CN108780709B - 用于提供继电器触头的功能安全监测的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种便于继电器触头的功能安全监测的系统(100)和方法。该系统可以包括非接触式传感器电路(108)，该非接触式传感器电路包括：输出信号天线(110)，该输出信号天线位于非接触式传感器电路中以在继电器(120)的至少两个触头(116、118)之间延伸；以及第一输入信号天线和第二输入信号天线(112、114)，该第一输入信号天线和第二输入信号天线位于分别与继电器的至少两个触头相邻的非接触式传感器电路中，使得输出信号天线和继电器的至少两个触头位于第一输入信号天线和第二输入信号天线之间。该系统还可以包括处理器(102)，该处理器被配置为使得输出信号天线输出能够由第一输入信号天线和第二输入信号天线接收到的无线信号(122)，同时处理器监测由第一输入信号天线和第二输入信号天线接收到的无线信号。处理器可以被配置为基于由第一输入信号天线和第二输入信号天线接收到的无线信号确定继电器具有故障，并且响应其输出至少一个指示检测到继电器具有故障的通信(126)。

Description

用于提供继电器触头的功能安全监测的系统和方法

技术领域

本公开总体涉及使用继电器来选择性地控制通过电子电路的功率的功能安全应用。

背景技术

实施系统的功能安全特征，以最小化对人的物理伤害或对财产的损失的风险。例如，功能安全标准存在于包括汽车、铁路、航空、核电站和制造业的行业中。用于实现系统功能安全的装置可以从改进中受益。

发明内容

各种公开的实施方式包括用于帮助继电器触头(触点、接触件，contact)的功能安全监测的系统和方法。在一个实施例中，该系统可以包括非接触式传感器电路，包括：输出信号天线，该输出信号天线位于非接触式传感器电路中以在继电器的至少两个触头之间延伸；以及第一输入信号天线和第二输入信号天线，该第一输入信号天线和第二输入信号天线位于分别与继电器的至少两个触头相邻的非接触式传感器电路中，使得输出信号天线和继电器的至少两个触头位于第一输入信号天线和第二输入信号天线之间。该系统还可以包括处理器，该处理器被配置为使得输出信号天线输出能够由第一输入信号天线和第二输入信号天线接收到的无线信号，同时处理器监测由第一输入信号天线和第二输入信号天线接收到的无线信号。该处理器可以被配置为基于由第一输入信号天线和第二输入信号天线接收到的无线信号确定继电器具有故障，并且响应于此，输出检测到继电器具有故障的通信的至少一个通信。

在另一实施例中，一种用于提供继电器触头的功能安全监测的方法可以包括通过与非接触式传感器电路电通信的处理器的操作来执行的动作。非接触式传感器电路可以包括：输出信号天线，该输出信号天线位于非接触式传感器电路中以在继电器的至少两个触头之间延伸；以及第一输入信号天线和第二输入信号天线，该第一输入信号天线和第二输入信号天线位于分别与继电器的至少两个触头相邻的非接触式传感器电路中，使得输出信号天线和继电器的至少两个触头位于第一输入信号天线和第二输入信号天线之间。所述动作可以包括：使得输出信号天线输出能够被第一输入信号天线和第二输入信号天线接收到的无线信号；监测由第一输入信号天线和第二输入信号天线接收到的无线信号；基于由第一输入信号天线和第二输入信号天线接收到的无线信号确定继电器具有故障；并且响应于确定所述继电器具有故障，输出指示检测到所述继电器具有故障的至少一个通信。

另一实施例可以包括编码有可执行指令的非暂态计算机可读介质(例如存储装置上的固件组件)，该可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行所描述的方法。

前面已经相当广泛地概述了本公开的技术特征，使得本领域技术人员可以更好地理解随后的详细描述。在下文中将描述形成所附权利要求主题的本公开的附加特征和优点。本领域技术人员应理解，他们可以容易地使用所公开的概念和具体实施方式以作为修改或设计用于实现本公开的相同目的的其他结构的基础。本领域的技术人员还应认识到，这种等同构造不以其最广泛的形式脱离本公开的精神和范围。

