DE102016124981A1 - Field device with antenna - Google Patents

Abstract

Translated fromGerman

Die Erfindung betrifft ein Feldgerät (1) mit einem Gehäuse (2) und einem Gehäusedeckel (3), Dabei umfasst der Gehäusedeckel (3) zumindest einen metallischen Deckel-Grundkörper (31), eine nicht-metallische Deckel-Kappe (32), und eine Antenne (33, 34), die unterhalb der Deckel-Kappe (32) im Gehäusedeckel (3) angeordnet ist. Durch die Anordnung der Antenne (33, 34) im Gehäusedeckel (3) des Feldgerätes (1) kann erfindungsgemäß einerseits eine drahtlose Schnittstelle bereitgestellt werden. Andererseits wird es mittels der konstruktiven Zweiteilung des Gehäusedeckels (3) erleichtert, etwaige Explosionsschutzvorschriften einzuhalten: Durch die nicht-metallische Deckel-Kappe (32) wird eine hinreichende Sende-/ Empfangsleistung der Antenne (33, 34) gewährleistet, wobei der metallische Deckel-Grundkörper (31) auch bei Anwendung von etwaigen Explosionsschutzbestimmungen eine kompakte Bauform des Gehäusedeckels (3) ermöglicht. Durch die Integration der Antenne (33, 34) im Gehäusedeckel (3) wird es darüber hinaus möglich, ältere Feldgeräte (1) ohne interne drahtlose Kommunikationsschnittstelle entsprechend nachzurüsten.The invention relates to a field device (1) having a housing (2) and a housing cover (3), wherein the housing cover (3) comprises at least one metallic cover base body (31), a non-metallic cover cap (32), and an antenna (33, 34) disposed below the lid cap (32) in the housing cover (3). By arranging the antenna (33, 34) in the housing cover (3) of the field device (1), according to the invention, on the one hand, a wireless interface can be provided. On the other hand, it is facilitated by the structural division of the housing cover (3) to comply with any explosion protection regulations: By the non-metallic lid cap (32) a sufficient transmitting / receiving power of the antenna (33, 34) is ensured, the metallic cover Base body (31) allows a compact design of the housing cover (3) even when using any explosion protection regulations. The integration of the antenna (33, 34) in the housing cover (3) also makes it possible to retrofit older field devices (1) without an internal wireless communication interface.

Description

Translated fromGerman

Die Erfindung betrifft ein Feldgerät mit einem Gehäuse und einem Gehäusedeckel, wobei der Gehäusedeckel zumindest eine Antenne umfasst.The invention relates to a field device with a housing and a housing cover, wherein the housing cover comprises at least one antenna.

In der Automatisierungstechnik, insbesondere in der Prozessautomatisierungstechnik, werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Zur Erfassung von Prozessgrößen werden Sensoren eingesetzt, die beispielsweise in Füllstandsmessgeräten, Durchflussmessgeräten, Druck- und Temperaturmessgeräten, pH-Redoxpotential-Messgeräten, Leitfähigkeitsmessgeräten, usw. zum Einsatz kommen. Daneben werden allgemein auch all diejenigen Geräte als Feldgeräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. Daher werden im Zusammenhang mit der Erfindung unter Feldgeräten zusätzlich auch Remote I/Os, Funkadapter bzw. allgemein elektronische Komponenten verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind. Eine Vielzahl dieser Feldgeräte wird von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.In automation technology, in particular in process automation technology, field devices are often used which serve for detecting and / or influencing process variables. For measuring process variables, sensors are used that are used, for example, in level gauges, flowmeters, pressure and temperature measuring devices, pH redox potential measuring devices, conductivity meters, etc. In addition, all those devices are generally referred to as field devices that are used near the process and supply or process the process-relevant information. Therefore, in the context of the invention, field devices additionally also mean remote I / Os, radio adapters or generally electronic components, which are arranged on the field level. A large number of these field devices are manufactured and sold by Endress + Hauser.

