DE102023132477A1 - Sensor circuit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Sensorschaltung (1) zur Überwachung der elektrischen Leitung eines Sensorleiters (S), umfassend:
- einen RFID-Transponder (2) mit einem ersten Antenneneingang (AP), einem zweiten Antenneneingang (AN) und einem Messeingang (IN) zum Messen einer Spannung oder eines Stroms, und dazu ausgelegt den am Messeingang (IN) gemessenen Zustand per Funk auszugeben,
- zwei Sensoranschlüsse (S1, S2), die dazu ausgelegt sind, mit einem Sensorleiter (S) verbunden zu werden, wobei der erste Sensoranschluss (S1) mit dem ersten Antenneneingang (AP) verbunden ist und der zweite Sensoranschluss (S2) mit dem Messeingang (IN) verbunden ist,
- ein Halbleiterbaustein (D1) mit einer Sperrrichtung und einer Durchlassrichtung, der mit dem zweiten Antenneneingang (AN) und dem Messeingang (IN) verbunden ist, und Ströme vom Messeingang (IN) zum zweiten Antenneneingang (AN) sperrt.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung mit einer solchen Sensorschaltung und ein Verfahren zur Überwachung.
The invention relates to a sensor circuit (1) for monitoring the electrical conduction of a sensor conductor (S), comprising:
- an RFID transponder (2) with a first antenna input (AP), a second antenna input (AN) and a measuring input (IN) for measuring a voltage or a current, and designed to output the state measured at the measuring input (IN) by radio,
- two sensor terminals (S1, S2) designed to be connected to a sensor conductor (S), wherein the first sensor terminal (S1) is connected to the first antenna input (AP) and the second sensor terminal (S2) is connected to the measuring input (IN),
- a semiconductor device (D1) having a blocking direction and a forward direction, which is connected to the second antenna input (AN) and the measuring input (IN), and blocks currents from the measuring input (IN) to the second antenna input (AN).
The invention further relates to a device with such a sensor circuit and a method for monitoring.
Description
Die Erfindung betrifft eine Sensorschaltung zur Überwachung der elektrischen Leitung eines Sensordrahtes, insbesondere zur strukturellen Überwachung eines Objekts, eine Vorrichtung mit einer flächig ausgedehnten Komponente und einer solchen Sensorschaltung sowie ein Verfahren um Betreiben einer solchen Sensorschaltung.The invention relates to a sensor circuit for monitoring the electrical conduction of a sensor wire, in particular for structural monitoring of an object, a device with a planar component and such a sensor circuit, and a method for operating such a sensor circuit.
Eine strukturelle Überwachung von Objekten ist in vielen Bereichen des täglichen Lebens vorteilhaft oder notwendig. Mit einer strukturellen Überwachung ist damit gemeint, dass die Integrität einer ausgedehnten Komponente einer Vorrichtung überwacht wird. Damit ist im Grunde gemeint, dass die strukturelle Unversehrtheit der Vorrichtung überwacht wird. Beispielsweise ist es zuweilen notwendig ein Seil oder einen Faden zu überwachen, damit ein Riss schnellstmöglich erkannt werden kann. Jedoch ist nicht nur eine Überwachung longitudinal ausgedehnter Komponenten gewünscht, sondern auch von flächig ausgedehnten.Structural monitoring of objects is beneficial or necessary in many areas of daily life. Structural monitoring refers to monitoring the integrity of an extended component of a device. This essentially means monitoring the structural integrity of the device. For example, it is sometimes necessary to monitor a rope or thread so that a tear can be detected as quickly as possible. However, monitoring is not only desired for longitudinally extended components, but also for those with a large surface area.
Ein Beispiel dafür ist ein Fischnetz. Damit sind sowohl Netze zum Fangen von Fischen z. B. „Fischernetze“ gemeint, sondern auch Netze die zum Halten von Fischen in einem bestimmten Bereich ausgelegt sind, z. B. für Fischfarmen. Diese Netze bestehen in der Regel aus vielen Fäden, die in Form von Ketten und Einschüssen miteinander netzartig verknotet sind. Wenn einer dieser Fäden reißt, hat das Netz dort ein Loch. Bei einem Riss mehrerer Fäden in einem Bereich kann das Loch so groß werden, dass Fische aus dem Netz entkommen können.One example of this is a fishing net. This includes both nets used to catch fish, such as fishing nets, and nets designed to keep fish in a specific area, such as those used in fish farms. These nets are typically made of many threads intertwined in a web-like pattern using warps and wefts. If one of these threads breaks, the net will have a hole there. If several threads break in one area, the hole can become so large that fish can escape from the net.
Bisher wird eine Überwachung von Netzen visuell oder manuell durchgeführt. Das Netz wird dazu aus dem Wasser genommen und betrachtet oder unter Wasser überprüft.Currently, net monitoring is done visually or manually. The net is removed from the water and viewed, or inspected underwater.
Eine schnelle automatisierte Überprüfung ist bisher nicht möglich.A quick automated check is not yet possible.
Aufgabe der Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Sensorschaltung und ein Verfahren zur automatisierten Überwachung eines longitudinal oder flächig ausgedehnten Objekts zur Verfügung zu stellen, welches mit einem Minimum an Aufwand eine optimale Überwachung erzielt.The object of the invention was to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a sensor circuit and a method for the automated monitoring of a longitudinally or areally extended object, which achieves optimal monitoring with a minimum of effort.
Diese Aufgabe wird durch eine Sensorschaltung nach Anspruch 1, eine Vorrichtung nach Anspruch 8 und ein Verfahren nach Anspruch 10 gelöst.This object is achieved by a sensor circuit according to
Eine erfindungsgemäße Sensorschaltung dient zur Überwachung der elektrischen Leitung eines Sensorleiters und umfasst die folgenden Komponenten:
- - einen RFID-Transponder mit einem ersten Antenneneingang, einem zweiten Antenneneingang und einem Messeingang zum Messen einer Spannung oder eines Stroms, und dazu ausgelegt den am Messeingang gemessenen Zustand per Funk auszugeben,
- - zwei Sensoranschlüsse, die dazu ausgelegt sind, mit einem Sensorleiter (z.B. einem Draht oder einer Litze) verbunden zu werden, wobei der erste Sensoranschluss mit dem ersten Antenneneingang verbunden ist und der zweite Sensoranschluss mit dem Messeingang verbunden ist,
- - ein Halbleiterbaustein mit einer Sperrrichtung und einer Durchlassrichtung, der mit dem zweiten Antenneneingang (AN) und dem Messeingang (IN) verbunden ist, und Ströme vom Messeingang zum zweiten Antenneneingang sperrt.