此外，在进行下面的详细描述之前，应当理解，在本专利文件中提供了对某些词语和短语的各种定义，并且本领域普通技术人员应理解，这样的定义适用于先前和未来使用这类定义的词语和短语的许多(如果不是大多数)实例。虽然一些术语可以包括各种各样的实施方式，但是所附权利要求可以将这些术语明确地限制于特定实施方式。

附图说明

图1示出了便于继电器触头的功能安全监测的实施例系统的功能框图。

图2示出了便于继电器触头的功能安全监测的实施例方法的流程图。

图3示出了可以实现实施方式的数据处理系统的框图。

具体实施方式

现在将参考附图描述与便于继电器触头的功能安全监测的系统和方法有关的各种技术，其中相同的附图标记始终表示相同的元件。下面讨论的附图以及用于在本专利文件中描述本公开的原理的各种实施方式仅是实施例性的，并且不应以任何方式解释为限制本公开的范围。本领域技术人员应理解，本公开的原理可以在任何适当布置的装置中实现。应当理解，被描述为由某些系统元件实现的功能可以由多个元件执行。类似地，例如，元件可以被配置为执行被描述为由多个元件实现的功能。将参考实施例性非限制性实施方式描述本申请的众多创新教导。

本文使用的继电器对应于用作电子控制开关的电气装置。例如，继电器被配置为响应于在相对较低功率(控制)电路中接收到的信号或电流而断开或闭合输出电路。一些继电器可以使用电磁体以使电枢在断开输出电路的位置与闭合输出电路的另一位置之间枢转。其他继电器可以对应于使用例如硅控整流器或TRIAC的固态电子部件(没有移动部件)来断开或闭合输出电路。此外，与电动机一起使用的接触器例如对应于重型继电器。

继电器的输出电路通常包括称为触头的金属凸起(metal projection)，该金属凸起从继电器外壳向外延伸并且用作可用于将继电器连接到另一电路的部分的端子。例如，这种触头可以安装到电源和用于特定应用的所需负载(例如，电机或灯)。在一些应用中，触头可以插入到插座中，该插座被配置为接收可以具有继电器的特定触头布置。在其他应用中，触头可以被焊接到例如印刷电路板(PCB)上的电连接。还应当理解，不同的继电器可以具有不同数量的触头。

应当理解，继电器可能随着时间而磨损。例如，具有金属触头的基于电磁体的继电器可能在过度使用后导致焊接闭塞(weld shut)。如果焊接阻止输出电路断开，则继电器可能产生危险的结果，导致装置(例如电机)不能通过继电器的控制电路停机。

示例性实施方式涉及通过邻近继电器的触头安装非接触式传感器来监测继电器，以便于所述继电器触头的功能安全监测。这种非接触式传感器可以以被配置为检测与继电器的触头(例如焊接触头)相关联的故障而不会干扰继电器的电特性的方式提供。

参考图1，示出了便于继电器触头的功能安全监测的示例性系统100。系统100可以包括至少一个处理器102。如本文所使用的，处理器对应于通过硬件电路、软件和/或固件配置以处理数据的任何电子装置。例如，本文描述的处理器可以对应于微处理器、CPU、FPGA、ASIC或任何其他集成电路(IC)或能够处理数据并实现本文描述的各种功能的其他类型的电路中的一种或多种(或组合)。例如，微处理器形式的处理器可以包括存储器104，并且可以被配置为从存储器104执行至少一个应用组件106(例如固件)。可以配置(即，编程)应用组件以使处理器实现本文描述的各种动作和功能。

在示例性实施方式中，处理器可以与非接触式传感器电路108可操作地连接。非接触式传感器电路可以包括位于非接触式传感器电路中以在继电器120的至少两个触头116、118之间延伸的输出信号天线110。非接触式传感器还可以包括位于分别与继电器的至少两个触头相邻的非接触式传感器电路中的第一输入信号天线和第二输入信号天线112、114，使得所述输出信号天线和所述继电器的至少两个触头位于第一输入信号天线和第二输入信号天线之间。

在该实施例中，所描述的天线110、112、114可以对应于并行(平行，parallel)于邻近的触头放置并且位于在该邻近的触头的0.1至2.0mm内的导电金属条或导线。然而，应当理解，所述天线的可替换的实施方式可以具有与邻近的触头的其他配置和距离，以便于实现本文描述的功能。