In modernen Industrieanlagen sind Feldgeräte in der Regel über Kommunikationsnetzwerke, wie beispielsweise Feldbusse (Profibus^®, Foundation^® Fieldbus, HART^®, etc.), mit übergeordneten Einheiten verbunden. Normalerweise handelt es sich bei den übergeordneten Einheiten um Leitsysteme bzw. Steuereinheiten, wie beispielsweise eine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) oder einen PLC (Programmable Logic Controller). Die übergeordneten Einheiten dienen unter anderem zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung sowie zur Inbetriebnahme der Feldgeräte. Die von den Feldgeräten, insbesondere von Sensoren, erfassten Messwerte werden über das jeweilige Bussystem an eine (oder gegebenenfalls mehrere) übergeordnete Einheit(en) übermittelt. Daneben ist auch eine Datenübertragung von der übergeordneten Einheit über das Bussystem an die Feldgeräte erforderlich, insbesondere zur Konfigurierung und Parametrierung von Feldgeräten sowie zur Ansteuerung von Aktoren.In modern industrial plants field devices are usually through communication networks, such as field buses (Profibus^®, Foundation^® Fieldbus, HART^®, etc.) connected to the higher-level units. Normally, the higher-level units are control systems or control units, such as a PLC (Programmable Logic Controller) or a PLC (Programmable Logic Controller). The higher-level units serve, among other things, for process control, process visualization, process monitoring and commissioning of the field devices. The measured values acquired by the field devices, in particular by sensors, are transmitted via the respective bus system to one (or possibly several) higher-level unit (s). In addition, data transmission from the higher-level unit via the bus system to the field devices is required, in particular for configuring and parameterizing field devices and for controlling actuators.

Neben einer drahtgebundenen Datenübertragung zwischen den Feldgeräten und der übergeordneten Einheit besteht auch die Möglichkeit einer drahtlosen (wireless) Datenübertragung. Insbesondere in den Bussystemen Profibus®, Foundation Fieldbus® und HART® ist eine drahtlose Datenübertragung über Funk spezifiziert. Ferner sind Funknetzwerke für Sensoren in dem Standard IEEE 802.15.4 näher spezifiziert.In addition to a wired data transmission between the field devices and the parent unit, there is also the possibility of wireless (wireless) data transmission. Especially in the bus systems Profibus®, Foundation Fieldbus® and HART® wireless data transmission via radio is specified. Furthermore, radio networks for sensors are further specified in the IEEE 802.15.4 standard.

Zur Realisierung einer drahtlosen Datenübertragung können neuere Feldgeräte, insbesondere Sensoren und Aktoren als autarke Funk-Feldgeräte realisiert sein. Diese weisen in der Regel eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle mit einer Antenne und gegebenenfalls eine Stromquelle als integrale Bestandteile auf. Dabei können die Antenne und die Stromquelle in dem Feldgerät selbst oder in einer dauerhaft an dem Feldgerät angeschlossenen Funkeinheit vorgesehen sein. Durch die Stromquelle wird eine autarke Energieversorgung des Feldgerätes ermöglicht.In order to realize a wireless data transmission, newer field devices, in particular sensors and actuators, can be realized as self-sufficient radio field devices. These usually have a wireless communication interface with an antenna and possibly a power source as integral components. In this case, the antenna and the current source can be provided in the field device itself or in a radio unit permanently connected to the field device. The power source enables a self-sufficient power supply of the field device.

Daneben besteht die Möglichkeit, Feldgeräte ohne interne drahtlose Kommunikationsschnittstelle durch die Kopplung mit mindestens einem Funkadapter zu einem funkfähigen Feldgerät aufzurüsten. Ein entsprechender Funkadapter ist beispielsweise in der DruckschriftWO 2005/103851 A1 beschrieben. Der Funkadapter wird in der Regel an eine Kommunikationsschnittstelle solch eines Feldgerätes lösbar angeschlossen. Über diese Kommunikationsschnittstelle kann das Feldgerät die über das Bussystem zu übermittelnden Daten an den Funkadapter senden, die dieser dann über Funk an die übergeordnete Einheit übermittelt. Umgekehrt kann der Funkadapter über Funk Daten empfangen und über diese Kommunikationsschnittstelle an das Feldgerät weiterleiten. Die Versorgung des Feldgeräts mit elektrischer Leistung kann in solchen Fällen über eine Energieversorgungseinheit dem Funkadapter erfolgen. Ein entsprechender Funkadapter, der das WirelessHART©-Protokoll unterstützt, wird beispielsweise von der Endress+Hauser Gruppe unter der Bezeichnung „SWA70“ produziert und vertrieben.In addition, it is possible to upgrade field devices without internal wireless communication interface by coupling with at least one radio adapter to a radio-enabled field device. A corresponding radio adapter is for example in the document WO 2005/103851 A1 described. The radio adapter is usually connected to a communication interface such a field device detachably. Via this communication interface, the field device can send the data to be transmitted via the bus system to the radio adapter, which then transmits it via radio to the higher-level unit. Conversely, the radio adapter can receive data via radio and forward it to the field device via this communication interface. The supply of the field device with electrical power can be done in such cases via a power supply unit the radio adapter. A corresponding wireless adapter that supports the WirelessHART © protocol is, for example, produced and distributed by the Endress + Hauser Group under the name "SWA70".