- - an RFID transponder with a first antenna input, a second antenna input and a measuring input for measuring a voltage or a current, and designed to output the state measured at the measuring input by radio,
- - two sensor terminals designed to be connected to a sensor conductor (e.g. a wire or a stranded wire), the first sensor terminal being connected to the first antenna input and the second sensor terminal being connected to the measuring input,
- - a semiconductor device with a reverse direction and a forward direction, which is connected to the second antenna input (AN) and the measuring input (IN), and blocks currents from the measuring input to the second antenna input.
RFID-Transponder sind im Stand der Technik weitläufig bekannt. RFID (englisch: „radiofrequency identification“, auf Deutsch: „Identifizierung mit Hilfe elektromagnetischer Wel-00len“) bezeichnet eine Technologie für Sender-Empfänger-Systeme zum automatischen und berührungslosen Datenaustausch im Nahfeldbereich bzw. auch im Fernfeldbereich, insbesondere mit UHF RFID.RFID transponders are widely known in the art. RFID (radiofrequency identification) refers to a technology for transmitter-receiver systems for automatic and contactless data exchange in the near-field and far-field ranges, particularly with UHF RFID.
Typischerweise umfasst ein RFID-Transponder einen Mikrochip (oftmals mit einer Größe im Millimeterbereich) und ein Antennensystem. Eine Energiequelle ist bei passiven Transpondern nicht notwendig, da die Energieversorgung über das Antennensystem von außen durch ein RFID-Lesegerät erfolgen kann.An RFID transponder typically consists of a microchip (often in the millimeter range) and an antenna system. Passive transponders do not require a power source, as the power can be supplied externally via the antenna system by an RFID reader.
Die Kopplung eines RFID-Transponders mit einem RFID-Lesegerät geschieht durch vom RFID-Lesegerät erzeugte magnetische Wechselfelder in geringer Reichweite oder durch hochfrequente Radiowellen, mittels denen nicht nur Daten übertragen werden, sondern auch der Transponder mit Energie versorgt werden kann. Das RFID-Lesegerät enthält eine Software, die den eigentlichen Leseprozess steuert. Die Kommunikation zwischen Transpondern und RFID-Lesegeräten erfolgt in der Regel in einem definierten Frequenzbereich, der oft regionalen Bestimmungen unterworfen ist. Für die Erfindung besonders vorteilhafte Frequenzbereiche sind „Sehr hohe Frequenzen“ (UHF, 300 MHz - 3 GHz), welche durchaus eine hohe Reichweite haben können.The coupling of an RFID transponder with an RFID reader is achieved by alternating magnetic fields generated by the RFID reader within a short range or by high-frequency radio waves, which not only transmit data but also supply the transponder with energy. The RFID reader contains software that controls the actual reading process. Communication between transponders and RFID readers usually takes place within a defined frequency range, which is often subject to regional regulations. Frequency ranges particularly advantageous for the invention are "very high frequencies" (UHF, 300 MHz - 3 GHz), which can have a considerable range.
Bei der Übertragung von Daten sendet der RFID-Transponder in der Regel zunächst seine Seriennummer (UID) und ggf. danach weitere Daten (UID) mittels Lastmodulation, das heißt, er verbraucht einen Teil der Energie des Wechselfeldes. Dies kann das RFID-Lesegerät detektieren.When transmitting data, the RFID transponder usually first sends its serial number (UID) and then, if necessary, further data (UID) by means of load modulation, i.e. consumes part of the energy of the alternating field. This can be detected by the RFID reader.
Ein für die Erfindung geeigneter RFID-Transponder weist neben den Antenneneingängen zusätzlich einem Messeingang auf, der zum Messen einer Spannung oder eines Stroms ausgelegt ist. Zudem ist der RFID-Transponder dazu ausgelegt, den am Messeingang gemessenen Zustand per Funk (an ein RFID-Lesegerät) auszugeben. Die vorgenannten „weiteren Daten“ umfassen also Daten zu dem am Messeingang gemessenen Zustand. Diese können in Form eines Datenwortes (z.B. bei Verwendung eines Analog-Digital Converters „ADC“) oder einfach eines gesetzten Bits (z.B. bei Verwendung eines Comparators) vorliegen.An RFID transponder suitable for the invention has, in addition to the antenna inputs, a measurement input designed to measure a voltage or current. Furthermore, the RFID transponder is designed to wirelessly output the state measured at the measurement input (to an RFID reader). The aforementioned "additional data" thus includes data on the state measured at the measurement input. This can be in the form of a data word (e.g., when using an analog-to-digital converter (ADC)) or simply a set bit (e.g., when using a comparator).
Dieser RFID-Transponder ist auf besondere Weise verschaltet, so dass ein Signal, das auf eine an den Antennenanschlüssen angeschlossene Antenne trifft, neben der Auslese des RFID-Transponders zusätzlich zur Stimulation des Messeingangs verwendet wird.This RFID transponder is wired in a special way so that a signal that hits an antenna connected to the antenna terminals is used not only to read the RFID transponder but also to stimulate the measuring input.
Hier ist zu beachten, dass die hier beschriebene Schaltung lediglich das funktionale Herz für eine Überwachungsvorrichtung darstellt. Eine Überwachung ist nach Ergänzung der Sensorschaltung mit einer Antenne und einem Sensorleiter möglich (was dann als „Überwachungsvorrichtung“ bezeichnet werden könnte). Diese beiden Komponenten sind jedoch variabel bzw. austauschbar und können durchaus Teil eines anderen Gegenstandes sein. Die Antenne wird bestimmungsgemäß an den Antenneneingängen angeschlossen und der Sensorleiter an den Sensoranschlüssen. Die Sensoranschlüsse sind also dazu ausgelegt, mit dem Sensorleiter (z.B. einem Draht oder einer Litze) verbunden zu werden.It should be noted that the circuit described here merely represents the functional heart of a monitoring device. Monitoring is possible after supplementing the sensor circuit with an antenna and a sensor conductor (which could then be referred to as a "monitoring device"). However, these two components are variable and interchangeable and can certainly be part of another object. The antenna is connected to the antenna inputs, and the sensor conductor to the sensor terminals. The sensor terminals are therefore designed to be connected to the sensor conductor (e.g., a wire or stranded conductor).
