專利名稱：具有可拆卸電池組的本質(zhì)安全的現(xiàn)場維護(hù)工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有可拆卸電池組的本質(zhì)安全的現(xiàn)場維護(hù)工具。
背景技術(shù)：
本質(zhì)安全的現(xiàn)場維護(hù)工具是已知的。這樣的工具在過程控制和測量工業(yè)中特別有用，以使操作人員方便地與給定過程安裝中的現(xiàn)場設(shè)備通信和/或詢問給定過程安裝中的現(xiàn)場設(shè)備。這樣的過程安裝的實例包括石油、藥品、化學(xué)品、紙漿和其他過程安裝。在這樣的安裝中，過程控制和測量網(wǎng)絡(luò)可以包括幾十個或者甚至幾百個各種現(xiàn)場設(shè)備，這些現(xiàn)場設(shè)備周期性地需要維護(hù)，以確保這樣的設(shè)備適當(dāng)?shù)夭僮骱?或?qū)@些設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)。而且，當(dāng)檢測到過程控制和測量安裝中的一個或多個故障時，使用本質(zhì)安全的手持式現(xiàn)場維護(hù)工具使得技術(shù)人員能夠快速地診斷出現(xiàn)場中的這種故障。
根據(jù)從Eden Prairie，Minnesota的費希爾-羅斯蒙德系統(tǒng)公司可得到的商業(yè)指定模型275 HART通信裝置，售出了一種這樣的設(shè)備。HART是HARTCommunication Foundation的注冊商標(biāo)。模型275提供了許多重要的功能和能力，并且通常允許高效率的現(xiàn)場維護(hù)。但是，模型275當(dāng)前并不支持與非HART(高速可尋址遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換器)設(shè)備的通信。
HART協(xié)議具有由疊加在標(biāo)準(zhǔn)4-20mA模擬信號上的數(shù)字通信信號構(gòu)成的混合物理層。數(shù)據(jù)傳輸速率大約是1.2Kbits/SEC。HART通信是過程工業(yè)中的主要通信協(xié)議。
另一種主要過程工業(yè)通信協(xié)議是FOUNDATIONTM現(xiàn)場總線通信協(xié)議。此協(xié)議是基于ISA標(biāo)準(zhǔn)(ISA-S50.01-1992，由美國儀表學(xué)會在1992年公布)的。由現(xiàn)場總線基金會(FF)規(guī)定了具體的實現(xiàn)。FOUNDATIONTM現(xiàn)場總線是傳輸速率約為31.25Kbits/SEC的全數(shù)字通信協(xié)議。
發(fā)明內(nèi)容
一種本質(zhì)安全的現(xiàn)場維護(hù)工具，包括可選擇地與過程通信環(huán)相連的端子，所述過程通信環(huán)具有過程工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。至少一個介質(zhì)接入單元與所述端子相連。對介質(zhì)接入單元進(jìn)行配置，以依照第一過程工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議進(jìn)行通信。處理器與所述至少一個介質(zhì)接入單元相連，并且小鍵盤與所述處理器相連，以接收用戶輸入。顯示器與所述處理器相連，以顯示數(shù)據(jù)。電池組連接器適合于可拆卸地與可拆卸電池組相連，并向本質(zhì)安全的現(xiàn)場維護(hù)工具中的電路供電。
圖1示出了多點接線結(jié)構(gòu)。
圖2A和2B示出了其中本質(zhì)安全的現(xiàn)場維護(hù)工具可以與過程設(shè)備相連的方式。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的現(xiàn)場維護(hù)工具的示意圖。
圖4是圖2A、2B和3中所示的本質(zhì)安全的維護(hù)工具的更為詳細(xì)的方框圖。
圖5是其中拆除了可拆卸電池組的本質(zhì)安全的現(xiàn)場維護(hù)工具的底部透視圖。
圖6是示出了包括可拆除電池組的本質(zhì)安全的現(xiàn)場維護(hù)工具的底部透視圖。
圖7A是可拆除電池組的底部透視圖。
圖7B是可拆除電池組的頂部透視圖。
具體實施例方式
