DE102015120077A1 - Sensor system, use of a sensor system and method for transmitting a transmission signal in a sensor system - Google Patents

Sensor system, use of a sensor system and method for transmitting a transmission signal in a sensor system Download PDF

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Abstract

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschreiben ein Sensorsystem (1) zur Verwendung an einer technischen Anlage, eine Verwendung eines Sensorsystems (1) an einer technischen Anlage sowie ein Verfahren zum Übertragen eines Sendesignals (S) in einem Sensorsystem (1) an einer technischen Anlage bereit. Das Sensorsystem umfasst eine Sensoreinheit (10) zum Erfassen mindestens einer Messgröße an einem Bauteil der technischen Anlage und zum Erzeugen eines aus der mindestens einen Messgröße abgeleiteten Messdatensignals (M); eine Sendeeinheit (20), welcher das Messdatensignal zugeführt wird, zum Erzeugen eines Sendesignals (S) aus dem Messdatensignal (M), wobei die Sendeeinheit (20) dazu ausgebildet ist, das Sendesignal (S) über Funk zu übermitteln; eine Energieversorgungseinheit (30) mit einer ersten Energy-Harvesting-Einrichtung (31) und mindestens einer weiteren Energy-Harvesting-Einrichtung (32); und einen Energiespeicher (40), der zumindest zeitweise mit Energie aus der ersten Energy-Harvesting-Einrichtung (31) und/oder aus der mindestens einen weiteren Energy-Harvesting-Einrichtung (32) geladen wird, und der dazu ausgebildet ist, die Sensoreinheit (10) und/oder die Sendeeinheit (20) zumindest zeitweise mit Energie zu versorgen.Embodiments of the present invention describe a sensor system (1) for use on a technical installation, a use of a sensor system (1) on a technical installation, and a method for transmitting a transmission signal (S) in a sensor system (1) on a technical installation. The sensor system comprises a sensor unit (10) for detecting at least one measured variable on a component of the technical system and for generating a measured data signal (M) derived from the at least one measured variable; a transmission unit (20), to which the measurement data signal is supplied, for generating a transmission signal (S) from the measurement data signal (M), wherein the transmission unit (20) is adapted to transmit the transmission signal (S) via radio; a power supply unit (30) having a first energy harvesting device (31) and at least one further energy harvesting device (32); and an energy storage device (40) which is at least temporarily charged with energy from the first energy harvesting device (31) and / or from the at least one further energy harvesting device (32) and which is adapted to the sensor unit (10) and / or the transmitting unit (20) at least temporarily to provide energy.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen ein Sensorsystem zur Verwendung an einer technischen Anlage, die Verwendung eines Sensorsystems an einer technischen Anlage sowie ein Verfahren zum Übertragen eines Sendesignals in einem Sensorsystem an einer technischen Anlage.Embodiments of the present invention relate to a sensor system for use in a technical installation, the use of a sensor system on a technical installation, and a method for transmitting a transmission signal in a sensor system to a technical installation.

In verschiedenen Bereichen der Technik besteht oftmals ein verstärktes Interesse, Betriebsparameter von technischen Anlagen mittels Sensoren als Sensordaten zu erfassen und auszuwerten. Einerseits kann es erforderlich sein, mechanische, elektrische oder sonstige Größen aus regelungstechnischen Gründen zu ermitteln. Vielfach kommen auch Sensoren zum Einsatz, die über die Lebensdauer von Elementen der technischen Anlage Auskunft geben sollen, z. B. Schwingungs- und Dehnungssensoren und dergleichen.In various fields of technology, there is often an increased interest in detecting and evaluating operating parameters of technical installations by means of sensors as sensor data. On the one hand, it may be necessary to determine mechanical, electrical or other variables for reasons of control technology. In many cases, sensors are used, which should give information over the life of elements of the technical system, z. B. vibration and strain sensors and the like.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Es sind Sensorsysteme zur Verwendung an einer Windkraftanlage bekannt, welche zur internen Spannungsversorgung mit einer sogenannten Energy-Harvesting-Einrichtung versehen sind. Aus der US 8,718,831 B2 ist z. B. eine Windenergieanlage bekannt, wobei ein Rotorblatt des Rotors mit einem Sensor versehen ist. Dieser Sensor ist dazu ausgebildet, Daten an eine Datensammeleinrichtung zu übertragen. Die Datensammeleinrichtung wird mit Energie versorgt, die in dem Rotorblatt erzeugt wird, z. B. entweder durch Vibrationen in dem Rotorblatt oder aus der Energie aus Druckänderungen über das Rotorblatt hinweg oder aus Solarpanels.There are known sensor systems for use on a wind turbine, which are provided for internal power supply with a so-called energy harvesting device. From the US 8,718,831 B2 is z. B. a wind turbine, wherein a rotor blade of the rotor is provided with a sensor. This sensor is designed to transmit data to a data collection device. The data collection device is powered by energy generated in the rotor blade, e.g. B. either by vibrations in the rotor blade or from the energy from pressure changes across the rotor blade away or from solar panels.

Nachteilig an der bekannten Lösung ist, dass die genannten Möglichkeiten zum Durchführen von Energy Harvesting zeitlich nicht unbegrenzt verfügbar sind. So sind z. B. beim Stillstand des Rotors der Windenergieanlage keine oder nur sehr geringe Vibrationen zu verzeichnen, die unter Umständen nicht immer dazu ausreichen, genügend Energie zum Betrieb eines Sensorsystems zur Verfügung zu stellen. Entsprechendes gilt z. B. für die Solarpanels bei Beschattung des betreffenden Rotorblatts oder bei Nacht usw.A disadvantage of the known solution is that the possibilities mentioned for performing energy harvesting are not unlimited in time. So z. B. at standstill of the rotor of the wind turbine no or only very small vibrations recorded, which may not always be sufficient to provide enough energy to operate a sensor system available. The same applies z. B. for the solar panels when shading the relevant rotor blade or at night, etc.

Viele der mit den Sensoren erfassbaren Größen sollten jedoch kontinuierlich oder zumindest in regelmäßigen Messintervallen aufgezeichnet und/oder an eine auswertende Stelle übermittelt werden, beispielsweise an ein Regelungssystem. Gleichzeitig ist eine externe Spannungsversorgung des Sensorsystems im Anwendungsfall möglicherweise zu aufwändig oder z. B. aus Blitzschutzgründen nicht möglich oder nicht erwünscht.However, many of the variables that can be detected by the sensors should be recorded continuously or at least at regular measuring intervals and / or transmitted to an evaluating point, for example to a control system. At the same time an external power supply of the sensor system in the application may be too expensive or z. B. for lightning protection is not possible or not desirable.

Es ist daher wünschenswert, eine Lösung zu schaffen, bei welcher ein zuverlässiger Betrieb eines intern spannungsversorgten Sensorsystems an einer technischen Anlage gewährleistet ist.It is therefore desirable to provide a solution in which a reliable operation of an internally voltage-supplied sensor system is ensured in a technical system.

ZUSAMMENFASSUNG SUMMARY

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Sensorsystem zur Verwendung an einer technischen Anlage gemäß Anspruch 1 bereit. Ferner geben Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Verwendung eines Sensorsystems an einer technischen Anlage gemäß Anspruch 8 an. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen außerdem ein Verfahren zum Übertragen eines Sendesignals in einem Sensorsystem an einer technischen Anlage gemäß Anspruch 9 bereit.Embodiments of the present invention provide a sensor system for use on a technical equipment according to claim 1. Furthermore, embodiments of the present invention specify the use of a sensor system on a technical installation according to claim 8. Embodiments of the present invention also provide a method for transmitting a transmission signal in a sensor system on a technical installation according to claim 9.