Der erste Sensoranschluss ist dabei mit dem ersten Antenneneingang verbunden und der zweite Sensoranschluss mit dem Messeingang. Ist ein Sensorleiter an den Sensoranschlüssen angeschlossen, dann würde also der erste Antenneneingang mit dem Messeingang durch diesen verbunden werden (ggf. über die daran angeschlossenen elektronischen Komponenten).The first sensor connection is connected to the first antenna input, and the second sensor connection to the measurement input. If a sensor cable is connected to the sensor connections, the first antenna input would be connected to the measurement input through the cable (possibly via the electronic components connected to it).
Zusätzlich zu dieser Verbindung umfasst die Sensorschaltung noch einen Halbleiterbaustein mit einer Sperrrichtung und einer Durchlassrichtung, z.B. eine Diode oder einen Transistor, der mit dem zweiten Antenneneingang und dem Messeingang verbunden ist, und Ströme vom Messeingang zum zweiten Antenneneingang sperrt. Eine Diode wäre z.B. mit ihrer Anode mit dem zweiten Antenneneingang verbunden und mit ihrer Kathode mit dem Messeingang. Dieser Halbleiterbaustein sorgt dafür, dass Ströme vom zweiten Antenneneingang zum Messeingang fließen können und sperrt Ströme in Gegenrichtung. Der Halbleiterbaustein dient dabei bevorzugt auch der Spannungsregulierung und ist insbesondere als Z-Diode ausgestaltet.In addition to this connection, the sensor circuit also includes a semiconductor component with a reverse direction and a forward direction, e.g., a diode or a transistor, which is connected to the second antenna input and the measurement input and blocks currents from the measurement input to the second antenna input. A diode, for example, would be connected with its anode to the second antenna input and with its cathode to the measurement input. This semiconductor component ensures that currents can flow from the second antenna input to the measurement input and blocks currents in the opposite direction. The semiconductor component preferably also serves for voltage regulation and is particularly designed as a Zener diode.
Es sei darauf hingewiesen, dass mit „Verbunden“ in dieser Anmeldung stets „für Wechselströme leitend verbunden“ bzw. „angeschlossen“ gemeint ist. Dies kann eine kapazitive Kopplung sein, was insbesondere für den RFID-Transponder praktikabel ist, bevorzugt (zumindest für die anderen Komponenten) ist jedoch eine elektrisch leitende Verbindung, also ein direkt leitender (ggf. metallischer) Anschluss.It should be noted that "connected" in this application always means "conductively connected for alternating currents" or "connected." This can be a capacitive coupling, which is particularly practical for the RFID transponder. However, an electrically conductive connection, i.e., a directly conductive (possibly metallic) connection, is preferred (at least for the other components).
Das Grundprinzip der Erfindung basiert darauf, dass bei einer Auslese des RFID-Transponders durch ein RFID-Lesegerät stets Energie übertragen wird. von dieser Energie, die über die Antenne „empfangen“ wird und an den Antenneneingängen anliegt, wird nun ein Teil über die Sensorleitung abgezweigt und an den Messeingang des RFID-Transponders gegeben. Der Messeingang ändert dadurch seinen Zustand, was per Funk abgefragt werden kann. Liegt eine Beschädigung der Sensorleitung vor, dann wird keine Zustandsänderung erkannt. Es ist hierbei bevorzugt, den RFID-Transponder mehrfach auszulesen, da es mitunter einige Zeit dauern kann, bis eine Zustandsänderung vorliegt oder registriert wird.The basic principle of the invention is based on the fact that energy is always transferred when an RFID reader reads the RFID transponder. A portion of this energy, which is "received" via the antenna and applied to the antenna inputs, is then diverted via the sensor cable and fed to the measuring input of the RFID transponder. This causes the measuring input to change its state, which can be queried wirelessly. If the sensor cable is damaged, no change in state is detected. It is preferable to read the RFID transponder multiple times, as it can sometimes take some time for a change in state to occur or be registered.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist ein strukturell zu überwachendes Objekt auf. Dieses Objekt ist insbesondere longitudinal ausgedehnt wie ein Seil oder flächig gestaltet wie eine Platte oder ein Netz. Die Vorrichtung umfasst zur Überwachung eine erfindungsgemäße Sensorschaltung mit einem Sensorleiter, dessen Enden bevorzugt bereits mit den Sensoranschlüssen verbunden sind, und eine Antenne, die mit den beiden Antenneneingängen verbunden ist, also im Grunde bevorzugt eine Überwachungsvorrichtung. Der Sensorleiter ist dabei in oder an dem zu überwachenden Objekt angeordnet, bevorzugt so, dass bei einer strukturellen Beschädigung des Objekts der Sensorleiter im Bereich der Beschädigung durchtrennt wird. Dies bedeutet, dass er nicht locker an dem Objekt angebracht ist, so dass er bei einer Beschädigung abfallen kann, sondern dass er so an dem Objekt angebracht ist, dass wenn im Bereich des Sensorleiters eine Kraft wirkt, die das Objekt beschädigen kann, diese Kraft ausreicht, um auch den Sensorleiter dort zu beschädigen. Wird der Sensorleiter durchtrennt, kann dies durch die Sensorschaltung bei ihrer Auslese erkannt werden.A device according to the invention has an object to be structurally monitored. This object is, in particular, longitudinally extended like a rope or flat like a plate or a net. For monitoring, the device comprises a sensor circuit according to the invention with a sensor conductor, the ends of which are preferably already connected to the sensor terminals, and an antenna connected to the two antenna inputs, thus essentially preferably a monitoring device. The sensor conductor is arranged in or on the object to be monitored, preferably in such a way that if the object is structurally damaged, the sensor conductor is severed in the area of the damage. This means that it is not loosely attached to the object, so that it can fall off in the event of damage, but rather that it is attached to the object in such a way that if a force acts in the area of the sensor conductor that could damage the object, this force is sufficient to also damage the sensor conductor there. If the sensor conductor is severed, this can be detected by the sensor circuit during its readout.