在所描述的实施例中，处理器102可以被配置为使得输出信号天线输出能够被第一输入信号天线和第二输入信号天线接收到的无线信号122，同时所述处理器监测由所述第一输入信号天线和第二输入信号天线接收到的检测信号124，其中，至少一个处理器被配置为基于由所述第一输入信号和第二输入信号接收到的检测信号确定所述继电器具有故障，并且响应于此，输出指示检测到所述继电器具有故障的至少一个通信126。

在实施例实施方式中，指示故障的通信126可以被传送到故障处理电路128。这样的故障处理电路可以被配置为采取最小化与检测到的故障继电器相关联的危险的动作。这样的动作可以包括操作第二继电器以断开通过所述故障继电器控制的电路中的电力。在另一实施例中，这样的动作可以包括将故障报告给负责包括继电器的系统的安全和修复的实体。这种报告可以通过以下方式实现：将与故障相关联的数据存储到数据存储；发出警报信号(可视光和/或可听见的声音)；和/或向一个或多个通信装置(PC、移动电话、工作站、服务器)发送文本、语音、电子邮件消息或其他网络通信。

如图1所示，非接触式传感器电路108可以包括信号发生器，该信号发生器由所述处理器控制并且提供驱动输出信号天线110以产生无线信号122的信号。这样的信号发生器可以对应于能够输出具有由处理器102指定的幅度和频率的波形(例如，三角波、锯齿波、正弦波、方波，脉冲)的装置(例如集成电路)，该装置产生无线信号122中的对应波形。

另外，非接触式传感器电路108可以包括与每个相应的输入信号天线112、114可操作地连接的处理电路132、134。这样的处理电路可以对检测到的信号124放大、滤波和/或执行其他处理，以向处理器102提供可以指示正确运行的继电器和故障继电器的信息。然后，所述处理器可以被配置为基于指示故障继电器的信息来生成至少一个通信。

在示例性实施方式中，触头116、118的电特性可操作以影响分别由每个输入信号天线检测到的无线信号122。例如，由通过触头116、118的电流引起的感应负载可能影响所述输入信号天线对无线信号122的检测。此外，所述继电器在继电器的断开和闭合位置之间的电连续性变化可以影响所述输入信号天线对无线信号122的检测。这种检测到的变化可以由处理器102监测，以确定继电器是否有故障。如本文所使用的，来自无线信号的检测的检测信息对应于继电器的测量。

另外，应当理解，输入信号天线可操作检测来自继电器的对应于继电器的测量的其他信号。例如，所述输入信号天线可以被配置为检测从所述触头发射的射频信号，以及由连接到一个或多个触头和/或当前流过所述触头的电功率引起的电容变化。

在示例性实施方式中，处理电路132、134可以进一步包括模数转换器(DAC)。这种DAC可以被配置为向处理器102提供与继电器的测量相对应的数字信息。

在一些示例性实施方式中，处理器可操作以将继电器的一个或多个测量值与一个或多个预定阈值进行比较，以确定检测到的测量值是否指示继电器中的故障。另外，为了考虑不同继电器之间的电特性的可变性，所描述的处理器可以被配置为捕获继电器的基线测量或测量集合并将这样的基线数据存储在存储器104或其他数据存储136中。随着时间，可以将继电器的进一步测量与所存储的基线数据进行比较，以确定随时间的测量的变化是否已经超过指示故障继电器的一个或多个预定阈值。

如图1所示，在示例性实施方式中，非接触式传感器电路108被布置成使得触头116、118直接在输出信号天线110和输入信号天线112、114之间延伸。为了提供这样的布置，这种天线110、112、114可以安装在印刷电路板(PCB)138上，继电器120安装在所述印刷电路板(PCB)138上。例如，继电器120可以具有焊接到电路板的触头116、118，并且天线110、112、114可以形成为在所述板上形成的导电条或导线。

在另一个实施方式中，插座140可以安装到所述板上，并且继电器120可以与所述插座可拆卸地连接。例如，如图1中示意性所示，继电器插座可包括多个用于接收继电器的端子146、148的开口/插孔142、144(即，包括继电器触头116、118的那些端子)。这些开口/插孔可以被定位成对准板138上的天线110、112、114之间的触头。