Gemäß einer Ausführungsform wird ein Sensorsystem zur Verwendung an einer technischen Anlage angegeben, umfassend eine Sensoreinheit zum Erfassen mindestens einer Messgröße an einem Bauteil der technischen Anlage und zum Erzeugen eines aus der mindestens einen Messgröße abgeleiteten Messdatensignals; eine Sendeeinheit, welcher das Messdatensignal zugeführt wird, zum Erzeugen eines Sendesignals aus dem Messdatensignal, wobei die Sendeeinheit dazu ausgebildet ist, das Sendesignal über Funk zu übermitteln; eine Energieversorgungseinheit mit einer ersten Energy-Harvesting-Einrichtung und mindestens einer weiteren Energy-Harvesting-Einrichtung; und einen Energiespeicher, der zumindest zeitweise mit Energie aus der ersten Energy-Harvesting-Einrichtung und/oder aus der mindestens einen weiteren Energy-Harvesting-Einrichtung geladen wird, und der dazu ausgebildet ist, die Sensoreinheit und/oder die Sendeeinheit zumindest zeitweise mit Energie zu versorgen.According to one embodiment, a sensor system for use in a technical installation is specified, comprising a sensor unit for detecting at least one measured variable on a component of the technical installation and for generating a measurement data signal derived from the at least one measured variable; a transmission unit, to which the measurement data signal is supplied, for generating a transmission signal from the measurement data signal, wherein the transmission unit is designed to transmit the transmission signal via radio; a power supply unit having a first energy harvesting device and at least one further energy harvesting device; and an energy storage, which is at least temporarily charged with energy from the first energy harvesting device and / or from the at least one further energy harvesting device, and which is adapted to the sensor unit and / or the transmission unit at least temporarily with energy to supply.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine Verwendung eines Sensorsystems an einer technischen Anlage angegeben, wobei das Sensorsystem umfasst: Eine Sensoreinheit zum Erfassen mindestens einer Messgröße an einem Bauteil der technischen Anlage und zum Erzeugen eines aus der mindestens einen Messgröße abgeleiteten Messdatensignals; eine Sendeeinheit, welcher das Messdatensignal zugeführt wird, zum Erzeugen eines Sendesignals aus dem Messdatensignal, wobei die Sendeeinheit dazu ausgebildet ist, das Sendesignal über Funk zu übermitteln; eine Energieversorgungseinheit mit einer ersten Energy-Harvesting-Einrichtung und mindestens einer weiteren Energy-Harvesting-Einrichtung; und einen Energiespeicher, der zumindest zeitweise mit Energie aus der ersten Energy-Harvesting-Einrichtung und/oder aus der mindestens einen weiteren Energy-Harvesting-Einrichtung geladen wird, und der dazu ausgebildet ist, die Sensoreinheit und/oder die Sendeeinheit zumindest zeitweise mit Energie zu versorgen. According to a further embodiment, a use of a sensor system is specified on a technical system, the sensor system comprising: a sensor unit for detecting at least one measured variable on a component of the technical system and for generating a measured data signal derived from the at least one measured variable; a transmission unit, to which the measurement data signal is supplied, for generating a transmission signal from the measurement data signal, wherein the transmission unit is designed to transmit the transmission signal via radio; a power supply unit having a first energy harvesting device and at least one further energy harvesting device; and an energy storage, which is at least temporarily charged with energy from the first energy harvesting device and / or from the at least one further energy harvesting device, and which is adapted to the sensor unit and / or the transmission unit at least temporarily with energy to supply.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Übertragen eines Sendesignals in einem Sensorsystem an einer technischen Anlage angegeben, wobei das Sensorsystem umfasst: Eine Sensoreinheit an einem Bauteil der technischen Anlage; eine Sendeeinheit zum Übermitteln eines Sendesignals über Funk; eine Energieversorgungseinheit mit einer ersten Energy-Harvesting-Einrichtung und einer zweiten Energy-Harvesting-Einrichtung; einen Energiespeicher, der zumindest zeitweise mit Energie aus der ersten Energy-Harvesting-Einrichtung und/oder aus der zweiten Energy-Harvesting-Einrichtung geladen wird, und der die Sensoreinheit und/oder die Sendeeinheit zumindest zeitweise mit Energie versorgt, wobei das Verfahren umfasst: Erfassen, mittels der Sensoreinheit, mindestens einer Messgröße an dem Bauteil und Erzeugen eines aus der mindestens einen Messgröße abgeleiteten Messdatensignals; Erzeugen, mittels der Sendeeinheit, eines Sendesignals aus dem Messdatensignal und Übermitteln des Sendesignals über Funk; Versorgen der Sensoreinheit und/oder der Sendeeinheit mit Energie aus der Energieversorgungseinheit, wenn ein festgelegter oder festlegbarer erster Leistungs-Schwellenwert der momentan verfügbaren Leistung aus der Energieversorgungseinheit überschritten wird, und Versorgen der Sensoreinheit und/oder der Sendeeinheit mit Energie aus dem Energiespeicher, wenn der erste Leistungs-Schwellenwert unterschritten wird; Laden des Energiespeichers mit Energie aus der Energieversorgungseinheit, wenn ein festgelegter oder festlegbarer zweiter Leistungs-Schwellenwert der momentan verfügbaren Leistung aus der Energieversorgungseinheit überschritten wird.According to a further embodiment, a method for transmitting a transmission signal in a sensor system to a technical installation is specified, the sensor system comprising: a sensor unit on a component of the technical installation; a transmitting unit for transmitting a transmission signal via radio; a power supply unit having a first energy harvesting device and a second energy harvesting device; an energy store, which is at least temporarily charged with energy from the first energy harvesting device and / or from the second energy harvesting device, and which at least temporarily supplies energy to the sensor unit and / or the transmitting unit, the method comprising: Detecting, by means of the sensor unit, at least one measured variable on the component and generating a measured data signal derived from the at least one measured variable; Generating, by means of the transmitting unit, a transmission signal from the measurement data signal and transmitting the transmission signal by radio; Supplying the sensor unit and / or the transmitting unit with energy from the power supply unit when a fixed or definable first power threshold of the currently available power from the power supply unit is exceeded, and supplying the sensor unit and / or the transmitting unit with energy from the energy storage when the falls below the first power threshold; Charging the energy store with power from the power supply unit when a predetermined or settable second power threshold of the currently available power from the power supply unit is exceeded.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description. In the drawings show:

1 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Sensorsystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 1 a schematic representation of the structure of a sensor system according to an embodiment of the invention;

2a eine schematische Darstellung der Verwendung eines Sensorsystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung an einer Windkraftanlage, mit einer Sendeeinheit des Sensorsystems in einem Minimalabstand zu einer Empfangseinheit des Sensorsystems; 2a a schematic representation of the use of a sensor system according to an embodiment of the invention in a wind turbine, with a transmitting unit of the sensor system in a minimum distance to a receiving unit of the sensor system;

2b eine Darstellung analog zu 2a, mit der Sendeeinheit in einem Maximalabstand zu der Empfangseinheit; 2 B a representation analogous to 2a with the transmitting unit at a maximum distance to the receiving unit;

2c einen beispielhaften Verlauf des Abstands der Sendeeinheit zu der Empfangseinheit über der Zeit bei Drehungen des Rotors der Winkraftanlage; 2c an exemplary course of the distance of the transmitting unit to the receiving unit over time during rotations of the rotor of the Winkraftanlage;

3 einen beispielhaften Verlauf der verfügbaren elektrischen Leistung über der Zeit; 3 an exemplary course of available electrical power over time;

4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Übertragen eines Sendesignals in einem Sensorsystem an einer Windkraftanlage, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und 4 a flowchart of a method for transmitting a transmission signal in a sensor system on a wind turbine, according to an embodiment of the invention; and

5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Übertragen eines Sendesignals in einem Sensorsystem an einer Windkraftanlage, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. 5 a flowchart of a method for transmitting a transmission signal in a sensor system on a wind turbine, according to another embodiment of the invention.

Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. Die Zeichnungen dienen der Veranschaulichung eines oder mehrerer Beispiele von Ausführungsformen der Erfindung.Hereinafter, embodiments of the invention will be explained in more detail. The drawings are illustrative of one or more examples of embodiments of the invention.

In 1 ist ein Sensorsystem 1 zur Verwendung an einer technischen Anlage gemäß einer Ausführungsform schematisch dargestellt. In den hierin dargestellten Ausführungsformen ist die technische Anlage eine Windkraftanlage 100. Das Sensorsystem 1 weist eine Sensoreinheit 10 auf, die dazu ausgebildet ist, mindestens eine Messgröße an einem Bauteil der Windkraftanlage 100 zu erfassen und ein aus der mindestens einen Messgröße abgeleitetes Messdatensignal M zu erzeugen.In 1 is a sensor system 1 for use on a technical system according to one embodiment shown schematically. In the embodiments illustrated herein, the technical equipment is a wind turbine 100 , The sensor system 1 has a sensor unit 10 on, which is designed to at least one measured variable on a component of the wind turbine 100 to detect and to generate a derived from the at least one measured variable measurement data signal M.

Die Messgröße wird vorzugsweise an einem Rotorblatt 111, 112, 113 (siehe 2) der Windkraftanlage erfasst. Beispielhaft, aber nicht abschließend oder einschränkend, sind als Messgröße die Beschleunigung der Sensoreinheit 10 – ggf. im Rotorblatt 111, 112, 113 –, eine Dehnung – z. B. eine Dehnung von Teilen des Rotorblatts 111, 112, 113 –, die Temperatur usw. genannt. Das Erfassen der Messgröße kann kontinuierlich erfolgen; typischerweise wird das Erfassen in festgelegten oder festlegbaren Abtastintervallen oder dergleichen erfolgen.The measured variable is preferably on a rotor blade 111 . 112 . 113 (please refer 2 ) of the wind turbine detected. By way of example, but not exhaustive or restrictive, the acceleration of the sensor unit is the measured variable 10 - if necessary in the rotor blade 111 . 112 . 113 -, an elongation - z. As an elongation of parts of the rotor blade 111 . 112 . 113 -, called the temperature, etc. The acquisition of the measured variable can take place continuously; typically the detection will occur at fixed or determinable sampling intervals or the like.

