CN1042586C - 具有用于emi屏蔽的导电性内盖的处理变送器 - Google Patents

Abstract

一种变送器(10)，包括一个壳体(26)、一个电子组件(22)、一个内盖(42)、以及一个外盖(38)。电子组件(22)包括一个可致动开关(36)，并被安装在壳体(26)的一个具有开口端的空腔(24)中。内盖(42)装在开口端(24)上，用于覆盖电子组件(22)，并具有一个可按动的按钮部(52)，该按钮部可对准可致动开关(36)，当电子组件通电时能够由开口端予以接触。内盖(42)是导电性的，并具有套筒(48)，该套筒与壳体(26)的导电壁形成摩擦接触，用于屏蔽电子组件(22)，使之不受电磁干扰(EMI)的影响。内盖(42)最好是具有金属涂层的绝缘塑料模制件。

Description

具有用于EMI屏蔽的导电性内盖的处理变送器

本发明涉及一种处理变送器，如通过一对导线提供模拟或数字输出的变送器，该输出是被测量的绝对压力或压差的函数。更具体地说，本发明涉及的是一种用于高电磁干扰(EMI)环境之下的变送器，其电路包括一个可致动开关，用于改变电路的诸如零点或量程设置之类的参数。

已知的变送器具有安装在壳体之内的电路，并通过一个外盖来予以保护。已知变送器也包括一个或多个用于调节电路参数的可致动开关，但只有在拆下外盖之后才能接触所述可致动开关。本发明提供了一种带有套筒的导电性内盖，其套筒与变送器壳体的导电壁摩擦接触，以便当卸下外盖时减小EMI的影响，同时允许操作者在电路通电的状态下能够接触所述可致动开关。EMI可能来自例如操作者使用的无线电通话机发出的电磁波。

一种具有可致动开关的变送器，包括：

一个壳体，具有包围一个空腔的导电壁，该空腔具有一个开口端；其特征在于，还包括：一个安装在所述空腔之中的电子组件，该组件包括所述可致动开关；一个可装在所述开口端上的内盖，用于覆盖所述电子组件，该内盖包括一个平板和一个由该平板突起的套筒，该平板具有一个对准所述可致动开关的可按动的按钮部，其可以在所述电子组件通电的状态下由所述开口端予以操纵；一个外盖，适于在内盖上方可拆除地旋于所述壳体之上；其中所述内盖是导电的，所述套筒的尺寸能够与壳体的导电壁形成摩擦接触，用于屏蔽所述电子组件，使之不受电磁干扰的影响。

图1是本发明变送器的局部剖视图；

图2是图1所示变送器的头部的放大剖视图；

图3是图1所示变送器的正视图，图1是沿图3中1-1线的剖视图；

图4是本发明的内盖和电子组件的分解透视图；

图5是本发明的内盖的后视图；

图6是本发明的内盖的局部剖视图；

图7是图6所示剖视部分的局部放大视图。

如图1所示的变送器10包括头部12和基部14。被测流体与基部14上的入口16、18相通连，一个传感器(图中未示)检测上述两个入口之间的压差，并通过导线20提供该传感器的输出，该输出是被测压差的函数。一个电路组件22至少部分地安装在壳体26的具有开口端的空腔24之中，用于接受传感器的输出并提供该电路组件的输出，后者是前者的函数，因而也就是被测流体压差的函数。馈送导体28、30通过一对导线(图中未示)将电路输出送到一个位于变送器10之外的控制单元(图中未示)。所述导线通过开口32进入壳体26，并通过端子排34与所述导体28、30相连接。控制单元还包括一个与所述导线对相连接的电源部分，它通过馈送导体28、30为电路组件22供电。

电路组件22包括一个可致动开关36，用于在现场调节电路的输出。例如，通过开关36的调节能够改变电路组件22的程序，从而针对在操纵该开关时所存在的测量条件来提供电路输出的“零点”和“量程”值。

外盖38以能够拆下的方式旋装在壳体26的空腔24的开口端40上。当安装到位之后，外壳38能够保护电路组件22，使之不受变送器10外部环境的影响，同时也能防止触动可致动开关36。外盖38和壳体26最好采用诸如铝或不锈钢之类的金属材料制成，在这样的情况下置于壳体26之上的外盖38也起到了对电路组件22的屏蔽作用，使之不受变送器10附近的EMI的影响。如果变送器10不是处于爆炸性气体中，则允许在电路组件22通电的状态下安全地将外壳38拆下来。

