CN102197547A - 通用过程变送器连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于与现场设备一起使用的电连接器装置，该装置包括具有第一端和第二端的外壳、馈电组件和从外壳的外侧可见的目视指示器。外壳的第一端被配置以机械地连接到现场设备。馈电组件延伸通过外壳的至少一部分，并且包括被配置以在外壳的第二端处提供可拆除的电连接的多个导电体和设置在外壳的第一端和第二端之间的防火隔板。目视指示器具有指示馈电组件的电源状态的多个照明模式。

Description

通用过程变送器连接器
技术领域
本发明涉及一种电连接器，用于与在工业过程设备处使用的现场设备一起使用。
背景技术
工业过程设备利用现场设备(即，工业过程变送器)测量、致动和另外控制和监测工业过程。现场设备的例子包括：过程传感器(用于检测温度、压力、流量等)、过程致动器、过程控制模块、过程报警模块、过程诊断模块等等。在典型的工业过程设备中，根据特定应用的需求，将具有部署在不同的位置处的相当多的现场设备，并且每个现场设备可以与控制现场设备操作的分布式控制系统(DCS)进行通信。现场设备通常具有外壳，该外壳被特别地设计以保护敏感内部电路免于工业过程设备中有时存在的恶劣环境，在这种设备中必须考虑火灾和爆炸的风险，并且仪器被适当地保护。
现场设备在工业过程设备中的安装和维护要求高。许多现有的现场设备并不像一些较新的设备包括显示器(如LCD)，很多现有的现场设备也没有提供瞬态保护的集成接线盒。缺乏显示器或目视指示器可能使设备维护人员繁琐地检查以查看每一个现场设备被安装和运作正常，例如要确保每个现场设备被供电。即使在多个现场设备聚积在工业过程设备的一个区域中的情况下，没有目视指示器帮助地手动检查那些设备仍然是繁琐的。例如，安全规章可能限制工人可以打开被供电的机壳的能力，因此关于现场设备的电源状态的指示可以帮助工人知道什么时候可以打开机壳。
发明内容
用于现场设备一起使用的电连接器装置包括具有第一端和第二端的外壳、馈电组件以及从外壳的外测可见的目视指示器。外壳的第一端配置为机械连接现场设备。馈电组件延伸通过外壳的至少一部分，并且包括多个电导体和防火隔板，所述多个电导体被配置以在外壳的第二端处提供可拆除的电气连接，所述防火隔板设置在外壳的第一端和第二端之间。目视指示器具有指示馈电组件的电源状态的多个照明模式。
附图说明
图1是根据本发明的通用过程变送器连接器的透视图
图2是与现场设备接合的通用过程变送器连接器的侧视图。
图3是沿着图1的线3-3获得的通用过程变送器连接器的横截面视图。
图4是通用过程变送器连接器的馈电电路的示意图。
具体实施方式
一般情况下，本发明提供一种通用过程变送器(UPT)连接器，用于通过馈电装置将电力提供给在工业过程设备中使用的现场设备。UPT连接器同时以单个相对小型的组件提供若干益处。UPT连接器包括目视指示器，可以指示电力是否正在提供给现场设备。目视指示器可以包括围绕UPT连接器周围分开的发光二极管(LED)，其在提供电力时亮起。UPT连接器还包括用于防止连接的现场设备的敏感内部电路设备受到浪涌和其它瞬态事件的瞬态保护电路。此外，UPT连接器提供防火和防爆隔板(或密封)，以防止火焰和压力通过UPT连接器溢出现场设备，或反之亦然。UPT连接器可被配置以提供快速连接能力，诸如eurofast
Figure BPA00001350113000021
或minifast
Figure BPA00001350113000022
连接器兼容性，并且可以容纳在大致圆柱形连接器外壳中。
图1是具有外壳12的UPT连接器10的透视图，外壳12分别地限定相对的第一端14和第二端16。在所示的实施方式中，外壳12的心轴是大致圆柱形，并在相应的第一端14和第二端16处具有外螺纹18和20。多个平面22设置在第一端14和第二端16之间的外壳12上，以使工具(例如，通用扳手)能够夹紧和扭转UPT连接器10。在所示的实施方式中，具有如六角螺母配置的六个平面22。外壳12可以由金属材料制成。
外壳12的中心部分24位于第一端14和第二端16之间。更具体地，在所示的实施方式中，中心部分24位于外壳12的多个平面22和第二端16之间。中心部分24可以具有比第一端14和第二端16略大的直径，第一端14和第二端16两者可以具有大致相同的直径(例如，约1.27厘米或0.5英寸)。
