物理量測量值的記錄和傳送設備和用於該設備的測量傳感器的製作方法

2023-10-11 13:07:29

專利名稱：物理量測量值的記錄和傳送設備和用於該設備的測量傳感器的製作方法
技術領域：
本發明涉及物理量測量值的記錄和傳送設備，屬於包括以下的類型-至少一個由電池供電的自主測量傳感器，包括適於在不同時刻傳送由該傳感器 測量的至少一個測量值的發送器，-以及用於接收發送器傳送的數值的接收器。本發明特別地，但非排他性地，涉及這樣一種用於流體流量器(流速器、計數器) 的遠程記錄的設備，特別是水錶，如在專利申請FR2904688中所述的，它於2006年8月4日 以0607161號提交並於2008年2月8日公開。本發明特別地用於向接收器通信的測量傳感器，通過所有適當的傳送裝置，尤其 是通過射頻或者有線裝置形成中心站點。
背景技術：
為了維持測量值的記錄與傳送設備的運行狀態，需要確保對測量傳感器的妥善維 護，重要的是在供電電池失效前更換傳感器。目前，用於該設備的電池，尤其是鋰電池，能有15年的壽命，大多是為了給該設備 的電路供電，但這個時間期限是非常多變的，尤其是取決於在傳感器的整個工作壽命中所 遭受的溫度。為了減少由於電池耗盡而導致測量傳感器故障的風險，電池生產廠家普遍都 傾向於對電池壽命進行低估計，並超量設計給予給定應用的電池餘。經營者普遍都傾向於 提早替換其傳感器和電池作為預防措施。結果是開發成本相對提高。

發明內容
本發明的目的尤其是對開發條件和物理量測量值的記錄和傳送設備維護進行改
業
口 ο根據本發明，一種如上所述類型的記錄與傳送設備，其特徵在於-傳感器包括電池附近的溫度的測量裝置，用於向發送器提供測量的溫度值的連接，該發送器用於以確定的間隔傳送除了至 少一個物理量的數值之外的這些測量的溫度值，以及所述接收器用於存儲測量的溫度值，通過考慮這些測量的溫度值來估計電池 的壽命，並確定該電池的更換日期有利地，接收器用於創建隨時間變化的電池的溫度概圖，及包括測量的溫度概圖 與類型概圖相比較的裝置，以估計電池的可能壽命。優選地，接收器包括適於當測量溫度值越過閾值時便可開啟警報的電路。特別是，在測量傳感器裝備水錶的情況中，接收器包括溫度小於0°C的警報開啟溫 度低閾值，以便於預防凍結的危險。
接收器同樣包括警報開啟的溫度高閾值，尤其是在60°C的數量級，這與電池或傳 感器本身或其他部件能承受的最高溫度相對應。如上所述的設備，置於流體分配網絡中是有利的，特別是供水網絡中，傳感器置於 流體流量器(流速器、計數器)中，傳感器的發送器使得確保消耗的遠程記錄。本發明同樣涉及到由電池供電的自主測量傳感器，用於物理量測量值的記錄和傳 送的設備，包括適於在不同時刻傳送由傳感器提供的至少一個測量值的發送器，特徵在於 包括所述電池附近的溫度的測量裝置，和用於向發送器提供測量的溫度值的連接，發送器 用於以確定的間隔傳送除了至少一個物理量的數值之外的這些測量的溫度值。


本發明的組成，參照如上所述，包括以下以非限制性實施例的方式並參照附圖而 詳細給出的一些其它裝置.如圖所示-圖1是在水錶中的物理量測量值的記錄和傳送設備的簡化示意圖；-圖2是帶有溫度測量裝置和發送器的電路的簡化示意圖；-圖3是隨時間變化的可能的溫度概圖的圖解。
具體實施例方式如以圖解形式呈現的圖1所示，可以看到物理量測量值的記錄和傳送的設備或儀 器。該設備包括至少一個由電池2供電的自主測量傳感器1，包括帶有天線4的發送器3， 適於在不同時刻通過射頻傳送至少一個由傳感器1測量的值。該設備還包括用於採集由發 送器3傳送的值的接收器5。另一種變型，發送器3能用有線裝置連接到接收器5而不包括 天線。測量傳感器1可以為在上述專利申請FR2904688中描述的類型，安裝在水錶D上。 測量傳感器1包括對金屬元件的旋轉敏感的換能器和適於建立與上述的旋轉相應的數字 信息。傳感器連同其換能器與水錶D靠著放置，與消耗相應的數字信息被發送到被編程用 於處理這些信息並與發送器3通信的微處理器6。通過圖1的示意圖，示出自主的傳感器1。當然，多個傳感器比如傳感器1，與多個 計數器D相應，能與構成中央站點的同一接收器5相關。