CN101274168B - 用于壳体内通信的无线接收器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于在位于壳体内的装置向位于壳体外的第二装置，优选地为测试或监控单元，发送信息的系统和方法。从密封的壳体内部向外部装置发送信息涉及相当多的问题。在某些情况下，在壳体内使用导线可能不实际，这是因为内部环境，例如流体流动、压力或温度。在一个实施例中，外部射频读卡器的天线电连接到壳体顶部。在另一个实施例中，壳体内的装置电连接到壳体组件。另一个实施例中，垫圈被用于从壳体内部向外部装置传输信息。

Description

用于壳体内通信的无线接收器

无线通信的应用已经越来越普遍了，尤其是在资产管理中，特别是那些与库存管理相关的应用。例如，RFID标签的使用可以监控生产线、以及资产或各种成分在整个供应链中的运动情况。

为了进一步描述这个概念，制造实体可以在某种成分进入生产设备时添加RFID标签。然后这些成分进入生产流程，和其他的成分一起形成子组件，并最终形成完整的产品。RFID标签的使用可以让制造实体员工来跟踪特别的成分在整个生产过程中的运动。还可以允许实体能够识别包含任何特定组件或成品的特殊成分。

另外，RFID标签的使用已经在药品企业被提倡。2004年2月，美国联邦药品管理局发布报告，提倡使用RFID标签来标记和监控药品。这对于提供药品来历以及限制假冒处方药流入市场和消费者来说是个尝试。

既然有了上述介绍，RFID标签已经被广泛应用，例如在过滤器产品中用于识别和提供过程控制信息。1997年授权给Den Dekker的美国专利号为US5674381的专利就公开了与过滤装置和可替代的过滤器组件相结合的“电子标签”的使用。特别地，该专利公开了一种具有电子标签的过滤器，包括读/写存储器和具有响应于标签的读出装置的相关过滤装置。电子标签适合计数和存储该可替代过滤器的实际操作时间。过滤装置用于根据该实时数字，允许或拒绝过滤器的使用。该专利还公开了，电子标签还可用于存储关于可替代过滤器的识别信息。

由Baker等人申请，美国专利申请公开号为US2005/0205658，在2005年公开的专利申请公开了一种处理设备跟踪系统。这种系统包括与处理设备相结合的RFID标签的使用。该RFID标签被描述为可以存储“至少一个跟踪事件”。这些跟踪事件可以像清除日期和批处理日期一样被列举。该专利申请还公开了一种连接到具有处理设备数据库的个人电脑或者因特网的RFID标签读卡器。该数据库包含多个跟踪事件，并可以提供有用信息来决定“基于累积数据的处理设备的服务寿命”。该申请包括具有各种处理设备例如阀，泵，过滤器以及紫外灯的这种类型系统的应用。

另外专利申请公开号为US2004/0256328，由Jornitz等人申请，并于2004年公开的专利申请公开了一种用于监控过滤装置完整性的设备和方法。该申请描述了和过滤器外壳相结合的包含单板存储芯片和通信装置的过滤器的使用。该过滤器外壳相当于监控和完整性检测器。该申请还公开了用于保证应用于多圈外壳的过滤元件完整性的一系列步骤。这些步骤包括询问存储器元件以证实正在被使用的过滤器类型、它的极限数据以及产品发行数据。该申请还描述了向外部监控和测试单元转播信息的内置发射机应答器。在过滤器外壳上，邻近所述发射机应答器设置天线。

尽管在应用RFID标签时取得了上述进展，但仍有不少领域有待研究。例如，与从过滤器壳体内部向外部测试或监控设备发送数据的能力相关的问题。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，描述了一种用于在壳体内部和壳体外部之间传送信息的系统和方法，例如从位于壳体内的设备向第二个设备，更优选地是位于壳体外的测试或者监控设备。从密封的壳体内向外部设备传送信息存在许多相关问题。在某些情况下，在壳体内使用导线不实际，这是由于内部环境，诸如流体流动、压力或温度造成的。在一个实施例中，外部的RF阅读装置的天线电连接到壳体的一部分，例如壳体的顶部，于是壳体的这一部分就相当于天线。在另一个实施例中，壳体内的装置电连接到壳体组成部分。在另外的实施例中，垫圈典型地被放置于壳体顶部和壳体基座之间，用于从壳体内向外部装置传送信息。