内盖42可以装在空腔24的开口端40上，并通过螺丝44a、44b、44c固定在壳26上(也见图3)。内盖42包括一个平板46和一个由该平板突出并环绕该平板的套筒48。根据本发明，该内盖42是导电的，套筒48的形状使之能够与壳体26的导电壁50形成摩擦配合。平板46上的一个可按动的按钮部52可以对准可致动开关36。当拆下外盖38时，与导电壁50形成摩擦配合的内盖42能够有效地屏蔽电路组件22，使之不受EMI的影响。内盖42与导电性内壁50相结合，形成了一个法拉第罩子。因此，如果操作者需要操纵可致动开关36，他可以在EMI环境中拆下外盖38，在电路组件22通电的状态下，通过按下可按动的按钮部52来操纵可致动开关36。

图2显示了放大的头部12。电路组件22包括电路板22a、22b、22c，它们通过插件22d来予以连接。插件22d固定在电路板22c上，并以滑动的方式插入电路板22a和22b。馈送导体28和30最好分别被无线电频率抑制器件包围，例如组合的铁磁/电容套件29、31，用于衰减EMI感应噪音，这样的嗓音可能由上述一对与外部控制单元相连接的导线引入。可按动的按钮部52包括一个凸起54，当操作者按下按钮部52时，该凸起54就压在可致动开关36中的一个膜片机构上。

在本发明的最佳实施例中，内盖42由绝缘塑料制成(例如采用由地点在Syracuse,New York的美国通用电气公司出售的其商品名称为“ULTEM”1010的聚醚酰亚胺树脂)，在它上面涂有一层导电涂层。内盖42的内表面(面向电路板22a的表面，包括凸起54和套筒48的朝内表面)上最好不形成导电涂层，以便使面向电路板22a上的电路原件的是绝缘体而不是导电体，从而避免电路原件与内盖42产生火花或短路。此外，内盖42的外表面(背离电路板22a的表面，包括套筒48的朝外表面)上具有基本上连续的导电涂层，用于实现EMI屏蔽功能。上述涂层最好是金属涂层，其薄层电阻率等于或小于每方块2Ω。采用West Lafayette,Indiana的E/M公司的No。E/M-6314工艺方法能够令人满意地形成上述涂层，其厚度为0.050-0.075mm。

本说明书中采用的术语“绝缘体”和“电气绝缘”指的是薄层电阻率大于每方块1MΩ，最好大于每方块10MΩ的材料；术语“导体”和“导电”是指薄层电阻率小于每方块10Ω，最好小于每方块2Ω的材料。术语“EMI”指的是具有频率为0Hz(DC)到大约10GHz的能量的电磁辐射产生的干扰。

参见图2，内盖42还具有一个孔56，以便通过该孔能够接触到电路组件22的一个小型滑动开关组件58。孔56应尽量地小，其最大直线广度最好大约等于或小于10mm，以便减少通过孔56所进入的EMI。内盖42的一端还具有一个用于从壳体26上卸下该内盖的凹槽58，在螺丝44a、44b、44c被卸下的情况下，通过将一个诸如螺丝刀之类的工具插入到该凹槽58之中，并靠着壳体26用力，就可以将内盖42从壳体26中撬落下来。除了上述凹槽之外，内盖42基本上沿着套筒48的整个周边与导电壁50形成电接触。这样的结构大大地增强了内盖42使电路组件22免受EMI影响的屏蔽效果。通过螺丝44a、44b、44c能够进一步提供内盖42与导电壁50的电接触。在图2中用螺丝44b来代表所有的3个螺丝，该螺丝与一个薄的垫圈59相接触，后者进一步与平板46的孔62中的肩台部分60相接触。如上所述，内盖42的朝外表面上的导电涂层连续地延伸到孔62的肩台部分60。螺丝44b的螺纹端与金属托脚64相接触，后者与金属壳体26相接触，因而也就与导电壁50相导通。除了使套筒48与导电壁50形成电接触除外，也可以使套筒48通过一个电容量等于或大于3000pf的电容与导电壁50形成一种电容耦合，从而对大约1MHz的频率来说形成低阻抗偶合。在这样的情况下，内盖42与导电壁50相结合形成了相对于频率大约为1MHz的EMI的法拉第罩子。

图3是变送器10的正视图，其中外盖38已被卸下。在图中用阴影来表示的内盖42的表面具有如上所述的导电涂层。平板上具有第二个可按动的按钮部66，它与上述可按动的按钮部52相似。如图3所示，可按动的按钮部52、66的朝前表面上也具有导电涂层，以便增强对EMI的屏蔽。在平板46上形成了分别部分地环绕可按动的按钮部52、66的窄槽53、67，其宽度最好小于约2mm，以便增强按钮部52、66的弹性。

