CN110621989A - 传感器和用于传感器的处理部分 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测量流体参数的传感器。传感器包括用于提供测量数据信号的感测部分和可释放地连接至感测部分的处理部分。处理部分包括标识识别装置，标识识别装置能够识别感测部分中存在标识装置。因此，在传感器中，可识别所使用的特定感测部分，使得在更换识别的感测部分时可保持全部功能，并且当不识别感测部分时可获得更有限的功能。

Description

传感器和用于传感器的处理部分

技术领域

本发明涉及一种用于测量流体参数的传感器，该传感器包括：流体参数感测部分，用于提供测量数据信号；处理部分，可释放地连接至所述感测部分，以用于将测量数据信号从感测部分传送至处理部分，处理部分包括：数据处理单元，用于处理从测量数据信号获得的数据；存储器，用于存储由处理装置处理的数据；电源/能量供应部，用于至少操作传感器的处理部分；以及数据通信接口，用于将数据传送至外部读出装置。

背景技术

本发明的传感器通常是液体或气体传感器，并且可用于测量流体参数，诸如pH值或氧化还原电位、温度、溶解氧值或特定液体的比电导率或感应电导率。已知的液体或气体传感器通常包括诸如离子选择性电极的流体参数感测部分。例如，已知的pH传感器可包括玻璃电极，该玻璃电极对氢离子敏感，并且能够将所测量流体中感测的离子浓度转换成电势。由流体参数感测部分产生的、依赖于pH的电势可经由电缆或发射器发送至电读出装置，诸如分析器，该电读出装置可从电势产生表示所测量流体的所测量pH值的测量信号。

用于测量流体参数的最简单的传感器几乎完全由电极组成。这些传感器通常通过电缆联接至分析器，该分析器包括用于提供测量信号的必要电子器件和用于为分析器和传感器供电的电源。然而，联接至分析器的这种传感器不是特别适合于现场工作，在现场工作中，携带所需分析器在许多情况下会很麻烦。因此，其中大多数电子器件设置在传感器本身中的传感器是已知的。通常，这些传感器包括：数据处理单元，用于处理从感测部分获得的数据；存储器，用于存储由数据处理单元处理的数据；电源/能量供应部；以及数字通信接口，用于将数据传送至外部装置的可能性。这些类型的传感器更适合在现场工作，这是因为它们不需要单独的综合分析器。然而，在使用中，用于测量流体参数的传感器经常暴露而严重磨损，使得必须在相对较少的操作之后用较新版本更换磨损的实例。因为特别是考虑到所使用的电子部件，这些类型的传感器可能是相对昂贵的产品，所以这是不方便的。

因此，已经开发了另外的传感器，其中大多数电子器件容纳在单独的处理部分中，该处理部分可释放地连接至流体参数感测部分。由于所述感测部分和处理部分可相应地拆开，因此在大多数情况下仅仅更换作为主要磨损对象的感测部分就足够了。单独的处理部分中相对昂贵的电子器件可与更换的感测部分一起重复使用。在这些传感器中使用的已知处理部分在外壳内通常包括：数据处理单元，用于处理从感测部分获得的数据；存储器，用于存储由数据处理单元处理的数据；电源/能量供应部，用于操作处理部分；以及数字通信接口，用于将数据传送至外部读出装置。外壳包括用于可释放地连接至传感器的感测部分的外壳上的相关联的联接构件的联接构件。

尽管这些已知的传感器克服了必须更换昂贵的电子器件的问题，但是这些传感器的缺点在于，为了传感器的充足功能，处理部分对于与其联接的感测部分是专用的。具体地，必要的是，在联接至处理部分之后校准感测部分，以将校准参数存储在处理部分中。因此，每次连接至另一处理部分时，需要重新校准感测部分。另外，当感测部分联接至另一处理部分时，诸如历史使用数据和制造数据的有用传感器信息可能不存在或可能丢失。

发明内容

其中，本发明的目的是提供一种克服已知传感器缺陷的传感器。

为了实现此目的，第一段中描述的根据本发明的所述类型的传感器的特征在于，所述处理部分包括能够识别感测部分中存在标识装置的标识识别装置。通过为处理部分提供这种标识识别装置，可用具有标识装置的另一感测部分更换具有标识装置的感测部分，同时保持传感器的专用功能。例如，当标识识别装置识别感测部分的标识装置时，感测部分特定信息，诸如校准数据或其他相关数据，可用于处理部分。因此，如果感测部分由处理部分识别，例如由于先前的使用或者由于编程，则在使用不同的感测部分时可保持传感器的全部功能，而无需重新校准或重新编程感测部分或处理部分。