Das zu überwachende Objekt ist bevorzugt als ein Netz ausgebildet, besonders bevorzugt als ein Fischnetz (ein Netz zum Fangen oder zum Halten von Fischen), wobei der Sensorleiter an den Fäden des Netzes angebracht ist und einen Flächenbereich des Netzes überspannt. Der Sensorleiter kann aber auch Teil eines Fadens des Netzes sein, insbesondere der Kette und/oder des Einschlags. Die Vorrichtung umfasst bevorzugt mehrere Sensorschaltungen (bzw. Überwachungsvorrichtungen). Alternativ oder zusätzlich können die Sensorleitungen mehrerer Fäden des Netzes eine Reihenschaltung bilden.The object to be monitored is preferably designed as a net, particularly preferably as a fishing net (a net for catching or keeping fish), wherein the sensor conductor is attached to the threads of the net and has a surface area of the net. However, the sensor conductor can also be part of a thread of the net, in particular the warp and/or the wrap. The device preferably comprises several sensor circuits (or monitoring devices). Alternatively or additionally, the sensor lines of several threads of the net can form a series circuit.
Das zu überwachende Objekt ist bevorzugt als ein Zaun ausgebildet, insbesondere als ein Drahtzaun, wobei der Sensorleiter am Zaun angebracht ist oder aus einem Draht eines Zaunes gebildet wird, und einen Flächenbereich des Zauns überspannt. Die Vorrichtung umfasst bevorzugt mehrere Sensorschaltungen (bzw. Überwachungsvorrichtungen). Alternativ oder zusätzlich können die Sensorleitungen mehrerer Drähte des Zauns eine Reihenschaltung bilden, sollten jedoch an ihren Mantelflächen isoliert sein.The object to be monitored is preferably designed as a fence, in particular as a wire fence, with the sensor conductor being attached to the fence or formed from a wire of a fence, and spanning a surface area of the fence. The device preferably comprises multiple sensor circuits (or monitoring devices). Alternatively or additionally, the sensor lines of multiple wires of the fence can form a series circuit, but should be insulated on their outer surfaces.
Ein für die Überwachung bevorzugtes Objekt kann aber auch ein Gebäude, ein Fahrzeug, eine Straße oder ein Flugzeug sein. Im Grunde ist die Erfindung für jedes Objekt vorteilhaft, dessen Struktur in irgendeiner Weise überwacht werden kann (und soll). Das Objekt umfasst eine Anzahl von Sensorleitungen, welche an oder in dem Objekt angebracht sind, insbesondere im Bereich einer baulichen Schwächungslinie des Objekts. Besonders bevorzugt überspannen sie diese Schwächungslinie, insbesondere quer oder über den Verlauf der Schwächungslinie mäandernd. Das Objekt ist insbesondere als Förderband ausgeführt und mindestens eine der Vorrichtungen ist so in oder an dem Objekt angeordnet, dass dessen Sensorstrecke im Wesentlichen quer zur Länge des Objekts (z.B. Förderbandes) verläuft, wobei die Vorrichtung bevorzugt von Material des Objekts (z.B. Förderbandes) umgeben ist. Aber auch eine Dehnungsfuge einer Brücke könnte auf diese Weise überwacht werden.A preferred object for monitoring can also be a building, a vehicle, a road, or an aircraft. The invention is fundamentally advantageous for any object whose structure can (and should) be monitored in some way. The object comprises a number of sensor lines that are attached to or in the object, particularly in the region of a structural weakening line of the object. Particularly preferably, they span this weakening line, particularly transversely or meandering along the course of the weakening line. The object is particularly designed as a conveyor belt, and at least one of the devices is arranged in or on the object such that its sensor path runs substantially transversely to the length of the object (e.g., conveyor belt), with the device preferably being surrounded by material of the object (e.g., conveyor belt). However, an expansion joint of a bridge could also be monitored in this way.
Ein weiteres bevorzugtes Objekt ist ein Windrad zur Energiegewinnung. Hier kann ein RFID-Lesegerät an einer statischen Komponente im Bereich der Rotorblätter angebracht sein, z.B. am Mast oder an der Gondel und in einem zu überwachenden Rotorblatt ist eine Anzahl von Sensorschaltungen angebracht, deren Sensordrähte über die Länge und/oder Breite des Rotorblatts verlaufen. Die Anzahl von Antennen für die Anzahl von Sensorschaltungen sollte dort angeordnet sein, wo das Lesegerät diese mit Energie versorgen kann und die RFID-Transponder auslesen kann.Another preferred object is a wind turbine for energy generation. Here, an RFID reader can be attached to a static component near the rotor blades, e.g., on the mast or nacelle. A number of sensor circuits are mounted in a rotor blade to be monitored, with sensor wires running across the length and/or width of the rotor blade. The number of antennas for the number of sensor circuits should be located where the reader can supply them with power and read the RFID transponders.
Ein erfindungsgemäßes Überwachungssystem zur strukturellen Überwachung eines Objekts umfasst eine Überwachungsvorrichtung, ein RFID-Lesegerät und ein zu überwachendes Objekt mit einer Anzahl von Sensordrähten (in oder am Objekt).A monitoring system according to the invention for structural monitoring of an object comprises a monitoring device, an RFID reader and an object to be monitored with a number of sensor wires (in or on the object).
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Sensorschaltung mit einem Sensordraht und einer Antenne (also einer Überwachungsvorrichtung) umfasst die folgenden Schritte:
- - erzeugen einer elektromagnetischen Welle mit einer vorgegebenen Auslesefrequenz des RFID-Transponders mit einer vorgegebenen Mindestleistung, bevorzugt mittels eines RFID-Lesegeräts,
- - Auslese des RFID-Transponders der Sensorschaltung mittels eines RFID-Lesegeräts, wobei eine Information über den am Messeingang gemessenen Zustand ausgelesen wird.
- - generating an electromagnetic wave with a predetermined reading frequency of the RFID transponder with a predetermined minimum power, preferably by means of an RFID reader,
- - Reading the RFID transponder of the sensor circuit using an RFID reader, whereby information about the state measured at the measuring input is read out.
Die Information des am Messeingang gemessenen Zustands gibt im Grunde direkt an, ob der Sensordraht intakt ist oder nicht (dieser Fall würde als eine Beschädigung eines zu überwachenden Objekts interpretiert). Die Information, die im Grunde ein Bit groß sein könnte (Spannung ja/nein), kann dann ausgegeben werden oder für eine Steuerung einer Alarmvorrichtung oder einer Anlage verwendet werden. Hierzu sollte jedoch beachtet werden, dass es einige Millisekunden dauern kann, bis der Messeingang eine Zustandsänderung anzeigt. Es ist daher bevorzugt, mehrfach auszulesen und einen intakten Sensorleiter anzunehmen, wenn zumindest ein Mal ein entsprechender Zustand angezeigt worden ist.The information about the state measured at the measurement input essentially indicates directly whether the sensor wire is intact or not (this would be interpreted as damage to an object being monitored). This information, which could essentially be one bit in size (voltage yes/no), can then be output or used to control an alarm device or system. However, it should be noted that it can take several milliseconds for the measurement input to indicate a change in state. It is therefore preferable to perform multiple readouts and assume an intact sensor wire if a corresponding state has been indicated at least once.