Das Messsignal M ist aus der Messgröße abgeleitet. Beispielsweise sind ein Momentanwert der Messgröße und/oder ein Messgrößenverlauf über der Zeit in dem Messsignal M geeignet codiert. Das Messsignal kann ein Analogsignal oder ein Digitalsignal sein; beim Erfassen mehrerer Messgrößen ist es auch möglich, dass einige oder alle Messgrößen bzw. Messgrößenverläufe mittels eines geeigneten Multiplexverfahrens oder dergleichen in dem Messsignal enthalten sind.The measurement signal M is derived from the measured variable. For example, an instantaneous value of the measured variable and / or a course of the measured variable over time are suitably encoded in the measuring signal M. The measurement signal may be an analog signal or a digital signal; When detecting a plurality of measured variables, it is also possible for some or all of the measured variables or measured variable profiles to be contained in the measuring signal by means of a suitable multiplexing method or the like.

Das erzeugte Messsignal M wird einer Sendeeinheit 20 zugeführt, und die Sendeeinheit 20 erzeugt aus dem Messdatensignal M ein Sendesignal S. Dies erfolgt z. B. mittels eines geeigneten Modulationsverfahrens. Die Sensoreinheit 10 und die Sendeeinheit 20 können als separate Einheiten ausgebildet sein; sie können aber auch miteinander integriert ausgebildet sein. Die Sendeeinheit 20 ist dazu ausgebildet, das Sendesignal S über Funk zu übermitteln. Eine Übermittlung über Funk kann auf dem gesamten funktechnisch nutzbaren elektromagnetischen Spektrum erfolgen. Insbesondere dann, wenn ein entsprechend moduliertes Sendesignal S eine größere Bandbreite einnehmen wird, ist es aber vorteilhaft, wenn die Übermittlung in einem Frequenzbereich oberhalb von 100 MHz erfolgt; die vorliegende Offenbarung ist hierauf aber nicht beschränkt. Beispielsweise kann die Übermittlung in einem geeigneten ISM-Band erfolgen, z. B. im 433-MHz-Band, im 902-MHz-Band, im 2,4-GHz-Band, im 5,75-GHz-Band oder im 24-GHz-Band.The generated measuring signal M becomes a transmitting unit 20 supplied, and the transmitting unit 20 generates from the measurement data signal M a transmission signal S. This takes place for. B. by means of a suitable modulation method. The sensor unit 10 and the transmission unit 20 may be formed as separate units; but they can also be integrated with each other. The transmitting unit 20 is designed to transmit the transmission signal S via radio. Transmission via radio can take place on the entire radio-usable electromagnetic spectrum. In particular, when a correspondingly modulated transmission signal S will assume a larger bandwidth, it is advantageous if the transmission in a frequency range above 100 MHz takes place; however, the present disclosure is not limited thereto. For example, the transmission may be in a suitable ISM band, e.g. In the 433 MHz band, in the 902 MHz band, in the 2.4 GHz band, in the 5.75 GHz band or in the 24 GHz band.

Das Sensorsystem 1 gemäß der in 1 dargestellten Ausführungsform weist außerdem eine Energieversorgungseinheit 30 auf, die in 1 mit einer gestrichelten Linie angedeutet ist. Die Energieversorgungseinheit 30 weist ihrerseits eine erste Energy-Harvesting-Einrichtung 31 auf. Außerdem weist die Energieversorgungseinheit 30 mindestens eine weitere Energy-Harvesting-Einrichtung 32 auf. In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist genau eine weitere Energy-Harvesting-Einrichtung 32 vorgesehen; die Offenbarung ist darauf jedoch nicht beschränkt, und es können zwei, drei, vier oder mehr weitere Energy-Harvesting-Einrichtungen vorgesehen sein.The sensor system 1 according to the in 1 illustrated embodiment also has a power supply unit 30 on that in 1 is indicated by a dashed line. The power supply unit 30 in turn has a first energy harvesting facility 31 on. In addition, the power supply unit points 30 at least one more energy harvesting facility 32 on. In the in 1 shown embodiment is exactly another energy harvesting device 32 intended; however, the disclosure is not limited thereto, and two, three, four or more other energy harvesting devices may be provided.

Ferner weist das Sensorsystem 1 gemäß der in 1 dargestellten Ausführungsform einen Energiespeicher 40 auf. Als Energiespeicher 40 kommen beispielsweise, ohne Beschränkung, ein Kondensator wie z. B. ein Hochkapazitäts-Kondensator (UltraCap, GoldCap und dergleichen) und/oder ein chemischer Energiespeicher wie z. B. eine Batterie zum Einsatz. Eine Kombination verschiedener Möglichkeiten zum Speichern elektrischer Energie und für deren bedarfsweisen Abruf in dem Energiespeicher 40 kann ebenfalls vorgesehen sein. Furthermore, the sensor system 1 according to the in 1 illustrated embodiment, an energy storage 40 on. As energy storage 40 For example, without limitation, a capacitor such. As a high-capacity capacitor (UltraCap, GoldCap and the like) and / or a chemical energy storage such. B. a battery used. A combination of different ways to store electrical energy and their demand in the energy storage 40 may also be provided.

Der Energiespeicher 40 wird zumindest zeitweise mit Energie aus der ersten Energy-Harvesting-Einrichtung 31 geladen. Alternativ oder zusätzlich wird der Energiespeicher 40 zumindest zeitweise mit Energie aus der mindestens einen weiteren Energy-Harvesting-Einrichtung 32 geladen.The energy storage 40 is at least temporarily using energy from the first energy-harvesting facility 31 loaded. Alternatively or additionally, the energy storage 40 at least temporarily with energy from the at least one other energy harvesting device 32 loaded.

Der Energiespeicher 40 ist außerdem dazu ausgebildet, die Sensoreinheit 10 zumindest zeitweise mit Energie zu versorgen. Alternativ oder zusätzlich ist der Energiespeicher 40 dazu ausgebildet, die Sendeeinheit 20 zumindest zeitweise mit Energie zu versorgen. Der Energiespeicher 40 und die Energieversorgungseinheit 30 können als separate Einheiten ausgebildet sein, oder sie können miteinander integriert ausgebildet sein. Ebenso ist es denkbar, dass Energieversorgungseinheit 30, Energiespeicher 40, Sensoreinheit 10 und Sendeeinheit 20 miteinander integriert ausgebildet sind.The energy storage 40 is also adapted to the sensor unit 10 at least temporarily to provide energy. Alternatively or additionally, the energy storage 40 designed to be the transmitting unit 20 at least temporarily to provide energy. The energy storage 40 and the power supply unit 30 may be formed as separate units, or they may be formed integrally with each other. Likewise it is conceivable that energy supply unit 30 , Energy storage 40 , Sensor unit 10 and transmitting unit 20 formed integrally with each other.

Die Sensoreinheit 10 und/oder die Sendeeinheit 20 werden zumindest zeitweise mit Energie aus dem Energiespeicher 40 versorgt, der seinerseits mit Energie aus der ersten Energy-Harvesting-Einrichtung 31 und/oder der mindestens einen weiteren Energy-Harvesting-Einrichtung 32 geladen wird. Es kann darauf verzichtet werden, eine Leitung zur Energieversorgung der Sensoreinheit 10 und/oder der Sendeeinheit 20 zu verlegen. Dies kann dazu beitragen, die Flexibilität des Sensorsystems 1 zu erhöhen, insbesondere bei einer Anordnung der Sensoreinheit 10 oder der Sendeeinheit 20 in einem Rotorblatt 111, 112, 113. Ferner ist auch keine Leitung zur Energieversorgung des Energiespeichers 40 notwendig.The sensor unit 10 and / or the transmitting unit 20 be at least temporarily with energy from the energy storage 40 who, for his part, uses energy from the first energy harvesting facility 31 and / or the at least one further energy harvesting device 32 is loaded. It may be waived, a line for powering the sensor unit 10 and / or the transmitting unit 20 relocate. This can help increase the flexibility of the sensor system 1 to increase, in particular in an arrangement of the sensor unit 10 or the transmitting unit 20 in a rotor blade 111 . 112 . 113 , Furthermore, no line for the energy supply of the energy storage 40 necessary.

Vorzugsweise sind die erste Energy-Harvesting-Einrichtung 31 und die mindestens eine weitere Energy-Harvesting-Einrichtung 32 unabhängig voneinander ausgebildet. Dadurch, dass die Energie aus mindestens zwei unabhängigen Energy-Harvesting-Einrichtungen 31, 32 zum Laden des Energiespeichers 40 bezogen wird, werden außerdem die Zuverlässigkeit des Sensorsystems 1 oder dessen Ausfallsicherheit verbessert.Preferably, the first energy harvesting device 31 and the at least one other energy harvesting device 32 independently formed. By doing that, the energy comes from at least two independent energy harvesting facilities 31 . 32 to charge the energy storage 40 In addition, the reliability of the sensor system becomes 1 or improved its reliability.

Gemäß einem Aspekt nutzen die erste Energy-Harvesting-Einrichtung 31 und die zweite Energy-Harvesting-Einrichtung 32 jeweils ein unterschiedliches Energie-Umwandlungsprinzip aus der folgenden Gruppe: Umwandlung von Bewegungsenergie angeregt durch eine Rotation; Umwandlung von Bewegungsenergie angeregt durch eine Vibration; Umwandlung von Energie aus elektromagnetischen Wellen im Hochfrequenzbereich; Umwandlung von Energie aus elektromagnetischen Wellen im optischen Bereich; Umwandlung von Energie aus einem Temperaturgradienten.In one aspect, use the first energy harvesting device 31 and the second energy harvesting facility 32 each a different energy conversion principle from the following group: conversion of kinetic energy excited by a rotation; Conversion of kinetic energy stimulated by a vibration; Conversion of energy from electromagnetic waves in the high frequency range; Conversion of energy from electromagnetic waves in the optical domain; Conversion of energy from a temperature gradient.

