AT502558B1 - Funktechnische informationsübertragungsanordnung - Google Patents

Description

2 AT 502 558 B1

Die Erfindung betrifft eine funktechnische Anordnung zum Betrieb in einem mit Heißluft, Sattdampf und/oder Heißwasser beaufschlagten Raum, insbesondere einem Sterilisator und/oder Autoklaven, mit einer ersten Basiseinheit umfassend wenigstens einen Basisempfänger und eine im Inneren des mit Heißluft, Sattdampf und/oder Heißwasser beaufschlagten Raums anordenbare Basisempfangsantenne, wobei die erste Basiseinheit zum Empfang eines ersten funktechnischen Signals auf einem ersten funktechnischen Kanal vorgesehen ist.

Es ist bekannt Nahrungsmittel und pharmazeutische Produkte zu erwärmen, um die in ihnen enthaltenen Keime abzutöten und dadurch die Haltbarkeit zu verlängern bzw. die Gefahr einer ungewollten negativen Beeinflussung eines Organismus beim Konsum eines Nahrungsmittels zu verhindern. Die Nahrungsmittel bzw. die pharmazeutischen Produkte werden dabei in deren Endverpackung, daher in den Gefäßen, welche zu deren Auslieferung vorgesehen sind, in dafür vorgesehenen Räumlichkeiten und/oder Gefäßen für eine vorgebbare Zeit auf eine vorgebbare Temperatur bei einem vorgebbaren Druck erwärmt. Typischerweise handelt es sich bei diesen Räumlichkeiten um sog. Autoklaven und/oder Sterilisatoren.

Der Raum zum Erwärmen der Gefäße, daher der Autoklav und/oder der Sterilisator, ist üblicherweise mit einer großen Anzahl zu erwärmender Gefäße gefüllt. Die Erwärmung der Gefäße erfolgt in typischen Autoklaven und/oder Sterilisatoren mit Heißdampf, Heißluft, Sattdampf, Heißwasser, Heißwasserberieselung oder Ähnlichem. Durch die starke Befüllung des Raumes kann innerhalb dessen keine gleichmäßige Temperaturverteilung sichergestellt werden.

Bei einem thermischen Prozess, wie einer Sterilisation oder Ähnlichem, sowie bei der sog. „Validierung“ thermischer Prozesse in der pharmazeutischen und Lebensmittelindustrie werden die Temperaturverteilung und/oder - durchdringung (Distribution and Penetration) gemessen. Dabei werden sogenannte Letalitätsraten wie beispielsweise der F0 Wert (sprich "FNULL" oder englisch "FSUB 0") ermittelt. Der F0 Wert gibt einen Richtwert für die Zahl der getöteten Keimen an. Der F0 Wert errechnet sich wie folgt: F0(1min)= e((Tist’1211)/10) oder =EXP((Tist - 121.1)/10). Die Exponentialfunktion veranschaulicht, dass kleine Temperaturänderungen große Änderungen in der Letalitätsrate ergeben können, insbesondere bei höheren Temperaturen.

Zahlenbeispiel: bei 121.1 Grad über eine Minute ist der F0 Zuwachs genau 1.

Tist [°C] Fo 100.0 110.0 121.1 134.0 0.121 0.330 1.000 3.633

Die Letalitätsrate ist dabei nicht nur von der Wärmeeinwirkung, sondern auch von mehreren Produktfaktoren abhängig wie z.B.: Behältnisgröße, Glasdicke, Stand- oder Rotationssterilisation, Luftblase (headroom), Produktbeschaffenheit und -Viskosität usf. In Extremfällen kann es überraschenderweise zu Unterschieden in der Letalität von bis zu 100 % innerhalb einer Charge kommen. Bei der Validierung werden die Prozessparameter über mehrere Läufe ermittelt, bis die Konformität des Produktes mit dem Pflichtenheft nachgewiesen ist. Ein Messinstrument in dieser Anwendung sollte daher eine möglichst große Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Langzeitstabilität aufweisen.

Vielmehr unterscheidet sich die Erwärmung um mehr als 100%. Daher werden in einem ersten Gefäß die Keime wie vorgesehen abgetötet und in einem zweiten Gefäß nicht, bzw. nicht auf das vorgegebene Maß.

Es ist daher zum Nachweis einer sicheren Abtötung der Keime notwendig, die Erwärmung in einigen der Gefäße zu überwachen. Zu diesem Zweck ist es bekannt, in einigen Gefäßen Temperatursensoren anzuordnen, welche die Temperatur direkt in der zu erwärmenden Substanz, 3 AT 502 558 B1 daher im Nahrungsmittel bzw. im Arzneimittel ermitteln.

In einer ersten Ausführungsform dieser Sensoren sind diese mittels einer leitungsgebundenen Verbindung mit einer Kontrollstation verbunden, und übermitteln ständig die Messwerte. Dies s hat den Nachteil einer aufwendigen Leitungsführungen, welche auch durch die Wand des Raumes verlaufen muss. Weiters sind eine Vielzahl der verwendeten Autoklaven als sog. Rotationsautoklaven ausgebildet, daher sind die zu erwärmenden Gefäße in Haltevorrichtungen gesichert, welche sich während der Erwärmung drehen, um dadurch eine bessere Temperaturverteilung innerhalb des Autoklaven zu erreichen, bzw. eine bessere und gleichmäßigere Durch-io wärmung innerhalb der Gefäße. Bei derartigen Rotationsautoklaven ist eine leitungsgebundene Verbindung nicht anwendbar.

Es gibt daher Sensoren, welche die ermittelten Daten mittels Schleifkontakte nach außen übertragen. Schleifkontakte weisen aber den Nachteil einer ungenügenden Haltbarkeit auf, insbe-15 sondere einer hohen Korrosion in der Heißdampfatmosphäre. Weiters ist es auch bei einem Schleifkontakt notwendig, die Leitungen von den Sensoren auf den Gefäßen zu den Schleifkontakten zu verlegen, was sehr zeitaufwendig und nicht automatisierbar ist.

Es sind auch Verfahren zur Funkübertragung der Sensordaten bekannt, bei welchen der Sensor 20 die Daten an eine zentrale Funkstelle übermittelt, von welcher aus die Daten von der sich bewegenden Haltevorrichtung zu einer gegenüber einer Außenwand festen Antenne übertragen werden. Allerdings sind Autoklaven bzw. Sterilisatoren sowie die Haltevorrichtungen aus Metall, üblicherweise aus Edelstahl, gefertigt. Zusammen mit der großen Anzahl an Gefäßen, welche typischerweise Deckel aus Metall aufweisen und mit einer wasserhaltigen Flüssigkeit bzw. 25 einem Brei befüllt sind, sowie durch die Heißdampfatmosphäre bzw. die Wasserberieselung ergeben sich denkbar ungünstige Bedingungen für die Funkübertragung. Dadurch sind die funkübertragenen Daten im höchsten Maße fehlerbehaftet. Bedingt durch die Bewegung der Vorrichtung mit den Gefäßen und der zentralen Funkstelle kommt es zu Abschattungen, bis hin zur genannten „total eclipse“, bei der die zentrale Funkstelle keinen Kontakt zur Antenne hat. 30 Dadurch sind die übertragenen Daten unvollständig, fehlerbehaftet und nur bedingt verwendbar. Weiters kommt die notwendige Verlegung der Leitungen von den Sensoren zu der zentralen Funkstelle, mit den bekannten Nachteilen hinzu.

Eine derartige vorstehend beschriebene Anlage ist etwa aus der US 5 426 428 A bekannt, 35 welche eine Messanordnung mit einer funktechnischen Anordnung zum Betrieb in einem Autoklaven beschreibt, wobei Messsonden vorgesehen sein, welche in Testflaschen angeordnet und mittels eines Kabels mit einem einzelnen Funksender verbunden sind, welcher in einem Thermosgefäß angeordnet ist. Im Bereich der ortsfesten Außenwand des Autoklaven ist eine Antenne zum Empfang der Funksignale vorgesehen. 40

Es sind weiters Sensoren bekannt, welche die Messdaten nicht übertragen sondern lediglich speichern. Dadurch ist keine aufwendige Verkabelung notwendig und auch keine fehleranfällige Funkübertragung. Allerdings ist es auf diese Weise nicht möglich Echtzeitdaten über die Erwärmung der Gefäße zu erhalten. Es kann daher nicht steuernd bzw. regelnd in einen laufen-45 den Prozess eingegriffen werden. Nach Ablauf eines vorgegebenen Prozesses kann lediglich festgestellt werden, ob die Sterilisation ausreichend war oder nicht.