根据本发明的传感器的优选实施方式的特征在于，处理部分包括：控制装置，用于根据所述标识识别装置的结果控制由所述处理部分提供的输出。例如，与当与具有标识识别装置未识别的标识装置的传感部件感测部分一起使用时相比，当与具有标识识别装置识别的标识装置的感测部分一起使用时，传感器的处理部分的输出可不同。具体地，处理部分的输出可在向传感器的用户提供什么信息方面不同。更具体地，当处理部分中的标识识别装置识别并批准存在于感测部分中的标识装置时，可将关于感测部分的特定信息添加到处理部分的输出。特定信息可例如包括所使用的感测部分的历史数据，诸如关于利用感测部分完成的任何先前测量的数据、诸如制造日期、制造地点或感测部分的制造商的品牌的制造数据、校准数据以及可能与感测部分相关或不相关的任何其他信息。例如，通过在识别时激活存储在处理部分的存储器中的预编程功能，标识识别装置对标识装置的特定识别也可解锁传感器的一个或更多个功能。由处理部分提供的特定输出和功能也可根据标识识别装置对标识装置的批准或识别水平而变化。因而，当传感器包括具有由处理部分中的标识识别装置完全批准的标识装置的感测部分时，控制装置将不以任何方式限制传感器的最大功能和/或数据输出，和/或将提供完整的功能，和/或将数据输出到传感器，而包括具有不被处理部分的标识识别装置完全(即部分地)批准的标识装置的感测部分的传感器将具有更受限的功能和/或数据输出，并且包括不具有标识装置或具有未被处理部分的标识识别装置识别或批准的标识装置的感测部分的传感器可仅具有基本功能和/或数据输出。

处理部分的标识识别装置和数据处理单元可以是功能上独立的装置，其中数据处理单元包括处理器，以及标识识别装置包括另一处理器或芯片读取器，以用于识别感测部分中存在标识装置。然而，在另一优选实施方式中，根据本发明的传感器的特征在于处理部分包括包含标识识别装置和数据处理单元的处理器。数据处理和标识识别在一个处理器中的功能集成特别节省了成本和空间要求。

根据本发明的传感器的另一优选实施方式的特征在于，标识识别装置包括ID芯片读取器，以用于识别感测部分中存在ID芯片。ID芯片，诸如无源RFID标签，作为相对廉价和小型部件而广泛可用，因此适合于设置在新制造的感测部分中以及并入许多现有的感测部分中。因此，除了新制造的感测部分之外，通过在感测部分中并入由处理部分的识别装置识别的ID芯片，现有的可用感测部分也可容易地转换成根据本发明的感测部分。

在另一优选实施方式中，根据本发明的传感器的特征在于，处理部分包括：外壳，具有联接构件，以用于将处理部分可释放地联接至设置在感测部分的外壳上的相关联接构件。

在特定实施方式中，根据本发明的传感器的特征在于，处理部分与感测部分之间的联接是直接联接。替代地，处理部分与感测部分之间的联接可以是经由在处理部分与感测部分的联接构件和相关联接构件之间延伸的电缆的间接联接。

根据本发明的传感器的另一优选实施方式的特征在于，联接构件包括：连接器，具有连接器引脚，优选为Vario Pin连接器，更优选为具有8个或更多个连接器引脚的VarioPin连接器。

根据本发明的传感器的另一特定实施方式的特征在于，传感器感测部分能够测量液体或气体的流体参数。

在另一优选实施方式中，根据本发明的传感器的特征在于，传感器感测部分能够测量一个或更多个流体参数，包括pH、比电导率、感应电导率和溶解氧。

根据本发明的传感器的特别优选的实施方式的特征在于，传感器感测部分是玻璃电极。

尽管本文描述的根据本发明的传感器对于包括由处理部分的标识识别装置识别的标识装置的感测部分特别有用，但是它也可以适当地与功能上联接至的、不包括由处理部分的标识识别装置识别的标识装置的感测部分一起使用。只要感测部分和处理部分可例如经由设置在感测部分和处理部分上的相应联接构件在功能上和通信地彼此联接，就可以使用传感器。在这种情况下，处理部分的输出可能受到限制，使得例如在更换时可能需要重新校准每个感测部分。因而，处理部分可与其可在功能上和通信地联接的任何感测部分一起使用，以形成本发明的传感器，而不管感测部分是否包括可由处理部分的标识识别装置识别的标识装置。