Gemäß diesem Aspekt kann Energie aus mindestens zwei verschiedenen Quellen „gesammelt“ werden. Dies kann dazu beitragen, die Zuverlässigkeit des Sensorsystems 1 weiter zu erhöhen.According to this aspect, energy can be "collected" from at least two different sources. This can help improve the reliability of the sensor system 1 continue to increase.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist die Energieversorgungseinheit 30 dazu ausgebildet, zumindest eine von Sensoreinheit 10, Sendeeinheit 20 und Energiespeicher 40 zumindest zeitweise mit Energie aus der ersten Energy-Harvesting-Einrichtung 31 und/oder mit Energie aus der mindestens einen weiteren Energy-Harvesting-Einrichtung 32 zu versorgen.In another aspect, the power supply unit 30 designed to at least one of the sensor unit 10 , Transmitting unit 20 and energy storage 40 at least temporarily with energy from the first energy harvesting facility 31 and / or with energy from the at least one other energy harvesting device 32 to supply.

Es kann also eine direkte Versorgung der Sensoreinheit 10, der Sendeeinheit 20 und/oder des Energiespeichers 40 aus zumindest einer der Energy-Harvesting-Einrichtungen 31, 32 erfolgen. Dieser Aspekt kommt insbesondere dann in Betracht, wenn während eines bestimmten Zeitraums die betreffende Energy-Harvesting-Einrichtung 31, 32 eine für eine direkte Versorgung ausreichende elektrische Leistung zur Verfügung stellen kann. Die zur Verfügung stehende Leistung schwankt im Zeitverlauf in Abhängigkeit der veränderlichen „sammelbaren“ Energie, beispielsweise bei einem veränderlichen Temperaturgradienten, falls dieser für das Energy Harvesting verwendet wird, oder bei veränderlichen Vibrationen, falls diese für das Energy Harvesting genutzt werden.So it can be a direct supply to the sensor unit 10 , the transmitting unit 20 and / or the energy storage 40 from at least one of the energy harvesting facilities 31 . 32 respectively. This aspect is particularly relevant when for a given period, the energy harvesting facility concerned 31 . 32 can provide sufficient for a direct supply electrical power. The available power varies over time as a function of variable "collectable" energy, for example a variable temperature gradient, if used for energy harvesting, or variable vibration, if used for energy harvesting.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist vorgesehen, dass das Sensorsystem 1 ferner eine Empfangseinheit 50 zum Empfangen des Sendesignals S von der Sendeeinheit 20 umfasst. In dem schematischen Schaubild in 1 ist die Empfangseinheit 50 am Ende einer Funkstrecke 25 angedeutet, wobei das Sendesignal S von der Sendeeinheit über die Funkstrecke 25 an die Empfangseinheit 50 übermittelt wird. Die Empfangseinheit 50 ist gemäß diesem Aspekt derart anordenbar oder angeordnet, dass sie während einer Rotation eines Rotors 110 der Windkraftanlage einen im Zeitverlauf veränderlichen Abstand d zu der Sendeeinheit 20 hat. Die Sendeeinheit 20 ist gemäß diesem Aspekt dazu ausgelegt, das Sendesignal S während eines Übermittlungszeitraums T an die Empfangseinheit 50 zu übermitteln, wobei während des Übermittlungszeitraums T der Abstand d der Sendeeinheit 20 von der Empfangseinheit 50 einen festgelegten oder festlegbaren Abstands-Schwellenwert dThr unterschreitet.According to a further aspect, it is provided that the sensor system 1 Furthermore, a receiving unit 50 for receiving the transmission signal S from the transmission unit 20 includes. In the schematic diagram in FIG 1 is the receiving unit 50 at the end of a radio link 25 indicated, wherein the transmission signal S from the transmitting unit via the radio link 25 to the receiving unit 50 is transmitted. The receiving unit 50 According to this aspect, it is so arranged or arranged that during a rotation of a rotor 110 the wind turbine a variable over time d distance to the transmitting unit 20 Has. The transmitting unit 20 According to this aspect, it is designed to transmit the transmission signal S to the receiving unit during a transmission period T 50 to transmit, during the transmission period T, the distance d of the transmitting unit 20 from the receiving unit 50 falls below a fixed or determinable distance threshold dThr.

2a und 2b zeigen eine schematische Darstellung der Verwendung des Sensorsystems 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung an einer Windkraftanlage 100 zur Erläuterung dieses Aspekts. Die Sendeeinheit 20 des Sensorsystems 1 ist gemäß dieser Ausführungsform in einem Rotorblatt 111 der Windkraftanlage angeordnet, welches eines von z. B. drei Rotorblättern 111, 112, 113 der Windkraftanlage darstellt. Die Empfangseinheit 50 wiederum ist ortsfest angeordnet; in der dargestellten Ausführungsform ist die Empfangseinheit 50 im Turm der Windkraftanlage 100 angeordnet. 2a and 2 B show a schematic representation of the use of the sensor system 1 according to an embodiment of the invention on a wind turbine 100 to explain this aspect. The transmitting unit 20 of the sensor system 1 is according to this embodiment in a rotor blade 111 arranged the wind turbine, which is one of z. B. three rotor blades 111 . 112 . 113 representing the wind turbine. The receiving unit 50 again, it is stationary; in the illustrated embodiment, the receiving unit 50 in the tower of the wind turbine 100 arranged.

Wenn der Rotor 110 der Windkraftanlage 100 rotiert, verändert sich der Abstand d der Sendeeinheit 20 zu der Empfangseinheit 50 infolge der Rotation. 2a zeigt eine Position des Rotors 110, bei welcher die Sendeeinheit 20 den Minimalabstand dmin von der Empfangseinheit 50 aufweist; analog zeigt 2b eine Position des Rotors 110, bei welcher die Sendeeinheit 20 den Maximalabstand dmax von der Empfangseinheit 50 aufweist. Ein beispielhafter Verlauf des Abstands d zwischen dem Minimalabstand dmin und dem Maximalabstand dmax ist in 2c gezeigt; der Einfachheit halber wird eine konstante Geschwindigkeit des Rotors 110 angenommen, so dass sich in diesem Beispiel der dargestellte gleichmäßige sinusförmige Verlauf ergibt.If the rotor 110 the wind turbine 100 rotates, the distance d of the transmitting unit changes 20 to the receiving unit 50 as a result of the rotation. 2a shows a position of the rotor 110 in which the transmitting unit 20 the minimum distance dmin from the receiving unit 50 having; analog shows 2 B a position of the rotor 110 in which the transmitting unit 20 the maximum distance dmax from the receiving unit 50 having. An exemplary profile of the distance d between the minimum distance dmin and the maximum distance dmax is in 2c shown; for simplicity, a constant speed of the rotor 110 assumed, so that in this example results in the illustrated uniform sinusoidal shape.

Während eines Zeitraums, der in 2c mit T bezeichnet ist, unterschreitet der Abstand d den Abstands-Schwellenwert dThr, der vorab passend festgelegt wird oder passend festlegbar ist. Dieser Zeitraum ist der Übermittlungszeitraum T gemäß dem beschriebenen Aspekt, während welchem die Sendeeinheit 20 das Sendesignal S übermittelt. During a period of time in 2c is denoted by T, the distance d falls below the distance threshold dThr, which is set in advance or suitably determined. This period is the transmission period T according to the described aspect, during which the transmission unit 20 transmits the transmission signal S.

Der Abstands-Schwellenwert dThr wird beispielsweise so bemessen, dass die Sendeeinheit 20 das Sendesignal S auch zuverlässig übermitteln kann, wenn die Sendeleistung der Sendeeinheit 20 vergleichsweise gering ist. Beispielsweise können die Dimensionen einer Windkraftanlage 100, an welcher das Sensorsystem 1 zum Einsatz kommt, derart groß sein, dass eine Übermittlung des Sendesignals S für den Fall, dass der Abstands-Schwellenwert dThr überschritten ist, nicht zuverlässig möglich ist oder nur mit einer vergleichsweise großen Sendeleistung möglich ist. Eine große Sendeleistung ist insbesondere bei dem vorliegenden Sensorsystem 1 jedoch nicht erwünscht, da dies ggf. eine unwirtschaftliche Dimensionierung der Energy-Harvesting-Einrichtungen 31, 32 nötig machen würde. Der Abstands-Schwellenwert dThr kann so z. B. an die Funkstrecke zwischen Sendeeinheit 20 und Empfangseinheit 50 angepasst sein, beispielsweise an die maximale Sendeleistung der Sendeeinheit 20. Die Sendeeinheit 20 sendet gemäß diesem Aspekt also nicht durchgängig während der Rotation des Rotors 110, sondern nur zeitweise. Dies kann dazu beitragen, eine energieeffiziente Übertragung des Sendesignals S zu gewährleisten.The distance threshold dThr is for example dimensioned so that the transmitting unit 20 the transmission signal S can also reliably transmit when the transmission power of the transmitting unit 20 is comparatively low. For example, the dimensions of a wind turbine 100 at which the sensor system 1 is used, be so large that a transmission of the transmission signal S in the event that the distance threshold dThr is exceeded, is not reliably possible or only with a relatively large transmission power is possible. A large transmission power is particularly in the present sensor system 1 However, this is not desirable, as this may result in uneconomic sizing of energy harvesting facilities 31 . 32 would require. The distance threshold dThr can be such. B. to the radio link between transmitting unit 20 and receiving unit 50 be adapted, for example, to the maximum transmission power of the transmitting unit 20 , The transmitting unit 20 Thus, according to this aspect, it does not transmit continuously during the rotation of the rotor 110 but only temporarily. This can help to ensure an energy-efficient transmission of the transmission signal S.