Eine Rahmenbedingung, die den Einsatz von Funkübertragung bei Feldgeräten erschwert, liegt in der Kapselung der Feldgeräte durch entsprechende (Metall-)Gehäuse: Dabei schützt das Gehäuse das Feldgerät einerseits vor Prozess-spezifischen Umwelteinflüssen wie Staub, Temperatur oder korrosiver Atmosphäre. Andererseits ist ein entsprechend ausgelegtes Gehäuse zwingend erforderlich, da das Feldgerät (und somit auch dessen Baugruppen, wie etwaige Antennen) in explosionsgefährdeten Bereichen entsprechende Explosionsschutz-Vorschriften einhalten muss. Dadurch mindert ein solches Gehäuse im Falle von Funkübertragung jedoch inhärent die Sende-/ Empfangsleistung der Antenne.A framework condition that makes the use of radio transmission in field devices difficult is the encapsulation of the field devices by means of corresponding (metal) housings: The housing protects the field device against process-specific environmental influences such as dust, temperature or corrosive atmosphere. On the other hand, a correspondingly designed housing is absolutely necessary, since the field device (and thus also its components, such as any antennas) must comply with appropriate explosion protection regulations in potentially explosive atmospheres. However, in the case of radio transmission, such a housing inherently reduces the transmission / reception power of the antenna.

Aus dem Stand der Technik sind wirksame Explosionsschutz-Maßnahmen bezüglich des Gehäuses bereits bekannt. Entsprechende Vorschriften werden in Europa durch die Normenreihe EN 60079 festgelegt. Aus dieser geht hervor, dass zur explosionssicheren Kapselung von elektronischen Bauteilen unter anderem Druckkapselung und Vergusskapselung eingesetzt werden. Bei der Verwendung eines Vergusses wird im Rahmen derNorm EN 60079-18 von der Explosionsschutzart „m“ gesprochen. Im Fall von druckfester Kapselung gemäß Explosionsschutzart „d“ gilt dieNorm EN 60079-1.Effective explosion protection measures with respect to the housing are already known from the prior art. Corresponding regulations are defined in Europe by the EN 60079 series of standards. From this it can be seen that, among other things, pressure encapsulation and encapsulation are used for the explosion-proof encapsulation of electronic components. When using a potting is in the context of Standard EN 60079-18 of explosion protection type "m" spoken. In the case of pressure-resistant encapsulation according to explosion protection type "d", the Standard EN 60079-1 ,

Darüber hinaus betreffen die aufgeführten Explosionsschutzvorschriften auch all diejenigen elektrischen Schnittstellen der elektronischen Baugruppe, über die die Baugruppe durch die explosionssichere Kapselung hindurch nach außen kontaktierbar ist. Somit betrifft dies auch die Kommunikationsschnittstellen zum etwaigen Anschluss von Funkadaptern: Zur Einhaltung der Explosionsschutzvorschriften ist es notwendig, diese Schnittstellen so auszulegen, dass über sie lediglich eine begrenzte Leistung bzw. Datenrate übertragebar ist.In addition, the listed explosion protection regulations also affect all those electrical interfaces of the electronic module, through which the module is contactable through the explosion-proof enclosure outwards. Thus, this also applies to the communication interfaces for the possible connection of radio adapters: To comply with the explosion protection regulations, it is necessary to design these interfaces so that only a limited power or data rate can be transferred via them.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein sicheres Feldgerät mit einer drahtlosen Schnittstelle bereitzustellen.The invention is therefore based on the object to provide a safe field device with a wireless interface.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Feldgerät mit einem Gehäuse und einem Gehäusedeckel: Hierbei umfasst der Gehäusedeckel erfindungsgemäß zumindest folgende Komponenten:

• - Einen metallischen Deckel-Grundkörper,
• - eine nicht-metallische Deckel-Kappe, und
• - eine Antenne, die unterhalb der Deckel-Kappe im Gehäusedeckel angeordnet ist.

