CN103728050A - 自发电感测模块、监控系统及该监控系统的操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于热加工设备的自发电感测模块、监控系统及其操作方法，自发电感测模块主要是通过一温度传感器来感测模具的温度、并根据所感测的温度而产生一温度信号，并且利用一无线信号发送器将温度信号进行处理之后再发送出去，同时再提供一热电转换器将模具的不同位置所产生的温度差异转换成电能，并将电能传送至温度传感器及无线信号发送器，用以对温度传感器及无线信号发送器进行充电动作而达到自发电的目的。此外，自发电感测模块亦可结合一监控模块而构成一监控系统，用以方便操作者判断温度信号是否正常。

Description

自发电感测模块、监控系统及该监控系统的操作方法

技术领域

本发明与用于热加工设备的传感器有关，特别是指一种用于热加工设备的自发电感测模块、具有该自发电感测模块的监控系统，以及该监控系统的操作方法。

背景技术

为了确保产品的质量，一般的热加工设备(例如射出成形机)在热加工过程的参数必须要做适当的调整，但是传统以人工进行调整参数的方式相当的浪费时间，同时也容易产生人为误差，因此，目前都会以内埋在模具内或以封装在模具外的方式安装一传感器来针对模具的温度变化进行智能化监测，以便在热加工过程获得优化的参数。

然而在日后进行定期维修保养时，不论是前述哪一种安装方式，维修人员要更换传感器的电池会相当的不容易，因此会连带增加维修成本，假如传感器所使用的数量非常庞大时，更换电池的过程会变得更加困难及耗时。此外，若是将热加工设备的电力连接至传感器，虽然能够免去更换电池的困扰，但是连接传感器的线路将会复杂而困难，仍然有改进的必要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于热加工设备的自发电感测模块，其能自行产生电力而不需要安装电池，以达到节能省碳的效果。

为了达成上述主要目的，本发明的自发电感测模块包含有一温度传感器、一无线信号发送器，以及一热电转换器。该温度传感器设于该热加工设备，用以感测该热加工设备的温度而产生一温度信号；该无线信号发送器具有一信号处理元件及一无线信号发送元件，该信号处理元件电性连接该温度传感器，用以接收该温度信号，并将该温度信号转换成一输出信号，该无线信号发送元件电性连接该信号处理元件，用以接收该输出信号，并将该输出信号发送出去；该热电转换器设于该热加工设备且电性连接该温度传感器及该无线信号发送器，用以将该热加工设备的不同位置所产生的温度差异转换成电能，并将该电能传送至该温度传感器及该无线信号发送器，用以对该温度传感器及该无线信号发送器进行充电动作。藉此，本发明的自发电感测模块将该热加工设备在热加工过程中所产生的多余热能拿来利用，并不需要安装电池就能自行发电，可以避免电池更换困难的问题，以达到节能省碳的目的。

在该自发电感测模块中，更可以提供一电能储存器，该电能储存器用以储存该热电转换器所转换的电能，并将所储存的电能输送至该温度传感器及该无线信号发送器。

本发明的次要目的在于提供一种用于热加工设备的监控系统，其能让操作者判断该模具的温度是否正常。

为了达成上述次要目的，该监控系统包含有前述自发电感测模块及一监控模块，该监控模块具有一无线信号接收器及一电性连接该无线信号接收器的计算机，该无线信号接收器接收该输出信号，并将该输出信号还原成该温度信号，该计算机内建有一监控软件及一工艺参数数据库，该监控软件读取该温度信号，并将该温度信号与该工艺参数数据库内的数据进行比对，用以供操作者判断该温度信号是否为正常状态。

在该监控系统中，当该监控软件判断该温度信号为异常时，该监控软件会产生一警告信号，用以提醒操作者修改原本的参数设定。

本发明的又一目的在于提供该监控系统的操作方法，其能方便操作者对该监控系统进行操作。

为了达成上述目的，该监控系统的操作方法包含有五个步骤。步骤a)是将该温度传感器在热加工前置于该热加工设备所欲监测温度的位置；步骤b)是设定一工艺参数，待设定完成之后即可开始进行热加工；步骤c)是该温度传感器在热加工过程中会根据所感测到的温度而产生该温度信号，同时该热电转换器会获取该热加工设备所产生的热能，并将所获取到的热能转换成电能；步骤d)是该热电转换器将步骤c)的电能输送至该温度传感器及该无线信号发送器，用以对该温度传感器及该无线信号发送器进行充电动作；步骤e)是该无线信号发送器的信号处理元件会接收步骤c)的温度信号，并将该温度信号转换成该输出信号，再由该无线信号发送器的无线信号发送元件将该输出信号发送出去；步骤f)是该监控模块的无线信号接收器会接收步骤d)的输出信号，并将该输出信号还原成步骤b)的温度信号，再由该计算机的监控软件对该温度信号进行读取，同时与该工艺参数数据库内的数据进行比对。藉此，操作者只要依据前述步骤即可快速地对该监控系统进行操作，用以判断该模具所产生的温度信号是否处在正常状态。