目视指示器26沿着外壳12的中心部分24定位，并且从外壳12的外侧可见。在所示的实施方式中，目视指示器26包括三个LED，其可以点亮以指示与UPT连接器10关联的参数的状态，例如，照亮以表示目前通过UPT连接器10提供电力。LED可以是任何颜色，虽然绿色期望用于其中目视指示器26的照明指示UPT连接器10的理想的、正常的、“接通”或类似操作状态的应用。在替代的实施方案中，为特殊应用所需，可以设置更大于或更小的目视指示器26。指示器26可以围绕外壳12圆向地间隔，例如，三个目视指示器26可以彼此轴向地间隔大约120°。目视指示器26的操作进一步解释如下。
图2是与示例性的现场设备30接合的UPT连接器10的侧视图，现场设备30可以是过程传感器(用于检测温度、压力、流量等)、过程致动器、过程控制模块、过程报警模块、过程诊断模块、过程信号无线中继传输器等。现场设备30包括限定连接结构34的外壳32。在所示的实施方式中，连接结构是外壳32的内螺纹圆圆筒形部分。UPT连接器10的外壳12的第一端14可螺纹地结合到现场设备30的连接结构34，在图2中外壳12的第一端14是不可见的。UPT连接器10的外壳12的第二端16可以以类似的方式连接到另一结构。
用于现场设备30操作的线路位于并且被保护在外壳32内部，外壳32通常由金属材料制成，并且被构造为在多种工业过程设备位置中对火灾、爆炸等等提供合适的防护。正如下文进一步解释的那样，UPT连接器10可以在现场设备30与合适的电源供应器(未显示)之间提供连接，以为现场设备30的内部电路提供电力。
图3是沿着图1的线3-3获得的UPT连接器10的横截面视图。正如图3中所示的实施方式，三条线36、38和40在第一端14和第二端16之间延伸通过外壳12。在常规配置中，两条线36和38提供电力并且第三条线40提供到地面的连接。UPT连接器10被配置为与市售的便于连接和断开的快速连接结构兼容。例如，UPT连接器10可被配置以与Turck Interlink BT eurofast
Figure BPA00001350113000031
或minifast
Figure BPA00001350113000032
连接或Rosemount 1/2英寸NPT或M20连接兼容。快速连接结构的使用期望用于快速安装和拆卸，以及用于减少对工具的需求。
隔板42设置在UPT连接器10内，位于外壳12的相对的第一端14和第二端16之间。隔板42提供UPT连接器10内的防火和防爆密封，从而防止火焰、加压气体等通过UPT连接器10流出现场设备30，反之亦然。例如铜焊或玻璃至金属密封(glass to metal sealing)的商业技术可以用来形成隔板42，以满足适合的防火和防爆等级要求。
三条线36、38和40电连接到封装在外壳12内的电路板48。电路板48电连线至目视指示器26(在图3中只有一个目视指示器26可见)。
图4是UPT连接器10的馈电电路的示意图。UPT连接器10的该电路包括：电路板48，其具有用于提供对线路电涌和其它瞬态事件的保护的瞬态保护电路50；目视指示器电路52，用于提供UPT连接器10通电的目视指示；正极端54和负极端56，分别地用于电气连接到直流电源；正极端58和负极端58和60，分别地用于电气连接到现场设备。
瞬变保护电路50以常规方式运行，并且包括连接到地的闪电管、用于限制到该电路中的二极管的电荷的一对电阻64、整流电荷的低电容二极管66、第一瞬态吸收器68(例如，相互对置的Zener(齐纳)二极管的Transorb组件，可从美国康涅狄格州Shelton市的Vishay Americas得到)和连接到地的第二瞬态吸收器70。瞬变保护电路50的配置和操作与已知的瞬态保护电路相似。通过在UPT连接器10内设置瞬态保护电路50，消除了对分开的、外部瞬态保护器的需求，这可以节省空间和安装时间。
目视指示器电路52包括并联连接的冗余二极管72、DC-DC转换器74、脉冲电路76和多个LED78。二极管72降低目视指示器电路52的回路上的用于给LED供电的电压。二极管72冗余地设置以使LED78能够在即使一个二极管72故障的情况下仍保持发光。DC-DC转换器74可以具有已知的配置，并且在一个实施方式中可以有0.7V DC(直流)输入和1.8V DC输出。脉冲电路76提供负载循环，用于间歇地供应电流到LED78，其可允许节约功率，同时还给予LED78对肉眼持续不断地照明的外观。脉冲电路76可以具有已知的配置。在所示的实施方式中，三个LED78并联设置，这样，无论何时通过UPT连接器电路提供电力时，所有这三个LED78都一起亮起来。因为LED78从还传递功率到现场设备电源吸取功率，在通过UPT连接器10到现场设备的电力缺失时，LED78停止被点亮。这提供馈电电路的电源状态的“接通”和“断开”目视指示。