Die DE 197 14 880 A1 beschreibt eine Messwerterfassung und -Übertragung an rotierenden Autoklaven, wobei zur Übertragung der Messdaten eine Infrarotübertragung durch eine rotie-50 rende Hohlwelle vorgeschlagen wird. Die DE 298 09 662 U1 beschreibt einen Autoklaven mit einem im Autoklaven angeordneten Sensor, einer Regelung, und einer Protokolliereinrichtung, wobei die Datenübertragung zwischen den einzelnen Komponenten ebenfalls eine infrarote Datenübertragung verwendet. 55 Aus der DE 298 02 948 U1 ist ein Sterilisationscontainer bekannt, welcher zur Anordnung in- 4 AT 502 558 B1 nerhalb eines Autoklaven und zur Aufnahme medizinischer Geräte vorgesehen ist. An dem Autoklaven wird wenigstens eine Messwerterfassungsvorrichtung angeordnet, welche Parameter, wie etwa Druck Temperatur und/oder Feuchte im Autoklaven und/oder im Sterilisationscontainer speichert, und diese Daten ebenfalls mittels einer Infrarotschnittstelle ausgelesen und 5 weiter ausgewertet werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine funktechnische Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher die genannten Nachteile vermieden werden können, und welche eine drahtlose Datenübertragung innerhalb von Sterilisatoren und/oder Autoklaven, insbesonde-io re für medizinische, pharmazeutische und/oder nahrungsmitteltechnische Bereiche, ermöglicht, welche im Wesentlichen die Sicherheit, insbesondere die Bitfehlerraten, einer leitungsgebundenen Datenübertragung aufweist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass wenigstens eine zweite Basiseinheit, mit 15 wenigstens einem Basisempfänger und einer im Inneren des mit Heißluft, Sattdampf und/oder Heißwasser beaufschlagten Raums anordenbare Basisempfangsantenne, vorgesehen ist, wobei die zweite Basiseinheit ebenfalls zum Empfang des ersten funktechnischen Signals vorgesehen ist. 20 Dadurch können funktechnische Signale auf bzw. in einem ersten funktechnischen Kanal von mehr als einer Basiseinheit empfangen werden, wodurch bei Abschattung oder Störungen einer der wenigstens zwei Basiseinheiten das funktechnische Signal von der anderen Basiseinheit empfangen werden kann, wodurch während des Betriebes eine durchgehende unterbrechungsfreie Funkverbindung aufgebaut werden kann. Dadurch kann bei einer drahtlosen Datenüber-25 tragung innerhalb von Sterilisatoren und/oder Autoklaven, insbesondere für medizinische, pharmazeutische und/oder nahrungsmitteltechnische Bereiche, im Wesentlichen die Sicherheit, insbesondere die Bitfehlerraten, einer leitungsgebundenen Datenübertragung erreicht werden.

In Weiterführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine weitere Basisein-30 heit, mit wenigstens einem Basisempfänger und einer im Inneren des mit Heißluft, Sattdampf und/oder Heißwasser beaufschlagten Raums anordenbare Basisempfangsantenne, vorgesehen ist, wobei die weitere Basiseinheit ebenfalls zum Empfang des ersten funktechnischen Signals vorgesehen ist. Dadurch kann die Sicherheit bzw. die Güte des Kanals noch weiter erhöht werden, und/oder die Fehlerrate des Kanals gesenkt werden. Je mehr Basiseinheiten zur Ver-35 fügung stehen, je größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass eine der Basiseinheiten das erste funktechnische Signal gut empfängt, bzw. auf dem ersten funktechnischen Kanal gute Übertragungsparameter vorfindet.

In diesem Zusammenhang kann in Weiterführung der Erfindung vorgesehen sein, dass wenigs-40 tens die erste Basiseinheit und die zweite Basiseinheit mit einer Steuerungs- und/oder Recheneinheit verbunden sind. Dadurch kann das empfangene funktechnische Signal weiterverarbeit bzw. ausgewertet werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens 45 die erste Basiseinheit und die zweite Basiseinheit jeweils wenigstens einen Decoder zum Rückgewinnen eines codierten, digitalen Sensordatenstromes aus dem ersten funktechnischen Signal umfassen, insbesondere einen Decoder zur Decodierung eines faltungscodierten Signals und/oder wenigstens einen Demodulator zur Demodulation eines, vorzugsweise FSK, 2-FSK, 4-FSK, ASK, BPSK, GFSK, PSK und/oder QPSK, modulierten Signals. Dadurch können die im so funktechnischen Signal enthaltenen Daten bzw. Informationen rückgewonnen werden.

Gemäß wieder einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens die erste Basiseinheit und die zweite Basiseinheit jeweils eine Schaltungsanordnung zur Ermittlung einer Kanalgüte des ersten funktechnischen Kanals, insbesondere einer 55 Bitfehlerrate des digitalen Sensordatenstromes, umfassen. Dadurch kann ermittelt werden, 5 AT 502 558 B1 welche der Basiseinheiten besseren Empfang bzw. bessere Übertragungsparameter aufweist.

Eine Variante der Erfindung kann darin bestehen, dass wenigstens die erste Basiseinheit wenigstens eine erste Basissendeeinheit, und die zweite Basiseinheit wenigstens eine zweite 5 Basissendeeinheit umfassen, und dass die erste und die zweite Basissendeeinheit zur Anpassung von Steuerdaten an einen zweiten funktechnischen Kanal sowie zum Generieren und/oder Emittieren eines zweiten funktechnischen Signals vorgesehen sind. Dadurch können Steuerdaten gesendet werden. Dadurch ist es etwa möglich einer Einheit, welche auf dem ersten funktechnischen Kanal ein erstes funktechnisches Signal sendet, etwa einer Sensoreinheit, Steuer-io befehle und Informationen zu übermitteln, etwa ob ein Datenpaket angekommen ist oder nicht, die Aufforderung ein Datenpaket nochmals zu senden, eine Aufforderung, den Kanal oder das Modulationsverfahren zu wechseln, oder dergleichen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste und die zweite 15 Basissendeeinheit wenigstens eine Codiereinheit zur Kanalcodierung, vorzugsweise zur Faltungscodierung, insbesondere Trellis-, Viterbi- Reed Solomon- und/oder Turbocodierung, und/oder wenigstens einen Modulator zur Modulation, insbesondere FSK, 2-FSK, 4-FSK, ASK, BPSK, GFSK, PSK und/oder QPSK-Modulation, der Steuerdaten umfasst. Dadurch können die Steuerdaten wirkungsvoll kanalcodiert werden, um diese nach Störung auf dem Kanal in mög-20 liehst hoher Güte rückzugewinnen.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass jeweils ein Sender in den Basiseinheiten wenigstens eine Anpassungs- und/oder Kompensationsschaltung zur Änderung und/oder Anpassung des ersten und/oder des zweiten funktechnischen Kanals aufweist, insbesondere 25 zur Kompensation einer temperaturbedingten Frequenzdrift. Dadurch kann insbesondere eine temperaturbedingte Drift der Sendefrequenz ausgeglichen werden. Dadurch ist es auch möglich, bei gestörten Kanälen auf andere Kanäle zu wechseln, welche möglicherweise bessere Übertragungseigenschaften bzw. Kanaleigenschaften aufweisen. 30 Eine andere mögliche Ausführungsform kann darin bestehen, dass der erste und/oder zweite funktechnische Kanal Teil eines ISM-Frequenzbandes, insbesondere im Bereich von 433 Mhz, 868 Mhz, 915 Mhz und/oder 2,4 Ghz, ist. Dadurch ist die Datenübertragung auf, durch die zuständige internationale Behörde, freigegeben Frequenzbändern, bzw. Kanälen möglich, wodurch eine spezielle Zulassung der Anordnung nicht notwendig ist. 35

Eine weitere mögliche Ausführungsform kann darin bestehen, dass der erste und/oder zweite funktechnische Kanal Teil eines Lang- oder Längstwellenbandes ist, insbesondere im Bereich von 8 kHz und/oder 125 Khz. Beim Betrieb mit Lang- bzw. Längstwellen ergibt sich der Vorteil, dass diese eine sog. ausgeprägte „Bodenwelle“ aufweisen, wodurch sich diese auch auf die 40 Datenübertragung innerhalb eines Autoklaven eignen, da funktechnische Signale im Lang- oder Längstwellenband weniger kritisch auf Abschattungen reagieren.