The invention achieves this object by a field device having a housing and a housing cover. In this case, the housing cover comprises at least the following components according to the invention:

• A metallic lid body,
• - a non-metallic lid cap, and
• - An antenna which is arranged below the lid cap in the housing cover.

Durch die Anordnung der Antenne im Gehäusedeckel des Feldgerätes kann erfindungsgemäß einerseits eine drahtlose Schnittstelle bereitgestellt werden. Andererseits wird es mittels der konstruktiven Zweiteilung des Gehäusedeckels erleichtert, etwaige Explosionsschutzvorschriften einzuhalten:By arranging the antenna in the housing cover of the field device, according to the invention, on the one hand, a wireless interface can be provided. On the other hand, it is facilitated by the structural division of the housing cover to comply with any explosion protection regulations:

Durch die nicht-metallische Deckel-Kappe wird eine hinreichende Sende-/ Empfangsleistung der Antenne gewährleistet, wobei der metallische Deckel-Grundkörper auch bei Anwendung von etwaigen Explosionsschutzbestimmungen eine kompakte Bauform des Gehäusedeckels ermöglicht. Durch die Integration der Antenne im Gehäusedeckel wird es darüber hinaus möglich, ältere Feldgeräte ohne interne drahtlose Kommunikationsschnittstelle entsprechend nachzurüsten.Due to the non-metallic lid cap, a sufficient transmitting / receiving power of the antenna is ensured, the metallic lid base body allows a compact design of the housing cover even when using any explosion protection regulations. The integration of the antenna in the housing cover also makes it possible to retrofit older field devices without an internal wireless communication interface.

Zum Zweck einer weiterhin verbesserten Sende-/ Empfangsleistung der Antenne ist es vorteilhaft, wenn die nicht-metallische Deckel-Kappe kuppelförmig, quaderförmig oder kegelförmig ausgestaltet ist. Dabei kann die nicht-metallische Deckel-Kappe beispielsweise durch Verschrauben, Verkleben, oder Verpressen an dem Deckel-Grundkörper befestigt sein. Erfindungsgemäß ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die nicht-metallische Deckel-Kappe aus einem Kunststoff gefertigt ist, und/oder wenn der Deckel-Grundkörper aus Aluminium gefertigt ist.For the purpose of a further improved transmitting / receiving power of the antenna, it is advantageous if the non-metallic lid cap is designed dome-shaped, cuboid or conical. In this case, the non-metallic lid cap, for example, be attached by screwing, gluing, or pressing on the lid body. According to the invention it is particularly advantageous if the non-metallic lid cap is made of a plastic, and / or if the lid body is made of aluminum.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsvariante des erfindungsgemäßen Gehäusedeckels sieht vor, dass zumindest die Antenne mit einem Verguss, insbesondere einem Weichverguss (beispielsweise SilGel ®) vergossen ist.A further advantageous embodiment variant of the housing cover according to the invention provides that at least the antenna is encapsulated with a casting, in particular a soft casting (for example SilGel®).

Hierbei besteht eine analoge vorteilhafte Variante zur Realisierung des Gehäuse-Deckels darin, (zusätzlich oder anstelle des Antennen-Vergusses) den nicht-metallischen Gehäusedeckel als Verguss zu realisieren.In this case, an analogous advantageous variant for realizing the housing cover is to realize the non-metallic housing cover as encapsulation (in addition to or instead of the antenna encapsulation).

Insbesondere ist die Antenne erfindungsgemäß vorzugsweise ausgestaltet, um gemäß den gängigen WLAN-Frequenzen Elektromagnetische Wellen mit Frequenzen von 2,4 GHz und/oder 5 GHz zu senden und/oder zu empfangen. Natürlich wäre es im Sinne der Erfindung auch denkbar, die Antenne bei Verwendung anderer Drahtlos-Übertragungsstandards auf die entsprechenden Frequenzen anzupassen.In particular, according to the invention, the antenna is preferably designed to transmit and / or receive electromagnetic waves at frequencies of 2.4 GHz and / or 5 GHz in accordance with the common WLAN frequencies. Of course, it would also be conceivable within the meaning of the invention to adapt the antenna to the corresponding frequencies when using other wireless transmission standards.