附图说明

图1为本发明第一较佳实施例所提供的自发电感测模块的方块图。

图2为本发明第二较佳实施例所提供的监控系统的方块图。

图3为本发明第二较佳实施例所提供的监控系统的操作方法的流程图。

【主要元件符号说明】

10自发电感测模块  12模具

14监控模块    16监控系统

20温度传感器    T温度信号

30无线信号发送器  32信号处理元件

S输出信号    34无线信号发送元件

40热电转换器    42端子

E电能    50电能储存器

60无线信号接收器  70计算机

72监控软件    74工艺参数数据库

S1～S6步骤

具体实施方式

为了详细说明本发明的结构、特征及功效所在，兹列举二较佳实施例并配合下列图式说明如后。

请参阅图1，为本发明第一较佳实施例所提供的自发电感测模块10，主要应用在一热加工设备(如射出成形机)，热加工设备包含有一模具12，用以对材料进行热加工工艺，而本发明的自发电感测模块10包含有一温度传感器20、一无线信号发送器30，以及一热电转换器40。

温度传感器20是用来感测模具12的温度而产生一温度信号T，所以温度传感器20的位置要以距离工艺关键点越近越好，其中以埋设于模具12内为最佳实施方式，其次亦可选择热加工设备的料管或其他适当的测量位置，主要用来测量并监控热加工设备的加工温度变化。

无线信号发送器30以设置在模具12的外表面为最佳实施方式，亦可设置于其他非高温的适当位置，并具有一信号处理元件32及一无线信号发送元件34。信号处理元件32电性连接温度传感器20，用以接收温度信号T，并将温度信号T转换成一输出信号S；无线信号发送元件34电性连接信号处理元件32，用以接收输出信号S，并将输出信号S发送出去。

热电转换器40通过两个端子42连接模具12的具有不同温度的两个位置，例如模具的内侧与外表面，用以将模具12的不同位置所产生的温度差异转换成电能E，而且，热电转换器40电性连接温度传感器20及无线信号发送器30，并将所转换的电能E传送至温度传感器20及无线信号发送器30，用以对温度传感器20及无线信号发送器30进行充电。

由于温度传感器20与无线信号发送器30在某些工艺中所需要的驱动功率较小，因此为了储存热电转换器40所产生的电能E，本发明的自发电感测模块10更提供了一电能储存器50，电能储存器50电性连接热电转换器40、温度传感器20，以及无线信号发送器30，用以储存热电转换器40所产生的电能E，并将所储存的电能E输送至温度传感器20及无线信号发送器30。更进一步，本发明可以搭配一能源管理芯片以更有效率的管理能源分配。

藉此，本发明的自发电感测模块10将热加工设备在热加工过程中所产生的多余热能拿来利用，并不需要安装电池或外接其他电源就能自行发电，因此可以避免产生现有技术中针对电池的更换所产生的问题，同时又能够达到节能省碳的目的。

为了方便操作者对热加工过程所设定的工艺参数进行监测，本发明的第二实施例遂将前述自发电感测模块10与一监控模块14作搭配而构成一监控系统16，如图2所示。

监控模块14具有一无线信号接收器60及一计算机70。无线信号接收器接收输出信号S，并将输出信号S还原成温度信号T；计算机70电性连接无线信号接收器60，并内建有一监控软件72及一工艺参数数据库74，监控软件72用以读取温度信号T，并将温度信号T与工艺参数数据库74内的数据进行比对，用以供操作者判断温度信号T是否正常，若温度信号T为异常，监控软件72会发出一警告信号(例如灯光或声音)，用以提醒操作者调整工艺参数。

接着如图2及图3所示，本发明更提供监控系统16的操作方法S1～S6，用以详细说明如何对监控系统16进行操作。

步骤a)S1：将温度传感器20在热加工前置于模具12内所欲监测温度的位置。

步骤b)S2：设定一工艺参数，待设定完成之后即可开始进行热加工。

步骤c)S3：温度传感器20在热加工过程中会根据所感测到的温度而产生温度信号T，同时热电转换器40会获取模具12所产生的热能，并将所获取到的温度差异转换成电能E。

步骤d)S4：热电转换器40将步骤c)S3的电能E输送至温度传感器20及无线信号发送器30，用以对温度传感器20及无线信号发送器30进行充电动作。在此需要补充说明的是，热电转换器40可以先将电能E储存至电能储存器50内，再由电能储存器50将电能E输送至温度传感器20及无线信号发送器30，同样可以达到充电效果。

步骤e)S5：无线信号发送器30的信号处理元件32会接收步骤c)S3的温度信号T，并将温度信号T转换成输出信号S，再由无线信号发送器30的无线信号发送元件34将输出信号S发送出去。

步骤f)S6：监控模块14的无线信号接收器60会接收步骤d)S4的输出信号S，并将输出信号S还原成步骤c)S3的温度信号T，再由计算机70的监控软件72对温度信号T进行读取，同时与工艺参数数据库74内的数据进行比对，用以判断温度信号T是否正常。若监控软件72判断温度信号T为异常时，监控软件72会发出警告信号(例如灯光或声音)，用以提醒操作者调整步骤b)S2的工艺参数。