Die Empfangseinheit 50 kann bei Ausführungsformen auch derart ausgebildet sein, dass sie das empfangene Signal demoduliert und/oder decodiert, und dass sie das demodulierte und/oder decodierte Signal ausgibt, z. B. an eine Auswertungseinheit. Ferner kann die Empfangseinheit 50 auch selbst eine Auswertungsfunktion für das demodulierte und/oder decodierte Signal aufweisen.The receiving unit 50 may also be configured in embodiments to demodulate and / or decode the received signal, and to output the demodulated and / or decoded signal, e.g. B. to an evaluation unit. Furthermore, the receiving unit 50 also have an evaluation function for the demodulated and / or decoded signal itself.

Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst die Empfangseinheit 50 eine Richtantenne 55. Eine Vorzugsrichtung der Richtantenne 55 ist in einer Richtung ausrichtbar oder ausgerichtet, aus welcher zumindest zeitweise das Sendesignal von der Sendeeinheit 20 erwartet wird.According to a further aspect, the receiving unit comprises 50 a directional antenna 55 , A preferred direction of the directional antenna 55 is alignable or aligned in one direction, from which at least temporarily the transmission signal from the transmitting unit 20 is expected.

Bei Ausführungsformen ist eine Richtantenne 55 z. B. in der Blattwurzel eines Rotorblatts 111, 112, 113 vorgesehen, vorzugsweise desjenigen Rotorblatts, in welchem die betreffende Sendeeinheit 20 angeordnet ist. Die Richtantenne 55 kann bei Ausführungsformen z. B. auch in der Rotorblattnabe bzw. Rotorblattwurzel angeordnet sein. Die jeweilige Richtantenne 55 ist vorzugsweise so ausgerichtet, dass ihre Vorzugsrichtung in das Rotorblatt 111, 112, 113 hinein zeigt.In embodiments, a directional antenna 55 z. B. in the blade root of a rotor blade 111 . 112 . 113 provided, preferably of that rotor blade, in which the relevant transmitting unit 20 is arranged. The directional antenna 55 can in embodiments z. B. also be arranged in the rotor blade hub or rotor blade root. The respective directional antenna 55 is preferably oriented so that its preferred direction in the rotor blade 111 . 112 . 113 into it.

In der Ausführungsform gemäß den 2a2c ist die Empfangseinheit 50 mit einer Richtantenne 55 versehen, die im Turm der Windkraftanlage 100 angeordnet ist und mit der Empfangseinheit 50 verbunden ist. Die Richtantenne 55 in der dargestellten Ausführungsform ist schematisch als eine Yagi-Antenne dargestellt. In the embodiment according to the 2a - 2c is the receiving unit 50 with a directional antenna 55 provided in the tower of the wind turbine 100 is arranged and with the receiving unit 50 connected is. The directional antenna 55 in the illustrated embodiment is shown schematically as a Yagi antenna.

Die Bauform der jeweiligen Richtantennen 55 ist nicht auf eine Yagi-Antenne beschränkt, und es können andere Typen von Richtantennen eingesetzt werden, beispielsweise eine Patchantenne mit einer Vorzugsrichtung, eine logarithmisch-periodische Antenne, eine Parabolantenne, ein passend konfiguriertes Antennenarray oder dergleichen. Eine Vorzugsrichtung der Richtantenne ist eine Richtung, in welcher sich ein Antennengewinn gegenüber einer Dipolantenne ergibt. Ein Antennengewinn in einer Vorzugsrichtung ergibt sich zweckmäßigerweise z. B. aus einem betreffenden Antennendiagramm der Richtantenne 55.The design of the respective directional antennas 55 is not limited to a Yagi antenna, and other types of directional antennas may be used, for example, a patch antenna with a preferred direction, a logarithmic-periodic antenna, a parabolic antenna, a suitably configured antenna array, or the like. A preferred direction of the directional antenna is a direction in which there is an antenna gain over a dipole antenna. An antenna gain in a preferred direction is conveniently z. B. from a relevant antenna diagram of the directional antenna 55 ,

Beispielsweise wird weist eine Richtantenne 55 beliebiger Bauform einen begrenzten Öffnungswinkel auf, z. B. einen Öffnungswinkel von ca. 25°, einen Öffnungswinkel von ca. 10° oder auch einen Öffnungswinkel von nur einigen wenigen Grad. Die Ausrichtung der Richtantenne 55 kann dann beispielsweise in einer Richtung erfolgen, für welche bei Unterschreitung des Abstands-Schwellenwerts dThr die Sendeeinheit 20 den Öffnungswinkel der Richtantenne 55 überstreicht. Vorzugsweise sind der Abstands-Schwellenwert dThr und die Ausrichtung der Richtantenne 55 zusammen mit dem Öffnungswinkel der Richtantenne so bemessen, dass sich die Sendeeinheit 20 während eines Großteils des Übermittlungszeitraums, besonders vorzugsweise während des gesamten Übermittlungszeitraums, im Öffnungswinkel der Richtantenne befindet.For example, has a directional antenna 55 any design a limited opening angle, z. B. an opening angle of about 25 °, an opening angle of about 10 ° or an opening angle of only a few degrees. The orientation of the directional antenna 55 can then take place, for example, in a direction for which falls below the distance threshold dThr the transmitting unit 20 the opening angle of the directional antenna 55 sweeps. Preferably, the distance threshold is dThr and the orientation of the directional antenna 55 measured along with the opening angle of the directional antenna so that the transmitting unit 20 during most of the transmission period, particularly preferably throughout the transmission period, at the opening angle of the directional antenna.

Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst das Sensorsystem 1 einen Datenspeicher 60, welcher dazu ausgebildet ist, das Messdatensignal M zumindest zeitweise zu speichern. Ein Datenspeicher 60 kann z. B. ein flüchtiger Speicher sein, welcher das Messdatensignal M nur kurzzeitig zwischenspeichert, oder er kann ein nichtflüchtiger Speicher wie z. B. ein Flash-Speicher oder dergleichen sein, welcher das Messdatensignal M über einen längeren Zeitraum speichert.In another aspect, the sensor system includes 1 a data store 60 , which is designed to store the measured data signal M at least temporarily. A data store 60 can z. B. be a volatile memory, which only temporarily stores the measurement data signal M, or it can be a non-volatile memory such. Example, a flash memory or the like, which stores the measurement data signal M over a longer period.

Bei Ausführungsformen kann es gemäß diesem Aspekt vorgesehen sein, dass der Datenspeicher 60 die Daten des Messdatensignals M während des Zeitraums zwischenspeichert, in welchem die Sendeeinheit 20 nicht sendet. Es kann vorkommen, dass die Sendeeinheit 20 nicht sendet, wenn während eines bestimmten Zeitraums nicht genügend Energie aus der Energieversorgungseinheit 30 und/oder dem Energiespeicher 40 verfügbar ist, um die Sendeeinheit 20 zu betreiben, die Energie aber noch ausreicht, um Messungen mit der Sensoreinheit 10 durchzuführen. In diesem Zeitraum kann eine Zwischenspeicherung in dem Datenspeicher 60 vorgenommen werden, wobei dann, wenn die Energie wieder zum Betrieb der Sendeeinheit 20 ausreicht, die zwischengespeicherten Daten (und ggf. auch aktuelle Daten) des Messdatensignals M in der Sendeeinheit 20 in ein geeignetes Sendesignal S umgesetzt und gesendet werden.In embodiments, according to this aspect, it may be provided that the data memory 60 the data of the measurement data signal M is buffered during the period in which the transmission unit 20 does not send. It may happen that the transmitting unit 20 does not send, if for a certain period of time not enough energy from the power supply unit 30 and / or the energy storage 40 is available to the sending unit 20 but the energy is still sufficient to take measurements with the sensor unit 10 perform. In this period, a caching in the data store 60 be made, in which case when the energy back to the operation of the transmitting unit 20 sufficient, the cached data (and possibly also current data) of the measurement data signal M in the transmission unit 20 be converted into a suitable transmission signal S and sent.