然而，在其他实施方式中，非接触式传感器电路108可以安装在继电器插座140内。例如，所描述的输出传感器天线110和输入信号传感器112、114可以安装成与继电器插座上的插孔142、144邻近的并与其并行。

应当指出，一些继电器可以具有不止两个延伸出继电器主体的触头(或连接到触头的端子)。因此，在一些实施方式中，所述系统可以包括布置在不同触头对之间的不止一个所描述的非接触式传感器电路。

还应当理解，所描述的实施方式通过添加与继电器插座和/或安装有继电器的PCB板相关的所述处理器102和非接触式传感器电路108，使得能够在功能安全应用中使用常规继电器(即，非安全继电器)。此外，所描述的非接触式系统使得能够在非安全继电器中检测故障，而无需将所述传感器直接布线到所述继电器的触头。

现在参考图2，该图示出并描述了各种实施例方法。尽管所述方法被描述为按序列执行的一系列动作，但是应当理解，所述方法可以不受序列顺序的限制。例如，一些动作可以以与本文描述的顺序不同的顺序发生。此外，一个动作可以与另一动作同时发生。此外，在一些情况下，可能不需要所有动作来实现本文所述的方法。

重要的是需指出，尽管本公开包括在全功能系统和/或一系列动作的上下文中的描述，但是本领域技术人员应理解，本公开的机制的至少一部分和/或描述的动作能够以包含在非暂态机器可用、计算机可用或计算机可读介质中的计算机可执行指令的形式以各种形式中的任何形式分发，并且本公开同样适用于用于实际执行分发的特定类型的指令或数据承载介质或存储介质。非暂态机器可用/可读或计算机可用/可读介质的实施例包括：ROM、EPROM、磁带、软盘、硬盘驱动器、SSD、闪存、CD、DVD和蓝光光盘。计算机可执行指令可以包括例程、子例程、程序、应用程序、模块、库等。此外，所述方法的动作的结果可以存储在计算机可读介质中、显示在显示装置上，等等。

现在参考图2，示出了便于继电器触头的功能安全监测的方法200。所述方法可以从202开始，并且所述方法可以包括通过至少一个处理器的操作执行的若干动作。

这些动作可以包括使输出信号天线输出能够被包括在非接触式传感器电路中的第一输入信号天线和第二输入信号天线接收到的无线信号的动作204。对于这种非接触式传感器电路，所述输出信号天线可以被定位成在继电器的至少两个触头之间延伸。而且，所述第一输入信号天线和第二输入信号天线可以分别邻近所述继电器的至少两个触头定位，使得所述输出信号天线和所述继电器的至少两个触头位于第一输入信号天线和第二输入信号天线之间。另外，所述方法可以包括监测由第一输入信号天线和第二输入信号天线接收到的无线信号的动作206。此外，所述方法可以包括基于由第一输入信号天线和第二输入信号天线接收到的无线信号确定继电器器具有故障的动作208。还响应于确定所述继电器具有故障，所述方法可以包括输出指示检测到所述继电器具有故障的至少一个通信的动作210。在214处，所述方法可以结束。

应当理解，方法200可以包括前文中关于处理系统100讨论的其他动作和特征。例如，在监测无线信号的动作206期间，所述继电器可以安装到印刷电路板上，使得所述输出信号天线位于至少两个触头之间并与其并行，并且所述第一输入信号天线和第二输入信号天线并行于至少两个触头放置并与其邻近的。

另外，在监测动作206期间，所述继电器可以包括至少两个端子(包括至少两个触头)，这些端子插入所述继电器插座中。同样在监测动作206期间，所述输出信号天线以及所述第一输入信号天线和第二输入信号天线可以安装到所述继电器插座上。然而，在其他实施例实施方式中，所述输出信号天线以及所述第一输入信号天线和第二输入信号天线可以安装到印刷电路板上。

另外，方法200可以包括通过操作处理器的动作，使得信号发生器使所述输出信号天线输出无线信号。另外，通过前述的至少两个处理电路的操作，所述方法可以包括放大或滤波由第一输入信号天线和第二输入信号天线检测到的无线信号并从所述无线信号向所述处理器提供信息中的至少一者。