依照本發(fā)明實施例的改進(jìn)的本質(zhì)安全的現(xiàn)場維護(hù)工具能夠利用至少兩種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備描述進(jìn)行操作。所述工具包括以滿足本質(zhì)安全要求的方式電隔離的至少兩個電源島(power island)。在一個特定實施例中，改進(jìn)的本質(zhì)安全的現(xiàn)場維護(hù)工具實現(xiàn)了HART和現(xiàn)場總線設(shè)備描述語言(DDL)。改進(jìn)的現(xiàn)場維護(hù)工具用于使用這些協(xié)議同時維護(hù)兩線和四線(即外部電源)現(xiàn)場設(shè)備。優(yōu)選地，通過DDL技術(shù)來支持配置和校準(zhǔn)。DDL技術(shù)是已知的，并且在授予Sharp Jr.等人的美國專利5,960,214中可以找到與設(shè)備描述語言有關(guān)的另外的閱讀材料。
改進(jìn)的本質(zhì)安全的現(xiàn)場維護(hù)工具有利于來自各個現(xiàn)場設(shè)備的診斷信息(即，狀態(tài)位)的方便顯示，以及提供了先進(jìn)的協(xié)議專用網(wǎng)絡(luò)故障查找特征。在閱讀以下的描述之后，將清楚依照本發(fā)明實施例的改進(jìn)的本質(zhì)安全的現(xiàn)場維護(hù)工具的其他細(xì)節(jié)和好處。
圖1示出了其中本發(fā)明的實施例非常有用的典型系統(tǒng)。系統(tǒng)10包括控制器12、I/O和控制子系統(tǒng)14、本質(zhì)安全(IS)阻擋器16、過程通信環(huán)18和現(xiàn)場設(shè)備20?？刂破?2通過鏈接21與I/O和控制子系統(tǒng)14相連，所述鏈接21可以是諸如局域網(wǎng)(LAN)等根據(jù)以太網(wǎng)信號控制協(xié)議或其他任何適當(dāng)?shù)膮f(xié)議進(jìn)行操作的任何適當(dāng)?shù)逆溄?。I/O和控制子系統(tǒng)14與本質(zhì)安全阻擋器16相連，并依次與過程通信環(huán)18相連，以便按照限制通過其中的能量的方式來實現(xiàn)環(huán)18與I/O和控制子系統(tǒng)14之間的數(shù)據(jù)通信。
在該圖示中，過程通信或過程控制環(huán)18是FOUNDATIONTM現(xiàn)場總線過程通信環(huán)，并與現(xiàn)場設(shè)備20相連，所示現(xiàn)場設(shè)備20按照多點結(jié)構(gòu)的方式布置?？蛇x的過程通信環(huán)(未示出)是HART過程通信環(huán)。圖1示出了與如星型拓?fù)涞绕渌負(fù)湎啾葮O大地簡化了系統(tǒng)接線的多點接線結(jié)構(gòu)。多點HART結(jié)構(gòu)支持最大15個設(shè)備，而多點FOUNDATIONTM現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)支持最大32個設(shè)備。
如圖1所示，本質(zhì)安全的現(xiàn)場維護(hù)工具22與通信環(huán)18相連。當(dāng)如圖所示與過程控制環(huán)相連時，工具22可以執(zhí)行大量的通信和診斷功能。工具22可以按照與當(dāng)前可得到的模型275 HART通信裝置所能夠的方式極其相同的方式與HART過程通信環(huán)相連，并與HART過程通信環(huán)進(jìn)行交互。
圖2A示出了通過端子24與HART兼容設(shè)備20相連的工具22。可選地，如圖2B所示，工具22可以通過通信環(huán)自身與過程裝置通信環(huán)上的HART兼容設(shè)備例如設(shè)備24相連。
圖3是依照本發(fā)明實施例的現(xiàn)場維護(hù)工具22的示意圖。如圖所示，優(yōu)選地，工具22包括三個通信端子26、28和30，有利于根據(jù)至少兩個過程工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，將工具22與過程通信環(huán)和/或設(shè)備相連。例如，當(dāng)工具22要與第一過程工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的通信環(huán)相連時，利用端子26和公共端子28來實現(xiàn)這樣的連接。因此，然后，通過介質(zhì)接入單元32進(jìn)行連接，所述的介質(zhì)接入單元32配置用于根據(jù)第一工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議在過程通信環(huán)上進(jìn)行交互。