In Weiterführung der Erfindung kann bei einer funktechnischen Anordnung mit einer Messdate-nermittlungs- und Übertragungseinheit zum Betrieb in einem mit Heißluft, Sattdampf und/oder 45 Heißwasser beaufschlagten Raum, welche zur Ermittlung von Messdaten und zum Senden des ersten funktechnischen Signals zu wenigstens einer der Basiseinheiten vorgesehen ist, vorgesehen sein, dass die Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit eine Empfangseinheit zum Empfang des zweiten funktechnischen Signals auf einem zweiten funktechnischen Kanal aufweist. Dadurch kann die Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit Steuerdaten emp-50 fangen und damit Informationen über die Kanalgüte, Aufforderungen Datenpakete zu senden bzw. nochmals zu senden, Aufforderungen den ersten und/oder den zweiten funktechnischen Kanal zu tauschen, usw.. Dadurch wird die Datenübertragung wesentlich sicherer, da der Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit mitgeteilt werden kann, ob Daten angekommen sind, bzw. diese nachmals zu senden. 55 6 AT 502 558 B1

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung, wobei die Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit einen Sensor zur Ermittlung physikalischer Sensordaten aufweist, kann vorgesehen sein, dass die Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit eine Kanalanpassungsschaltung zur Anpassung der Sensordaten an den ersten Kanal umfasst, insbesondere zur 5 Kanalcodierung, vorzugsweise zur Faltungscodierung, insbesondere Trellis-, Viterbi- Reed Solomon- und/oder Turbocodierung, und/oder zur Modulation, insbesondere FSK, 2-FSK, 4-FSK, ASK, BPSK, GFSK, PSK und/oder QPSK-Modulation, der Sensordaten. Dadurch können die Sensordaten wirkungsvoll kanalcodiert werden, um diese nach Störung auf dem Kanal in möglichst hoher Güte rückzugewinnen. 10

In diesem Zusammenhang kann in Weiterführung der Erfindung vorgesehen sein, dass ein Sender der Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit wenigstens eine Anpassungs-und/oder Kompensationsschaltung zur Änderung und/oder Anpassung des ersten und/oder des zweiten funktechnischen Kanals aufweist, insbesondere zur Kompensation einer temperaturbe-15 dingten Frequenzdrift. Dadurch ist es auch möglich, bei gestörten Kanälen auf andere Kanäle zu wechseln, welche möglicherweise bessere Übertragungseigenschaften bzw. Kanaleigenschaften aufweisen.

In Weiterführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Messdatenermittlungs- und 20 Übertragungseinheit einen Decoder und/oder einen Demodulator zum Rückgewinnen codierter, digitaler Steuerdaten aus dem zweiten funktechnischen Signal aufweist, insbesondere wenigstens einen Decoder zur Decodierung eines faltungscodierten Signals und/oder wenigstens einen Demodulator zur Demodulation eines, vorzugsweise FSK, 2-FSK, 4-FSK, ASK, BPSK, GFSK, PSK und/oder QPSK, modulierten Signals. Dadurch können die im funktechnischen 25 Signal enthaltenen Daten bzw. Informationen rückgewonnen werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit eine Speichereinheit zur Speicherung der Sensordaten aufweist. Dadurch können bei unerwartet schlechter Funkverbindung bzw. bei Totalausfall der 30 Basiseinheiten, bzw. der Sendeeinheit der Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit die Sensordaten gesichert werden, und zu einem späteren Zeitpunkt ausgewertet werden.

Die Erfindung betrifft weiters einen Sterilisator mit einer erfindungsgemäßen funktechnischen Anordnung. Dadurch können sämtliche Vorteile einer erfindungsgemäßen funktechnischen 35 Anordnung bei einem Sterilisator zur Anwendung kommen.

Die Erfindung betrifft weiters einen Autoklav mit einer erfindungsgemäßen funktechnischen Anordnung. Dadurch können sämtliche Vorteile einer erfindungsgemäßen funktechnischen Anordnung bei einem Sterilisator zur Anwendung kommen. 40

Die Erfindung betrifft weiters ein Verfahren zur funktechnischen Informationsübertragung innerhalb eines Sterilisators und/oder Autoklaven, wobei wenigstens eine Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit ein erstes funktechnisches Signal, umfassend einen digitalen Sensordatenstrom, sendet, und eine erste Basiseinheit zum Empfang des ersten funktechnischen Signals 45 vorgesehen ist, wobei in der ersten Basiseinheit aus dem ersten funktechnischen Signal ein erster digitaler Sensordatenstrom extrahiert wird.

Die Probleme, welche bei der funktechnischen Informationsübertragung innerhalb eines Sterilisators und/oder Autoklaven auftreten, wurden eingangs bereits ausführlich dargelegt. 50

Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Verfahren zur funktechnischen Informationsübertragung innerhalb eines Sterilisators und/oder Autoklaven der vorstehend genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, und welches eine drahtlose Datenübertragung innerhalb von Sterilisatoren und/oder Autoklaven, insbesondere für medizini-55 sehe, pharmazeutische und/oder nahrungsmitteltechnische Bereiche, ermöglicht, welche im 7 AT 502 558 B1

Wesentlichen die Sicherheit, insbesondere die Bitfehlerraten, einer leitungsgebundenen Datenübertragung aufweist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass in der ersten Basiseinheit eine erste Bitfehlerrate ermittelt wird, und dass eine zweite Basiseinheit zum Empfang desselben ersten funktechnischen Signals vorgesehen ist, und dass in der zweiten Basiseinheit aus dem Signal ein zweiter Sensordatenstrom extrahiert wird, und eine zweite Bitfehlerrate ermittelt wird, und dass eine Steuerungs- und/oder Recheneinheit den Datenstrom zur Weiterverarbeitung auswählt, welcher die geringere Bitfehlerrate aufweist.

Dadurch stehen mehrere Basiseinheiten zum Empfang des ersten funktechnischen Signals zur Verfügung, wodurch die Basiseinheit mit den besten Kanaleigenschaften daher der geringsten Bitfehlerrate ausgewählt werden kann. Dadurch kann vor allem bei sich rasch ändernden Übertragungsbedingungen ständig die beste Basiseinheit zum Datenaustausch ausgewählt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Steuerungs- und/oder Recheneinheit Steuerdaten an die erste und/oder zweite Basiseinheit übermittelt, und dass die erste und/oder zweite Basiseinheit aus den Steuerdaten ein zweites funktechnisches Sendesignal generiert und emittiert. Dadurch können Steuerdaten an die Messdate-nermittlungs- und Übertragungseinheit übermittelt werden.

Gemäß wieder einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit durch die Steuerdaten zum Senden von Sensordaten aufgefordert wird. Dadurch können gezielt Sensordaten angefordert und gesendet werden.

Eine Variante der Erfindung kann darin bestehen, dass die Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit nach Empfang der Steuerdaten eine Empfangsmeldung an die erste und/oder die zweite Basiseinheit sendet. Dadurch „weiß“ die Basiseinheit, dass die Messdatenermittlungsund Übertragungseinheit die Steuerdaten erhalten hat, und kann aufhören die Steuerdaten zu senden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine vorgebbare Anzahl Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheiten auf jeweils vorgebbaren Frequenzen und/oder in vorgebbaren funktechnischen Kanälen senden und empfangen. Dadurch ist der im Wesentlichen gleichzeitige Betrieb einer vorgebbaren Anzahl Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheiten möglich.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine vorgebbare Anzahl Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheiten in jeweils nacheinander gereihten Zeitschlitzen sendet und empfängt. Dadurch ist der im Wesentlichen gleichzeitige Betrieb einer vorgebbaren Anzahl Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheiten möglich.