在该实施例中，可以基于由至少两个处理电路提供的信息将指示检测到所述继电器具有故障的至少一个通信输出到至少一个故障处理电路。所述方法然后可以进一步包括通过故障处理电路的操作：去除所述继电器的电力；输出视觉和/或听觉警报信号；或它们的组合。同样如前所述，所述故障处理电路可以将关于故障的信息存储在数据存储中和/或可以通过文本消息、电子邮件或其他网络通信传递继电器器故障的检测。

如前所述，与这些方法相关的动作(除了任何描述的手动动作之外)可以由一个或多个处理器执行。这样的处理器可以被包括在一个或多个数据处理系统，例如微控制器中，该数据处理系统执行可操作以使这些动作由一个或多个处理器实现的固件(例如所描述的应用组件106)。然而，在替代实施方式中，所述数据处理系统可以包括处理器，该处理器被配置为执行从非易失性数据存储器检索到的软件组件。这样的固件或软件可以包括与例程、子例程、程序、应用程序、模块、库、执行的线程等相对应的计算机可执行指令。此外，应当理解，软件组件可以在软件环境/语言/框架(例如C、C#、C++或能够产生被配置为实现本文所述的动作和特征的组件的任何其他软件工具)中编写和/或由其产生。

图3示出了可以实现实施方式的数据处理系统300的框图。所描绘的数据处理系统包括至少一个处理器302(例如，CPU)，其可以连接到一个或多个桥/控制器/总线304(例如，北桥、南桥)。例如，总线304中的一个可以包括一个或多个I/O总线，例如PCI Express总线。在所描绘的实施例中，还连接到各种总线的器件可以包括主存储器306(RAM)，并且在一些实施方式中，可以包括图形控制器308。图形控制器308可以连接到一个或多个显示装置310。还需指出，在一些实施方式中，一个或多个控制器(例如，图形、南桥)可以与CPU集成在一起(在同一芯片或管芯上)。CPU架构的实施例包括IA-32、x86-64和ARM处理器架构。

连接到一个或多个总线的其他外围装置可以包括可操作以连接到局域网(LAN)、广域网(WAN)、蜂窝网络和/或其他的有线或无线网络314或通信设备的通信控制器312(以太网控制器、WiFi控制器、蜂窝控制器)。

连接到各种总线的其他组件可以包括一个或多个I/O控制器316，例如USB控制器、蓝牙控制器和/或专用音频控制器(连接到扬声器和/或麦克风)。还应当理解，可以连接到I/O控制器(通过各种端口和连接)的各种外围装置包括输入装置318(例如，键盘、鼠标、指针、触摸屏、触摸板、绘图板、轨迹球、按钮、小键盘、游戏控制器、游戏手柄、相机、麦克风、扫描仪、捕获运动姿势的运动感测装置)、输出装置320(例如，打印机、扬声器)或可操作以向数据处理系统提供输入或从所述数据处理系统接收输出的任何其他类型的装置。而且，应当理解，被称为输入装置或输出装置的许多装置均可以通过数据处理系统的通信提供输入并接收输出。例如，处理器302可以集成到外壳(例如平板计算机)中，该外壳包括用作输入装置和显示装置的触摸屏。此外，应当理解，一些输入装置(例如膝上型计算机)可以包括多种不同类型的输入装置(例如，触摸屏、触摸板和键盘)。而且，应当理解，连接到I/O控制器316的其他外围硬件322可以包括被配置为与数据处理系统通信的任何类型的装置、机器或组件。

连接到各种总线的附加组件可以包括一个或多个存储控制器324(例如，SATA)。存储控制器可以连接到存储装置326，例如一个或多个存储驱动器和/或任何相关联的可移动介质，该可移动介质可以为任何合适的非暂态机器可用或机器可读存储介质。实施例包括非易失性器件、易失性器件、只读器件、可写器件、ROM、EPROM、磁带存储、软盘驱动器、硬盘驱动器、固态驱动器(SSD)、闪存、光盘驱动器(CD、DVD、蓝光)和其他已知的光学、电学或磁存储装置驱动器和/或计算机媒体。同样在一些实施例中，存储装置例如SSD可以直接连接到I/O总线304例如PCIExpress总线。

