduis im Funktionsmodul In diesem Zusammenhang kann es vorteilhaft sein, messstellenspezifischen Funktionsmoduie bereitzustellen, welche der Messstelle entsprechende Auswertungsalgorithmen enthalten, insbesondere Auswertungsalgoπthmen zur Zustandsuberwachung bzw. zur Ermittlung der Reststandzeit oder der Zeit bis zur nächsten Kaiibrierung eines Sensormoduls
Gleichermaßen kann das Funktionsmodul andere Uberwachungsfunktionen steuern, beispielsweise eine Impedanzmessung, falls das Sensormodul einen Potentiometrischen Sensor umfasst Ggf kann das Zusatzmodul mit Hilfssensoren ausgestattet sein, beispielsweise einem Beschleunigungs- oder Vibrationssensor, um diese Belastungen des Sensormoduls erfassen und auswerten zu können. Andere geeignete Hilfssensoren sind beispielsweise
Temperatursensoren, Feuchtesensoren, oder Drucksensoren, mit denen ggf. das Auftreten eines Lecks an einem Prozessanschluss eines Sensormoduls nachgewiesen werden kann
Nach einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung kann die Funktion des
Funktionsmoduls, die Steuerung des Sensormoduls betreffen. In dem Maße, wie Steuer- und Auswertungsfunktionen für das Sensormodul von dem Funktionsmodul wahrgenommen werden, kann die Notwendigkeit eliminiert werden, diese Funktionen im Sensormodul bereitzuhalten. Damit kann eine Energieübertragung zu dem Sensormodul für diese Steuer und Auswertefunktionen zu dem Sensormodu! teilweise entfallen. Zudem können die elektronischen Komponenten des Sensormoduls, welches in gewisser Hinsicht ein Verbrauchsartikel ist, auf die minimal erforderlichen Komponenten für die Erfüllung der Messaufgabe beschränkt werden.
Nach einem fünften Gesichtspunkt der Erfindung umfasst das Funktionsmodul eine Eingabeeinheit, über welche beispielsweise Eingaben an das Sensormodul gegeben werden können. Die Eingabeeinheit kann beispielsweise Magnetschalter umfassen. Weiterhin kann das Funktionsmodul eine Anzeigeeinheit aufweisen, welches insbesondere die Bedienung des Funktionsmoduls erleichtert.
Das Funktionsmodul weist beispielsweise ein zylindrisches Gehäuse auf, wobei, das dritte Steckverbänderelement an einer ersten Stirnseite des Gehäuses und das zweite Steckverbinderelement an einer zweiten Stirnseite des Gehäuses angeordnet sind.
Das Gehäuse kann beispielsweise hermetisch dicht gestaltet sein, d.h. es weist kein Öffnungen oder Durchbrüche auf.
Das erfindungsgemäße modulare Messgerät umfasst eine übergeordnete Einheit und ein Sensormodul, wobei die übergeordnete Einheit ein erstes Steckverbinderelement einer Steckverbinderkupplung aufweist und das Sensormodul ein zweites Element einer Steckverbinderkupplung aufweist, wobei das Sensormodul über das zweite Steckverbinderelement mit Energie zu versorgen ist, wobei ein Datenaustausch zwischen dem Sensormodul und einem mit der übergeordneten Einheit über das zweite Steckverbinderelement erfolgt, wobei das Messgerät weiterhin ein Funktionsmodui nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist welches zwischen dem Sensormodui und der übergeordneten Einheit angeordnet ist, wobei das dritte Steckverbinderelement mit dem zweiten Steckverbänderelement verbunden äst, und wobei das vierte Steckverbinderelement mit dem ersten Steckverbinderelement verbunden. Die Erfindung wird nun anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 : einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines
Gehäuses eines erfindungsgemäßen Funktionsmoduls;
Fig. 2: ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Funktionsmoduls;
Fig. 3a: ein erstes Diagramm zu einem zeitlichen Verlauf der Strombilanz;
Fig. 3b: ein zweites Diagramm zu einem zeitlichen Verlauf der Strombüanz; und
Fig. 4: einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Funktionsmoduls.