Eine andere mögliche Ausführungsform kann darin bestehen, dass die Basiseinheiten ein funktechnisches Masterclocksignal zur Synchronisierung der Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheiten generieren und abstrahlen. Dadurch ist eine Synchronisation der Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheiten möglich, sowie eine zeitgenaue Aufzeichnung der Sensordaten.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen lediglich besonders bevorzugte Ausführungsformen beispielhaft dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Autoklaven mit einer erfindungsgemäßen funktechnischen Informationsübertragungsanordnung; 8 AT 502 558 B1

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen funktechnischen Informationsübertragungsanordnung mit zwei Sendeeinheiten und vier Basiseinheiten;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer ersten bevorzugten Ausführungsform einer Basiseinheit für FDMA;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer Basiseinheit für TDMA

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit;

Fig. 6 eine bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit; und Fig. 7 ein bevorzugtes Datenpaketformat.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine funktechnische Informationsübertragungsanordnung zum Betrieb in einem mit Heißluft, Sattdampf und/oder Heißwasser beaufschlagten Raum 5, mit wenigstens einer funktechnischen Anordnung bzw. Teilen einer funktechnischen Anordnung zum Betrieb in einem mit Heißluft, Sattdampf und/oder Heißwasser beaufschlagten Raum 5, insbesondere einem Sterilisator und/oder Autoklaven 6, mit einer ersten Basiseinheit 1, wobei die erste Basiseinheit 1 zum Empfang eines ersten funktechnischen Signals auf einem ersten funktechnischen Kanal vorgesehen ist, wobei wenigstens eine zweite Basiseinheit 2 zum Empfang des ersten funktechnischen Signals vorgesehen ist, und wenigstens einer Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3, welche zur Ermittlung von Messdaten und zum Senden eines ersten funktechnischen Signals vorgesehen ist.

Da sich die Erfindung auf die Datenübertragung mit Funk bezieht, wird für funktechnisches Signal in der weiteren Ausführung lediglich der Begriff Signal verwendet. Für den Begriff funktechnischer Kanal wird in der weiteren Ausführung lediglich der Begriff Kanal verwendet.

Erfindungsgemäße funktechnische Anordnungen, Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheiten 3 und funktechnische Informationsübertragungsanordnung sind zum Betrieb in einem mit Heißluft, Sattdampf und/oder Heißwasser beaufschlagten bzw. beaufschlagbaren Raum 5 vorgesehen. Ein derartiger Raum 5 ist vorgesehen um Gefäße 10 zu erhitzen, um deren Inhalt zu sterilisieren bzw. die in diesen Gefäßen 10 zusammen mit den gewünschten Inhalten, wie etwa Nahrungsmitteln, z.B. Babynahrung, Konserven aller Art und dergleichen, Arzneimitteln oder Medikamenten, mit eingeschlossenen Bakterien, Vieren und/oder jede andere Art Keim, daher jede Art eines Krankheit verursachenden Mikroorganismus, durch Wärmeeinwirkung zu töten.

Unter Heißluft, Sattdampf und/oder Heißwasser ist daher Luft, Dampf und/oder Wasser zu verstehen, welches heiß genug ist, um bei einer entsprechend langen Einwirkung auf das zu erhitzende Gefäß 10 eine Tötung der Keime innerhalb des Gefäßes 10 zu erwirken. Bei bevorzugten Anwendungen ist vorgesehen, dass die Luft, der Dampf und/oder das Wasser eine Temperatur größer 100°C, vorzugsweise größer 110°C, insbesondere größer 120°C, und vor allem im Wesentlichen 121,1°C aufweist. Wie bereits dargelegt erfolgt die Erwärmung bzw. Aufheizung mittels Heißluft, Sattdampf und/oder Heißwasser. Dabei kann es sich auch um Mischformen handeln, etwa eine Heißwasserberieselung. Es kann auch vorgesehen sein, dass in dem Raum 5 ein vom Umgebungsdruck abweichender Druck vorherrscht. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein gegenüber dem Umgebungsdruck höherer Druck vorherrschend ist, vorzugsweise bis zu 4 bar.

Die vorzusehende Temperatur und Einwirkdauer der Heißluft, des Sattdampfs und/oder des Heißwassers hängt dabei vom Grad der zu erreichenden Abtötung der Keime ab und auch von der Größe und dem Inhalt der Gefäße 10. Die Anzahl der toten Keime über die Zeit der Wärmeeinwirkung ist die Lösungsfunktion einer Differenzialgleichung und folgt daher im Wesentlichen einer an der ersten Mediane gespiegelten e-Funktion. Aus der Temperatur innerhalb der Probe in den zu erwärmenden Gefäßen 10 und der Einwirkdauer kann ein sog. Letalitätswert F0 ermittelt werden, welcher einen Richtwert für die „Tötung der Keime“ angibt. 9 AT 502 558 B1

Durch Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheiten 3, wie einer erfindungsgemäßen Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3, kann die Temperatur in der Probe ermittelt und an eine Steuerungs- und/oder Recheneinheit 7 übermittelt werden, welche dann einen Letalitätswert berechnen kann. 5

Bevorzugt handelt es sich bei einem Raum 5 um einen Sterilisator und/oder einen Autoklaven 6. In der weiteren Folge wird der Begriff Autoklav 6 verwendet, was jedoch die Anwendung bei einem Sterilisator oder einem anderen geeigneten Raum 5 nicht ausschließt, wobei ein entsprechender Raum 5 jede Form und Größe aufweisen kann. 10

Fig. 1 zeigt einen Autoklav 6 mit einer erfindungsgemäßen funktechnischen Anordnung, und einer erfindungsgemäßen Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3, bzw. einer erfindungsgemäßen funktechnischen Informationsübertragungsanordnung. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Autoklaven 6 handelt es sich um einen sog. Rotationsautoklaven. In dem Autoklaven 6 15 sind fahrbare Haltevorrichtungen 11 angeordnet, welche die Gefäße 10 aufnehmen. Um eine bessere Temperaturverteilung innerhalb des Autoklaven 6 aber auch innerhalb der Gefäße 10 zu erreichen, ist bei einem solchen Rotationsautoklaven vorgesehen, dass sich der Bereich mit den Haltevorrichtungen 11 innerhalb des Autoklaven 6 dreht. In den Haltevorrichtungen 11 sind eine geringe Anzahl Gefäße 10 eingezeichnet, wobei an einigen Gefäßen 10 Messdatenermitt-20 lungs- und Übertragungseinheiten 3 angeordnet sind. Bevorzugt verschließen die Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheiten 3 die Gefäße 10 bzw. durchdringen den Deckel bzw. einen anderen Teil des Gefäßes 10, wobei ein dichter Verschluss vorgesehen ist. Pro Haltevorrichtungen 11 sind eine gewisse Anzahl Gefäße 10 zur Kontrolle der Erwärmung durch eine Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3 vorgesehen, welche bevorzugt an möglichst 25 unterschiedlichen Bereichen der Haltevorrichtungen 11 angeordnet sein können. Aus den Temperaturwerten der einzelnen Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheiten 3 kann dann auf die Temperaturverteilung innerhalb der gesamten Haltevorrichtungen 11 rückgeschlossen werden. Erfindungsgemäß senden die Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheiten 3 die Daten per Funk als erstes Signal an die Basisstationen 1, 2, 8. Da der Autoklav 6 selbst, bevor-30 zugt auch die Haltevorrichtungen 11, aus Metall sind, ergeben sich vielfältige funktechnische Probleme, welche durch die Rotation der Haltevorrichtungen 11 und durch die wasserhaltige Atmosphäre noch zusätzlich erschwert werden. Innerhalb eines Autoklaven 6 können dabei beispielsweise einige oder alle der folgend beispielhaft aufgezählten Effekte auftreten: Einzelbitfehler (Single Bit Errors), Bündelfehler (Bündle Errors), Totalausfall (Total Eclipse), Breitband-35 Störungen beim Einschwingen des PA/PLL (Transmitter Splatter), Reflexionen (Reflections), Feldstärkeschwankungen bis 135 dBm (Fading), Nahfeld- Fernfeld Empfang, (Near, Far-field Reception) und/oder Dämpfung durch Dampf, Vollwasser, Berieselung (Attenuation by Steam, Full water immersion, Water Spraying). Dadurch kann es zu vielfältigen Störungen auf dem ersten Kanal kommen. Daher ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens zwei Basis-40 einheiten zum Empfang des ersten Signals auf dem ersten Kanal vorgesehen sind.