普遍的方式，本發明涉及具有廣泛意義的傳感器，並且更精確地涉及在室溫下敏 感的液體或者氣體流量(速)器(比如水錶)，這是因為液體本身對於溫度是敏感的(比如 水的凍結)，或者當中的計數設備由於採用的技術(為液態晶體或者電池的低溫，為相同的 電池或是某些塑料材質提供高溫)的原因而更得敏感。電路包括在傳感器中能夠通信的微處理器6，可以周期性地讀取和傳送所述或一 些相關的物理量，特別是在流體流量(速)器中輸送的液體的量。此類測量傳感器的一個重要的優點是它使得能實現消耗的遠程記錄，而不必需為 了讀取傳感器的而讓一個人周期性地移動。不過，這種自主的傳感器不能保證供電電池2
是否一直有效。為了維持設備的工作狀態，應當確保對傳感器1的有效維護，同時在供電電池2還 沒有達到壽命終點之前對它們進行更換。為了避免在電池壽命終結和傳感器更換之間的一個或者一些物理量記錄的缺失，電池生產廠家傾向於對電池餘量進行超高設計和對可能的 使用壽命進行低估計。而經營者則傾向於在低估計的電池壽命終結之前更換傳感器。因此， 傳感器的更換比應當更換更頻繁，這就造成了開發的額外費用。本發明預計在由傳感器1提供的與該傳感器的首要功能直接關連的主要數據上 系統地添加涉及到傳感器設備直接鄰近的環境溫度的次更信息，以便以更為精確的方式估 計電池壽命。此外，這種設備能在越過預定溫度閾值的如下狀況下發出警報，如帶來水錶的凍 結風險的過低溫度，或是比如當置於歐洲南部充足的日照下帶來電池或是傳感器設備的塑 料材質損壞的風險的過高的溫度。依照本發明，測量傳感器1包括置於電池2附近的溫度測量裝置7。這種測量裝置 7可由鉬電阻或是適用於設計的應用的任何其他已知的溫度測量裝置形成。測量裝置7能 與電池2及電路一同埋入維護或保護的保護層中，保護層尤其是塑料材質。測量裝置7可連接到微處理器6的端子。在測量裝置7和發送器3之間建立連 接。由微處理器6控制的發送器3向指派給它的傳感器傳送除一個或一些物理量尤其是輸 送的液體的量的值以外的有確定的間隔的溫度測量值。每天以規則的間隔對溫度進行四次 測量，在此種情況下，溫度測量值的傳送每6小時進行一次。設計接收器5用於存儲溫度值，考慮這些測量值用於估計所考慮的傳感器中電池 2的壽命及確定電池的更換日期。為此，接收器5包括計算單元8，包括被編程用於實施測 量值存儲和電池壽命的估計的操作的微處理器和存儲器。傳感器1的微處理器6用於與發送器3的接收與電池的鄰近溫度不同的另外的信 息，例如尤其是在流體流量器(流速器、計數器)情況下消耗的量、液壓，或者是其他的通過 一個或多個例如連接9的連接提供給微處理器的物理量，對它們進行處理並傳送到發送器 3。能夠實現溫度的輔助測量的系統化，以降低邊緣價格，因為微處理器通常包括補 償內部時鐘漂移的溫度測量裝置。關於測量的精確度，有士 1°C的誤差是完全可以接受的， 這個與低成本的解決方案是相兼容的，沒有特別校準的必要。能給接收器5的計算單元8的存儲器裝載電池的各種類型的溫度概圖，與可能的 最高壽命相對應。圖3表明了 3種可能類型的概圖，溫度由縱坐標表示，時間由橫坐標表示。概圖(profil)A與長壽命相對應該狀況為電池位於適當平均的15°C數量級的溫 度下，溫度的變化包括在，例如，0°C和30°C之間，電池的壽命估計為20年。概圖B與平均壽命相對應，例如15年。該狀況為電池位於包括在例如_2°C和40°C 之間的溫度下。概圖C與短壽命相對應。該狀況為電池位於較為嚴酷的溫度條件下，-10°C到50°C 之間，例如將傳感器置於山區或是曝於日照地區。計算單元8存儲測量溫度值，創建實際概圖(profil)E和與圖3展示的類型的概 圖相對照，並從中推斷電池的可能壽命。所表現出的概圖E溢過概圖A但位於概圖B以內， 這樣的壽命應被估計為概圖B類型的，為15年。為了使之簡化，只列舉了圖3所示的3種概圖，但當然可以精製這些類型概圖，以