本发明还涉及一种用于测量流体参数的传感器的处理部分，包括外壳，该外壳设置有用于可释放地联接至传感器的感测部分的外壳上的相关联接构件的联接构件，该处理部分在外壳内设置有：数据处理单元，用于处理从由感测部分提供的测量数据信号获得的数据；存储器，用于存储由数据处理单元处理的数据；电源/能量供应部，用于操作处理部分；以及数字通信接口，用于将数据传送至外部读出装置。

在优选实施方式中，根据本发明的处理部分的特征在于，它包括包含标识识别装置和数据处理单元的处理器。

在另一优选实施方式中，根据本发明的处理部分的特征在于，它包括：控制装置，用于根据标识识别装置的结果控制由处理部分提供的输出。

根据本发明的处理部分的特定实施方式的特征在于，标识识别装置包括：ID芯片读取器，用于在联接至感测部分时识别所述感测部分中存在ID芯片。

在另一优选实施方式中，根据本发明的处理部分的特征在于，它包括：外壳，具有联接构件，以用于可释放地联接至设置在感测部分的外壳上的相关联接构件。

根据本发明的处理部分的另一特定实施方式的特征在于，联接构件适于直接联接至感测部分的联接构件，或者适于经由在联接构件和感测部分的相关联接构件之间延伸的电缆间接联接。

根据本发明的处理部分的另一特定实施方式的特征在于，联接构件包括：连接器，具有连接器引脚，优选为VarioPin连接器，更优选为具有8个或更多连接器引脚的VarioPin连接器。

本发明还涉及一种用于测量流体参数的传感器的流体参数感测部分，具有外壳，并且具有用于向处理部分提供测量数据信号的装置，外壳设置有用于可释放地联接至传感器的处理部分的相关联接构件的联接构件，外壳包封ID芯片，ID芯片包括由处理部分的ID芯片读取器可读的感测部分特定数据。

附图说明

通过形成本申请一部分的附图和下文描述的相应实施方式进一步阐明本发明的这些方面和其他方面。除非清楚和明确地指出，否则附图和实施方式决不意味着反映对本发明范围的限制。

图1示出了根据本发明的传感器的实施方式的立体图，其中传感器的感测部分和处理部分彼此分开，并且传感器的感测部分和处理部分彼此直接联接。

图2示出了根据本发明的处理部分的实施方式的示意图示。

具体实施方式

如图1所示，根据本发明的传感器1包括可直接彼此联接的感测部分10和单独的处理部分20。对此，感测部分和处理部分各自包括用于所述部分相互连接的连接构件。根据本发明的处理部分20包括圆柱形外壳，该外壳在一端上包括用于直接联接至传感器的感测部分10的相应连接构件11的连接构件21。在该具体实施方式中，感测部分10包括可操作地联接至处理部件的母Vario Pin连接器的公Vario Pin连接器。Vario Pin连接器包括8个引脚，每个引脚均配置为具有指定功能。引脚中的三个被指定用于检测和识别设置在感测部分中的可能的ID芯片，即，一个DATA引脚和两个集成电路(IC)电源引脚(例如Vcc和地)。根据传感器的类型和待测量的流体参数的类型来指定其他五个引脚，其中待测量的流体参数为例如pH、SC、ISC或DO。

如图2所示，根据本发明的处理部分在外壳内包括：数据处理单元，用于处理从由感测部分提供的测量数据信号获得的数据。数据处理单元包括微处理器，该微处理器在功能上联接至形式为非易失性存储器(NVM存储器)且用于存储由处理装置处理的数据的存储器装置。微处理器还联接至单独的ID芯片读取器，以用于当在传感器中使用具有识别的ID芯片的感测部分时，处理由ID芯片读取器提供的ID芯片识别数据。微处理器通过隔离的RS485数字通信接口提供输出，该数字通信接口用于使得能够将输出数据传送至外部读出装置，诸如合适的显示器或监视器。由微处理器提供的输出数据可根据处理部分中的ID芯片读取器识别感测部分中的ID芯片而不同。处理部分的部件通过电流上隔离的电源/能量供应部来供电，该电力/能量供应部操作传感器的处理部分和传感器的感测部分二者。对此，由电源供应的电力可经由联接构件提供给感测部分。