附图说明

附图1描述了本发明的第一实施例；和

附图2描述了本发明的第二实施例。

具体实施方式

附图1描述了根据本发明的过滤系统，例如由Millipore公司制作并以“Filter Cartridge Housing Series 2000”出售。过滤器组件(未示出)被壳体顶部40封闭。该过滤器组件具有多孔隔膜，一些特定的物质可以通过这个隔膜，另外该过滤器组件还包括用于支持该隔膜的对应结构或构架。在特定的实施例中，壳体顶部由无腐蚀性以及耐用的材料制成，例如，不锈钢或其它的金属或导体和绝缘物质的组件，但是并不仅限于此。典型的，壳体顶部40在略低的位置具有开口45，因此壳体顶部40就可以被连接到合适的壳体基座70。壳体基座70通常包含各种各样的进口和出口，用于与过滤器组件流体连通。例如，流体可以流入壳体，通过过滤器组件的隔膜被过滤，然后通过壳体基座从过滤器组件中排放。像壳体顶部一样，基座也是由无腐蚀性材料制成，例如不锈钢。壳体顶部40附着到壳体基座70上，以形成防水和空气密封结构。在一些实施例中，壳体顶部40螺旋固定于壳体基座70上。在另外一些实施例中，壳体顶部40通过使用底部夹钳50固定于壳体基座70上。底部夹钳可以使用任何合适的材料构成，只要所述材料能够把两部件固定在一起即可。典型地，底部垫圈60放置于壳体顶部40和壳体基座70之间，用于保证这些部件之间密封的完整性。特别地，底部垫圈60可以由柔性材料制成，例如橡胶，但并不局限于此。

在一个实施例中，壳体顶部40在上部可能还会有开口48。在该实施例中，顶部连接器10用于密封该开口。该连接器由合适的无腐蚀性材料制成。像底部开口一样，顶部连接器可以螺旋固定于壳体顶部，或者通过使用顶部夹钳30被安装在合适的位置。顶部夹钳可以使用任何合适的材料构成，只要所述材料能够把两部件固定在一起即可。典型地，顶部垫圈20放置于壳体顶部40和顶部连接器10之间，用于保证这些部件之间密封的完整性。特别地，顶部垫圈20由柔性材料制成，例如橡胶，但并不局限于此。

如上所述，位于壳体内的是一个或多个过滤器组件(未示出)。这些过滤器组件可以仅仅是多孔材料，例如褶纸。可以选择的，过滤器组件可以更为复杂，例如，包括诸如塑料以及多孔材料的框架结构。在壳体内是电子线路，例如RFID标签，可以用来存储各种各样的部件信息。例如，电子线路可以包括诸如批号、生产日期、测试参数、采用的周期数以及其他的特征、属性、操作参数和\或度量标准的信息。例如，这些电子线路可以附着于或者内嵌于这些过滤器组件中，并且提供与这些过滤器组件相关的数据。

在壳体顶部的外面是可以与这些电子线路或者标签进行通信的装置。在一个实施例中，利用了例如RFID读卡器的装置100。这个装置可以是来自许多公司的任何已经商用的RFID读卡器。可以选择的，RFID读卡器可以是专有的读卡器。装置100可以通过有线连接方式直接地或者通过无线连接方式间接地与计算机110进行通信。可以选择的，该装置可以间断地连接到计算机110。例如，该装置可以收集各种各样的数据并在内部存储这些信息。在某个后来的时间，该装置与计算机110进行通信(可以是通过有线连接，也可以是通过无线连接)。这时，该装置把内部存储的数据传送到计算机。装置100和计算机110之间的实际相互作用并不是关键的，可以使用多种方法，这些方法对于本领域的技术人员来讲是已知的。因此，本发明不局限于任何特定的实施例。

尝试着穿过壳体顶部传送信号是非常困难的(即使并不是不可能)，尤其是如果壳体顶部是由不锈钢制成的情况下更是如此。不管怎样，从壳体顶部40的内部向外部读卡器100传送信息的问题已经通过本发明中一系列方式得以解决。

在第一个实施例中，壳体顶部40与壳体基座70电隔离，优选的是通过使用电绝缘的垫圈，例如由橡胶制成的垫圈。另外，将顶部附着到基座的装置也是电绝缘的。例如，底部夹钳50是由诸如热塑性或其他适合的电绝缘材料制成。采用这样的方式，壳体基座可以接地(如果需要的话)，同时，壳体顶部与壳体基座之间保持电隔离。优选地壳体顶部是由电导体材料制成，例如铜或者不锈钢。

既然壳体顶部既不接地，也不电连接于其他任何组件，因此，可以用于辅助从壳体顶部内向外部装置传送信号，反之亦然。在一个实施例中，装置100或者RF读卡器100物理连接于壳体顶部40，因此，该壳体顶部可以作为装置的天线。因此，壳体顶部用于从所述装置或者RF读卡器向壳体内部传送信号，以及还用于接收从壳体内部发出的任何信号。在这个实施例中，顶部被配置为1/4波天线部分。采用这样的方式，天线就被配置为单极天线，或者说鞭型天线，其中只有传统双极天线中的一极被使用。本领域技术人员可以意识到，为了优化性能，对发送的信号幅度进行一些调谐可能是需要的。本实施例并不限制该顶部的形状和构建材料，以允许本领域技术人员为追求最优性能而调谐有效天线。