图4以分解的方式显示了电路组件22、内盖42、以及-个柔性盖片68。柔性盖片68具有能够对准可按动的按钮部52、66的标记，并被粘在内盖42上。可按动的按钮部位52、66最好分别用于设定电路组件22的“零点”和“量程”。如图3所示，内盖42上的阴影部分代表具有导电涂层的表面。套筒48具有多个开口槽70用于提高套筒弹性。具有较好的弹性的套筒48有利地使得内壳42能够适用于其内腔尺寸略有不同的不同变送器壳体26。同时，套筒48的较好弹性也能够消除由于导电壁50在不同环境温度下的膨胀或收缩以及由于内盖42和壳体26的不同热膨胀系数所造成的应力。电路板22a包括对准可按动的按钮部52的可致动开关36和对准可按动的按钮部66的第二可致动开关72。电路板22a、22b、22c包括其他电路原件(图中未示)，用于实现电路组件22的所述功能。

图5是内盖42沿着图4中5-5线的后视图。如结合图3、4所述，图中阴影部分表示形成了导电涂层的表面。第二可按动的按钮部66具有结构与凸起54相似的凸起74，它可以对准第二可致动开关72。在套筒48的周边上最好形成均匀分布的槽70，其外宽度76最好大约为槽间间距78的5-25％。凹槽58的宽度80约等于或小于套筒48的周长的5％。

图6是内盖42的局部剖视图，其中阴影区域表示导电表面。为了实现强度和弹性的最佳平衡，槽70的深度82最好大于套筒最小厚度84(见图8)的3倍，小于厚度84的15倍。为了能够与导电壁50形成紧密的摩擦配合，同时对于具有略微不同尺寸的空腔24来说具有互换性，套筒48在其部位86上由平板46朝外略微倾斜。为了增大套筒48与导电壁50之间的导电接触面积，从而获得具有较低电阻的接触，并减小对磨损的灵敏度，套筒48具有一个大致与平板46相垂直的平坦部分88。该平坦部分88是套筒48与导电壁50形成摩擦接触的部分。套筒48还具有一个向内倾斜的套筒部分90，用于在开始将内盖42装配到壳体26的开口端40中时起引导作用。

图7是如图6所示内盖42的剖面部分的放大视图。虚线92表示与平板46相垂直的基准线。套筒部分86最好与上述基准线92形成2.7-3.5度的夹角。平坦部分88最好基本上与基准线92相平行，并接近套筒的端部96。在一种最佳实施例中，平坦部分88的深度94最好为套筒长度98的2-10％。套筒部分90最好与基准线92形成大约20-70度的夹角。前面所述的导电涂层的图7中用标记100来表示。

尽管上面结合最佳实施例对本发明进行了说明，但是本技术领域里的普通技术人员在本发明的实质性内容的范围内仍可对本发明作出种种形式上和细节上的变动。例如，作为一种替代方案，内盖42也可以采用金属或导电性塑料制成。导电涂层100可以是镍、铜、银、铝、锌、碳丝、不锈钢丝、或者其他导电性材料，例如石墨。电路组件22可以用装在空腔24中的电池来供电，或者由远处光源发射到变送器10的紫外光、可见光、或红外光来驱动。

Claims (8)

1．一种具有可致动开关的变送器，包括：

一个壳体，具有包围一个空腔的导电壁，该空腔具有一个开口端；

其特征在于，还包括：

一个安装在所述空腔之中的电子组件，该组件包括所述可致动开关；

一个可装在所述开口端上的内盖，用于覆盖所述电子组件，该内盖包括一个平板和一个由该平板突起的套筒，该平板具有一个对准所述可致动开关的可按动的按钮部，其可以在所述电子组件通电的状态下由所述开口端予以操纵；

一个外盖，适于在内盖上方可拆除地旋于所述壳体之上；

其中所述内盖是导电的，所述套筒的尺寸能够与壳体的导电壁形成摩擦接触，用于屏蔽所述电子组件，使之不受电磁干扰的影响。

2．根据权利要求1所述的变送器，进一步包括：

一个与所述空腔相连通的馈电端子；

其特征在于，当所述电子组件装入到所述空腔中时所述电子组件与所述馈电端子形成导电接触。

3．根据权利要求1所述的变送器，其特征在于，所述内盖由具有金属涂层的绝缘塑料制成。

4．根据权利要求3所述的变送器，其特征在于，所述金属涂层位于所述平板和套筒的朝外表面上。

5．根据权利要求1所述的变送器，其特征在于，所述套筒具有多个用于增强套筒弹性的槽。

6．根据权利要求1所述的变送器，其特征在于，所述导电壁为壳体的内壁，所述内盖在其平板的一个边缘部分形成了一个凹槽，用于将一个工具插入到该凹槽中，以便将内盖从壳体上卸下来。

7．根据权利要求1所述的变送器，其特征在于，所述平板上形成了至少部分地环绕所述可按动的按钮部的槽。

8．根据权利要求1所述的变送器，其特征在于，所述套筒由所述平板朝外形成楔形，该套筒具有一个基本上与所述平板相垂直的平坦部分。

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