Eine im Rahmen der Erfindung vorteilhafte Variante zur Realisierung der Antenne sieht vor, dass die Antenne als eine Leiterbahnstruktur auf einer Leiterplatte ausgestaltet ist. Dabei kann die Geometrie der Leiterbahnstruktur (insbesondere als Patch-Struktur ausgestaltet, denkbar wären jedoch unter anderem auch entsprechende Fraktal-Strukturen) wiederum auf die jeweils verwendete Sende-/ bzw. Empfangsfrequenz hin angepasst werden. Im Fall einer Leiterbahn als Antennensubstrat wäre es ebenfalls denkbar, dass neben der Leiterbahnstruktur zumindest eine elektronische Komponente zur (Vor-) Verarbeitung der Funksignale auf der Leiterbahn angeordnet ist.An advantageous embodiment of the invention for realizing the antenna provides that the antenna is configured as a conductor track structure on a printed circuit board. In this case, the geometry of the conductor track structure (designed in particular as a patch structure, conceivable, however, inter alia including corresponding fractal structures) could in turn be adapted to the respectively used transmission or reception frequency. In the case of a conductor track as an antenna substrate, it would also be conceivable that, in addition to the conductor track structure, at least one electronic component for (pre-) processing of the radio signals is arranged on the conductor track.

Natürlich könnten im Sinne der Erfindung auch jegliche andere Antennen, beispielsweise Stab- oder Helix-Antennen, eingesetzt werden. Hierbei kann die Antenne zum Beispiel durch Verschrauben, Verkleben, oder Verpressen an dem Deckel-Grundkörper befestigt werden.Of course, any other antennas, such as rod or helix antennas could be used in the context of the invention. In this case, the antenna, for example, by screwing, gluing, or pressing be attached to the lid body.

Bezüglich der Anbringung des Gehäusedeckels am Gehäuse sieht eine vorteilhafte Ausführungsform vor, dass der Deckel-Grundkörper und das Gehäuse mittels eines Gewindeverschlusses miteinander verbindbar sind.With regard to the attachment of the housing cover to the housing, an advantageous embodiment provides that the cover body and the housing can be connected to one another by means of a threaded closure.

Hinsichtlich der elektrischen Kontaktierung der Antenne mit der zugehörigen Elektronik-Einheit im Feldgerät, an der die Antenne anzuschließen ist, gibt es erfindungsgemäß mehrere Möglichkeiten: Neben einer möglichen Kabelverbindung ist es vor allem vorteilhaft, wenn eine Steckverbindung, insbesondere eine Koaxial-Steckverbindung (beispielsweise eine MMCX- oder SMA-Steckverbindung), zur elektrischen Kontaktierung der Antenne mit der Elektronik-Einheit vorgesehen ist. Bei solch einer Ausgestaltung besteht für den Fall, dass der Grundkörper und das Gehäuse mittels des Gewindeverschlusses miteinander verbindbar sind, eine besonders vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeit darin, die Steckverbindung derart auszugestalten und anzuordnen, dass die Steckverbindung mittels Verschrauben des Gehäusedeckels auf das Gehäuse elektrisch kontaktiert wird. Dies könnte beispielsweise umgesetzt werden, indem die Steckverbindung in Bezug zum Gewindeverschluss im wesentlichen mittig im Feldgerät angeordnet wird. Hierdurch erfolgen die elektrische Kontaktierung der Antenne im Feldgerät und das Anbringen des Gehäusedeckels gleichzeitig in einem Schritt.With regard to the electrical contacting of the antenna with the associated electronics unit in the field device to which the antenna is to be connected, there are several possibilities according to the invention: In addition to a possible cable connection, it is especially advantageous if a plug connection, in particular a coaxial connector (for example, a MMCX or SMA connector), for electrically contacting the antenna with the electronics unit is provided. With such a Embodiment is for the case that the base body and the housing are connected to each other by means of the threaded closure, a particularly advantageous embodiment possibility to design and arrange the connector such that the connector is electrically contacted by screwing the housing cover to the housing. This could be implemented, for example, by the connector is arranged with respect to the threaded closure substantially centrally in the field device. As a result, the electrical contacting of the antenna in the field device and the attachment of the housing cover take place simultaneously in one step.