根据本公开的实施方式的数据处理系统可以包括操作系统328、软件/固件330和数据存储332(可以存储在存储装置326和/或存储器306上)。这样的操作系统可以采用命令行界面(CLI)壳和/或图形用户界面(GUI)壳。GUI壳允许将多个显示窗口同时呈现在图形用户界面中，其中每个显示窗口提供至不同应用或至相同的应用的不同实例的界面。使用者可以通过指向装置例如鼠标或触摸屏来操纵图形用户界面中的光标或指针。可以改变光标/指针的位置和/或可以生成例如点击鼠标按钮或触摸触摸屏之类的事件以启动期望的响应。可以在数据处理系统中使用的操作系统的实施例可以包括Microsoft Windows、Linux、UNIX、iOS和Android操作系统。此外，数据存储的实施例包括数据文件、数据表、关系数据库(例如，Oracle、Microsoft SQL Server)、数据库服务器或能够存储可由处理器检索的数据的任何其他结构和/或装置。

通信控制器312可以连接到网络314(不是数据处理系统300的一部分)，网络314可以为本领域技术人员已知的任何公共或私有数据处理系统网络或网络组合(包括互联网)。数据处理系统300可以通过网络314与一个或多个其他数据处理系统(例如服务器334(也不是数据处理系统300的一部分))通信。然而，替代的数据处理系统可以对应于作为分布式系统的一部分实现的多个数据处理系统，在分布式系统中，与多个数据处理系统相关联的处理器可以通过一个或多个网络连接进行通信，并且可以共同执行被描述为由单个数据处理系统执行的任务。因此，应当理解，当涉及数据处理系统时，这种系统可以跨通过网络彼此通信的分布式系统中组织的若干数据处理系统实现。

此外，术语“控制器”表示控制至少一个操作的任何装置、系统或其部分，无论这种装置是否以硬件、固件、软件还是其中至少两者的某种组合来实现。应当指出，与任何特定控制器相关联的功能可以为集中式的或分布式的，无论是本地的还是远程的。

另外，应当理解，数据处理系统可以实现为虚拟机架构或云环境中的虚拟机。例如，处理器302和相关联的组件可以对应于在一个或多个服务器的虚拟机环境中执行的虚拟机。虚拟机架构的实施例包括VMware ESCi、Microsoft Hyper-V、Xen和KVM。

本领域的普通技术人员应理解，针对数据处理系统描绘的硬件可以针对特定实施方式而变化。例如，该实施例中的数据处理系统300可以对应于控制器、计算机、工作站、服务器、PC、笔记本计算机、平板计算机、移动电话和/或可操作以处理数据以实现与本文所讨论的数据处理系统、计算机、处理器和/或控制器的操作相关联的本文所述的功能和特征的任何其他类型的装置/系统。所描绘的实施例仅用于解释的目的，并不意味着暗示关于本公开的架构限制。

而且，应当指出，本文描述的处理器可以位于远离本文描述的显示和输入装置的服务器中。在这样的实施例中，所描述的显示装置和输入装置可以被包括在客户端装置中，该客户端装置通过有线或无线网络(可以包括互联网网)与服务器(和/或在服务器上执行的虚拟机)通信。例如，在一些实施方式中，这样的客户端装置可以执行远程桌面应用程序或者可以对应于门户装置，该门户装置与服务器实现远程桌面协议以便将来自输入装置的输入发送到服务器并从服务器接收视觉信息以通过显示装置显示。此类远程桌面协议的实施例包括Teradici的PCoIP、Microsoft的RDP和RFB协议。在这样的实施例中，本文描述的处理器可以对应于在服务器的物理处理器中执行的虚拟机的虚拟处理器。

如本文所使用的，术语“组件”和“系统”旨在包含硬件、软件或硬件和软件的组合。因此，例如，系统或组件可以为进程、在处理器上执行的进程或处理器。另外，组件或系统可以位于单个装置上或分布在多个装置上。

而且，如本文所使用的，处理器对应于通过硬件电路、软件和/或固件配置以处理数据的任何电子装置。例如，本文描述的处理器可以对应于微处理器、CPU、FPGA、ASIC或任何其他集成电路(IC)中的一种或多种(或组合)或能够处理数据处理系统中的数据的其他类型的电路，所述处理器可以具有控制器板、计算机、服务器、移动电话和/或任何其他类型的电子装置的形式。