此外，當(dāng)工具22要與根據(jù)第二工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議操作的過程和控制測量環(huán)相連時，通過公共端子28和端子30進(jìn)行這樣的連接。因此，通過第二介質(zhì)接入單元34來實現(xiàn)這樣的連接，所述第二介質(zhì)接入單元34配置用于根據(jù)第二工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議在過程通信環(huán)上進(jìn)行交互。介質(zhì)接入單元32和34都與處理器36相連，所述處理器36從介質(zhì)接入單元之一中接收數(shù)據(jù)，并且對該數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換。
處理器36還與小鍵盤模塊38和顯示模塊40相連。小鍵盤模塊38與工具22的箱體上的鍵盤相連，以便接收來自用戶的多種鍵盤輸入。顯示模塊40與顯示器相連，以提供數(shù)據(jù)和/或用戶界面。
依照本發(fā)明的多種實施例，工具22包括有利于增加現(xiàn)有技術(shù)中通常可提供的功能性的額外的硬件增強。在一個實施例中，工具22包括紅外數(shù)據(jù)接入端口42，其與處理器36相連，允許工具22使用紅外無線通信向和從分立的設(shè)備傳送信息。使用端口42的一個優(yōu)點是用于傳送和/或更新存儲在工具22的一個或多個存儲器中的設(shè)備描述。設(shè)備描述(DD)是用于以計算機可讀的格式描述現(xiàn)場設(shè)備中的參數(shù)的軟件技術(shù)。其包括了在處理器36上運行的軟件應(yīng)用程序檢索和使用參數(shù)數(shù)據(jù)所需的所有信息。如計算機12等分立的設(shè)備可以從軟盤、CD ROM或因特網(wǎng)獲得新的設(shè)備描述，并將新的設(shè)備描述無線地傳送給工具22。
可拆卸存儲器模塊44通過端口/接口46與處理器36可拆卸地相連?？刹鹦洞鎯ζ髂K44適用于存儲能夠代替主應(yīng)用程序在處理器36上執(zhí)行的軟件應(yīng)用程序。例如，模塊44可以包含使用HART或FOUNDATIONTM現(xiàn)場總線通信端口的應(yīng)用程序，以便提供對給定過程閥的綜合診斷。此外，模塊44可以存儲有助于特定設(shè)備的校準(zhǔn)或配置的軟件應(yīng)用程序。模塊44還可以存儲新的或已更新主設(shè)備程序的軟件圖像，可以隨后將其傳送到設(shè)備36的非易失性存儲器中，以實現(xiàn)已更新應(yīng)用程序的執(zhí)行。此外，模塊44提供針對多設(shè)備的配置的可拆卸存儲器，使現(xiàn)場維護(hù)操作員能夠獲得相對充實的設(shè)備數(shù)據(jù)量，并通過簡單地拆除模塊44，來方便地存儲或轉(zhuǎn)移這些數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，模塊44適合于在加工廠中的危險區(qū)域中是可代替的。因此，優(yōu)選的是，模塊44符合1988年10月，由Factory Mutual Research公布的APPROVAL STANDARD INTRINSICALLY SAFE APPARATUS ANDASSOCIATED APPARATUS FOR USE IN CLASS I，II AND III，DIVISION1 HAZARDOUS(CLASSIFIED)LOCATIONS，CLASS NUMBER 3610中所描述的本質(zhì)安全要求。也嘗試了符合如加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(CSA)和歐洲CENELEC標(biāo)準(zhǔn)等其他工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的適應(yīng)。對于存儲器模塊44和/或接口46的有利于兼容性的特定結(jié)構(gòu)適應(yīng)的示例包括能量限制電路，從而存儲器模塊44的操作電壓電平足夠低，模塊44中所存儲的能量不能形成引燃源。此外，模塊44可以包括電流限制電路，以確保在模塊44上的特定接線端短路的情況下，放電能量足夠低而禁止引燃。參照圖4對這些特征的特定實現(xiàn)進(jìn)行了闡述。接口44可以包括特別設(shè)計用于防止存儲器模塊44上的電觸點暴露于外部環(huán)境同時允許適當(dāng)?shù)慕涌谟|點與模塊44進(jìn)行電接觸的物理特征。例如，模塊44可以包括通過將模塊44連接到接口46，能夠刺穿或移位的整體造型(over-modeling)。