Es kann gemäß dem Aspekt bei Ausführungsformen auch vorgesehen sein, dass der Zeitraum, in welchem die Sendeeinheit 20 nicht sendet, der Zeitraum außerhalb des Übermittlungszeitraums T ist, d. h. dass während dieses Zeitraums der Abstand d zwischen Sendeeinheit 20 und Empfangseinheit 50 den Abstands-Schwellenwert dThr überschreitet. Während dieses Zeitraums anfallende Daten der erfassten Messgröße können in dem Datenspeicher 60 zwischengespeichert werden und während eines folgenden Übermittlungszeitraums T – ggf. zusammen mit aktuellen Daten der erfassten Messgröße – von der Sendeeinheit 20 übermittelt werden.It may also be provided according to the aspect in embodiments that the period in which the transmitting unit 20 does not transmit, the period outside the transmission period is T, ie during this period the distance d between transmission unit 20 and receiving unit 50 exceeds the distance threshold dThr. During this period, accumulated data of the detected measured variable can be stored in the data memory 60 be temporarily stored and during a subsequent transmission period T - possibly together with current data of the detected measured variable - from the transmitting unit 20 be transmitted.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist vorgesehen, dass die Messgröße eine oder mehrere aus der folgenden Gruppe ist: Beschleunigung, Dehnung, Torsion, Temperatur, Rotorblatt-Beschleunigung, Rotorblatt-Dehnung, Rotorblatt-Torsion, Rotorblatt-Temperatur. Der jeweils verwendete Sensor in der Sensoreinheit 10 ist dazu ausgebildet, die jeweilige Messgröße zu erfassen, also z. B. als Beschleunigungssensor, Dehnungssensor, Torsionssensor, Temperatursensor.According to a further aspect, it is provided that the measured variable is one or more of the following group: acceleration, strain, torsion, temperature, rotor blade acceleration, rotor blade elongation, rotor blade torsion, rotor blade temperature. The sensor used in the sensor unit 10 is designed to detect the respective measured variable, ie z. B. as an acceleration sensor, strain sensor, torsion sensor, temperature sensor.

3 zeigt einen beispielhaften Verlauf der elektrischen Leistung P über der Zeit, welche am Ausgang der Energieversorgungseinheit 30 verfügbar ist. Die verfügbare elektrische Leistung P ist zu jedem Zeitpunkt abhängig davon, wie effizient die erste Energie-Harvesting-Einrichtung 31 und/oder die zweite Energie-Harvesting-Einrichtung 32 Energie aus der momentanen Situation in dem betreffenden Zeitpunkt gewinnen kann. Beispielsweise schwankt im Zeitverlauf die Vibrationsintensität im Rotorblatt (z. B. bei schwankenden Windverhältnissen, Windböen usw.), was sich auf eine Energie-Harvesting-Einrichtung 31, 32, die sich die Vibrationen zu Nutze macht, in einer schwankenden verfügbaren Leistung niederschlägt. Ähnliches gilt für eine Energie-Harvesting-Einrichtung 31, 32 auf Solarzellenbasis, die von Licht mit wechselnder Lichtintensität beschienen wird. 3 shows an exemplary course of the electric power P over time, which at the output of the power supply unit 30 is available. The available electrical power P is at any time dependent on how efficient the first energy harvesting device 31 and / or the second energy harvesting device 32 Gain energy from the current situation at that point in time. For example, over time, the vibration intensity in the rotor blade (eg, fluctuating wind conditions, gusts of wind, etc.) varies, suggesting an energy harvesting device 31 . 32 , which takes advantage of the vibrations, reflected in a fluctuating available power. The same applies to an energy harvesting facility 31 . 32 based on solar cells, which is illuminated by light with changing light intensity.

In 3 beginnt der beispielhafte Verlauf P(t) zunächst zwischen einem ersten Leistungs-Schwellenwert Thr1 und einem zweiten Leistungs-Schwellenwert Thr2. Anschließend wird der zweite Leistungs-Schwellenwert Thr2 überschritten, dann wieder unterschritten. Nachfolgend wird der erste Leistungs-Schwellenwert Thr1 unterschritten, um ihn dann wieder zu überschreiten. Zuletzt wird auch der zweite Leistungs-Schwellenwert Thr2 wieder überschritten.In 3 For example, the exemplary history P (t) begins between a first power threshold Thr1 and a second power threshold Thr2. Subsequently, the second power threshold Thr2 is exceeded, then again falls below. Below is the first one Power threshold Thr1 falls below, then again to exceed. Finally, the second power threshold Thr2 is again exceeded.

Bei Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Sensoreinheit 10 und/oder die Sendeeinheit 20 mit Energie aus der Energieversorgungseinheit 30 versorgt werden, wenn der erste Leistungs-Schwellenwert Thr1 überschritten wird. Der erste Leistungs-Schwellenwert Thr1 kann vorab festgelegt oder festlegbar sein. Beispielsweise gibt der erste Leistungs-Schwellenwert Thr1 einen Wert an, ab welchem eine Energieversorgung der Sensoreinheit 10 und/oder der Sendeeinheit 20 sicher möglich ist. Es kann außerdem vorgesehen sein, dass die Sensoreinheit 10 und/oder die Sendeeinheit 20 mit Energie aus dem Energiespeicher 40 versorgt wird, wenn der erste Leistungs-Schwellenwert Thr1 unterschritten wird. In embodiments, it is provided that the sensor unit 10 and / or the transmitting unit 20 with energy from the power supply unit 30 supplied when the first power threshold Thr1 is exceeded. The first power threshold Thr1 may be predetermined or definable. For example, the first power threshold Thr1 indicates a value above which a power supply of the sensor unit 10 and / or the transmitting unit 20 certainly possible. It can also be provided that the sensor unit 10 and / or the transmitting unit 20 with energy from the energy storage 40 is supplied when the first power threshold Thr1 is exceeded.

Bei Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der Energiespeicher 40 mit Energie aus der Energieversorgungseinheit 30 geladen wird, wenn der zweite Leistungs-Schwellenwert Thr2 überschritten wird. Der zweite Leistungs-Schwellenwert Thr2 kann vorab festgelegt oder festlegbar sein. Beispielsweise gibt der zweite Leistungs-Schwellenwert Thr2 einen Wert an, ab welchem eine Energieversorgung der Sensoreinheit 10 und/oder der Sendeeinheit 20 sicher möglich ist und zudem noch genügend Energie verfügbar ist, um den Energiespeicher 40 zu laden.In embodiments, it is provided that the energy store 40 with energy from the power supply unit 30 is charged when the second power threshold Thr2 is exceeded. The second power threshold Thr2 may be predetermined or definable. For example, the second power threshold Thr2 indicates a value above which a power supply of the sensor unit 10 and / or the transmitting unit 20 is certainly possible and also enough energy is available to the energy storage 40 to load.

Bei dem beispielhaften Verlauf der Leistung P(t) aus 3 würde zunächst die Sensoreinheit 10 und/oder die Sendeeinheit 20 mit Energie aus der Energieversorgungseinheit 30 versorgt. Auf das folgende Überschreiten des zweiten Leistungs-Schwellenwertes Thr2 hin würde zusätzlich der Energiespeicher 40 mit Energie aus der Energieversorgungseinheit 30 geladen werden. Auf das anschließende Abfallen unter den zweiten Leistungs-Schwellenwert Thr2 hin würde wiederum die Sensoreinheit 10 und/oder die Sendeeinheit 20 mit Energie aus der Energieversorgungseinheit 30 versorgt, und das Laden des Energiespeichers 40 mit Energie aus der Energieversorgungseinheit 30 würde vorläufig beendet.In the exemplary course of the power P (t) off 3 First, the sensor unit 10 and / or the transmitting unit 20 with energy from the power supply unit 30 provided. Upon the subsequent exceeding of the second power threshold Thr2 in addition to the energy storage 40 with energy from the power supply unit 30 getting charged. Upon the subsequent drop below the second power threshold Thr2, in turn, the sensor unit 10 and / or the transmitting unit 20 with energy from the power supply unit 30 supplied, and charging the energy storage 40 with energy from the power supply unit 30 would be temporarily terminated.

Anschließend fällt in dem beispielhaften Verlauf die Leistung P(t) unter den ersten Leistungs-Schwellenwert Thr1, woraufhin die Energieversorgung der Sensoreinheit 10 und/oder der Sendeeinheit 20 mit Energie aus der Energieversorgungseinheit 30 vorläufig beendet wird, und die Sensoreinheit 10 und/oder die Sendeeinheit 20 mit Energie aus dem Energiespeicher 40 versorgt wird. Nachdem anschließend der erste Leistungs-Schwellenwert Thr1 wieder überschritten wird, wird die Energieversorgung der Sensoreinheit 10 und/oder der Sendeeinheit 20 mit Energie aus der Energieversorgungseinheit 30 wieder aufgenommen. Schließlich wird wieder der zweite Leistungs-Schwellenwerte Thr2 überschritten, woraufhin wiederum zusätzlich der Energiespeicher 40 mit Energie aus der Energieversorgungseinheit 30 geladen wird.Subsequently, in the exemplary course, the power P (t) drops below the first power threshold Thr1, whereupon the power supply of the sensor unit 10 and / or the transmitting unit 20 with energy from the power supply unit 30 is temporarily terminated, and the sensor unit 10 and / or the transmitting unit 20 with energy from the energy storage 40 is supplied. After then again the first power threshold Thr1 is exceeded, the power supply of the sensor unit 10 and / or the transmitting unit 20 with energy from the power supply unit 30 resumed. Finally, the second power threshold value Thr2 is again exceeded, whereupon, in turn, the energy store 40 with energy from the power supply unit 30 is loaded.