本领域技术人员应认识到，为了简单和清楚起见，本文未描绘或描述适用于本公开的所有数据处理系统的完整结构和操作。相反，仅描绘和描述了本公开独特的或理解本公开所必需的数据处理系统。数据处理系统300的其余构造和操作可以符合本领域中已知的各种当前实施方式和实践中的任何一种。

此外，应当理解，除非在一些实施例中明确限制，否则应当广义地解释本文中使用的词语或短语。例如，术语“包括”和“包含”及其派生词意指包含但不限于。除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。此外，本文使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关所列项目的任何和所有可能的组合。除非上下文另有明确说明，否则术语“或”为包含性的，意指和/或。“与...相关联”和“与之相关联”的短语及其派生词可以指的是包括、包括在其中、与其互连、包含、包含在其中、连接、或与其相连、联接或与其联接、与其通信、与其合作、交错、并置、接近、被绑定至或与其绑定、具有、具有...的特性等等。

而且，尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、功能或动作，但是这些元件、功能或动作不应受这些术语的限制。相反，这些数字形容词用于区分彼此不同的元件、功能或动作。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件、功能或动作可以被称为第二元件、功能或动作，并且类似地，第二元件、功能或动作可以被称为第一元件、功能或动作。

另外，例如“处理器被配置为”执行一个或多个功能或过程的短语可以指的是所述处理器可操作地配置为或可操作地配置为通过软件、固件和/或有线电路实现所述功能或过程。例如，被配置为实现功能/过程的处理器可以对应于正在执行软件/固件的处理器，所述软件/固件被编程为使得所述处理器实现所述功能/过程和/或可以对应于在存储器或存储装置中具有可由处理器执行以实现所述功能/过程的软件/固件的处理器。还应指出，“被配置为”实现一个或多个功能或过程的处理器还可以对应于特别制造或“布线”以实现所述功能或过程的处理器电路(例如，ASIC或FPGA设计)。此外，在被配置为实现不止一个功能的元件(例如，处理器)之前的短语“至少一个”可以对应于每个实现所述功能的一个或多个元件(例如，处理器)并且还可以对应于两个或多个分别实现一个或多个不同功能中的不同功能的元件(例如，处理器)。

另外，除非上下文另有明确说明，否则术语“与...邻近的”可以指的是：元件相对接近但不与另一元件接触；或者该元件与另一部分接触。

尽管已经详细描述了本公开的示例性实施方式，但是本领域技术人员应理解，在不以最广泛的形式脱离本公开的精神和范围的情况下，可以做出本文公开的各种改变、替换、变化和改进。

本申请中的描述均不应被解读为暗示任何特定元件、步骤、动作或功能是必不可少的要素，其必须被包括在权利要求的范围内：要求保护的主题的范围仅由允许的权利要求的范围限定。此外，除非确切的词语“用于...的装置”后面跟着分词，否则这些权利要求中没有一个旨在引用“装置加功能”的权利要求结构。

Claims (15)

1.一种用于提供继电器触头的功能安全监测的系统(100)，包括：

非接触式传感器电路(108)，包括：

输出信号天线(110)，位于所述非接触式传感器电路中以在继电器(120)的至少两个触头(116、118)之间延伸；以及

第一输入信号天线(112)和第二输入信号天线(114)，位于分别与所述继电器的至少两个触头相邻的所述非接触式传感器电路中，使得所述输出信号天线和所述继电器的至少两个触头位于所述第一输入信号天线和所述第二输入信号天线之间；

处理器(102)，配置为使得所述输出信号天线输出能够被所述第一输入信号天线和所述第二输入信号天线接收到的无线信号(122)，同时所述处理器监测由所述第一输入信号天线和所述第二输入信号天线接收到的无线信号，其中，所述处理器配置为基于由所述第一输入信号天线和所述第二输入信号天线接收的所述无线信号确定所述继电器具有故障，并且响应于其输出指示检测到所述继电器具有故障的至少一个通信(126)。

2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：所述继电器包括所述至少两个触头，其中，所述输出信号天线被定位成并行于所述至少两个触头并位于所述至少两个触头之间，并且所述第一输入信号天线和所述第二输入信号天线被定位成并行于所述至少两个触头并与所述至少两个触头相邻。