工具22最好還包括通過最好設(shè)置在工具22的主板上的連接器50與處理器36相連的擴展存儲器模塊48。擴展存儲器模塊48可以包括第一和第二工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的設(shè)備描述。模塊48可以也包括將確定工具22相對于多個協(xié)議的功能性的許可代碼。例如，駐留在模塊48中的數(shù)據(jù)可以表示只授權(quán)工具22在如HART協(xié)議等單一的過程工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)模式內(nèi)進(jìn)行操作。最后，模塊48中的數(shù)據(jù)的不同的設(shè)置可以表示授權(quán)工具22依照兩種或更多的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行操作。最好將模塊48插入位于主板上的連接器50中，并且可能需要對工具22的部分拆卸，例如，拆卸電池組，以便接入端口50。
圖4是工具22的更為詳細(xì)的方框圖。工具22通常包括電源電路100和電源島102、104和106。將圖3所示的小鍵盤38分為圖4所示的觸摸板38A和鍵盤38B。充電器/適配器110與電源電路100相連，電池模塊112也與電源電路100相連。
電源電路100利用從充電器/適配器110或電池模塊112接收到的電能向電源島102、104和106供電。電池模塊112包括通過熔絲122與電源電路100相連的電池120。電源電路100包括充電器接口電路130、隔離器132、電源電路134、和電壓調(diào)節(jié)器136。電源島102包括鍵盤和電池管理電路140。電源島104包括處理器136。電源島106包括環(huán)I/O電路150，實現(xiàn)了如圖3所示的MAU32和MAU34。紅外接口42也位于電源島106中。
在本發(fā)明中，利用無源和有源技術(shù)來隔離電源100和電源島102、104和106。電源100接收來自充電器/適配器110或電池模塊112的電能。當(dāng)使用充電器/適配器110時，電源100對電池120或電池模塊112進(jìn)行充電。由鍵盤/電池管理電路140對電源100進(jìn)行控制，并且電源100通過包括多個電阻器160和齊納二極管162的隔離器132與電路140相隔離。電阻器160充當(dāng)無源限流器，而二極管162充當(dāng)無源限壓器。將來自電池模塊112的電能通過電壓調(diào)節(jié)器136和電阻器164，提供給電源島102。齊納二極管166將電源連接與地相連。來自電源134的連接172提供了電源開/關(guān)連接。有源限流器174和176分別將電源134與電源島104和106相連。SCR178限制了施加到限流器174和176上的電壓。在電源電路100和電源島102、104和106之間也設(shè)置了電接地連接180。電源開/關(guān)連接190有選擇地閉合開關(guān)192，從而向電源島106提供電能。
鍵盤/電池管理電路140與觸摸板38A和鍵盤38B相連，且對其進(jìn)行配置以接收要經(jīng)由電阻器202通過連接200提供給處理器36的用戶輸入。電路140還分別通過電阻器208和210與電源連接204和206相連。這些連接使電路140能夠感知是否正在分別向電源島104和106進(jìn)行供電。齊納二極管214和215限制了電源島之間所觀察到的電壓。
電源島104包括通過電阻器230與紅外接口42相連、并通過電阻器232與環(huán)I/O電路150相連的處理器36。處理器36也通過電源島106、顯示器驅(qū)動器240和242以及電阻器244和246與顯示器40相連。
電源島106的環(huán)I/O電路150通過電阻器252和254，從電壓調(diào)節(jié)器250接收電能。齊納二極管256限制了施加到電路150上的電壓。
為了滿足本質(zhì)安全要求，重要的是，對處于故障狀態(tài)下的小部件的表面溫度加以限制。對部件表面溫度加以限制將防止周圍材料被引燃。例如，如果部件的總表面積是20mm2，必須將該部件的功耗限制在1.3瓦特。對于具有更高總功耗的系統(tǒng)，必需分離單獨電源島之間的電源。利用此電源島技術(shù)，能夠克服1.3瓦特的限制。