In 4 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Übertragen eines Sendesignals S in einem Sensorsystem 1 an einer Windkraftanlage 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Das Verfahren gemäß der Ausführungsform sieht vor, dass das Sensorsystem 1 eine Sensoreinheit 10 an einem Bauteil der Windkraftanlage 100 umfasst, wobei das Bauteil vorzugsweise ein Rotorblatt 111, 112, 113 ist. Ferner umfasst das Sensorsystem Folgendes: Eine Sendeeinheit 20 zum Übermitteln eines Sendesignals S über Funk; eine Energieversorgungseinrichtung 30 mit einer ersten Energy-Harvesting-Einrichtung 31 und mit einer zweiten Energy-Harvesting-Einrichtung; einen Energiespeicher 40, der zumindest zeitweise mit Energie aus der ersten Energy-Harvesting-Einrichtung 31 und/oder aus der zweiten Energy-Harvesting-Einrichtung 32 geladen wird, und der die Sensoreinheit 10 und/oder die Sendeeinheit 20 zumindest zeitweise mit Energie versorgt. In 4 is a flowchart of a method for transmitting a transmission signal S in a sensor system 1 at a wind turbine 100 according to an embodiment of the invention. The method according to the embodiment provides that the sensor system 1 a sensor unit 10 on a component of the wind turbine 100 comprising, wherein the component is preferably a rotor blade 111 . 112 . 113 is. Furthermore, the sensor system comprises the following: A transmitting unit 20 for transmitting a transmission signal S via radio; a power supply device 30 with a first energy harvesting facility 31 and with a second energy harvesting device; an energy store 40 at least temporarily using energy from the first energy harvesting device 31 and / or from the second energy harvesting facility 32 is charged, and the sensor unit 10 and / or the transmitting unit 20 at least temporarily supplied with energy.

In einem Schritt 1002 des Verfahrens gemäß der in 4 dargestellten Ausführungsform wird mittels der Sensoreinheit 10 mindestens eine Messgröße an dem Bauteil der Windkraftanlage 100 erfasst. In einem nachfolgenden Schritt 1004 wird ein aus der Messgröße abgeleitetes Messdatensignal M erzeugt. Danach wird in Schritt 1006 mittels der Sendeeinheit 20 ein Sendesignal S aus dem Messdatensignal M erzeugt, und in Schritt 1008 wird das Sendesignal S über Funk übermittelt.In one step 1002 of the method according to the in 4 embodiment shown is by means of the sensor unit 10 at least one measured variable on the component of the wind turbine 100 detected. In a subsequent step 1004 a measurement data signal M derived from the measured quantity is generated. After that, in step 1006 by means of the transmitting unit 20 generates a transmission signal S from the measurement data signal M, and in step 1008 the transmission signal S is transmitted via radio.

In Schritt 1009 wird ermittelt, ob ein festgelegter oder festlegbarer erster Leistungs-Schwellenwert Thr1 der momentan verfügbaren Leistung aus der Energieversorgungseinheit 30 überschritten wird oder unterschritten wird. Wenn ermittelt wird, dass der erste Leistungs-Schwellenwert Thr1 überschritten wird, wird mit einem Schritt 1010 fortgefahren, in welchem die Sensoreinheit 10 und/oder die Sendeeinheit 20 mit Energie aus der Energieversorgungseinheit 30 versorgt wird, und anschließend zu Schritt 1013 gesprungen. Wenn ermittelt wird, dass der erste Leistungs-Schwellenwert Thr1 unterschritten wird, dann wird mit einem Schritt 1012 fortgefahren, in welchem die Sensoreinheit 10 und/oder die Sendeeinheit 20 mit Energie aus dem Energiespeicher 40 versorgt wird.In step 1009 It is determined whether a fixed or determinable first power threshold Thr1 of the currently available power from the power supply unit 30 is exceeded or fallen short of. If it is determined that the first power threshold Thr1 is exceeded, a one-step step 1010 in which the sensor unit 10 and / or the transmitting unit 20 with energy from the power supply unit 30 is supplied, and then to step 1013 jumped. If it is determined that the first power threshold Thr1 is undershot, then in one step 1012 in which the sensor unit 10 and / or the transmitting unit 20 with energy from the energy storage 40 is supplied.

In Schritt 1013 wird ermittelt, ob oder ob nicht ein festgelegter oder festlegbarer zweiter Leistungs-Schwellenwert Thr2 der momentan verfügbaren Leistung aus der Energieversorgungseinheit 30 überschritten wird. Wenn ermittelt wird, dass der zweite Leistungs-Schwellenwert Thr2 überschritten wird, wird mit einem Schritt 1014 fortgefahren, in welchem der Energiespeicher 40 mit Energie aus der Energieversorgungseinheit 30 geladen wird, anschließend erfolgt ein Rücksprung zu Schritt 1002. Wenn ermittelt wird, dass der zweite Leistungs-Schwellenwert Thr2 nicht überschritten wird, erfolgt ein Rücksprung zu Schritt 1002.In step 1013 it is determined whether or not a fixed or determinable second power threshold Thr2 of the currently available power from the power supply unit 30 is exceeded. If it is determined that the second power threshold Thr2 is exceeded, comes with a step 1014 continued, in which the energy storage 40 with energy from the power supply unit 30 is loaded, then returns to step 1002 , If it is determined that the second power threshold Thr2 is not exceeded, a return is made to step 1002 ,

In 5 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Übertragen eines Sendesignals S in einem Sensorsystem 1 an einer Windkraftanlage 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Das in 5 gezeigte Verfahren ist ähnlich dem in 4 gezeigten Verfahren, und es ist wiederum vorgesehen, dass das Sensorsystem 1 eine Sensoreinheit 10 an einem Bauteil der Windkraftanlage 100 umfasst, wobei das Bauteil vorzugsweise ein Rotorblatt 111, 112, 113 ist. Ferner umfasst das Sensorsystem Folgendes: Eine Sendeeinheit 20 zum Übermitteln eines Sendesignals S über Funk; eine Energieversorgungseinrichtung 30 mit einer ersten Energy-Harvesting-Einrichtung 31 und mit einer zweiten Energy-Harvesting-Einrichtung; einen Energiespeicher 40, der zumindest zeitweise mit Energie aus der ersten Energy-Harvesting-Einrichtung 31 und/oder aus der zweiten Energy-Harvesting-Einrichtung 32 geladen wird, und der die Sensoreinheit 10 und/oder die Sendeeinheit 20 zumindest zeitweise mit Energie versorgt. In 5 is a flowchart of a method for transmitting a transmission signal S in a sensor system 1 at a wind turbine 100 shown according to a further embodiment of the invention. This in 5 The method shown is similar to that in FIG 4 shown method, and it is in turn provided that the sensor system 1 a sensor unit 10 on a component of the wind turbine 100 comprising, wherein the component is preferably a rotor blade 111 . 112 . 113 is. Furthermore, the sensor system comprises the following: A transmitting unit 20 for transmitting a transmission signal S via radio; a power supply device 30 with a first energy harvesting facility 31 and with a second energy harvesting device; an energy store 40 at least temporarily using energy from the first energy harvesting device 31 and / or from the second energy harvesting facility 32 is charged, and the sensor unit 10 and / or the transmitting unit 20 at least temporarily supplied with energy.

Die Empfangseinheit 50 ist derart angeordnet, dass sie während einer Rotation eines Rotors 110 der Windkraftanlage 100 einen im Zeitverlauf veränderlichen Abstand d zu der Sendeeinheit 20 hat.The receiving unit 50 is arranged such that during a rotation of a rotor 110 the wind turbine 100 a time-varying distance d to the transmitting unit 20 Has.

In einem Schritt 2002 des Verfahrens gemäß der in 5 dargestellten Ausführungsform wird mittels der Sensoreinheit 10 mindestens eine Messgröße an dem Bauteil der Windkraftanlage 100 erfasst. In einem nachfolgenden Schritt 2004 wird ein aus der Messgröße abgeleitetes Messdatensignal M erzeugt. Danach wird in Schritt 2006 mittels der Sendeeinheit 20 ein Sendesignal S aus dem Messdatensignal M erzeugt.In one step 2002 of the method according to the in 5 embodiment shown is by means of the sensor unit 10 at least one measured variable on the component of the wind turbine 100 detected. In a subsequent step 2004 a measurement data signal M derived from the measured quantity is generated. After that, in step 2006 by means of the transmitting unit 20 generates a transmission signal S from the measurement data signal M.