Das in Fig. 1 gezeigte Gehäuse 10 weist einen im wesentlichen zylindrischen
Aufbau auf, wobei an einer ersten Stirnseite des Gehäuses 11 eine erste induktiv koppelnde Steckverbindung mit einer Primärspule 15 und an einer zweiten Stirnseite eine 12 eine zweite induktiv koppelnde Steckverbindung 12 mit einer Sekundärspule vorgesehen 16 ist. Im Innern des Gehäuses ist eine Kammer 18 vorgesehen, in denen eine weiter unten genauer erläuterte Schaltung 20 angeordnet ist. Der Energiespeicher 30 kann in der Kammer 18 angeordnet sein oder in einer separaten Kammer 19.
Das Gehäuse 10 ist dicht gestaltet, d.h., es weist keine Durchbrüche oder Öffnungen auf. Das Gehäuse kann einen Kunststoff aufweisen, beispielsweise PEEK.
Die in der Kammer 18 des Gehäuses angeordnete Schaltung 20 umfasst, wie in Fig. 2 dargestellt, eine erste Komponentengruppe mit einer Primärspule 15, einer Energieübertragungsschaltung 25, und einer zweiten Modulations- /Demodulationsschaltung 26. Diese erste Komponentengruppe betreibt die erste induktive Steckverbindung zu einem ggf. angeschlossenen Sensormodul hin, d.h. sie treibt die Primärspule 15 zur Aussendung eines Energiesignals und moduliert bzw. demoduiiert Datensignaie zum Datenaustausch zwischen Funktionsmodul und einem angeschlossenen Sensormodul.
Weiterhin umfasst die Schaltung 20 eine zweite Komponentengruppe mit einer Sekundärspuie 16, einer Energieversorgungsschaltung 22, und einer ersten Modulations-/Demodulationsschaltung 24, diese zweite Komponentengruppe stellt die Energie für die Komponenten der Schaltung bereit und moduliert bzw. demoduliert Datensignale zum Datenaustausch zwischen dem Funktionsmodul und einer angeschlossenen übergeordneten Einheit, beispielsweise einem Messumformermodul.
Weiterhin umfasst die Schaltung 20 einen Mikrocontroiler (μC) 28, welcher dazu vorgesehen ist, den Datenfluss zu steuern und den Betriebszustand des Funktionsmoduls und ggf. angeschlossener Komponenten zu überwachen. Am Mikrocontroiler 28 angebunden bzw. im Mikrocontroiler enthalten, kann auch eine Echtzeituhr sein. Damit ist bei der Ablage/Speicherung der Daten auch eine Uhrzeit mit abzuspeichern/zuzuordnen.
Der Datenfluss zwischen einem Sensormodul und einem Messumformermodul kann mittels des Funktionsmoduis in den folgenden Moden realisiert werden:
A. „Transparentmodus": Der μC 28 ist nicht an den Datenfluss gekoppelt.
B. „Mithörmodus": Der μC 28 ist an den Datenfluss gekoppelt, kann diesen aber nicht beeinflussen, sondern nur den Datenfluss aufzeichnen/auswerten.
C. „Auffrischungsmodus": Der μC 28 ist in den Datenfluss eingebunden, verändert die Daten aber inhaltlich nicht. Es kann nur eine zeitliche Verzögerung der Daten geben. Die Daten werden vom μC empfangen und ohne inhaltliche Veränderung weitergegeben. Dabei können Störungen herausgefiltert werden bzw. die Datensignaie „aufgefrischt" werden.
D. „Anonymer Beeinfiussungsmodus": Der μC 28 ist in den Datenfluss eingebunden und kann den Datenfluss verändern bzw. selbst Datenpakete/Anfragen/Antworten absetzen/empfangen. Das Funktionsmodul tritt in diesem Modus aber nicht selbst als identifizierbares Gerät am Bus auf.