在本發(fā)明中，通過與單獨的電源相連的電源連接或通過阻擋器，向電源島102、104和106供電。由電壓和電流阻擋器來限制每個電源島的電源，以確保不超過最大允許電源引出。使用了無源阻擋器和有源限制器，例如，無源阻擋器包括電阻器限流器和齊納二極管限壓器。例如，如果電源超過預(yù)定的限制，SCR178將閉合(短路)。類似地，如果電流引出超過了預(yù)定的限制，限流器174和176激活SCR178。在電源或電流超過限制的情況下，將激活SCR178，并短路電源輸出。
為了避免多個島102、104和106之間的能量轉(zhuǎn)移，在島之間設(shè)置了足夠的物理空間。此距離由該島上的電壓、電壓差和要滿足的特定本質(zhì)安全標(biāo)準(zhǔn)所限定。從島中也設(shè)置了接地線路，從而使所有的島與相同的地線相連。接地線路必需足以負(fù)載最大可能電流。如果將接地線路制造為電路板上的跡線，跡線的寬度必需足以負(fù)載所需的電流。可選地，可以提供多層跡線。
在每個電源島102、104和106內(nèi)，如果所需的電壓高于電源所提供的電壓，可以利用DC到DC轉(zhuǎn)換器來產(chǎn)生增加的電壓。例如，電壓調(diào)節(jié)器250可以增加由電源提供的電壓。利用限制了所施加的最大電壓的電壓阻擋器來限制轉(zhuǎn)換器輸出。特定電源島中所出現(xiàn)的最大可能電壓值與相鄰島的電壓一起，限定了島之間的必需間隔。
在島102、104和106之間設(shè)置了多個信號路徑，以允許信號在其間通過。將電阻器設(shè)置在信號路徑中以限制能量轉(zhuǎn)移。對于多個信號路徑，必須遵循以下規(guī)則·如果特定島的內(nèi)部電阻具有與設(shè)置在信號路徑中的串聯(lián)電阻相同的數(shù)值，從一個島通過信號路徑向另一個島轉(zhuǎn)移的最大功率為最大值。這由針對最大功率的公式得到Pmax＝(I2/R)/4，其中I是電流電平，而R是串聯(lián)電阻值。
·必須針對每一個島進(jìn)行最大功率計算，并且按照通過每個信號路徑的每個方向進(jìn)行計算，以便得到通過所有信號路徑轉(zhuǎn)移到所有島中的最大功率。
·允許島從電源接收到的最大功率必須使所接收到的總功率小于所需最大值[即，1.3瓦特]。因此，島要從電源接收到的最大功率加上島可能通過所有信號路徑接收到的最大功率必須總計起來小于1.3瓦特。
·如果島之間的信號電壓不同，必須以阻擋器二極管阻斷信號路徑。
串聯(lián)電阻的選擇可以實現(xiàn)島之間的信號路徑的高頻特性。電阻值與電路的內(nèi)部電容一起充當(dāng)高頻濾波器。為了減少由于布線引起的電容，最好將驅(qū)動器和電平移動器電路靠近串聯(lián)電阻和島邊界放置，從而減少電容。
在一些示例中，對于具有總部件表面積小于20mm2且表面溫度限制的最大值為275℃的非常小的部件，即使所提供的功率為1.3瓦特，對于特定的電源島，仍然可能會超過限制。在本實施例中，可以利用‘子電源島’來克服此限制。子電源島包含在電源島中，并以所需的物理間隔隔開。將針對電源島的上述相同規(guī)則應(yīng)用于子電源島。電源島和子電源島之間的限流串聯(lián)電阻降低了子電源島內(nèi)部的最大可能功率。通過選擇適當(dāng)值的限流串聯(lián)電阻，可以對子電源島內(nèi)部的部件的最大可能表面溫度加以控制。因此，電源島和子電源島之間的信號路徑降低了子電源島中所能提供的功率。子電源島的示例被示出為作為電源島106的一部分的圖4所示的環(huán)I/O電路150。電阻器232、252和254限制了可以提供給子電源島150的最大功率。
在一個方面中，本發(fā)明提供了與工具22一起使用的可拆卸電池組。圖5是其中已經(jīng)從工具22中拆除了電池組300(在圖5中未示出)的工具22的后透視圖。電池組300包括圖4所示的電源100和電池模塊112。本發(fā)明提供了以電池為電源、便攜并能夠用在加工廠中的所有區(qū)域中的工具22。依照本發(fā)明的這個方面，即使在加工廠的危險區(qū)域中，也可以安裝或拆除電池組300。本發(fā)明提供了一種用于將電池模塊與工具22的電路相連的多引腳連接器302，從而在部件和主單元之間設(shè)置了能量限制結(jié)構(gòu)。連接器302形成了可拆卸電池組連接器302A和工具主體連接器302B之間的連接。此外，如上所述，電源島每一個均提供功率限制要求，以滿足本質(zhì)安全(IS)標(biāo)準(zhǔn)。