Zum Betrieb in einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen funktechnischen Informationsübertragungsanordnung ist wenigstens eine Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3, zur Ermittlung von Messdaten, insbesondere der Temperatur, der Feuchtigkeit 45 und/oder des Drucks, und zum Senden eines ersten Signals auf einem ersten Kanal vorgesehen.

Erfindungsgemäß sind wenigstens eine erste und eine zweite Basiseinheit 1, 2 vorgesehen. Es kann erfindungsgemäß jede vorgebbare Anzahl an Basiseinheiten 1, 2, vorgesehen sein. Fig. 2 so zeigt das Blockschaltbild einer funktechnischen Informationsübertragungsanordnung mit vier Basiseinheiten 1, 2, 8 und zwei Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheiten 3.

Alle verwendeten Basiseinheiten 1, 2, 8 sind dabei zum Empfang des selben ersten Kanals vorgesehen. Eine Basiseinheit 1, 2, 8 umfasst vorzugsweise wenigstens eine Basisempfangs-55 antenne 12 zum Empfang eines ersten Signals. Sofern die jeweiligen Basisempfangsantennen 1 0 AT 502 558 B1 12 der Basiseinheiten 1, 2, 8 innerhalb des Raumes 5, insbesondere des Autoklaven 6 und/oder Sterilisators, räumlich weit genug voneinander entfernt angeordnet sind, kann aufgrund der problematischen Ausbreitungsbedingungen innerhalb des Autoklaven 6 davon ausgegangen werden, dass sich die Empfangsbedingungen der einzelnen Basiseinheiten 1, 2, 8 teilweise stark unterscheiden werden. So kann es Vorkommen, dass ein Signal einer Messdate-nermittlungs- und Übertragungseinheit 3 von der ersten Basiseinheit 1 nicht oder nur schlecht empfangen werden kann, während es von der zweiten Basiseinheit 2 gut empfangen werden kann.

Eine Basiseinheit 1, 2, 8 umfasst wenigstens die für den Empfang eines Signals notwendigen Baugruppen und ist nicht zwangsläufig in einem baulichen Verbund angeordnet. Vielmehr kann vorgesehen sein, dass sich eine Basiseinheit 1, 2, 8 über mehrere Baugruppen erstreckt.

Bevorzugte Ausführungen einer Basiseinheit umfassen wenigstens einen Decoder und/oder Demodulator zum Rückgewinnen der Sensordaten aus einem kanalcodierten und/oder modulierten ersten Signal, sowie wenigstens eine Anpassungs- und/oder Kompensationsschaltung, um einer Frequenzdrift des ersten Kanals zu folgen, wie diese in der Funkübertragungstechnik hinlänglich bekannt sind.

Die Basiseinheiten 1, 2, 8 sind bevorzugt mit einer Steuerungs- und/oder Recheneinheit 7 verbunden. Zum Bestimmen, welche der Basiseinheiten 1, 2, 8 den besten Empfang des ersten Signals hat, kann die Ermittlung der Kanalgüte vorgesehen sein, dabei kann es sich einfach um die Feldstärke des empfangenen ersten Signals handeln, bevorzugt handelt es sich dabei um die Bitfehlerrate des ersten Signals. Daher ist bevorzugt eine Schaltungsanordnung zur Ermittlung einer Kanalgüte des ersten funktechnischen Kanals, insbesondere einer Bitfehlerrate des digitalen Sensordatenstromes, vorgesehen. Diese Schaltungsanordnung kann im Bereich der Steuerungs- und/oder Recheneinheit 7 angeordnet bzw. implementiert sein, und/oder von einer der Basiseinheiten 1, 2, 8 umfasst sein. Im Betrieb werden die von allen Basiseinheiten 1, 2, 8 ermittelten, die Kanalgüte betreffenden Werte verglichen, und die Sensordaten der Basiseinheit 1,2,8 weiterverarbeitet, welche die besten Werte aufweist. Dieser Vorgang kann ständig, daher in aufeinander folgenden Abständen wiederholt werden, um sich ändernden Übertragungsbedingungen Rechnung zu tragen.

Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheiten 3 zum Betrieb in einer ersten, einfachen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen funktechnischen Informationsübertragungsanordnung weisen, wie bereits dargelegt, wenigstens einen Sensor 4 und wenigstens die Schaltungsanordnungen zum Senden der von dem Sensor 4 ermittelten physikalischen Sensordaten als erstes Signal auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die wenigstens eine Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3 weiters einen Speicher, insbesondere einen Halbleiterspeicher, Magnetspeicher und/oder optischen Speicher, auf zum Speichern der Sensordaten und weiterer Betriebsparameter, wie etwa das Datum, die Uhrzeit, die Betriebsstunden, eine Senderkennung usw.. Dadurch können diese Sensordaten auch bei einem Ausfall der Schaltungsanordnungen zum Senden des ersten Signals nach Beendigung eines Sterilisationsvorganges ausgewertet werden.

Bevorzugt ist eine digitale Verarbeitung der Sensordaten vorgesehen. Die Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit umfasst daher vorzugsweise wenigstens einen A/D-Wandler. Es kann jedoch auch eine analoge Datenverarbeitung vorgesehen sein.

Die Schaltungsanordnungen zum Senden des ersten Signals umfassen insbesondere eine Kanalanpassungsschaltung zur Anpassung der Sensordaten an den ersten Kanal, insbesondere zur Kanalcodierung der Sensordaten, und zur Modulation dieser kanalcodierten Sensordaten. Durch die Kanalcodierung können die Sensordaten nach der zu erwartenden Störung des ersten Signals wieder rückgewonnen bzw. rückgebildet werden. Durch die Modulation erfolgt eine Anpassung an den Sendekanal. Es kann vor der Kanalcodierung auch eine Quellcodierung 1 1 AT 502 558 B1 der Sensordaten vorgesehen sein. Dadurch kann vor allem bei umfangreichen Datenmengen eine vorhandene Redundanz vermindert werden und die Datenmenge reduziert werden.

Die wenigstens eine Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3 sendet ein erstes Sig-5 nal, welches von wenigstens einer der wenigstens zwei Basiseinheiten 1, 2, 8 empfangen und weiterverarbeitet werden soll. Daher ist bevorzugt vorgesehen, dass die Kanalanpassungsschaltung zur Anpassung der Sensordaten an den ersten Kanal, insbesondere zur Kanalcodierung und/oder zur Modulation äquivalent bzw. gegengleich dem Decoder zum Rückgewinnen eines codierten, digitalen Sensordatenstromes aus dem ersten funktechnischen Signal sind. 10

Bevorzugt ist zur Kanalcodierung der Sensordaten eine sog. Faltungscodierung vorgesehen, insbesondere Trellis-, Viterbi- Reed Solomon- und/oder Turbocodierung. Es können jedoch auch lineare Blockcodes oder andere Codierverfahren vorgesehen sein. 15 Zur Anpassung der codierten Sensordaten kann jede Art der Anpassung an den Kanal vorgesehen sein. Vorzugsweise ist eine Modulation vorgesehen, wobei jedes Modulationsverfahren vorgesehen sein kann, insbesondere FSK, 2-FSK, 4-FSK, ASK, BPSK, GFSK, PSK und/oder QPSK. Das zu sendende erste Signal wird vorzugsweise als gleichstromfreies Signal gesendet. Bevorzugt ist daher die Verwendung eines gleichstromfreien Codes vorgesehen, insbesondere 20 des Manchestercodes. Es kann aber auch ein weiteres Verfahren, das sog. „Data Whitening“ vorgesehen sein. Dabei werden die 0 und 1 Symbole des Datenstromes reproduzierbar umverteilt, um gleichstromfrei zu werden. Damit wird eine bessere Bandausnützung möglich und die Empfängerempfindlichkeit steigt beispielsweise um 5 dB. 25 Beim zeitgleichen Betrieb mehrerer Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheiten 3 sind Multiplexverfahren vorgesehen, wie diese bereits in der beispielhaften Aufzählung der Modulationsverfahren enthalten sind.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass jede Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3 mit der 30 Basiseinheit 1, 2, 8 kommuniziert, welche für diese Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3 die besten Übertragungseigenschaften aufweist.