出于清楚和简明描述的目的，本文将特征描述为相同或单独的方面及其优选实施方式的一部分，然而，应理解的是，本发明的范围可包括具有所描述特征的全部或部分的组合的实施方式。

Claims (15)

1.一种用于测量流体参数的传感器，所述传感器包括：

流体参数感测部分，用于提供测量数据信号；以及

处理部分，可释放地连接至所述感测部分，以用于将所述测量数据信号从所述感测部分传送至所述处理部分，所述处理部分包括：数据处理单元，用于处理从所述测量数据信号获得的数据；存储器，用于存储由所述处理装置处理的数据；电源/能量供应部，用于至少操作所述传感器的所述处理部分；以及数字通信接口，用于将数据传送至外部读出装置，

其特征在于，所述处理部分包括标识识别装置，所述标识识别装置能够识别所述感测部分中存在标识装置。

2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述处理部分包括处理器，所述处理器包括所述标识识别装置和所述数据处理单元。

3.根据权利要求1或2所述的传感器，其特征在于，所述处理部分包括：控制装置，用于根据所述标识识别装置的结果控制由所述处理部分提供的输出。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器，其特征在于，所述标识识别装置包括：ID芯片读取器，用于识别所述感测部分中存在ID芯片。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器，其特征在于，所述处理部分包括：外壳，具有联接构件，以用于将所述处理部分可释放地联接至设置在所述感测部分的外壳上的相关联接构件。

6.根据权利要求5所述的传感器，其特征在于，所述联接构件包括：连接器，具有连接器引脚，优选为Vario Pin连接器，更优选为具有8个或更多连接器引脚的Vario Pin连接器。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的传感器，其特征在于，所述感测部分能够测量一个或更多个流体参数，包括pH、比电导率、感应电导率和溶解氧。

8.一种用于测量流体参数的传感器的处理部分，包括外壳，所述外壳设置有联接构件，用于可释放地联接至所述传感器的流体参数感测部分的相关联接构件，所述处理部分在所述外壳内设置有：数据处理单元，用于处理从由所述感测部分提供的测量数据信号获得的数据；存储器，用于存储由所述数据处理单元处理的所述数据；电源/能量供应部，用于操作所述处理部分；以及数字通信接口，用于将数据传送至外部读出装置，其特征在于，所述处理部分包括标识识别装置，所述标识识别装置能够识别所述感测部分中存在标识装置。

9.根据权利要求8所述的处理部分，其特征在于，所述处理部分包括包含所述标识识别装置和所述数据处理单元的处理器。

10.根据权利要求8或9所述的处理部分，其特征在于，所述处理部分包括：控制装置，用于根据所述标识识别装置的结果控制由所述处理部分提供的输出。

11.根据权利要求8至10中的任一项所述的处理部分，其特征在于，所述标识识别装置包括：ID芯片读取器，用于在联接至感测部分时识别所述感测部分中存在ID芯片。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的处理部分，其特征在于，所述处理部分包括：外壳，具有联接构件以用于将所述处理部分可释放地联接至设置在所述感测部分的外壳上的相关联接构件。

13.根据权利要求12所述的处理部分，其特征在于，所述联接构件适于直接联接至所述感测部分的所述联接构件，或适于经由在所述联接构件与所述感测部分的相关联接构件之间延伸的电缆间接联接。

14.根据权利要求12或13所述的处理部分，其特征在于，所述联接构件包括：连接器，具有连接器引脚，优选为Vario Pin连接器，更优选为具有8个或更多连接器引脚的Vario Pin连接器。

15.一种用于测量流体参数的传感器的流体参数感测部分，具有外壳，并且具有用于向所述传感器的处理部分提供测量数据信号的装置，所述外壳设置有用于可释放地联接至所述处理部分的相关联接构件的联接构件，所述外壳包封ID芯片，所述ID芯片包括能够由所述处理部分的ID芯片读取器读取的感测部分特定数据。