Im Hinblick auf Explosionssicherheit des Feldgerätes besteht erfindungsgemäß die Möglichkeit, das Gehäuse und/oder der Gehäusedeckel explosionssicher, insbesondere gemäß der Normenreihe EN 60079, auszulegen. Bezüglich des Gehäusedeckels sind hierzu vor allem die Wandstärken des Deckel-Grundkörpers und der Deckel-Kappe entsprechend zu bemessen. Analog dazu sind die Befestigung der Deckel-Kappe am Deckel-Grundkörper und die Verbindung des Gehäusedeckels zum Gehäuse entsprechend Normen-konform auszulegen.In terms of explosion safety of the field device according to the invention there is the possibility of the housing and / or the housing cover explosion-proof, in particular according to the standards EN 60079 interpreted. With regard to the housing cover, the wall thicknesses of the cover base body and the cover cap are to be dimensioned accordingly in particular. Similarly, the attachment of the lid cap on the cover body and the connection of the housing cover to the housing must be interpreted in accordance with standards.

Anhand der nachfolgenden Figur wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

• 1: Ein Gehäuse eines Feldgerätes mit einem erfindungsgemäßen Gehäusedeckel.

With reference to the following figure, the invention will be explained in more detail. It shows:

• 1 : A housing of a field device with a housing cover according to the invention.

In1 ist ein Gehäuse2 eines Feldgerätes1, beispielsweise eines Füllstands- oder Druckmessgerätes, gezeigt. An dem Gehäuse2 ist ein Gehäusedeckel3 angeordnet. Dabei ist der Gehäusedeckel3 mittels eines Gewindeverschlusses4, bestehend aus einem Gehäusedeckel-seitigen Innengewinde und einem korrespondierenden Außengewinde am Gehäuse2 befestigt.In 1 is a housing 2 a field device 1 , For example, a level or pressure gauge shown. On thecase 2 is ahousing cover 3 arranged. In this case, thehousing cover 3 by means of a threadedclosure 4 , consisting of a housing cover-side internal thread and a corresponding external thread on thehousing 2 attached.

Erfindungsgemäß ist der Gehäusedeckel3 zweiteilig, mit einem metallischen Deckel-Grundkörper31 und einer nicht-metallischen Deckel-Kappe32, aufgebaut. Unterhalb der Deckel-Kappe32 ist im Gehäusedeckel3 eine Antenne33,34 angeordnet. Hierbei ist die Deckel-Kappe32 im gezeigten Ausführungsbeispiel zugunsten der Abstrahl- bzw. Empfangscharakteristik der Antenne33,34 kuppelförmig gestaltet.According to the invention, thehousing cover 3 two-piece, with ametallic lid body 31 and anon-metallic lid cap 32 , built up. Below thelid cap 32 is in thehousing cover 3 anantenna 33 . 34 arranged. Here is thelid cap 32 in the illustrated embodiment in favor of the emission or reception characteristic of theantenna 33 . 34 dome-shaped.

Die Antenne33,34 basiert im gezeigten Ausführungsbeispiel auf einer Leiterbahnstruktur33, die auf einer Leiterplatte34 angeordnet ist. Die Leiterplatte34 ist dabei in Bezug zur Grundfläche der kuppelförmigen Deckel-Kappe32 senkrecht angeordnet. Weiterhin ist zur Kontaktierung der Leiterbahnstruktur33 an der Leiterplatte34 ein Koaxial-Stecker331 angeordnet. Am äußeren Schirmungsanschluss des Koaxial-Steckers331 ist die Leiterbahnstruktur33 beidseitig als jeweils ein in etwa quadratischer Patch ausgelegt. Am mittigen Signalanschluss des Koaxial-Steckers331 ist die Leiterbahnstruktur33 als eine abgewinkelte Leiterbahn realisiert. Natürlich ist es im Sinne der Erfindung möglich, die Leiterbahnstruktur beidseitig auf der Leiterplatte34 anzuordnen und somit die Abstrahl- bzw. Empfangscharakteristik weiter zu verbessern.Theantenna 33 . 34 is based on a conductor track structure in the embodiment shown 33 on acircuit board 34 is arranged. Thecircuit board 34 is in relation to the base of the dome-shapedlid cap 32 arranged vertically. Furthermore, for contacting theconductor track structure 33 on the circuit board 34 acoaxial plug 331 arranged. At the outer shielding connection of thecoaxial connector 331 is thetrack structure 33 designed as a roughly square patch on both sides. At the central signal connection of thecoaxial connector 331 is thetrack structure 33 realized as an angled track. Of course, it is within the meaning of the invention possible, the interconnect structure on both sides of thecircuit board 34 to order and thus to further improve the emission or reception characteristics.