Mit den vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnungen ist das Ermitteln, Senden und Empfangen von Sensordaten in einem Autoklaven 6 möglich, wobei durch die Möglichkeit auf 35 ständig wechselnde Übertragungsbedingungen mit dem Wechsel der Basiseinheit 1, 2, 8 zu reagieren, in den meisten Fällen die Bitfehlerraten einer leitungsgebundenen Übertragung erreicht werden können.

Allerdings kann es auch bei einer derart sicheren funktechnischen Informationsübertragungs-40 anordnung Vorkommen, dass Daten nicht gesendet werden und/oder nur in mangelnder Qualität empfangen werden. Bei herkömmlichen, bekannten funktechnischen Informationsübertragungsanordnungen, welche nicht einmal die Übertragungsqualität einer erfindungsgemäßen Anordnung erreichen, besteht keine Möglichkeit, nicht empfangene Daten noch während des Betriebes eines Sterilisationsvorganges zu erhalten bzw. zu empfangen. 45

Bei einer besonders bevorzugten Ausführung einer erfindungsgemäßen funktechnischen Informationsübertragungsanordnung ist daher wenigstens eine Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3 zum Betrieb in einem mit Heißluft, Sattdampf und/oder Heißwasser beaufschlagten Raum 5 vorgesehen, welche zusätzlich zu den bekannten Ausgestaltungen eine Empfangs-50 einheit zum Empfang eines zweiten Signals auf einem zweiten Kanal umfasst. Dadurch kann die Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3 Steuerdaten empfangen und damit Informationen über die Kanalgüte, Aufforderungen Datenpakete zu senden bzw. nochmals zu senden, Aufforderungen den ersten und/oder den zweiten funktechnischen Kanal zu tauschen, usw.. Dadurch wird die Datenübertragung wesentlich sicherer, da der Messdatenermittlungs-55 und Übertragungseinheit 3 mitgeteilt werden kann, ob Daten angekommen sind, bzw. diese 12 AT 502 558 B1 nachmals zu senden.

Durch die Möglichkeit, Daten, insbesondere Steuerdaten, von wenigstens einer der Basiseinheiten 1, 2, 8 zu den Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3 zu übermitteln, entstehen 5 vielfältige Möglichkeiten, wie etwa das Herstellen einer Verbindung mittels eines Hand-Shake-Verfahrens und/oder das nachträgliche Anfordern von Sensordaten.

Es ist daher vorteilhaft, wenn die Sensordaten nicht in einem kontinuierlichen Datenstrom gesendet werden, sondern in nacheinander nummerierten Sensordatenpaketen 13. Dadurch ist io ein gezieltes nochmaliges Anfordern eines bestimmten Sensordatenpakets 13 möglich.

Dadurch kann eine Vollduplex-Verbindung aufgebaut werden.

Es ist daher bei Verwendung derartiger erfindungsgemäßer Messdatenermittlungs- und Über-15 tragungseinheiten 3 vorgesehen, Basiseinheiten 1, 2, 8 vorzusehen, welche die entsprechenden Schaltungsanordnungen zum Senden der Steuerdaten auf dem zweiten Kanal aufweisen.

Die entsprechend notwendigen sender- und empfängerseitigen Schaltungsanordnungen zum Senden und Empfangen des zweiten Signals auf dem zweiten Kanal sind daher äquivalent zu 20 den Schaltungsanordnungen, welche vorstehend zum Senden und Empfangen des ersten Signals beschrieben wurden, mit dem klaren Unterschied, dass die Basiseinheit 1, 2, 8 die Schaltungsanordnungen zum Senden umfasst, und die Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3 die Schaltungsanordnungen zum Empfangen. Die Steuerdaten werden von der Steuerungs- und/oder Recheneinheit generiert und vorzugsweise an die Basiseinheit 1, 2, 8 25 zum Senden übermittelt, welche mit der anzusprechenden Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3 in Verbindung steht, daher an die Basiseinheit 1, 2, 8, welche beim Empfang des ersten Signals die besten Übertragungsparameter aufweist.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Sender in den Basiseinheiten 1, 2, 8 und/oder den Messda-30 tenermittlungs- und Übertragungseinheiten 3 wenigstens eine Anpassungs- und/der Kompensationsschaltung zur Änderung und/oder Anpassung des ersten und/oder des zweiten funktechnischen Kanals aufweisen, insbesondere zur Kompensation einer temperaturbedingten Frequenzdrift. Dadurch kann auch der Kanal während des Betriebs gewechselt werden, sog. Channel Hopping. 35

Fig. 7 zeigt eine bevorzugte Struktur eines sog. Sensorsendedatenpakets 14. Das Sensorsendedatenpaket 14 beginnt mit einer sog. Präambel 15, etwa acht *n Bits einer 1010 Folge, darauf folgt ein Sync. Wort 16 bzw. eine Kanal-Adressierung mit acht oder sechszehn Bits gefolgt von einem acht Bit Längenfeld 17 und einem acht Bit Adressfeld 18. Darauf folgt dann das acht *n 40 Bit Sensordatenpaket 13, gefolgt von einer CRC-16 Ckecksumme 19.

Die Fig. 2 zeigt, wie bereits angesprochen, ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen funktechnischen Informationsübertragungsanordnung mit zwei Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheiten 3 und vier Basiseinheiten 1, 2, 8, welche mittels eines Multiplexers, eines 45 Switch und/oder etwa eines Ethernet-Hubs 20 mit der Steuerungs- und/oder Recheneinheit 7 verbunden sind, welche in diesem Fall durch einen Computer gebildet ist. Die Basiseinheiten 1, 2, 8 sind mit dem Ethernet-Hubs 20 und weiters mit der Steuerungs- und/oder Recheneinheit 7 mittels eines Bus 24 verbunden, welcher vorzugsweise durch ein Ethernet Interface gebildet sein kann. Es kann jedoch auch jedes andere Bussystem vorgesehen sein, etwa USB, zusam-50 men mit einem USB-Hub, IEEE 1394 Firewire oder eine serielle Schnittstelle RS-232, wobei jeweils anstelle des Ethernet-Hubs 20 eine andere Schnittstelle vorgesehen sein kann.

Die Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Basiseinheit 1, 2, 8, welche zum Empfang von Frequenzmultiplexsignalen mit acht Signalen vorgesehen ist, wobei lediglich die 55 Schaltungsanordnungen zum Empfang und der Weiterverarbeitung der Signale dargestellt sind. 1 3 AT 502 558 B1

Jedes dieser acht Signale stellt ein „erstes Signal“ dar, welches von einer Messdatenermitt-lungs- und Übertragungseinheit 3 gesendet wird. Nach Empfang des Frequenzmultiplexsignals durch die Basisempfangsantenne 12 durchläuft es einen Bandfilter 21 und wird in einem HF-Splitter 22 in die unterschiedlichen Signale aufgeteilt, und an, in diesem Fall acht, parallele 5 Basisempfänger 23 weitergeleitet, in welchen jeweils parallel und unabhängig die Sensordaten aus dem ersten Signal rückgewonnen werden und die Kanalgüte ermittelt wird. Die Sensordaten und die Werte der Kanalgüte werden dann über einen Bus 24 an die Steuerungs- und/oder Recheneinheit 7 weitergegeben, welche auch die Daten der anderen parallel betriebenen Basiseinheiten 1, 2, 8 erhält und für jeden der, in diesem konkreten Fall acht, möglichen Messda-io tenermittlungs- und Übertragungseinheiten 3, die Basiseinheit 1, 2, 8 mit den besten Übertragungsparametern ermittelt. Der Bus 24 kann bei allen Ausführungsformen gemäß einer der vorstehend dargelegten bevorzugten Ausführungsformen ausgeführt sein, es kann aber auch jedes andere Bussystem vorgesehen sein. Es kann vorgesehen sein, dass der interne Bus 24 einer Basiseinheit 1, 2, 8 äquivalent zu dem Bus 24 ausgeführt ist, welcher die Basiseinheit 1, 15 2, 8 mit der Steuerungs- und/oder Recheneinheit 7 verbindet. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass einzelne oder sämtliche Busse 24 jeweils andere Protokolle und/oder physikalische Parameter aufweisen. Weiters wird in der Steuerungs- und/oder Recheneinheit 7 die Plausibilität der erhaltenen Sensordaten ermittelt und die Vollständigkeit überprüft, um gegebenenfalls die fehlenden Daten nochmals anzufordern. 20

Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Basiseinheit 1, 2, 8, welche zum Empfang von Zeitmultiplexsignalen vorgesehen ist. Über eine Basisempfangsantenne 12 gelangen die zeitlich hintereinander eintreffenden Signale mehrerer Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheiten 3 in den Basisempfänger 23, welcher auch Demodulator und Decoder umfasst. 25 Vorn dort gelangen die decodierten Sensordaten über ein Interface, insbesondere ein Ethernet-Hub 20 oder Switch, zur Steuerungs- und/oder Recheneinheit 7, welche über das Interface auch mit der Basissendeeinheit 1, 2, 8 verbunden ist, welche eine Basissendeantenne 25 umfasst. Es kann auch vorgesehen sein ein Masterclocksignal zur Synchronisation der Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheiten 3 zu senden. 30

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer Messdatenermittlungsund Übertragungseinheit 3 zum Betrieb in einem mit Heißluft, Sattdampf und/oder Heißwasser beaufschlagten Raum 5, welche zur Ermittlung von Messdaten und zum Senden eines ersten Signals vorgesehen ist. Der Sensor 4 zur Ermittlung physikalischer Sensordaten ist bei dieser 35 bevorzugten Ausführungsform durch einen temperatursensitiven Widerstand 26, etwa ein PT 100, gebildet, welcher zusammen mit einem Konstantwiderstand 27 in Serie von einer Konstantstromquelle durchflossen wird. Der Spannungsabfall am temperatursensitiven Widerstand 26 in Relation zum Spannungsabfall am Konstantwiderstand 27, wird gemessen und daraus die Temperatur ermittelt. Durch den Konstantwiderstand 27 werden Variationen der Versorgungs-40 Spannung und/oder der Temperatur kompensiert. Die Spannungsmessung und die Weiterverarbeitung erfolgt bevorzugt mittels einer Messelektronik 29, welche im bevorzugten Ausführungsfall durch einen Mikrokontroller gebildet wird, welche aber auch ganz oder teilweise diskret aufgebaut sein kann oder etwa FPGAs (Full Programable Gate Array) verwenden kann. Die Messelektronik 29 kann dabei vorzugsweise wenigstens einen A/D-Wandler und/oder wenigs-45 tens einen Speicherbaustein umfassen. Die Messelektronik 29 stellt auch die zu sendenden Sensordatenpakete 13 zusammen, welche an die Sensorsendeeinheit 32 weitergegeben werden. Diese umfasst die bereits besprochene Kanalanpassungsschaltung der Sensordaten und bildet auch das bereits beschriebene Sensorsendedatenpaket 14, welches über die Sensorantenne 30 abgestrahlt wird. Weiters ist eine Batterie-Stromversorgung 31 vorgesehen. 50

Fig. 6 zeigt eine bevorzugte mechanische Ausführungsform einer Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3 mit einem Sensor 4, einem Montagewinde 33, einer Montagemutter 34, einem Gehäuse 35 für die Messelektronik 29 und einem Deckel 36, an den sich das Batteriegehäuse 37 mit den Batterien 38 anschließt. Bei den Batterien 38 kann es sich um einfache 55 Knopfbatterien handeln. Seitlich aus dem Gehäuse 35 der Messelektronik 29 ragt die Sensor-

Claims (24)

1 4 AT 502 558 B1 antenne 30. Die Außenhaut der gesamten Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3 ist vorzugsweise aus Edelstahl gebildet, wobei auch Titan oder ein anderer korrosionsbeständiger Werkstoff vorgesehen sein kann, etwa Nickel. Die Schutzummantelung der Sensorantenne 30 umfasst vorzugsweise PTFE. Der Sensor 4, das Batteriegehäuse 37 und/oder die Sensorantenne 30 sind abnehmbar ausgeführt. Dadurch ist eine einfache Wartung möglich. Sämtliche Öffnungen bzw. Stoßstellen sind vorzugsweise mit O-Ringen abgedichtet, insbesondere umfassend Viton, EPDM oder Silicongummi. Die gesamte Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3 ist gegen Sattdampf geschützt. Bei einem Verfahren zur funktechnischen Informationsübertragung innerhalb eines Sterilisators und/oder Autoklaven 6, von einer Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3, insbesondere einer erfindungsgemäßen Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3, zu einer Basiseinheit 1, 2, 8, bei dem die Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3 ein erstes funktechnisches Signal, umfassend einen digitalen Sensordatenstrom, sendet, ist vorgesehen, dass eine erste Basiseinheit 1 und eine zweite Basiseinheit 2 zum Empfang des ersten funktechnischen Signals vorgesehen sind, dass in der ersten Basiseinheit 1 aus dem ersten funktechnischen Signal ein erster digitaler Sensordatenstrom extrahiert wird, und eine erste Bitfehlerrate ermittelt wird, und das in der zweiten Basiseinheit 2 aus dem Signal ein zweiter Sensordatenstrom extrahiert wird, und eine zweite Bitfehlerrate ermittelt wird, und dass eine Steue-rungs- und/oder Recheneinheit 7 den Datenstrom zur Weiterverarbeitung auswählt, welcher die geringere Bitfehlerrate aufweist. Die Steuerungs- und/oder Recheneinheit 7 übermittelt Steuerdaten an die erste und/oder zweite Basiseinheit 1, 2, und die erste und/oder zweite Basiseinheit 1, 2 generiert aus den Steuerdaten ein zweites funktechnisches Sendesignal und emittiert dieses. Wie bereits angesprochen, kann vorgesehen sein, dass die Steuerdaten für eine bestimmte Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3 an die Basiseinheit 1, 2, 8 zum Senden geliefert werden, welche auch das erste Signal dieser Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3 am besten empfängt. Durch die Steuerdaten kann die Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3 zum Senden von Daten aufgefordert werden. Durch Senden einer Empfangsmeldung kann die Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit 3 den Empfang der Steuerdaten an die Basiseinheiten melden. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die funktechnische Übertragung auf dem ersten und/oder zweiten funktechnischen Kanal im ISM-Frequenzband, insbesondere im Bereich von 433 Mhz, 868 Mhz, 915 Mhz und/oder 2,4 Ghz, vorgesehen ist, oder dass der erste und/oder zweite funktechnische Kanal Teil eines Lang- oder Längstwellenbandes ist, insbesondere im Bereich von 8 kHz und/oder 125 Khz. Es kann sowohl lediglich die Verwendung und/oder Anwendung jeder einzelnen beschriebenen Erfindung, als auch der erfindungsgemäße Verbund, sowie das Verfahren zum Betrieb vorgesehen sein. Weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen können lediglich Teile der beschriebenen Ausführungsformen bzw. Kombinationen einzelner oder aller Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen aufweisen. Patentansprüche: 1. Funktechnische Anordnung zum Betrieb in einem mit Heißluft, Sattdampf und/oder Heißwasser beaufschlagten Raum (5), insbesondere einem Sterilisator und/oder Autoklaven (6), mit einer ersten Basiseinheit (1) umfassend wenigstens einen Basisempfänger (23) und eine im Inneren des mit Heißluft, Sattdampf und/oder Heißwasser beaufschlagten Raums (5) anordenbare Basisempfangsantenne (12), wobei die erste Basiseinheit (1) zum Empfang eines ersten funktechnischen Signals auf einem ersten funktechnischen Kanal 1 5 AT 502 558 B1 vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine zweite Basiseinheit (2), mit wenigstens einem Basisempfänger (23) und einer im Inneren des mit Heißluft, Sattdampf und/oder Heißwasser beaufschlagten Raums (5) anordenbare Basisempfangsantenne (12), vorgesehen ist, wobei die zweite Basiseinheit (2) ebenfalls zum Empfang des ersten 5 funktechnischen Signals vorgesehen ist.