Beispielsweise kann die Information einfach in einem Datensatz abgespeichert und später zur Auswertung verwendet werden. Es kann aber auch ein Alarm ausgegeben werden, wenn eine strukturelle Änderung (z.B. ein Riss) aufgetreten ist. Zusätzlich oder alternativ zu einer Warnung kann ein Prozess angehalten werden, z.B. ein Förderband gestoppt werden oder ein Windrad, in dessen Rotorblättern sich Vorrichtungen befinden, kontrolliert heruntergefahren werden (in Form eines Notstopps), wenn eine der Vorrichtungen einen Riss (durch ihren Ausfall) anzeigt. Das Verfahren kann also noch den zusätzlichen Schritt enthalten:
- - Steuerung eines Prozesses und/oder eine Alarmanlage basierend auf der Information und/oder Ausgabe der Information, insbesondere auf einer Anzeigevorrichtung und/oder in eine Speichereinrichtung.
- - Control of a process and/or an alarm system based on the information and/or output of the information, in particular on a display device and/or in a storage device.
Risse in einer Straße können z.B. sehr einfach durch Abfahren der Straße mit einem Fahrzeug, an dessen Boden ein RFID-Lesegerät angebracht ist, erkannt werden. Eine Brücke kann eine Überwachungsvorrichtung an ihrer Dehnungsfuge aufweisen, wobei der Sensorleiter sich über die Dehnungsfuge erstreckt.Cracks in a road, for example, can be easily detected by driving along the road with a vehicle equipped with an RFID reader on the bottom. A bridge may have a monitoring device at its expansion joint, with the sensor conductor extending across the expansion joint.
Es kann aber auch die Integrität einer Ladung per Funk überprüft werden. Beispielsweise könnten Elemente mit Kontaktflächen ausgestattet sein, die bei korrekter Positionierung mit Sensoranschlüssen einer Sensorschaltung verbunden sind. Fehlt ein Element oder ist es falsch positioniert, würde dies erkannt werden. Beispielsweise könnten auf diese Weise die Bestückung von Sitzen mit Schwimmwesten in einem Flugzeug überwacht werden.However, the integrity of a load can also be checked wirelessly. For example, elements could be equipped with contact surfaces that, when correctly positioned, connect to sensor terminals of a sensor circuit. If an element is missing or incorrectly positioned, this would be detected. For example, this could be used to monitor the placement of life jackets on seats in an airplane.
Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die Patentansprüche einer bestimmten Kategorie auch gemäß den abhängigen Ansprüchen einer anderen Kategorie weitergebildet sein können und Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden können.Further particularly advantageous embodiments and developments of the invention emerge from the dependent claims and the following description, wherein the patent claims of a certain category can also be developed according to the dependent claims of another category and features of different embodiments can be combined to form new embodiments.
Eine bevorzugte Sensorschaltung umfasst eine erste Anpassungseinheit zwischen den beiden Antenneneingängen und eine zweite Anpassungseinheit zwischen dem zweiten Antenneneingang und dem Messeingang. Diese Anpassungseinheiten dienen zur Anpassung der durch die Antenne aufgefangenen Signale im Sensorleiter und umfassen bevorzugt eine Induktivität, insbesondere eine Parallelschaltung aus einer Induktivität und einer Kapazität. Die beiden Anpassungseinheiten sind dabei dermaßen aufeinander abgestimmt worden, dass bei einem vorgegebenen Signal an den Antennenanschlüssen mit der Auslesefrequenz des RFID-Transponders, insbesondere einer Trägerfrequenz bzw. einer Sinuswelle, ein maximales Signal den Messeingang erreicht. Dies kann z.B. durch Änderung der Werte beider Anpassungseinheiten bei gleichzeitiger Messung des Signals am Messeingang erreicht werden. Wurde für eine Konfiguration aus Sensorschaltung, Sensorleiter und Antenne eine geeignete Anpassung der Anpassungseinheiten erreicht, kann diese für identische Überwachungsvorrichtungen verwendet werden.A preferred sensor circuit comprises a first matching unit between the two antenna inputs and a second matching unit between the second antenna input and the measurement input. These matching units serve to match the signals picked up by the antenna in the sensor conductor and preferably comprise an inductance, in particular a parallel circuit comprising an inductance and a capacitor. The two matching units are tuned to one another in such a way that, for a predetermined signal at the antenna terminals with the readout frequency of the RFID transponder, in particular a carrier frequency or a sine wave, a maximum signal reaches the measurement input. This can be achieved, for example, by changing the values of both matching units while simultaneously measuring the signal at the measurement input. Once a suitable match of the matching units has been achieved for a configuration comprising sensor circuit, sensor conductor, and antenna, this can be used for identical monitoring devices.
Eine bevorzugte Sensorschaltung umfasst eine Diode, die mit ihrer Anode, insbesondere über eine zweite Anpassungseinheit, mit dem ersten Antenneneingang verbunden ist und mit ihrer Kathode mit dem ersten Sensoranschluss. Diese Diode dient der Selektion einer positiven Halbwelle für den Messeingang. Alternativ zu dieser Diode kann im Grunde ein beliebiger Halbleiter verwendet werden, z.B. ein Transistor oder ein FET.A preferred sensor circuit comprises a diode, which is connected by its anode, in particular via a second matching unit, to the first antenna input, and by its cathode to the first sensor terminal. This diode serves to select a positive half-wave for the measurement input. As an alternative to this diode, any semiconductor can be used, e.g., a transistor or a FET.
Gemäß einer bevorzugten Sensorschaltung ist der Halbleiterbaustein eine Diode, bevorzugt eine Z-Diode, die mit ihrer Anode mit dem zweiten Antenneneingang verbunden ist und mit ihrer Kathode mit dem Messeingang. Alternativ zu dieser Diode kann im Grunde ein beliebiger Halbleiter verwendet werden, z.B. ein Transistor oder ein FET.According to a preferred sensor circuit, the semiconductor component is a diode, preferably a Zener diode, which is connected by its anode to the second antenna input and by its cathode to the measurement input. As an alternative to this diode, any semiconductor can be used, e.g., a transistor or a FET.