Im Gehäuse2 ist eine Elektronik-Einheit21 angeordnet, mit der die Antenne 33, 34 verbunden ist. Die Elektronik-Einheit21 dient hierbei als Sende-/ Empfangs-Einheit, die die jeweiligen Sendesignale, beispielsweise nach dem Standard IEEE 802.15.4, erzeugt und die entsprechenden Empfangssignale verarbeitet. Dabei ist es im Rahmen der Erfindung nicht relevant, ob die Elektronik-Einheit21 zusätzlich als Steuer-/Auswerte-Einheit für die eigentliche Funktion des Feldgerätes1, also beispielsweise zur Füllstands- oder Druck-Messung mittels entsprechender Sensoren, dient.In thecase 2 is anelectronics unit 21 arranged, with which theantenna 33, 34 is connected. Theelectronics unit 21 serves as a transmitting / receiving unit, which generates the respective transmission signals, for example according to the standard IEEE 802.15.4, and processes the corresponding received signals. It is not relevant in the context of the invention, whether theelectronics unit 21 additionally as a control / evaluation unit for the actual function of the field device 1 , So for example, for level or pressure measurement by means of appropriate sensors used.

Zur Verbindung der Antenne33,34 mit der Elektronik-Einheit21 ist in Bezug zum Gewindeverschluss4 mittig im Gehäuse2 eine zum Koaxial-Stecker331 korrespondierende Koaxial-Buchse211 angeordnet. Dabei sind die Koaxial-Buchse211 und der Koaxial-Stecker331 bei dem in1 gezeigten Ausführungsbeispiel so angeordnet, dass die elektrische Kontaktierung der Antenne33,34 im Feldgerät1 und das Anbringen des Gehäusedeckels3 auf dem Gehäuse2 gleichzeitig in einem Arbeits-Schritt erfolgt.To connect theantenna 33 . 34 with theelectronics unit 21 is related to the threadedclosure 4 in the middle of thehousing 2 one to thecoaxial connector 331 correspondingcoaxial socket 211 arranged. Here are thecoaxial jack 211 and thecoaxial connector 331 at the in 1 shown embodiment arranged so that the electrical contact of theantenna 33 . 34 in the field device 1 and attaching thehousing cover 3 on thecase 2 at the same time in one working step.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Feldgerätfield device

22

Gehäusecasing

33

Gehäusedeckelhousing cover

44

Gewindeverschlussthread lock

2121

Elektronik-EinheitElectronics unit

3131

Deckel-GrundkörperLid body

3232

Deckel-KappeCover cap

3333

LeiterbahnstrukturConductor structure

3434

Leiterplattecircuit board

211211

Koaxial-BuchseCoaxial socket

331331

Koaxial-SteckerCoaxial connector

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• WO 2005/103851 A1 [0006]WO 2005/103851 A1 [0006]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

• Norm EN 60079-18 [0008]Standard EN 60079-18 [0008]
• Norm EN 60079-1 [0008]Standard EN 60079-1 [0008]

Claims (12)