E. „Sichtbarer Beeinflussungsmodus": Der μC 28 ist in den Datenfiuss eingebunden und kann den Datenfiuss verändern bzw. selbst Datenpakete/Anfragen/Antworten absetzen/empfangen. Das Funktionsmodul ist dabei auch selbst adreεsierbar, kann direkt angesprochen werden und sich auch selbst identifizieren. Es ist ebenso möglich Informationen im Funktionsmodul zu hinterlegen.
Sofern der μC 28 in den Datenfluss eingebunden ist oder diesen „mithört", so ist eine Anzeige der Daten an einem ggf. vorgesehenen, in Fig. 2 nicht dargestellten, Anzeigeelement möglich. Ist eine Datenbeeinflussung möglich, so können Daten weitergegeben, gespeichert, ausgelesen, ausgeblendet oder in anderer Weise verarbeitet werden.
Das Funktionsmodul kann zur Integration eines Energiespeichers eine
Energiespeicherbaugruppe 30 umfassen, welche beispielsweise, wie ebenfalls in Fig. 2 dargestellt, einen Energieverteiler 32, eine Lade- /Entladeschaltung 34 und den Energiespeicher 36 aufweist.
Der Energieverteiler 32 regelt die Energieversorgung des Funktionsmoduls, sowie insbesondere die EnergiezufuhiV-entnahme aus dem Energiespeicher. Es wird sichergestellt, dass das Funktionsmodul immer ausreichend Energie, insbesondere genau so viel Energie, zur Verfügung hat, wie für einen aktuellen Betriebsmodus einschließlich der Versorgung eines angeschlossenen Sensormoduls erforderlich ist. Überschüssige Energie wird dem Energiespeicher zugeführt
Reicht die Energieversorgung auf Basis der über die Sekundärspule empfangen Energie aufgrund eines gestiegenen Energiebedarfs des Funktionsmoduis bzw des daran angeschlossenen Sensormoduls oder einer geringeren empfangenen Leistung zeitweilig nicht aus, so wird diese Energie dem Energiespeicher entnommen Außerdem kann der Energieverteiler vor einer Überlastung des übergeordneten Systems schützen. Die Lade-Entiade-Kontroilscha!tung 34 regelt das elektrisch korrekte Laden oder Entladen des Energiespeichers 36 Der Energiespeicher 36 kann einen Akkumulator, eine Batterie oder einen Kondensator aufweisen.
Der Energieverteiler 32 stellt insbesondere sicher, dass an einem Versorgungsausgang des Energieverteilers 32 ein Ausgangsstrom !Ouτ mit einer Ausgangsspannung (VCC0UT~VCCOUT„NOM) verfugbar äst Dazu wird zunächst der Strom an einem Versorgungseingang liN des Energieverteilers 32 genutzt. Ist iom^ IIN SO wird die Differenz zum Laden des Energiespeichers mit eine Ladestrom \ES genutzt, es sei denn, dass der Energiespeicher 36 voll geladen ist und nur Erhaltungsladung notwendig ist Unter der letztgenannten Bedingung wird die Belastung des Einganges reduziert. Es gilt dann1
Figure imgf000015_0001
!OUT
Figure imgf000015_0002
IIN_MAX.
Zusätzlich kann sichergestellt werden, dass ein übergeordnetes System, beispielsweise ein Messumformer nicht überbelastet wird, also
Figure imgf000015_0003
wobei l!N_MAχder ohne Überlastung des übergeordneten Systems maximal verfügbare maximal Eingangsstrom ist
Sollten am Versorgungsausgang aufgrund gestiegenen Bedarfs Stromspitzen IOUT 5* äiN_MAx auftreten, so wird der überschießende Strombedarf durch eine zeitweilige Entladung des Energiespeichers 36 mit einem Entladestrom !Es ausgeglichen. Der Ausgleich von Stromspitzen verhindert, dass diese an ein übergeordnetes System weitergegeben werden. Damit ist die Stabilisierung der Stromversorgung im übergeordneten System einfacher zu realisieren. Der Energieverteiler 32 benötigt zur Sicherstellung seiner Funktion auch einen eigenen Versorgungsstrom IVEV.
Für diesen gilt: lVEv « IINJUAX-
Generell gilt die Beziehung:
Figure imgf000016_0001
Die Lade- und Entladevorgänge können dynamisch wechseln.