當(dāng)電路與其他電部件相連時，可能會產(chǎn)生電火花。例如，電能可能被存儲在與用于進(jìn)行連接的暴露金屬引腳相連的多個部件中。所存儲的電能可以進(jìn)行導(dǎo)致引起火花的放電。但是，依照本質(zhì)安全標(biāo)準(zhǔn)，在危險環(huán)境中，火花是不能接受的。本發(fā)明提供了限制任何可能能量放電的電路，從而使得在這種放電中，沒有足夠的能量引燃該環(huán)境中可能危險的材料。
參照圖4，可拆卸電池組300通過連接器302與工具22的電路相連。
如上所述，電路100包括電源134，電源134提供了產(chǎn)生電源島102、104和106的主要供電電壓的DC到DC轉(zhuǎn)換器。將電源134提供的電壓限制在3.7伏特。例如，如果電壓超過3.7伏特，可以觸發(fā)SCR(閘流晶體管)，對電源134進(jìn)行短路。類似地，如果電流超過330mA，SCR178可以短路電源134的輸出?？刹鹦峨姵亟M300和電源模塊102之間的電連接使用無源電路以提供本質(zhì)安全性。在本示例中，設(shè)置限流串聯(lián)電阻器160和限壓齊納二極管162，以便在將其應(yīng)用于電源島102時，分別限制電流和電壓。
這種結(jié)構(gòu)使可拆卸電池組300滿足本質(zhì)安全要求，從而其可以在暴露的環(huán)境中進(jìn)行拆除或安裝。由于電池102具有相對較高的能量密度，必需在去往連接器302A處的暴露引腳的信號路徑中使用限壓和限流部件和電路。這允許連接器302B和302A連接在一起，或者短路連接器302A上的引腳，而不產(chǎn)生火花。電路必須具有出現(xiàn)在連接器302中的每個暴露引腳處的電壓、電流、電容和電感的選擇最大允許值。依照本質(zhì)安全標(biāo)準(zhǔn)，最好以三重冗余來設(shè)置每個限壓或限流部件，從而即使兩個部件出現(xiàn)故障，第三個部件仍保持其功能，以防止意料之外的放電。
返回到圖5所示的實施例，配置電池組300以使其安裝在凹陷310中，并插入到電連接器302B中。圖5還示出了在將電池組300插入工具22時，由電池組300覆蓋的擴展存儲器模塊48。將圖4所示的可拆卸存儲器模塊44插入到在圖5中同樣示出了的插座(receptacle)312中。
圖6是工具22的底部平面圖，示出了插入在工具22中的可拆卸電池組300。圖6也示出了部分插入在工具22中的可拆卸存儲器模塊44。
圖7A是電池組300的底部透視圖，而圖7B是頂部透視圖。從圖7B可以看到，在電池隔間320中容納有電池120。圖7B還示出了被配置用于插入到圖5所示的連接器302B中的連接器302A。
在操作期間，如鍵盤/電池管理電路140等工具22中的電路可以對電池120的充電狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。如果可拆卸電池組300的電池120接近耗盡，例如，可以通過顯示器40，向操作員提供警報。操作員可以容易地拆除電池組300，并按照需要，以充滿電的電池組來代替。本質(zhì)安全結(jié)構(gòu)允許在危險環(huán)境中進(jìn)行電池組的更換。
盡管已經(jīng)參照優(yōu)選實施例，對本發(fā)明進(jìn)行了描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的改變。可以依照上述本質(zhì)安全標(biāo)準(zhǔn)，配置與連接器302A和302B一起的本質(zhì)安全的電池組300。在2003年3月6日遞交的、題為“HEAT FLOW REGULATING COVER FOR AN ELECTRICAL STORAGE CELL”的美國專利序列號No.10/383,003中示出了一個示例電池結(jié)構(gòu)，該專利一并包括在此作為參考。
權(quán)利要求
1.一種本質(zhì)安全的現(xiàn)場維護(hù)工具，包括端子，可選擇地與過程通信環(huán)相連，所述過程通信環(huán)具有過程工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議；至少一個介質(zhì)接入單元，與所述端子相連，其中對介質(zhì)接入單元進(jìn)行配置，以依照第一過程工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議進(jìn)行通信；處理器，與所述至少一個介質(zhì)接入單元相連；小鍵盤，與所述處理器相連，以接收用戶輸入；顯示器，與所述處理器相連，以顯示數(shù)據(jù)；以及電池組連接器，適合于可拆卸地與可拆卸電池組相連，并向本質(zhì)安全的現(xiàn)場維護(hù)工具中的電路供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