虽然已参照优选实施例描述了本发明，但本领域技术人员将认识到，在没有背离本发明的精神和范围的情况下，形式和细节上可变化。例如，为了与几乎任何类型的组件、电缆等兼容，UPT连接器的特定尺寸大小可以变化。

Claims (21)

1.一种用于与现场设备一起使用的电连接器装置，该装置包括：
外壳，具有第一端和第二端，其中，第一端被配置以机械地连接到所述现场设备；
馈电组件，延伸通过外壳的至少一部分，其中，馈电组件包括：
多个导电体，被配置以在外壳的第二端处提供可拆除的电连接；和
防火隔板，设置在外壳的第一端和第二端之间；和
从外壳的外侧可见的目视指示器，其中，目视指示器具有指示馈电组件的电源状态的多个照明模式。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述馈电组件还包括：
瞬态保护电路，可操作地连接到所述多个导电体。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述瞬态保护电路包括电连接到目视指示器的多个冗余二极管。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，防火隔板进一步隔爆。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述外壳是大致圆筒形。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述外壳包括用于与用于扭转外壳的工具接合的多个平面。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述外壳的第一端带有螺纹。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述目视指示器包括以不同颜色点亮以提供所述多个照明模式的发光二极管。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述目视指示器连接到脉冲电路。
10.一种用于现场设备一起使用的电连接器装置，所述装置包括：
外壳，具有第一端和第二端，其中，所述第一端被配置成用螺纹连接固定到所述现场设备；
馈电组件，延伸通过外壳的至少一部分，其中，馈电组件包括：
多个导电体，被配置以在外壳的第二端处提供可拆除的电连接；
防火隔板，设置在外壳中；和
瞬态保护电路，可操作地连接到所述多个导电体；和
从外壳的外侧可见的目视指示器，其中，目视指示器具有指示馈电组件的电源状态的多个照明模式。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，防火隔板进一步隔爆。
12.根据权利要求10所述的装置，其中，所述外壳是大致圆筒形。
13.根据权利要求10所述的装置，其中，所述目视指示器包括发光二极管。
14.根据权利要求10所述的装置，其中，所述目视指示器连接到脉冲电路。
15.根据权利要求10所述的装置，其中，所述瞬态保护电路包括电连接到目视指示器的多个冗余二极管。
16.一种工业过程控制装置，包括：
现场设备外壳，具有螺纹开口；
现场设备电路，位于现场设备外壳内；
连接器外壳，具有第一端和第二端，其中第一端连接到现场设备外壳的螺纹开口；
馈电组件，延伸通过外壳的至少一部分，其中，馈电组件包括：
多个导电体，电连接到现场设备电路并被配置以在连接器外壳的第二端处提供可拆卸的电连接；
防火隔板，位于连接器外壳中；和
瞬态保护电路，可操作地连接到所述多个导电体；和
从外壳的外侧可见的目视指示器，其中，目视指示器作为指示通过馈电组件供给到现场设备电路的电力的功能被点亮。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，防火隔板进一步隔爆。
18.根据权利要求16所述的装置，其中，所述外壳是大致圆筒形。
19.根据权利要求16所述的装置，其中，所述目视指示器连接到脉冲电路。
20.根据权利要求16所述的装置，其中，馈电组件和连接器外壳的第二端被配置以提供eurofast
Figure FPA00001350112900021
可兼容连接。
21.根据权利要求16所述的装置，其中，馈电组件和连接器外壳的第二端被配置以提供minifast
Figure FPA00001350112900031
可兼容连接。
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