通过上述步骤可知，操作者可以很方便地通过监控模块14来判断工艺结果，并能够在信号异常的状况下实时提醒操作者修改原本的设定，以避免对热加工设备10或产品造成损坏。

最后，本发明于前述实施例中所揭露的构成元件，仅为举例说明，并非用来限制本发明的范围，其他等效元件的替代或变化，亦应为本发明的权利要求范围所涵盖。

Claims (16)

1.一种用于热加工设备的自发电感测模块，其包含有：

一温度传感器，设于该热加工设备，用以感测该热加工设备的温度而产生一温度信号；

一无线信号发送器，具有一信号处理元件及一无线信号发送元件，该信号处理元件电性连接该温度传感器，用以接收该温度信号，并将该温度信号转换成一输出信号，该无线信号发送元件电性连接该信号处理元件，用以接收该输出信号，并将该输出信号发送出去；以及

一热电转换器，设于该热加工设备，并且电性连接该温度传感器及该无线信号发送器，用以将该热加工设备不同位置所产生的温度差异转换成电能，并将该电能传送至该温度传感器及该无线信号发送器，用以对该温度传感器及该无线信号发送器进行充电。

2.根据权利要求1所述的用于热加工设备的自发电感测模块，其中该热加工设备包含有一模具或一料管，该热电转换器通过两个端子连接该模具或该料管的具有不同温度的两个位置。

3.根据权利要求1所述的用于热加工设备的自发电感测模块，其中该热加工设备包含有一模具，该温度传感器埋设于该模具内。

4.根据权利要求1所述的用于热加工设备的自发电感测模块，其中该热加工设备包含有一模具，该无线信号发送器及该热电转换器分别设于该模具的外表面。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于热加工设备的自发电感测模块，更包含有一电能储存器，电性连接该热电转换器，用以储存该热电转换器所转换的电能。

6.根据权利要求5所述的用于热加工设备的自发电感测模块，其中该电能储存器电性连接该温度传感器及该无线信号发送器，用以将所储存的电能输送至该温度传感器及该无线信号发送器。

7.一种用于热加工设备的监控系统，包含有：

一如权利要求1所述的自发电感测模块；以及

一监控模块，具有一无线信号接收器及一计算机，该无线信号接收器接收该输出信号，并将该输出信号还原成该温度信号，该计算机电性连接该无线信号接收器，并内建有一监控软件及一工艺参数数据库，该监控软件读取该温度信号，并将该温度信号与该工艺参数数据库内的数据进行比对，用以判断该温度信号是否正常。

8.根据权利要求7所述的用于热加工设备的监控系统，其中当该温度信号异常时，该监控软件会发出一警告信号。

9.根据权利要求7所述的用于热加工设备的监控系统，其中该热加工设备包含有一模具或一料管，该自发电感测模块的热电转换器通过两个端子连接该模具或该料管的具有不同温度的两个位置。

10.根据权利要求7所述的用于热加工设备的监控系统，其中该热加工设备包含有一模具，该自发电感测模块的温度传感器埋设于该模具内。

11.根据权利要求7所述的用于热加工设备的监控系统，其中该热加工设备包含有一模具，该自发电感测模块的无线信号发送器及热电转换器分别设于该模具的外表面。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的用于热加工设备的监控系统，其中该自发电感测模块更具有一电能储存器，电性连接该热电转换器，用以储存该热电转换器所转换的电能。

13.根据权利要求12所述的用于热加工设备的监控系统，其中该电能储存器电性连接该温度传感器及该无线信号发送器，用以将所储存的电能输送至该温度传感器及该无线信号发送器。

14.一种如权利要求7所述的监控系统的操作方法，包含有下列步骤：

a)将该温度传感器在热加工前置于该热加工设备所欲监测温度的位置；

b)设定一工艺参数；

c)该温度传感器在热加工过程中会根据所感测到的温度而产生该温度信号，同时该热电转换器会获取该热加工设备所产生的热能，并将所获取到的热能转换成电能；

d)该热电转换器将步骤c)的电能输送至该温度传感器及该无线信号发送器，用以对该温度传感器及该无线信号发送器进行充电动作；

e)该无线信号发送器的信号处理元件会接收步骤c)的温度信号，并将该温度信号转换成该输出信号，再由该无线信号发送器的无线信号发送元件将该输出信号发送出去；以及

f)该监控模块的无线信号接收器会接收步骤e)的输出信号，并将该输出信号还原成步骤c)的温度信号，再由该计算机的监控软件对该温度信号进行读取，同时与该工艺参数数据库内的数据进行比对，用以判断该温度信号是否正常。

15.根据权利要求14所述的监控系统的操作方法，其中该热电转换器会将该电能储存至一电能储存器内，再由该电能储存器将该电能输送至该温度传感器及该无线信号发送器。

16.根据权利要求14所述的监控系统的操作方法，其中当该监控软件判断该温度信号为异常时，该监控软件会发出一警告信号，用以提醒操作者调整步骤b)的工艺参数。

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