Der Halbleiterbaustein ist bevorzugt mit einem Kondensator parallel geschaltet, wobei der Kondensator bevorzugt so bemessen ist, dass dessen Ladezeit kleiner ist als 10 ms. Die Ladezeit hängt vom Strom ab, der in den Kondensator fließt und damit vom induzierten Strom und dem Widerstand vor dem Kondensator. Der Kondensator dient der Glättung des Signals am Messeingang. Er sollte nicht zu groß sein, damit bei den niedrigen induzierten Strömen möglichst schnell ein Signal am Messeingang anliegt. Daher sollte die Kapazität des Kondensators bevorzugt weniger als 100 nF betragen, insbesondere weniger als 50 nF, besonders bevorzugt nicht mehr als 20 nF, oder in Spezialfällen insbesondere nicht mehr als 1 nF betragen. Bevorzugt ist die Kapazität größer als 10 pF, insbesondere größer als 100 pF. Einen guten Wert in der Praxis könnte 10 nF darstellen.The semiconductor component is preferably connected in parallel with a capacitor, whereby the capacitor is preferably dimensioned such that its charging time is less than 10 ms. The charging time depends on the current flowing into the capacitor and thus on the induced current and the resistance in front of the capacitor. The capacitor serves to smooth the signal at the measuring input. It should not be too large so that a signal is available at the measuring input as quickly as possible at the low induced currents. Therefore, the capacitance of the capacitor should preferably be less than 100 nF, in particular less than 50 nF, particularly preferably no more than 20 nF, or in special cases in particular no more than 1 nF. The capacitance is preferably greater than 10 pF, in particular greater than 100 pF. A good value in practice could be 10 nF.
Der Halbleiterbaustein ist bevorzugt mit einem, insbesondere ohmschen, Widerstand zwischen dem zweiten Sensoranschluss und dem zweiten Antenneneingang in Reihe geschaltet. Der Widerstand ist dabei bevorzugt mit dem zweiten Sensoranschluss und dem Messeingang verbunden. Bei der Reihenschaltung wäre also der Messeingang ein Abgriff zwischen Widerstand und Halbleiterbaustein. Hier ist zu beachten, dass der Widerstand mit einem Sensorleiter in Reihe liegen würde. Er sollte daher unter Berücksichtigung des Widerstandes des Sensorleiters ausgewählt werden.The semiconductor component is preferably connected in series with a resistor, in particular an ohmic resistor, between the second sensor terminal and the second antenna input. The resistor is preferably connected to the second sensor terminal and the measurement input. In the series connection, the measurement input would therefore be a tap between the resistor and the semiconductor component. It should be noted here that the resistor would be connected in series with a sensor conductor. It should therefore be selected taking into account the resistance of the sensor conductor.
Eine bevorzugte Sensorschaltung umfasst eine Antenne, die mit den beiden Antenneneingängen verbunden ist, bevorzugt eine Dipolantenne.A preferred sensor circuit comprises an antenna connected to the two antenna inputs, preferably a dipole antenna.
Der zweite Antenneneingang ist bevorzugt mit dem internen GND (Ground) des RFID-Transponders verbunden.The second antenna input is preferably connected to the internal GND (ground) of the RFID transponder.
Gemäß einer bevorzugten Sensorschaltung umfasst der Messeingang einen ADC oder einen Diskriminator, kann also Spannungen oder Ströme in Zahlenwerten oder zumindest in Bit-Informationen wiedergeben. Der Messeingang ist dabei bevorzugt dazu ausgelegt, eine (insbesondere positive) Spannung oder einen Strom zu detektieren. Der RFID-Transponder ist bevorzugt dazu ausgelegt, die detektierte Spannung bzw. den detektierten Strom in Form eines digitalen Datensatzes (z.B. Datenwort oder Bit) auszugeben.According to a preferred sensor circuit, the measurement input comprises an ADC or a discriminator, thus it can represent voltages or currents as numerical values or at least as bit information. The measurement input is preferably designed to detect a (particularly positive) voltage or current. The RFID transponder is preferably designed to output the detected voltage or current in the form of a digital data set (e.g., data word or bit).
Es ist bevorzugt, dass der Messeingang dazu ausgelegt ist, zu ermitteln, ob eine Spannung oder ein Strom am Messeingang in einem Signal-Wertebereich liegt und in diesem Falle vom RFID-Transponder ein Datenwort generiert oder zumindest ein Bit setzt, welches per Funk aus dem RFID-Transponder ausgelesen werden kann.It is preferred that the measuring input is designed to determine whether a voltage or a current at the measuring input is within a signal value range and, in this case, generates a data word from the RFID transponder or at least sets a bit that can be read wirelessly from the RFID transponder.
Eine bevorzugte Sensorschaltung umfasst einen Sensorleiter, dessen Enden mit den Sensoranschlüssen verbunden sind. Der Sensorleiter ist bevorzugt länger ist als 5 cm, insbesondere länger als 50 cm, bevorzugt länger als 1 m, insbesondere länger als 10 m.A preferred sensor circuit comprises a sensor conductor whose ends are connected to the sensor terminals. The sensor conductor is preferably longer than 5 cm, in particular longer than 50 cm, preferably longer than 1 m, in particular longer than 10 m.