于包括第二介質(zhì)接入單元，與所述端子和所述處理器相連，配置所述第二介質(zhì)接入單元，以依照第二過程工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議進(jìn)行通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于包括多個電源島，其中所述電池組連接器包括對所述電源島中的至少兩個的電隔離連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于配置所述處理器，以提供表示電池組中的電池狀態(tài)的輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于包括可拆卸電池組，具有配置用于與所述電池組連接器相連的連接器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于所述可拆卸電池組包括電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于所述可拆卸電池組包括限流器。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于所述可拆卸電池組包括DC到DC轉(zhuǎn)換器。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于所述可拆卸電池組包括電路，配置用于對從可拆卸電池組向電池組連接器提供的電源提供短路電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于響應(yīng)超過了電壓閾值的電壓，觸發(fā)所述短路電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于響應(yīng)超過了電流閾值的電流，觸發(fā)所述短路電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于所述可拆卸電池組包括電阻器，配置用于將所述可拆卸電池組與所述連接器電連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于所述可拆卸電池組包括電齊納二極管，配置用于將所述可拆卸電池組與所述連接器電連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于包括連接器，配置用于與充電器相連。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于配置所述充電器對所述電池組的電池進(jìn)行充電。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于配置所述可拆卸電池組中的電路，以減少所述連接器的引腳之間的電弧。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于包括存儲器模塊連接器，配置用于容納可拆卸存儲器模塊，其中在將所述可拆除電池組與所述電池組連接器相連時，將所述可拆卸存儲器模塊封閉在所述本質(zhì)安全的現(xiàn)場維護(hù)工具內(nèi)。
18.一種可拆卸電池組，配置用于與根據(jù)權(quán)利要求1所述的本質(zhì)安全的現(xiàn)場維護(hù)工具相連。
全文摘要
一種本質(zhì)安全的現(xiàn)場維護(hù)工具，包括可選擇地與過程通信環(huán)相連的端子，所述過程通信環(huán)具有過程工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。對至少一個介質(zhì)接入單元進(jìn)行配置，以依照第一過程工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議進(jìn)行通信。電池組連接器適合于可拆卸地與可拆卸電池組相連，并向本質(zhì)安全的現(xiàn)場維護(hù)工具中的電路供電。還提出了一種本質(zhì)安全的電池組。
文檔編號G05B19/048GK1619442SQ200410043319
公開日2005年5月25日 申請日期2004年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月16日
發(fā)明者約阿希姆·迪倫, 京特·坎佩, 布拉德·N·馬蒂奧維茨 申請人:費希爾-羅斯蒙德系統(tǒng)公司, R.施塔爾開關(guān)設(shè)備有限公司