Soll der Energiespeicher zur Funktionssicherung bei Ausfall des übergeordneten Systems dienen, so sollte im Normalbetrieb immer ein Energieüberschuss vorherrschen (lOuτ + ivεv = !MΓΠΈL < IINJΛΠTEL.; I ES ≥ 0). Die Größe des Energiespeichers (QES) muss so gewählt sein, dass die Ausfallzeit tA überbrückt werden kann (Ges-liNjdAx'tA)- Ein solcher Fall ist in Fig. 3a dargestellt Normaibetrieb. Die schraffierte Fläche stellt die Überschussenergie dar, welche zur Ladung/Erhaltung des Energiespeichers genutzt werden kann. Für den Zeitraum des Ausfalls des übergeordneten System gilt folgender Zusammenhang: I|N = 0; les<0;
-'ES = äouτ + 'vεv-
Soll der Energiespeicher zum Ausgleich von Stromspitzen, weiche das übergeordnete System nicht liefern kann, dienen, so gilt während der Stromspitzen lOuτ > IIN_MAX
Über einen betrachteten Zeitraum <tt) kann der Ausgangsstrom über den maximal zulässigen Eingangsstrom (hN_MAx) liegen. Allerdings wird in diesem Fall die Ladung des Energiespeichers stetig abnehmen.
Für einen dauerhaften Betrieb in diesem Modus, sollte die mittlere Stromaufnahme unter dem tatsächlich verfügbaren mittleren Eingangsstrom liegen.
Fig. 4 zeigt eine Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher umfasst das Funktionsmodul 110, neben einer ersten Steckverbinderkupplung 115 mit einer Primärspule und einer zweiten Steckverbinderkupplung 116 mit einer Sekundärspule eine Eiπgabeeinheit 130 und ggf. eine Anzeigeeinheit 140 umfasst. Die Eingabeeinheit 130 kann ein oder mehrere Bedienelemente 131 enthalten. Die Bedienelemente 131 können beispielsweise Magnetschalter, Reed-Kontakie, oder Hall-Elemente aufweisen, die beispielsweise mittels in Sacklöchern angeordneter Taster bedient werden. Auf Gehäusedurchbrüche im Gehäuse 110 kann dabei verzichtet werden. Ergänzend oder als Alternative dazu kann die Eingabeesnheit eine infrarotschnittstelie, eine RFID-Schnittstelle, oder eine andere Funk-Schnittstelle, beispielsweise Bluetooth oder Zigbee, umfassen, wobei mit den genannten Schnittstellen nicht nur eine Dateneingabe sondern auch eine Datenausgabe erfolgen kann. Gleichermaßen kann das Funktionsmodul eine USB-Schnittste!le aufweisen, über welche ein Computer an das Funktionsmodul anschließbar ist, wobei die USB-Schnittstelle den Nachteil hat, dass das Gehäuse des Funktionsmoduls zur Durchführung der elektrischen Anschlüsse einen Durchbruch aufweist.
Weiterhin umfasst das Funktionsmodul eine Anzeigeeinheit 140, welche ein Klartext-Anzeigefeld umfassen kann, beispielsweise ein LCD-Display.
Anstelle eines Klartext-Anzeigefeldes oder ergänzend dazu können
Leuchtdsoden vorgesehen Sein, weiche einen Status des Funktionsmoduls bzw. eines daran angeschlossenen Sensormoduls in Antwort auf einen Bedienvorgang anzeigen.

