用于无线现场设备的本质安全型电池组件的制作方法

本发明一般涉及工业过程控制和监测系统。更具体地，本发明涉及在这样的系统中使用的无线过程现场设备。

背景技术：

1、在工业设置中，过程控制系统用于监测和控制工业过程和化学过程的库存和操作等。通常，执行这些功能的系统使用分布在工业过程中的关键位置处的现场设备，该现场设备通过过程控制回路连接到控制室中的控制电路。术语“现场设备”是指在分布式控制或过程监测系统中执行功能的任何设备，包括用于工业过程的测量、控制和监测的所有设备。通常，这种现场设备具有现场加固罩，因此它们可以安装在相对恶劣的室外环境中，并能够承受在气候上极端的温度、湿度、振动和机械冲击。

2、通常，每个现场设备还包括用于通过过程控制回路与过程控制器或其他现场设备或其他电路进行通信的通信电路。在一些设施中，过程控制回路还用于将经调节的电流和/或电压输送到现场设备，以用于向现场设备供电。过程控制回路还承载呈模拟或数字格式的数据。

3、在一些设施中，无线技术现在用于与现场设备通信。无线操作简化了现场设备的布线和设置。当前使用无线设施，在该无线设施中，现场设备包括本地电源。然而，由于功率限制，该无线现场设备的功能可能受到限制。

4、无线现场设备可以采用本质安全的本地电源，当该电源的能量耗尽或低于选定阈值时，该电源可以是可更换的。当需要更换电池时，希望电池是易于更换的并且是本质安全的，以使得其能够在爆炸性环境中进行更换，而无需动火作业许可或将无线发射器从爆炸性环境中移除。

5、本质安全是指现场设备在潜在不稳定环境中安全操作的能力的术语。例如，现场设备在其中操作的环境有时可能非常不稳定，以至于错误的火花或电气部件足够高的表面温度可能会导致环境点燃并产生爆炸。为了确保此类情况不会发生，制定了本质安全规范。遵守本质安全要求有助于确保：即使在故障条件下，电路或设备本身也不会点燃不稳定环境。本质安全要求的一个规范在由factory mutual research在1988年10月颁布的approval standard intrinisically safe apparatus and associated apparatus foruse in class i,ii and iii,division 1hazardous(classified)locations,class 3610中列出。还考虑了适应遵守附加的工业标准，诸如加拿大标准协会(csa)和欧洲cenelec标准。

6、许多无线现场设备被规定用于1级和0区区域。这意味着可能存在爆炸性气体，并且非常严格的标准被应用于在这些区域中使用的电子装备。如果电池不符合特定的能量限制标准，或者在掉落时没有得到适当的保护以免损坏的话，则在没有获得动火作业许可并采取措施暂时降低该区域的等级下，不能将其带入1级或0区区域。这是一个耗时且成本高昂的过程。虽然有一些商用电池可以满足本质安全认证的短路温升要求，但当从小到2到3英尺的高度跌落时，它们很容易损坏，因为电池正极端子通常用易碎的玻璃-金属密封件进行密封。

7、为无线现场设备供电的另一个挑战是固定电池。无线现场设备通常安装在非常恶劣的工业环境中。由于无线现场设备的电池预计可以使用10年之久，因此与电池连接的长期可靠性是非常重要的。微动腐蚀是当连接的配合部分相对彼此非常轻微地移动时可能发生的一种现象。当这种情况发生时，连接器的配合界面上的保护涂层会被扰动，从而导致腐蚀的形成，该腐蚀最终导致接触电阻增加，并且电池无法再为现场设备供电。

技术实现思路

1、提供了一种用于无线现场设备的本质安全型电池组件。本质安全型电池组件包括电池和相对于电池被安装的电路板。电路板电连接到电池并且具有用于连接到无线现场设备的多个电接触件。电路板可以包括电流限制电路，该电流限制电路电学地插置在电池和所述多个电接触件之间，以将从电池汲取的最大电流限制在阈值以下。聚合物结构可操作地与电池接合，并且被配置成保护电路板和所述多个电接触件免受机械冲击。