在第二实施例中，如上所述，壳体顶部和壳体基座之间互相隔离，且二者与地也是隔离的。和第一实施例一样，壳体顶部连接至所述装置或者读卡器天线的一极。然而，由于壳体基座与地也是隔离的，因此壳体基座可以作为另一极。因此壳体顶部和壳体基座分别作为双极天线的一极。这是一种双电浮动装置(electrically floating installment)，或者是标准双极天线。壳体顶部和壳体基座由读卡器激励，并且发送和接收来自壳体内的信号。

在第三实施例中，如上所述，顶部与基座保持电隔离。如上述，优选地，顶部由诸如不锈钢的导电材料制成。于是顶部就作为电导管把信息从嵌入装置直接发送到外部读卡器，好象装置之间有一条导线。优选的，在壳体内部的线路和外部读卡器之间采用了一系列通信协议。通过使读卡器和所述线路与壳体顶部物理连接，这样在内部线路和读卡器之间可以形成电连接。

可以选择的，把壳体顶部和壳体基座分隔开的“O”型垫圈可用于从壳体内部向外部环境传输信号。在一个实施例中，垫圈中存在通道或者通路，在该通道或者通路中可以布置导线。这些通道或者通路从形成内圈的垫圈部分延伸到形成外圈的垫圈部分。参照附图2，通道200在垫圈210的外部边缘是可见的。因此，如上所述，不是将所述线路与壳体顶部物理连接，而是导线或者一组导线用于将内部线路连接到外部装置或读卡器。所采用的通信类型和特定协议为实现决策并都在本发明的范围之内。

作为对上述实施例的修正，垫圈210内的电连接附着于壳体部件。因为通常垫圈在使用过程中处于压缩状态，因此能够保证垫圈和壳体顶部(和壳体基座)之间的连接。在一个实施例中，如附图2所示，小弹簧或多个弹簧220被添加到垫圈210，用于保证与顶部的电连接是物理接触。在另一个实施例中，被提高的接触衬垫放置于垫圈之上，由于夹钳施加的压力因此形成了物理连接。在优选实施例中，通道200并不完全贯穿垫圈。而是部分延伸进入垫圈，然后在这一部分与顶部或基座接触。这种机制提供了一种把外部装置的天线附着于顶部的简单方法。例如，外部装置的天线仅仅连接至垫圈，而垫圈提供至顶部的连接。采用这样的方式，顶部就由导线或者其他连接装置释放出来。这就使得顶部可以轻松的从壳体基座上移下来，以及后续更换。在一个实施例中，垫圈包括外圈上的适合天线连接的连接器。外部装置的天线就可以典型地通过电缆或其他方式连接到这个连接器。在垫圈内，典型地通过一个或多个导线，信号通过并到达保证垫圈与壳体顶部接触的位置，于是形成壳体顶部和外部装置的天线之间的连接。类似的，可以利用两组独立的接触机械装置，一组接触机械装置是在垫圈上部面对壳体顶部，另一组接触机械装置是在垫圈下部，面对壳体基座。采用这样的方式，独立的(或相同的)信号就可以依照较早实施例提供至壳体顶部和壳体基座。

Claims (9)

1.一种过滤系统，包括：

a.导电壳体顶部，

b.过滤器组件，包括电子线路，所述过滤器组件位于所述顶部内；

c.壳体基座，

d.电绝缘垫圈，所述电绝缘垫圈插入到所述顶部和所述基座之间，使得它们之间保持物理隔离和电隔离，

e.用于将所述顶部、所述垫圈和所述基座按压在一起以便形成流体密封的工具，其中所述工具在所述顶部和所述基座之间保持所述电隔离；以及

f.在所述壳体顶部外部的装置，该装置适于与所述线路进行电通信，所述装置适于利用天线，且其中所述壳体顶部与所述装置进行电通信并作所述天线的一极。

2.如权利要求1所述的过滤系统，其中所述壳体基座接地。

3.如权利要求1所述的过滤系统，其中所述壳体基座用作所述天线的第二极。

4.如权利要求1所述的过滤系统，其中所述工具包括电绝缘夹钳。

5.如权利要求1所述的过滤系统，其中所述垫圈具有外圈和内圈，并且包括与所述壳体顶部和所述外圈进行通信的导电通道，所述天线的所述一极与所述通道进行通信。

6.如权利要求5所述的过滤系统，其中所述垫圈进一步包括连接器，所述连接器位于与所述导电通道进行通信的所述外圈上。

7.如权利要求5所述的过滤系统，其中所述导电通道通过位于所述垫圈上的接触衬垫与所述壳体顶部进行通信。

8.如权利要求5所述的过滤系统，其中所述导电通道通过位于所述垫圈上的弹簧与所述壳体顶部进行通信。

9.如权利要求3所述的过滤系统，其中所述垫圈具有内圈和外圈，并且包括与所述壳体顶部和所述外圈进行通信的第一导电通道，以及与所述壳体基座和所述外圈进行通信的第二导电通道，所述天线的所述一极与所述第一导电通道通信，所述天线的所述第二极与所述第二导电通道进行通信。

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