Claims

Patentansprüche:
1 Funktionsmodul für ein modulares Messgerat, wobei das Messgerat eine übergeordnete Einheit, insbesondere ein Messumformermodu!, und ein Sensormodul umfasst, wobei die übergeordnete Einheit ein erstes
Steckverbinderelement einer Steckverbinderkupplung aufweist und das Sensormodul ein zweites Element einer Steckverbinderkupplung aufweist,
wobei das Sensormodu! über das zweite Steckverbinderelement mit Energie zu versorgen ist,
wobei ein Datenaustausch zwischen dem Sensormodul und einer mit diesem verbundenen übergeordneten Einheit über das zweite Steckverbindereiement erfolgt,
wobei das Funktionsmodul ein drittes Steckverbinderelement aufweist, welches mit dem zweiten Steckverbinderelement verbindbar ist,
wobei das Funktionsmodul ein viertes Steckverbinderelement aufweist, welches mit dem ersten Steckverbinderelement verbindbar ist,
wobei das erste, zweite, dritte, und vierte Steckverbinderelement Steckverbinderelemente einer galvanisch getrennt koppelnden Steckverbinderkupplung sind,
wobei das Funktionsmodul einen Mikrocontroller zur Steuerung von mindestens einer Funktion des Funktionsmoduls umfasst
Funktionsmodul nach Anspruch 1 , wobei die galvanisch getrennt koppelnde Steckverbinderkupplung eine induktiv koppelnde Steckverbinderkupplung ist
3. Funktionsmodu! nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Funktion des
Funktionsmoduls die Energieversorgung des Sensormoduis betrifft, wobei, das Funktionsmodul einen ladbaren Energiespeicher aufweist, wobei.
4. Funktionsmodui nach Anspruch 3, wobei der Energiespeicher einen Kondensator oder einen Akkumulator umfasst.
5. Funktionsmodu! nach Anspruch 3 oder 4, wobei die
Energieversorgungseinheit Strombegrenzer bzw. Spannungsbegrenzer für die von dem Energiespeicher abgegebene elektrische Leistung umfasst.
6. Funktionsmodu! nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei ein Zeitintervall vorgegeben oder vorgebbar ist, für das der Betrieb mit einer ausschließlichen Energieversorgung aus dem Energiespeicher aufrechterhalten werden soll, und wobei der Mikrocontroller dazu vorgesehen ist, anhand des Zeitintervalls und ggf. des Ladezustands des Energiespeichers, den Umfang von Funktionen, die über das ZeitintervalS aufrechterhalten werden können zu ermitteln.
7. Funktionsmodul nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei das Funktionsmodul dazu vorgesehen ist, das Sensormodul zu veranlassen, im
Falle einer ausschließlichen Energieversorgung aus dem Energiespeicher die Messdatenerfassung, -speicherung oder Übertragung mit gegenüber dem Normaibetrieb reduzierter Rate durchzuführen.
8. Funktionsmodul nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei das Funktionsmodul dazu vorgesehen ist, das Sensormodul zu veranlassen, im Falle einer ausschließlichen Energieversorgung aus dem Energiespeicher essentielie Sensorfunktionen aufrecht zu erhalten, beispielsweise die Polaπsationsspannung eines amperometπschen Sensors oder die Versorgung eines SSFET-Sensorelements
Funktionsmodul nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei das Funktionsmodul neben dem Energiespeicher weiterhin einen Datenspeicher zur Messdatenaufzeichnung aufweist
10 Funktionsmodui nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Funktion des Funktionsmoduls die Verarbeitung von Messdaten des Sensormoduls betrifft, insbesondere im Hinblick auf eine Zustandsuberwachung des Sensormoduls
11 Funktionsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Funktionsmodul eine Eingabeeinheit aufweist, über welche Befehle an das Funktionsmodul oder Sensormodu! gegeben werden können
12 Funktionsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Funktionsmodul eine Anzeigeeinheit aufweist
13 Modulares Messgerat, welches eine übergeordnete Einheit und ein Sensormodul umfasst, wobei die übergeordnete Einheit ein erstes Steckverbinderelement einer Steckverbinderkupplung aufweist und das
Sensormodul ein zweites Element einer Steckverbinderkupplung aufweist, wobei das Sensormodul über das zweite Steckverbinderelement mit Energie zu versorgen ist, wobei ein Datenaustausch zwischen dem Sensormodul und einem mit der übergeordneten Einheit über das zweite Steckverbinderelement erfolgt, wobei das Messgerat weiterhin ein
Funktionsmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist welches zwischen dem Sensormodul und der übergeordneten Einheit angeordnet ist, wobei das dritte Steckverbinderelement mit dem zweiten Steckverbinderelement verbunden ist, und wobei das vierte Steckverbinderelement mit dem ersten Steckverbindereiement verbunden.