3.根据权利要求1或2所述的系统，进一步包括印刷电路板(138)，

其中所述继电器安装在该板上。

4.根据权利要求1或2中任一项所述的系统，进一步包括继电器插座(140)，配置为在其中接纳包括所述至少两个触头的所述继电器的端子(146、148)。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述输出信号天线以及所述第一输入信号天线和所述第二输入信号天线安装在所述继电器插座内。

6.根据权利要求3所述的系统，其中，所述输出信号天线以及所述第一输入信号天线和所述第二输入信号天线被安装至所述印刷电路板。

7.根据权利要求1或2中任一项所述的系统，其中，所述非接触式传感器电路包括：

信号发生器(130)，与所述输出信号天线电连通；以及

至少两个处理电路(132、134)，与所述第一输入信号天线和所述第二输入信号天线电连通，

其中，所述处理器配置为使得所述信号发生器使所述输出信号天线输出所述无线信号，其中，所述处理电路配置为对由所述第一输入信号天线和所述第二输入信号天线检测到的所述无线信号进行放大或滤波中的至少一项并且将来自所述无线信号的信息提供至所述处理器，其中，所述处理器配置为基于由所述至少两个处理电路提供的信息，将指示检测到所述继电器具有故障的至少一个通信输出到至少一个故障处理电路(128)，其中，所述故障处理电路配置为从所述继电器去除电源；输出视觉和/或听觉警报信号；或它们的组合。

8.一种用于提供继电器触头的功能安全监测的方法，包括：

通过处理器(102)的操作：

使得输出信号天线(110)输出能够被包括在非接触式传感器电路中的第一输入信号天线(112)和第二输入信号天线(114)接收的无线信号(122)，其中：

所述输出信号天线在继电器(120)的至少两个触头(116、118)之间延伸；并且

所述第一输入信号天线(112)和所述第二输入信号天线(114)分别被定位成与所述继电器的至少两个触头相邻，使得所述输出信号天线和所述继电器的至少两个触头定位于所述第一输入信号天线和所述第二输入信号天线之间；

监测由所述第一输入信号天线和所述第二输入信号天线接收到的无线信号；

基于由所述第一输入信号天线和所述第二输入信号天线接收到的所述无线信号确定所述继电器具有故障；并且

响应于确定所述继电器具有故障，输出指示检测到所述继电器具有故障的至少一个通信(126)。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，在监测无线信号期间，所述继电器安装至印刷电路板(138)，使得所述输出信号天线被定位成并行于所述至少两个触头且在所述至少两个触头之间，并且所述第一输入信号天线和所述第二输入信号天线被定位成并行于所述至少两个触头且与所述至少两个触头相邻。

10.根据权利要求8或9中任一项所述的方法，其中，在监测无线信号期间，所述继电器包括至少两个端子，所述端子包括所述至少两个触头，并且所述端子(146、148)被插入继电器插座(140)中。

11.根据权利要求8或9中任一项所述的方法，其中，在监测无线信号期间，所述输出信号天线以及所述第一输入信号天线和所述第二输入信号天线安装在继电器插座内。

12.根据权利要求8或9中任一项所述的方法，其中，在监测无线信号期间，所述输出信号天线以及所述第一输入信号天线和所述第二输入信号天线安装至印刷电路板。

13.根据权利要求8或9中任一项所述的方法，其中，所述非接触式传感器电路包括：

信号发生器(130)，与所述输出信号天线电连通；以及

至少两个处理电路(132、134)，与所述第一输入信号天线和所述第二输入信号天线电连通，

进一步包括：

通过所述处理器的操作，使得所述信号发生器使所述输出信号天线输出所述无线信号，

通过所述至少两个处理电路的操作，对由所述第一输入信号天线和所述第二输入信号天线检测到的所述无线信号进行放大或滤波中的至少一项，并将来自所述无线信号的信息提供至所述处理器，

其中，基于由所述至少两个处理电路提供的信息，将指示检测到所述继电器具有故障的所述至少一个通信输出到至少一个故障处理电路(128)。

14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：

通过所述故障处理电路的操作：

从所述继电器去除电源；

输出视觉和/或听觉警报信号；或

它们的组合。

15.一种编码有可执行指令(330)的非暂态计算机可读介质(326)，所述可执行指令在执行时使所述处理器(102、302)执行根据权利要求8至14中任一项所述的方法。