[发明专利]具有本质安全性的无线电发射模块

说明书

技术领域

本文所述的标的大致涉及在爆炸危险区域使用无线电发射模块的安全性。

发明背景

确保与某些区域的设备使用相关的安全性很重要。例如，在被公布为防爆区域的工厂或工作环境的一部分中所使用的设备应满足安全标准所规定的特定要求。在防爆区域中操作设备的一种示例性保护技术是所谓的“本质安全性”技术。在本技术中，限制供应给电设备的能量使得即使环境可能包含易爆环境（可燃气体和氧气），也不会产生可点火火花。为了限制由装置产生的可能导致燃烧反应/爆炸点火的能量，可能需要限制电流和电压两者。

本质安全设备在安全标准（例如，ISA-60079-11（12.02.01）-2009）中定义为不会释放导致易点火浓度的危险混合物的点火的能量的设备。这可通过将功率量限制为低于会使气体点火的水平而实现。此外，“本质安全”的每个装置可针对不同等级的危险环境进行认证。因此，装置仅可在与其安全认证匹配的环境中使用。

在给定环境中，可在不同区之间进行区分。例如，在特定区中，诸如本质安全标准的区0，假设永久性爆炸氛围。安全标准中描述其它区（区1、区2）。许多管辖区域（美国、加拿大、欧盟等）已通过使装置可在这些区中使用的认证标准，由此提供装置分类。在假设爆炸环境的这样一个区域中，唯一允许通过也满足特定安全性规定的一个或多个电阻器进行电流的电阻性限制。

当总成冗余使用或多倍冗余使用时，总成在防爆区域中的功能性或可用性也可以显著增强，其中一个总成在使用而其它总成备用。因此，如果在使用的总成发生故障，那么自动实现至其它总成的切换。所使用的总成同时在使用。

已知用于防爆区域中的一个或多个电负载的本质安全冗余电流-电压供应的装置。此装置包括至少两个供电电路，所述供电电路用对所供应的电流进行本质安全功率限制的保护构件提供电流/电压供应。作为保护构件的一部分，供应电路各包含用于电流调节和/或限制的构件。在防爆区域外，用于电阻性电流限制的构件串联连接至供电电路作为保护构件的其它零件。用于电阻式电流限制的构件配置在供电电路与防爆区域之间。

发明概要

一个方面提供一种用于实现在板上具有用于在爆炸危险区域中发射信号和测量到的值的HF功率级（RF-P）和电子控制单元（Se）的无线电发射模块的本质安全性的配置，其包括外部电压供应、天线连接器（Aa）和输入连接器，其特征在于在天线（A）的底座上，至少两个独立运行的硬件电路（P1、P2、P3）配置用于HF功率级（RF-P）的输出电压的整流和与最大容许值的比较，每个硬件电路包括一个整流电路（GL1、GL2、GL3）和一个比较器（K1、K2、K3），其输出经由控制电路（Se）与限制电路（Bgr）连接用于关闭电压供应或用于将无线电发射模块的输出功率限制为最大容许值。

另一个方面提供一种用于实现在板上具有用于在爆炸危险区域发射信号和测量到的值的HF功率级（RF-P）和电子控制单元（Se）的无线电发射模块的本质安全性的方法，其特征为下列步骤：由至少两个独立运行的硬件电路（P1、P2、P3）通过对HF输出电压进行整流而监测天线（A）上的HF输出功率；将经整流HF电压与最大容许值作比较；作用于无线电发射模块的电压供应以在超出经整流HF电压时避免过量点火能量和/或在组件上方用根据标准可行的最小层厚度的导热灌封化合物灌封整个电路板；通过分布在电路板上方的至少两个独立运行的硬件电路（T1、T2、T3）测量灌封层的温度；将测量到的温度与灌封化合物内的温度的容许限值作比较；和作用于无线电发射模块的电压供应以在超出温度的容许限值时避免过量功率损耗。

另一个方面提供一种用于以本质安全性在爆炸危险区域中发射信号的设备，其包括：无线电发射模块，其具有布置在印刷电路板上的高频模块和电子控制电路，所述电子控制电路被配置来响应于下列一项或多项而控制至高频模块的电压供应：根据至少两个独立运行的硬件电路独立测量到的，高频模块的输出电压超出预定电压值；和根据至少两个独立运行的温度电路独立感测到的，灌封在布置在印刷电路板上的热产生组件上方的导热灌封化合物的温度超出预定温度值。

上文是发明概要且因此包含细节的简化、概括和省略；因此，本领域技术人员应了解本发明概要仅为说明性的且不旨在以任何方式进行限制。

为了更好地理解实施方案以及其其它和进一步的特征和优点，参考结合附图进行的下文描述。随附权利要求书中将指出本发明的范围。

附图简述

图1示出示例性无线电发射模块的框图。

图2示出示例性无线电发射模块。

图3示出示例性无线电发射模块的侧视图。