PCT/EP2009/063182 2008-10-29 2009-10-09 Schnittstellenneutrales funktionsmodul für ein modulares messgerät und modulares messgerät mit einem schnittstellenneutralen funktionsmodul Ceased WO2010049254A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008043297.0A DE102008043297B4 (de) 2008-10-29 2008-10-29 Schnittstellenneutrales Funktionsmodul für ein modulares Messgerät und modulares Messgerät mit einem schnittstellenneutralen Funktionsmodul
DE102008043297.0 2008-10-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010049254A1 true WO2010049254A1 (de) 2010-05-06

Family

ID=41527653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2009/063182 Ceased WO2010049254A1 (de) 2008-10-29 2009-10-09 Schnittstellenneutrales funktionsmodul für ein modulares messgerät und modulares messgerät mit einem schnittstellenneutralen funktionsmodul

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102008043297B4 (de)
WO (1) WO2010049254A1 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011089944A1 (de) 2011-12-27 2013-06-27 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Messumformer mit mindestens einer induktiven Schnittstelle
DE202012102446U1 (de) 2012-07-03 2012-07-26 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Anordnung umfassend einen Messaufnehmer, einen Messumformer sowie eine Anzeige und/oder Bedieneinheit
DE202014101601U1 (de) * 2014-04-04 2015-07-07 Di-Soric Gmbh & Co. Kg Steckverbinder mit Bedienelement
DE102017128741A1 (de) * 2017-12-04 2019-06-06 Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg Sensoranschlusselement für einen Sensor und Sensorsystem
DE102018208944A1 (de) * 2018-06-06 2019-12-12 Knick Elektronische Messgeräte GmbH & Co. KG Überwachungsvorrichtung für ein Messsystem von Prozessgrößen insbesondere der Flüssigkeitsanalyse
DE102019108564A1 (de) 2019-04-02 2020-10-08 Endress+Hauser SE+Co. KG Zusatzmodul für ein Feldgerät

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10218606A1 (de) * 2002-04-25 2003-11-06 Conducta Endress & Hauser Potentiometrischer Sensor
WO2004102177A1 (de) * 2003-05-16 2004-11-25 Endress+Hauser Conducta Gesellschaft Für Mess- Und Regeltechnik Mbh + Co. Kg Adapter zum anschluss eines sensormoduls an ein umformermodul
WO2005031339A1 (de) * 2003-09-23 2005-04-07 Endress+Hauser Conducta Gesellschaft Für Mess- Und Regeltechnik Mbh + Co. Kg Steckmodul für einen flüssigkeits- oder gassensor mit galvanisch entkoppelter überträgungsstrecke
DE102006062184A1 (de) * 2006-12-22 2008-06-26 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Steckverbinderkupplung für ein Sensormodul und Sensormodul mit einer solchen Steckverbinderkupplung

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19719730C1 (de) 1997-05-09 1998-10-22 Bartec Mestechnik Und Sensorik Steckverbindung
DE10040905C2 (de) * 2000-08-18 2003-08-21 Lda Link Data Automation Gmbh Vorrichtung zur Steuerung von Sensoren und zur Verarbeitung und Übertragung von Meßwerten
DE10055090A1 (de) 2000-11-07 2002-05-08 Conducta Endress & Hauser Steckverbinder zum Anschluss einer Übertragungsleitung an mindestens einen Sensor
DE10220450A1 (de) 2002-05-07 2003-11-20 Conducta Endress & Hauser Kontaktloses Verbindungskabel
DE102005044973A1 (de) 2005-09-20 2007-03-22 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Steckmodul für einen Flüssigkeits- oder Gassensor
DE102006005633A1 (de) * 2006-02-08 2007-08-23 Knick Elektronische Messgeräte GmbH & Co. KG Verbindungssystem, insbesondere Steckverbindungssystem zur Übertragung von Daten- und Energieversorgungssignalen
DE202006018584U1 (de) * 2006-12-06 2008-04-17 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung mit einer modular aufgebauten Messwandlerschaltung