2. Funktechnische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine weitere Basiseinheit (8), mit wenigstens einem Basisempfänger (23) und einer im Inneren des mit Heißluft, Sattdampf und/oder Heißwasser beaufschlagten Raums (5) anor- io denbare Basisempfangsantenne (12), vorgesehen ist, wobei die weitere Basiseinheit (8) ebenfalls zum Empfang des ersten funktechnischen Signals vorgesehen ist.

3. Funktechnische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die erste Basiseinheit (1) und die zweite Basiseinheit (2) mit einer Steuerungs- 15 und/oder Recheneinheit (7) verbunden sind.

4. Funktechnische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die erste Basiseinheit (1) und die zweite Basiseinheit (2) jeweils wenigstens einen Decoder zum Rückgewinnen eines codierten, digitalen Sensordatenstromes aus 20 dem ersten funktechnischen Signal umfassen, insbesondere einen Decoder zur Decodierung eines faltungscodierten Signals und/oder wenigstens einen Demodulator zur Demodulation eines, vorzugsweise FSK, 2-FSK, 4-FSK, ASK, BPSK, GFSK, PSK und/oder QPSK, modulierten Signals.

5. Funktechnische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die erste Basiseinheit (1) und die zweite Basiseinheit (2) jeweils eine Schaltungsanordnung zur Ermittlung einer Kanalgüte des ersten funktechnischen Kanals, insbesondere einer Bitfehlerrate des digitalen Sensordatenstromes, umfassen.

6. Funktechnische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die erste Basiseinheit (1) wenigstens eine erste Basissendeeinheit (9), und die zweite Basiseinheit (2) wenigstens eine zweite Basissendeeinheit umfassen, und dass die erste und die zweite Basissendeeinheit (9) zur Anpassung von Steuerdaten an einen zweiten funktechnischen Kanal sowie zum Generieren und/oder Emittieren eines zwei- 35 ten funktechnischen Signals vorgesehen sind.

7. Funktechnische Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Basissendeeinheit (9) wenigstens eine Codiereinheit zur Kanalcodierung, vorzugsweise zur Faltungscodierung, insbesondere Trellis-, Viterbi- Reed Solomon- und/oder 40 Turbocodierung, und/oder wenigstens einen Modulator zur Modulation, insbesondere FSK, 2-FSK, 4-FSK, ASK, BPSK, GFSK, PSK und/oder QPSK-Modulation, der Steuerdaten umfasst.

8. Funktechnische Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass je- 45 weils ein Sender in den Basiseinheiten (1, 2, 8) wenigstens eine Anpassungs- und/oder Kompensationsschaltung zur Änderung und/oder Anpassung des ersten und/oder des zweiten funktechnischen Kanals aufweist, insbesondere zur Kompensation einer temperaturbedingten Frequenzdrift.

9. Funktechnische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite funktechnische Kanal Teil eines ISM-Frequenzbandes, insbesondere im Bereich von 433 Mhz, 868 Mhz, 915 Mhz und/oder 2,4 Ghz, ist.

10. Funktechnische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, 55 dass der erste und/oder zweite funktechnische Kanal Teil eines Lang- oder Längstwellen- 16 AT 502 558 B1 bandes ist, insbesondere im Bereich von 8 kHz und/oder 125 Khz.

11. Funktechnische Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei eine Messdatener-mittlungs- und Übertragungseinheit (3) zum Betrieb in einem mit Heißluft, Sattdampf 5 und/oder Heißwasser beaufschlagten Raum (5), welche zur Ermittlung von Messdaten und zum Senden des ersten funktechnischen Signals zu wenigstens einer der Basiseinheiten (1, 2, 8) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Messdatenermittlungs- und Ubertragungseinheit (3) eine Empfangseinheit zum Empfang des zweiten funktechnischen Signals auf einem zweiten funktechnischen Kanal aufweist. 10

12. Funktechnische Anordnung nach Anspruch 11, wobei die Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit (3) einen Sensor (4) zur Ermittlung physikalischer Sensordaten aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit (3) eine Kanalanpassungsschaltung zur Anpassung der Sensordaten an den ersten Kanal 15 umfasst, insbesondere zur Kanalcodierung, vorzugsweise zur Faltungscodierung, insbe sondere Trellis-, Viterbi- Reed Solomon- und/oder Turbocodierung, und/oder zur Modulation, insbesondere FSK, 2-FSK, 4-FSK, ASK, BPSK, GFSK, PSK und/oder QPSK-Modulation, der Sensordaten.

13. Funktechnische Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sender der Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit (3) wenigstens eine Anpas-sungs- und/oder Kompensationsschaltung zur Änderung und/oder Anpassung des ersten und/oder des zweiten funktechnischen Kanals aufweist, insbesondere zur Kompensation einer temperaturbedingten Frequenzdrift. 25

14. Funktechnische Anordnung nach Anspruch 11,12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit (3) einen Decoder und/oder einen Demodulator zum Rückgewinnen codierter, digitaler Steuerdaten aus dem zweiten funktechnischen Signal aufweist, insbesondere wenigstens einen Decoder zur Decodierung 30 eines faltungscodierten Signals und/oder wenigstens einen Demodulator zur Demodulation eines, vorzugsweise FSK, 2-FSK, 4-FSK, ASK, BPSK, GFSK, PSK und/oder QPSK, modulierten Signals.

15. Funktechnische Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeich- 35 net, dass die Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit (3) eine Speichereinheit zur Speicherung der Sensordaten aufweist.

16. Sterilisator gekennzeichnet durch eine funktechnische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15. 40

17. Autoklav (6) gekennzeichnet durch eine funktechnische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15.

18. Verfahren zur funktechnischen Informationsübertragung innerhalb eines Sterilisators 45 und/oder Autoklaven (6), wobei wenigstens eine Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheit (3) ein erstes funktechnisches Signal, umfassend einen digitalen Sensordatenstrom, sendet, und eine erste Basiseinheit (1) zum Empfang des ersten funktechnischen Signals vorgesehen ist, wobei in der ersten Basiseinheit (1) aus dem ersten funktechnischen Signal ein erster digitaler Sensordatenstrom extrahiert wird, dadurch gekennzeich- 50 net, dass in der ersten Basiseinheit (1) eine erste Bitfehlerrate ermittelt wird, und dass eine zweite Basiseinheit (2) zum Empfang desselben ersten funktechnischen Signals vorgesehen ist, und dass in der zweiten Basiseinheit aus dem Signal ein zweiter Sensordatenstrom extrahiert wird, und eine zweite Bitfehlerrate ermittelt wird, und dass eine Steuerungs-und/oder Recheneinheit (7) den Datenstrom zur Weiterverarbeitung auswählt, welcher die 55 geringere Bitfehlerrate aufweist. 1 7 AT 502 558 B1

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs- und/oder Recheneinheit (7) Steuerdaten an die erste und/oder zweite Basiseinheit (1, 2) übermittelt, und dass die erste und/oder zweite Basiseinheit (1, 2) aus den Steuerdaten ein zweites funktechnisches Sendesignal generiert und emittiert. 5

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Messda-tenermittlungs- und Übertragungseinheit (3) durch die Steuerdaten zum Senden von Sensordaten aufgefordert wird. io

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Messdatenermitt-lungs- und Übertragungseinheit (3) nach Empfang der Steuerdaten eine Empfangsmeldung an die erste und/oder die zweite Basiseinheit (1,2) sendet.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine vor- 15 gebbare Anzahl Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheiten (3) auf jeweils vorgeb- baren Frequenzen und/oder in vorgebbaren funktechnischen Kanälen senden und empfangen.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine vor- 20 gebbare Anzahl Messdatenermittlungs- und Übertragungseinheiten (3) in jeweils nachein ander gereihten Zeitschlitzen senden und empfangen.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Basiseinheiten (1, 2, 8) ein funktechnisches Masterclocksignal zur Synchronisierung der Mess- 25 datenermittlungs- und Übertragungseinheiten (3) generieren und abstrahlen. Hiezu 4 Blatt Zeichnungen 30 35 40 45 50 55