Hier sollte jedoch für die Praxis beachtet werden, dass jeder Leiter einen Widerstand hat und auch das umgebende Medium einen Widerstand aufweisen kann. Beispielsweise würde bei der Überwachung eines Fischnetzes ein Riss im Sensorleiter nicht zu einer kompletten Unterbrechung des Stromflusses durch den Sensorleiter führen, da ein (kleiner) Teil des Stromes noch durch das Meerwasser fließen kann. Zwar ist der spezifische Widerstand von Meerwasser bedeutend größer als der des Sensorleiters, jedoch könnte dennoch aufgrund geringer Abstände der Enden des Sensorleiters am Riss ein messbarer Strom fließen. Daher ist bevorzugt, dass die Sensorschaltung ausgehend von einem vorgegebenen „Betriebswiderstand“ und einem dazu größeren vorgegebenen „Defektwiderstand“ so eingestellt ist oder so einstellbar ist, dass eine Spannung am Messeingang in dem Signal-Wertebereich liegt, wenn die Sensorleitung den Betriebswiderstand hat und außerhalb des Signal-Wertebereichs liegt, wenn die Sensorleitung mindestens den Defektwiderstand hat. Die besondere Beschaltung der Sensorschaltung, die dazu führt, dass ein Teil der empfangenen Energie als Strom durch den Sensordraht fließen kann, bedingt, dass auch bei kleinen Widerständen eine Entscheidung getroffen werden kann, ob eine Spannung im Signal-Wertebereich liegt oder nicht (da die Spannung ausreichend groß ist). Der Defekt-Widerstand ist bevorzugt kleiner als 1 kΩ, insbesondere kleiner als 100 Ω oder gar kleiner als 50 Ω, jedoch stets größer als der Betriebswiderstand, bevorzugt mehr als 10 Ω größer, insbesondere mehr als 50 Ω größer.In practice, however, it should be noted that every conductor has a resistance and the surrounding medium can also have a resistance. For example, when monitoring a fishing net, a tear in the sensor conductor would not lead to a complete interruption of the current flow through the sensor conductor, since a (small) part of the current can still flow through the seawater. Although the specific resistance of seawater is significantly greater than that of the sensor conductor, a measurable current could still flow at the tear due to the small distances between the ends of the sensor conductor. Therefore, it is preferred that the sensor circuit is set or adjustable based on a predetermined "operating resistance" and a larger predetermined "defect resistance" such that a voltage at the measuring input lies within the signal value range when the sensor line has the operating resistance and lies outside the signal value range when the sensor line has at least the defect resistance. The special wiring of the sensor circuit, which allows a portion of the received energy to flow as current through the sensor wire, means that even with small resistances, a decision can be made as to whether a voltage is within the signal value range or not (since the voltage is sufficiently large). The defect resistance is preferably less than 1 kΩ, in particular less than 100 Ω or even less than 50 Ω, but always greater than the operating resistance, preferably more than 10 Ω greater, in particular more than 50 Ω greater.
Bevorzugt ist der Sensorleiter als Doppelleitung ausgebildet, deren den Sensoranschlüssen abgewandten Enden miteinander verbunden sind. Ein solcher Sensorleiter lässt sich gut in einem Objekt anordnen, ohne dass man darauf achten muss, das Ende des Sensorleiters wieder zurückzuführen.The sensor conductor is preferably designed as a double conductor, the ends of which are connected to each other, facing away from the sensor terminals. Such a sensor conductor can be easily arranged within an object without having to worry about reconnecting the end of the sensor conductor.
Bevorzugt ist die Sensorschaltung dazu ausgelegt, dass der Messeingang gleichzeitig als Eingang für eine externe Spannungsquelle zur Verbesserung des Signals des RFID-Transponders dient. Es existieren RFID-Transponder mit einem Spannungseingang, der für eine externe Energieversorgung ausgelegt sind (oftmals gegen den zweiten Antenneneingang). Es ist besonders bevorzugt, dass der Zustand dieses Spannungseingangs gleichzeitig im RFID-Transponder gemessen wird und per Funk abgefragt werden kann. Liegen Messeingang und Spannungseingang bei einem RFID-Transponder getrennt vor, ist bevorzugt, dass diese beiden miteinander in der Sensorschaltung verbunden sind. Auf diese Weise kann die durch eine Antenne aufgefangene Energie des RFID-Lesegeräts zusätzlich zur Verstärkung des Signals des RFID-Transponders verwendet werden.The sensor circuit is preferably designed so that the measurement input simultaneously serves as an input for an external voltage source to enhance the RFID transponder signal. RFID transponders exist with a voltage input designed for an external power supply (often connected to the second antenna input). It is particularly preferred that the state of this voltage input is simultaneously measured in the RFID transponder and can be queried wirelessly. If the measurement input and voltage input are separate in an RFID transponder, it is preferred that these two are connected to each other in the sensor circuit. In this way, the energy of the RFID reader captured by an antenna can also be used to amplify the RFID transponder signal.
Da Objekte neben einer Zerstörung auch einer Abnutzung unterworfen sein können, ist es vorteilhaft, mehrere Sensorleiter in unterschiedlichen Abständen zur Oberfläche des Objekts in dem Objekt einzubetten. Es ist aber auch möglich, die Sensorleiter unterschiedlicher Überwachungsvorrichtungen übereinander anzuordnen. Wird nun die Oberfläche abgenutzt, so werden die Sensorleiter, die dieser Oberfläche am nächsten liegen, zuerst zerstört, was eine Abnutzung anzeigt.Since objects can be subject to wear and tear in addition to destruction, it is advantageous to embed multiple sensor conductors at different distances from the object's surface. However, it is also possible to arrange the sensor conductors of different monitoring devices one above the other. If the surface is worn, the sensor conductors closest to that surface will be destroyed first, indicating wear.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Die Figuren sind in der Regel nicht maßstäblich. Es zeigen:
-
1 ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Sensorschaltung, -
2 ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung, -
3 ein Beispiel für einen Sensorleiter als Doppelleitung, -
4 ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung sowie ein Anwendungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Verfahren, -
5 ein weiteres Beispiel für eine erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung, -
6 ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Förderband.
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1 an example of a sensor circuit according to the invention, -
2 an example of a monitoring device according to the invention, -
3 an example of a sensor conductor as a double line, -
4 an example of a device according to the invention and an application example of a method according to the invention, -
5 another example of a monitoring device according to the invention, -
6 an example of a device according to the invention in a conveyor belt.
Die Sensorschaltung umfasst einen RFID-Transponder 2 mit einem ersten Antenneneingang AP, einem zweiten Antenneneingang AN und einem Messeingang IN. Der Messeingang IN ist in diesem Beispiel ein Eingang, an den eine zusätzliche Spannung (VDD) gegen den zweiten Antenneneingang AN (GND) angelegt werden kann, um die Sendeleistung des RFID-Transponders 2 zu erhöhen und ist gleichzeitig dazu ausgelegt, zu messen, ob dort eine Spannung angelegt ist. Liegt dort eine Spannung an, dann wird in einem Register ein Bit gesetzt. Dieses Register kann bei einer Auslese des RFID-Transponders ausgegeben werden und damit per Funk überprüft werden, ob an dem Messeingang IN eine Spannung anliegt.The sensor circuit comprises an
Der Sensorleiter S, z. B. ein Draht oder eine Litze, ist an zwei Sensoranschlüssen S1, S2 angeschlossen. Diese wiederum sind mittels Elektronikbausteinen mit den Antenneneingängen AP, AN und dem Messeingang IN so verbunden, dass die zur Auslese verwendete elektromagnetische Welle eines RFID-Lesegerätes F (s. z. B.