技术特征：

1.一种用于无线现场设备的本质安全型电池组件，所述本质安全型电池组件包括：

2.根据权利要求1所述的本质安全型电池组件，其中，所述电池是d型单元电池，并且所述聚合物结构是聚合物帽。

3.根据权利要求2所述的本质安全型电池组件，其中，所述聚合物帽具有被配置成确保所述本质安全型电池组件能够仅在单个旋转方向上电连接到所述无线现场设备的形状。

4.根据权利要求1所述的本质安全型电池组件，其中，所述电路板被安装到所述电池的端部。

5.根据权利要求4所述的本质安全型电池组件，其中，所述电路板通过双面胶带被安装到所述电池。

6.根据权利要求2所述的本质安全型电池组件，其中，所述聚合物帽是透明的，并且当所述聚合物帽接合在所述电池上时，所述聚合物帽允许所述电池的侧壁上的标记是可见的。

7.根据权利要求1所述的本质安全型电池组件，其中，所述电池是c型单元电池，并且所述聚合物结构是聚合物罩。

8.根据权利要求7所述的本质安全型电池组件，其中，所述聚合物罩是透明的。

9.根据权利要求1所述的本质安全型电池组件，还包括区分电池类型的部件。

10.根据权利要求9所述的本质安全型电池组件，其中，所述部件是电气部件。

11.根据权利要求10所述的本质安全型电池组件，其中，所述电气部件包括附加电接触件，所述附加电接触件被配置成连接到所述无线现场设备。

12.根据权利要求1所述的本质安全型电池组件，还包括可写存储器，所述可写存储器被配置成存储与所述本质安全型电池组件相关的信息。

13.根据权利要求1所述的本质安全型电池组件，还包括电池电量汲取计数器，所述电池电量汲取计数器设置在所述印刷电路板上，并且被配置成监测电池寿命。

14.一种无线现场设备，包括：

15.根据权利要求14所述的无线现场设备，其中，所述电池识别逻辑系统被配置成：当所述本质安全型电池组件连接到所述无线现场设备时，测量所述本质安全型电池组件的电气参数。

16.根据权利要求14所述的无线现场设备，其中，所述电池识别逻辑系统被配置成：当所述本质安全型电池组件连接到所述无线现场设备时，测量所述本质安全型电池组件的机械参数。

17.根据权利要求14所述的无线现场设备，其中，对现场设备的操作的修改包括选择性地禁用一部件。

18.根据权利要求14所述的无线现场设备，其中，对现场设备的操作的修改包括降低性能。

19.根据权利要求14所述的无线现场设备，其中，对操作的修改包括修改测量间隔。

20.根据权利要求14所述的无线现场设备，还包括本质安全型电池组件，所述本质安全型电池组件沿与所述无线现场设备电连接和电隔离时的方向不同的方向设置在气候防护罩内。

21.根据权利要求20所述的无线现场设备，其中，电接触方向和所述不同的方向间隔180度。

22.根据权利要求14所述的无线现场设备，还包括：

23.一种用于将电池安装在无线现场设备内的组件，所述组件包括：

技术总结提供了一种用于无线现场设备的本质安全型电池组件。本质安全型电池组件包括电池和相对于电池被安装的电路板。电路板电连接到电池并且具有用于连接到无线现场设备的多个电接触件。电路板可以包括电流限制电路，该电流限制电路电学地插置在电池和所述多个电接触件之间，以将从电池汲取的最大电流限制在阈值以下。聚合物结构可操作地与电池接合，并且被配置成保护电路板和所述多个电接触件免受机械冲击。技术研发人员：科里·M·罗宾逊,希欧多尔·H·施纳阿雷,格雷格·E·金德利,瑞恩·C·塔拉斯,詹姆斯·A·约翰逊受保护的技术使用者：罗斯蒙特公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12