DE102007041238A1 (de) 2007-08-30 2009-03-05 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Elektrochemischer Sensor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10218606A1 (de) * 2002-04-25 2003-11-06 Conducta Endress & Hauser Potentiometrischer Sensor
WO2004102177A1 (de) * 2003-05-16 2004-11-25 Endress+Hauser Conducta Gesellschaft Für Mess- Und Regeltechnik Mbh + Co. Kg Adapter zum anschluss eines sensormoduls an ein umformermodul
WO2005031339A1 (de) * 2003-09-23 2005-04-07 Endress+Hauser Conducta Gesellschaft Für Mess- Und Regeltechnik Mbh + Co. Kg Steckmodul für einen flüssigkeits- oder gassensor mit galvanisch entkoppelter überträgungsstrecke
DE102006062184A1 (de) * 2006-12-22 2008-06-26 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Steckverbinderkupplung für ein Sensormodul und Sensormodul mit einer solchen Steckverbinderkupplung

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008043297B4 (de) 2023-03-30
DE102008043297A1 (de) 2010-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008062815B4 (de) Feldgerät für eine prozesstechnische Anlage und Verfahren zum Versorgen des Feldgeräts
EP3008530B1 (de) Verfahren zur offline-parametrierung eines feldgerätes über eine funkschnittstelle
EP3126181B1 (de) Verfahren zur überprüfung einer verbindung zwischen einem niedrigspannungsnetz und einer batterie und kraftfahrzeug
WO2010049254A1 (de) Schnittstellenneutrales funktionsmodul für ein modulares messgerät und modulares messgerät mit einem schnittstellenneutralen funktionsmodul
DE102007045884A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Feldgerätes in einem leistungsangepassten Modus
DE102010048188A1 (de) Akkumulator-Kontrollvorrichtung, sowie Verfahren und System zur elektrischen Hilfsversorgung
EP2532041A2 (de) Elektrischer energiespeicher
DE102008009970A1 (de) Batteriemanagementsystem
WO2008077737A1 (de) Steckverbinderkupplung für ein sensormodul und sensormodul mit einer solchen steckverbinderkupplung
DE102007038532A1 (de) Akku- bzw. Batteriepack
DE102009047538B4 (de) Verfahren zur Optimierung der Parametereinstellung von Energieversorgungs-Parametern eines Feldgerät-Stromversorgungsmoduls
DE102005026077A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen des Ladungs- und/oder Alterungszustands eines Energiespeichers
EP1926987A1 (de) Steckmodul für einen flüssigkeits- oder gassensor
WO2020200689A1 (de) Zusatzmodul für ein feldgerät
DE202004021605U1 (de) Vorrichtung zur Ladeverteilung und Überwachung von mehreren Akkumulatoren
WO2009027210A1 (de) Elektrochemischer sensor
DE102018114660B3 (de) Datensammelvorrichtung
EP3422531A1 (de) Verfahren zur steuerung eines unterbrechungsfreien stromversorgungssystems sowie zugehöriges stromversorgungssystem
WO2009004007A1 (de) Ermittlung einer mit dem batterieladezustand korrelierenden zustandsgrösse einer kraftfahrzeugbatterie
WO2023135102A1 (de) Batterie
DE102024204639B3 (de) Bedien- und Anzeigegerät für eine Gefahrenmeldezentrale, Gefahrenmeldezentrale mit einemderartigen Bedien- und Anzeigegerät sowie Verwendung einer Versorgungsspannung zur rechnerischen Ermittlung einer Batterietemperatur
DE102008057573A1 (de) Kondensatoranordnung
EP3066486A1 (de) Vorrichtung mit batteriemodul und schaltungsanordnung zur erkennung eines zelltausches durch unbefugte
EP4199297A1 (de) Elektronikeinrichtung und verfahren zum betrieb einer elektronikeinrichtung
DE102023135166A1 (de) Ausleseeinheit zum Auslesen einer Information aus einem Batteriemodul, Auslesesystem und Verfahren zum Betreiben einer Ausleseeinheit

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09783897

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09783897

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1