Translated fromGerman

Feldgerät mit einem Gehäuse (2) und einem Gehäusedeckel (3), wobei der Gehäusedeckel (3) zumindest folgende Komponenten umfasst:- Einen metallischen Deckel-Grundkörper (31),- eine nicht-metallische Deckel-Kappe (32), und- eine Antenne (33, 34), die unterhalb der Deckel-Kappe (32) im Gehäusedeckel (3) angeordnet ist.Field device with a housing (2) and a housing cover (3), wherein the housing cover (3) comprises at least the following components:A metallic lid base (31),a non-metallic lid cap (32), and- An antenna (33, 34) which is disposed below the lid cap (32) in the housing cover (3).Feldgerät nachAnspruch 1, wobei die nicht-metallische Deckel-Kappe (32) kuppelförmig, quaderförmig oder kegelförmig ausgestaltet ist.Field device after Claim 1 , wherein the non-metallic lid cap (32) is designed dome-shaped, cuboid or conical.Feldgerät nachAnspruch 1 oder2, wobei die nicht-metallische Deckel-Kappe (32) durch Verschrauben, Verkleben, oder Verpressen an dem Deckel-Grundkörper (31) befestigt ist.Field device after Claim 1 or 2 wherein the non-metallic lid cap (32) is secured to the lid base (31) by screwing, gluing, or crimping.Feldgerät nach zumindest einem derAnsprüche 1 bis3, wobei die nicht-metallische Deckel-Kappe (32) aus einem Kunststoff gefertigt ist, und/oder wobei der Deckel-Grundkörper (31) aus Aluminium gefertigt ist.Field device according to at least one of Claims 1 to 3 wherein the non-metallic lid cap (32) is made of a plastic, and / or wherein the lid body (31) is made of aluminum.Feldgerät nach zumindest einem derAnsprüche 1 bis4, wobei zumindest die Antenne (33, 34) mit einem Verguss, insbesondere einem Weichverguss vergossen ist.Field device according to at least one of Claims 1 to 4 , wherein at least the antenna (33, 34) is encapsulated with a casting, in particular a soft casting.Feldgerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antenne (33, 34) ausgestaltet ist, um Elektromagnetische Wellen mit Frequenzen von 2,4 GHz und/oder 5 GHz zu senden und/oder zu empfangen.Field device according to at least one of the preceding claims, wherein the antenna (33, 34) is designed to transmit and / or receive electromagnetic waves with frequencies of 2.4 GHz and / or 5 GHz.Feldgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antenne (33) als eine Leiterbahnstruktur (33) auf einer Leiterplatte (34) ausgestaltet ist.Field device according to at least one of the preceding claims, wherein the antenna (33) is designed as a conductor track structure (33) on a printed circuit board (34).Feldgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antenne (33, 34) durch Verschrauben, Verkleben, oder Verpressen an dem Deckel-Grundkörper (31) befestigt ist.Field device according to at least one of the preceding claims, wherein the antenna (33, 34) by screwing, gluing, or pressing on the lid base body (31) is attached.Feldgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Deckel-Grundkörper (31) und das Gehäuse (2) mittels eines Gewindeverschlusses (4) miteinander verbindbar sind.Field device according to at least one of the preceding claims, wherein the cover base body (31) and the housing (2) by means of a threaded closure (4) are connectable to each other.Feldgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Gehäuse (2) eine Elektronik-Einheit (21) angeordnet ist, und wobei eine Steckverbindung (331, 211), insbesondere eine Koaxial-Steckverbindung, zur elektrischen Kontaktierung der Antenne (33, 34) mit der Elektronik-Einheit (21) vorgesehen ist.Field device according to at least one of the preceding claims, wherein in the housing (2) an electronics unit (21) is arranged, and wherein a plug connection (331, 211), in particular a coaxial connector, for electrically contacting the antenna (33, 34 ) is provided with the electronics unit (21).Feldgerät nachAnspruch 10, wobei die Steckverbindung (331, 211) für den Fall, dass der Grundkörper (31) und das Gehäuse (2) mittels des Gewindeverschlusses (4) miteinander verbindbar sind, die Steckverbindung (331, 211) derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass die Steckverbindung (331, 211) mittels Verschrauben des Gehäusedeckels (3) auf das Gehäuse (2) elektrisch kontaktiert wird.Field device after Claim 10 , wherein the plug connection (331, 211) in the case that the base body (31) and the housing (2) by means of the threaded closure (4) are connectable to each other, the connector (331, 211) is configured and arranged such that the Plug-in connection (331, 211) is electrically contacted by screwing the housing cover (3) on the housing (2).Feldgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (2) und/oder der Gehäusedeckel (3) explosionssicher, insbesondere gemäß der Normenreihe EN 60079, ausgelegt sind/ist.Field device according to at least one of the preceding claims, wherein the housing (2) and / or the housing cover (3) explosion-proof, in particular according to the series EN 60079, is designed / is.

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