5及計算這些測量值越過概圖的溫度極限的頻率。計算單元8的另一個有利之處在於，當測量溫度值越過確定閾值時，計算單元8啟 動警報。例如，在可能由於凍結而損壞水錶的情況下，當由傳感器1指出的溫度小於例 如_5°C或-10°C，計算單元8啟動最好是向網絡的經營者發送警報，通知使用者其水錶有凍 結風險並採取補救措施以便核查、改進流量器的隔熱。同樣，在高溫的情況下，例如可能摧毀一塊電池的、超過+60°C的溫度，通過計算單 元8發送警報，通常是向網絡的經營者，為了向其指出電池正在承受著致其不能正常運行 的不利的過熱條件，他們需採取措施來糾正這種過熱的狀況。第一個實際的應用例子涉及到供水公司。本發明使得能夠在非常冷的時期識別流 量器(流速器、計數器)處於有可能凍結的極其低的溫度下，並因此避免給供水公司和使用 者造成重大的洩漏和有償水的流失的無法挽救的損失。根據計算單元8提供的溫度信息， 供水公司能採取預防措施，例如鼓勵相關用戶通過安裝罩上水錶的隔熱設備來預防該問 題。其他應用的例子涉及管理傳感器放置場所的供水公司，傳感器放置場所在夏天處 於極其高的溫度下，對電池壽命具有有害影響。在此基礎上，公司能利用這些信息以改善處 於極高溫下的傳感器的期望壽命，擬訂提前更換的計劃，安裝熱保護。本發明大大改善了自主測量傳感器的維護。那些配備有遠程記錄傳感器的流量器 (流速器、計數器)裝備的經營成本將明顯降低。
權利要求
一種物理量測量值的記錄和傳送設備，包括至少一個由電池(2)供電的自主測量傳感器(1)，包括適於在不同時刻傳送由所述傳感器測量的至少一個測量值的發送器(3)，和用於接收所述發送器傳送的數值的接收器(5)，其特徵在於所述傳感器(1)包括測量所述電池(2)附近的溫度的測量裝置(7)，用於向發送器(3)提供測量的溫度值的連接，所述發送器用於以確定的間隔傳送除了至少一個物理量的數值之外的這些測量的溫度值，以及所述接收器(5)用於存儲所述測量的溫度值，通過考慮這些測量的溫度值來估計電池的壽命，並確定所述電池的更換日期。
2.如權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述接收器(3)用於建立所述電池的溫度隨 時間的變化概圖(E)，並包括比較測量的溫度的概圖和類型概圖(A、B、C)以用來估計所述 電池的可能壽命的裝置(8)，。
3.如權利要求1或2所述的設備，其特徵在於，所述接收器(3)包括電路(8)，用於當 測量的溫度值越過確定的閾值時開啟警報。
4.如權利要求3所述的設備，帶有裝備水錶(D)的測量傳感器，其特徵在於，所述接收 器(3)包括小於0°C的警報開啟溫度低閾值，以便預防凍結的危險。
5.如上述任一項權利要求所述的設備，其特徵在於，所述接收器(3)包括與該電池所 能承受的最高溫度相對應的警報開啟溫度高閾值。
6.如權利要求5所述的設備，其特徵在於，所述警報開啟溫度高閾值在60°C的數量級。
7.如上述任一項權利要求所述的設備，其特徵在於安裝在流體特別是水的分配網絡 中，傳感器(1)被安置在流體流量器(D)上，傳感器的發送器(3)使得確保對消耗的遠程記 錄。
8.一種由電池供電的物理量的自主測量傳感器，用於如上述任一項權利要求所述的測 量值的記錄和傳送設備，包括適於在不同時刻傳送至少一個測量值的發送器，其特徵在於 包括測量所述電池⑵附近的溫度的測量裝置(7)，和用於向所述發送器(3)提供測量的溫 度值的連接，所述發送器用於以確定的間隔傳送除了至少一個物理量的數值之外的這些測 量的溫度值。
全文摘要
一種物理量測量值的記錄和傳送設備，包括至少一個由電池(2)供電的自主測量傳感器(1)，包括適於在不同時刻傳送由所述傳感器測量的至少一個測量值的發送器(3)，和用於接收所述發送器傳送的數值的接收器(5)，所述傳感器(1)包括所述電池(2)附近的溫度的測量裝置(7)，用於向發送器(3)提供測量的溫度值的連接，所述發送器用於以確定的間隔傳送除了所述至少一個物理量的數值之外的這些測量的溫度值，以及所述接收器(5)用於存儲所述測量的溫度值，通過考慮這些測量的溫度值來估計電池的壽命，並確定所述電池的更換日期。
文檔編號H01M10/48GK101981461SQ200980111472
公開日2011年2月23日 申請日期2009年3月27日 優先權日2008年4月2日
發明者J-P·博爾裡 申請人:蘇伊士環境集團