Die Sensorschaltung 1 umfasst dazu die folgenden Bausteine: Eine Z-Diode D1 als Halbleiterbaustein D1, die mit ihrer Anode mit dem zweiten Antenneneingang AN verbunden ist und mit ihrer Kathode mit dem Messeingang IN. Ihre Sperrrichtung ist also dem Messeingang IN zugewandt und sie begrenzt damit die maximale Spannung am Messeingang. Ihre Durchbruchspannung sollte so bemessen sein, dass sie etwas unterhalb der maximal zulässigen Spannung des Messeingangs IN liegt.
Die Z-Diode D1 ist mit einem Kondensator C parallel geschaltet, welcher der Glättung der empfangenen Welle dient. Diese Schaltung ist wiederum mit einem ohmschen Widerstand R in Reihe geschaltet, der mit dem zweiten Sensoranschluss S2 und dem Messeingang IN verbunden ist. Der Messeingang IN liegt also als Abgriff zwischen Widerstand R und der Kathode der Z-Diode D1.The Zener diode D1 is connected in parallel with a capacitor C, which serves to smooth the received wave. This circuit is in turn connected in series with a resistor R, which is connected to the second sensor terminal S2 and the measurement input IN. The measurement input IN is thus located as a tap between the resistor R and the cathode of the Zener diode D1.
Der erste Sensoranschluss S1 ist über eine Spule und eine Diode D2 mit dem ersten Antenneneingang AP verbunden. Die Diode dient der Selektion einer positiven Halbwelle der an den Antenneneingängen AP, AN induzierten Welle (Wechselstrom). Die Spule dient als Induktivität L2 zusammen mit einer weiteren Induktivität L1 zwischen den Antenneneingängen AP, AN der Maximierung des Signals am Messeingang IN. An Stelle der Spulen können auch komplexere Anpassungseinheiten L1, L2 verwendet werden. Es ist schwierig, hierzu konkrete Werte oder Verhältnisse der Spulen anzugeben, da dies von den Bauteilen im Stromkreis abhängt. Hier ist es eine vorteilhafte Vorgehensweise, an einem Testaufbau durch verändern der Parameter der Spulen die besten Werte einzustellen.The first sensor terminal S1 is connected to the first antenna input AP via a coil and a diode D2. The diode selects a positive half-wave of the alternating current induced at the antenna inputs AP, AN. The coil serves as inductor L2, together with another inductor L1 between the antenna inputs AP, AN, to maximize the signal at the measurement input IN. More complex matching units L1, L2 can also be used instead of the coils. It is difficult to specify specific values or ratios for the coils, as this depends on the components in the circuit. In this case, it is advantageous to adjust the best values on a test setup by changing the coil parameters.
Die Auslese erfolgt durch erzeugen einer elektromagnetischen Welle mit einer vorgegebenen Auslesefrequenz des RFID-Transponders 2 mit einer vorgegebenen Mindestleistung, bevorzugt mittels eines RFID-Lesegeräts F und Auslese des RFID-Transponders 2 der Sensorschaltung 1 mittels eines RFID-Lesegeräts F, wobei eine Information über den am Messeingang IN gemessenen Zustand ausgelesen wird.The reading is carried out by generating an electromagnetic wave with a predetermined reading frequency of the
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließen die Begriffe wie „Element“ oder „Vorrichtung“ nicht aus, dass diese auch aus mehreren, gegebenenfalls auch räumlich getrennten, Untereinheiten bestehen. Der Ausdruck „eine Anzahl“ ist dahingehend zu verstehen, dass die Anzahl größer als Null ist (also als „mindestens eins“).Finally, it should be noted once again that the devices described in detail above are merely exemplary embodiments which can be modified in a variety of ways by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. Furthermore, the use of the indefinite articles "a" or "an" does not exclude the possibility that the features in question may be present multiple times. Likewise, terms such as "element" or "device" do not exclude the possibility that these may consist of several, possibly spatially separate, subunits. The expression "a number" is to be understood as meaning that the number is greater than zero (i.e., as "at least one").
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- SensorschaltungSensor circuit
- 22
- RFID-TransponderRFID transponder
- 33
- Überwachungsvorrichtungmonitoring device
- 44
- Vorrichtungdevice
- 55
- Förderbandconveyor belt
- AA
- Antenneantenna
- ANTO
- AntenneneingangAntenna input
- APAP
- AntenneneingangAntenna input
- BB
- Bojebuoy
- D1D1
- Z-Diode / HalbleiterbausteinZener diode / semiconductor component
- D2D2
- Diodediode
- CC
- Kapazitätcapacity
- FF
- Funkmast / RFID-LesegerätRadio mast / RFID reader
- ININ
- MesseingangMeasuring input
- L1, L2L1, L2
- Induktivität / AnpassungseinheitInductance / matching unit
- NN
- Objekt / FischnetzObject / Fishnet
- RR
- WiderstandResistance
- SS
- SensordrahtSensor wire
- S1, S2S1, S2
- SensoranschlussSensor connection
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007030195A1 (en) * | 2007-06-27 | 2009-01-02 | Technische Universität Carolo-Wilhelmina Zu Braunschweig | Device for condition monitoring of components and structures |
| US20180181779A1 (en) * | 2015-06-26 | 2018-06-28 | Centre National De La Recherche Scientifique | Rfid device for determining the operating status and identification of an electric appliance |
| US20190159684A1 (en) * | 2016-04-06 | 2019-05-30 | Sensome SAS | Medical device provided with sensors |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7239238B2 (en) * | 2004-03-30 | 2007-07-03 | E. J. Brooks Company | Electronic security seal |
| JP2007093469A (en) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Oki Electric Ind Co Ltd | Current measurement device and current measurement system |
| EP3482876A1 (en) * | 2017-11-10 | 2019-05-15 | HILTI Aktiengesellschaft | Abrasive disc, handheld machine tool and control method |
-
2023
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-
2024
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007030195A1 (en) * | 2007-06-27 | 2009-01-02 | Technische Universität Carolo-Wilhelmina Zu Braunschweig | Device for condition monitoring of components and structures |
| US20180181779A1 (en) * | 2015-06-26 | 2018-06-28 | Centre National De La Recherche Scientifique | Rfid device for determining the operating status and identification of an electric appliance |
| US20190159684A1 (en) * | 2016-04-06 | 2019-05-30 | Sensome SAS | Medical device provided with sensors |
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