In einem Schritt 2007 wird nun ermittelt, ob oder ob nicht der Abstand d zwischen der Sendeeinheit 20 und der Empfangseinheit 50 einen festgelegten oder festlegbaren Abstands-Schwellenwert dThr unterschreitet. Wenn ermittelt wird, dass der Abstands-Schwellenwert dThr unterschritten wird, dann wird festgestellt, dass ein Übermittlungszeitraum T vorliegt, und mit Schritt 2008 fortgefahren. In Schritt 2008 wird das Sendesignal von der Sendeeinheit 20 an die Empfangseinheit 50 übermittelt und anschließend mit Schritt 2009 fortgefahren. Wenn ermittelt wird, dass der Abstands-Schwellenwert dThr nicht unterschritten wird, wird mit Schritt 2009 fortgefahren.In one step 2007 is now determined whether or not the distance d between the transmitting unit 20 and the receiving unit 50 falls below a fixed or determinable distance threshold dThr. If it is determined that the distance threshold dThr is fallen short of, then it is determined that there is a transmission period T, and with step 2008 continued. In step 2008 becomes the transmission signal from the transmission unit 20 to the receiving unit 50 transmitted and then with step 2009 continued. If it is determined that the distance threshold dThr is not fallen below, step 2009 continued.

In Schritt 2009 wird ermittelt, ob ein festgelegter oder festlegbarer erster Leistungs-Schwellenwert Thr1 der momentan verfügbaren Leistung aus der Energieversorgungseinheit 30 überschritten wird oder unterschritten wird. Wenn ermittelt wird, dass der erste Leistungs-Schwellenwert Thr1 überschritten wird, wird mit einem Schritt 2010 fortgefahren, in welchem die Sensoreinheit 10 und/oder die Sendeeinheit 20 mit Energie aus der Energieversorgungseinheit 30 versorgt wird, und anschließend zu Schritt 2013 gesprungen. Wenn ermittelt wird, dass der erste Leistungs-Schwellenwert Thr1 unterschritten wird, dann wird mit einem Schritt 2012 fortgefahren, in welchem die Sensoreinheit 10 und/oder die Sendeeinheit 20 mit Energie aus dem Energiespeicher 40 versorgt wird.In step 2009 It is determined whether a fixed or determinable first power threshold Thr1 of the currently available power from the power supply unit 30 is exceeded or fallen short of. If it is determined that the first power threshold Thr1 is exceeded, a one-step step 2010 in which the sensor unit 10 and / or the transmitting unit 20 with energy from the power supply unit 30 is supplied, and then to step 2013 jumped. If it is determined that the first power threshold Thr1 is undershot, then in one step 2012 in which the sensor unit 10 and / or the transmitting unit 20 with energy from the energy storage 40 is supplied.

In Schritt 2013 wird ermittelt, ob oder ob nicht ein festgelegter oder festlegbarer zweiter Leistungs-Schwellenwert Thr2 der momentan verfügbaren Leistung aus der Energieversorgungseinheit 30 überschritten wird. Wenn ermittelt wird, dass der zweite Leistungs-Schwellenwert Thr2 überschritten wird, wird mit einem Schritt 2014 fortgefahren, in welchem der Energiespeicher 40 mit Energie aus der Energieversorgungseinheit 40 geladen wird, anschließend erfolgt ein Rücksprung zu Schritt 2002. Wenn ermittelt wird, dass der zweite Leistungs-Schwellenwert Thr2 nicht überschritten wird, erfolgt ein Rücksprung zu Schritt 2002.In step 2013 it is determined whether or not a fixed or determinable second power threshold Thr2 of the currently available power from the power supply unit 30 is exceeded. If it is determined that the second power threshold Thr2 is exceeded, a one-step step 2014 continued, in which the energy storage 40 with energy from the power supply unit 40 is loaded, then returns to step 2002 , If it is determined that the second power threshold Thr2 is not exceeded, a return is made to step 2002 ,

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die hierin beschriebenen Aspekte und Ausführungsformen angemessen miteinander kombinierbar sind, und dass einzelne Aspekte dort weggelassen werden können, wo es im Rahmen des fachmännischen Handelns sinnvoll und möglich ist. Abwandlungen und Ergänzungen der hierin beschriebenen Aspekte sind dem Fachmann geläufig.It should be noted at this point that the aspects and embodiments described herein may be reasonably combined, and that certain aspects may be omitted where it is reasonable and possible within the skill of the art. Modifications and additions to the aspects described herein will be apparent to those skilled in the art.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Sensorsystem sensor system
1010
Sensoreinheit sensor unit
2020
Sendeeinheit transmission unit
2525
Funkstrecke radio link
3030
Energieversorgungseinheit Power supply unit
3131
erste Energy-Harvesting-Einrichtung first energy harvesting facility
3232
zweite Energy-Harvesting-Einrichtung second energy harvesting facility
4040
Energiespeicher energy storage
5050
Empfangseinheit receiver unit
5555
Richtantenne der Empfangseinheit Directional antenna of the receiving unit
6060
Datenspeicher data storage
100100
Windkraftanlage Wind turbine
110110
Rotor rotor
111111
erstes Rotorblatt first rotor blade
112112
zweites Rotorblatt second rotor blade
113113
drittes Rotorblatt third rotor blade
dd
Abstand der Sendeeinheit von der Empfangseinheit Distance of the transmitting unit from the receiving unit
dmin dmin
Minimalabstand der Sendeeinheit von der Empfangseinheit  Minimum distance of the transmitting unit from the receiving unit
dmaxdmax
Maximalabstand der Sendeeinheit von der Empfangseinheit  Maximum distance of the transmitting unit from the receiving unit
dThrDTHR
Abstands-Schwellenwert Threshold distance
TT
Übermittlungszeitraum Transmission period
MM
Messdatensignal Measurement data signal
Thr1Thr 1
erster Leistungs-Schwellenwert first power threshold
Thr2Thr 2
zweiter Leistungs-Schwellenwert second power threshold
SS
Sendesignal send signal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 8718831 B2 [0003] US 8718831 B2 [0003]

Claims (12)

Sensorsystem (1) zur Verwendung an einer technischen Anlage, umfassend: eine Sensoreinheit (10) zum Erfassen mindestens einer Messgröße an einem Bauteil der technischen Anlage und zum Erzeugen eines aus der mindestens einen Messgröße abgeleiteten Messdatensignals (M); eine Sendeeinheit (20), welcher das Messdatensignal zugeführt wird, zum Erzeugen eines Sendesignals (S) aus dem Messdatensignal (M), wobei die Sendeeinheit (20) dazu ausgebildet ist, das Sendesignal (S) über Funk zu übermitteln; eine Energieversorgungseinheit (30) mit einer ersten Energy-Harvesting-Einrichtung (31) und mindestens einer weiteren Energy-Harvesting-Einrichtung (32); und einen Energiespeicher (40), der zumindest zeitweise mit Energie aus der ersten Energy-Harvesting-Einrichtung (31) und/oder aus der mindestens einen weiteren Energy-Harvesting-Einrichtung (32) geladen wird, und der dazu ausgebildet ist, die Sensoreinheit (10) und/oder die Sendeeinheit (20) zumindest zeitweise mit Energie zu versorgen.Sensor system ( 1 ) for use on a technical installation, comprising: a sensor unit ( 10 ) for detecting at least one measured variable on a component of the technical system and for generating a measured data signal (M) derived from the at least one measured variable; a transmitting unit ( 20 ), to which the measurement data signal is supplied, for generating a transmission signal (S) from the measurement data signal (M), wherein the transmission unit ( 20 ) is adapted to transmit the transmission signal (S) via radio; a power supply unit ( 30 ) with a first energy harvesting facility ( 31 ) and at least one other energy harvesting facility ( 32 ); and an energy store ( 40 ), at least at times using energy from the first energy harvesting facility ( 31 ) and / or from the at least one further energy harvesting device ( 32 ), and which is adapted to the sensor unit ( 10 ) and / or the transmitting unit ( 20 ) at least temporarily to provide energy. Sensorsystem (1) nach Anspruch 1, wobei die technische Anlage eine Windkraftanlage (100) ist, und/oder wobei das Bauteil ein Rotorblatt (111, 112) der Windkraftanlage (100) ist.Sensor system ( 1 ) according to claim 1, wherein the technical installation is a wind turbine ( 100 ), and / or wherein the component is a rotor blade ( 111 . 112 ) of the wind turbine ( 100 ). Sensorsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Energy-Harvesting-Einrichtung (31) und zumindest eine der mindestens einen weiteren Energy-Harvesting-Einrichtung (32) jeweils ein unterschiedliches Energie-Umwandlungsprinzip aus der folgenden Gruppe nutzen: Umwandlung von Bewegungsenergie angeregt durch eine Rotation, Umwandlung von Bewegungsenergie angeregt durch eine Vibration, Umwandlung von Energie aus elektromagnetischen Wellen im Hochfrequenzbereich, Umwandlung von Energie aus elektromagnetischen Wellen im optischen Bereich, Umwandlung von Energie aus einem Temperaturgradienten. Sensor system ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein the first energy harvesting device ( 31 ) and at least one of the at least one further energy harvesting device ( 32 Each of them uses a different energy conversion principle from the following group: conversion of kinetic energy excited by a rotation, conversion of kinetic energy excited by a vibration, conversion of energy from electromagnetic waves in the high frequency range, conversion of energy from electromagnetic waves in the optical range, conversion of Energy from a temperature gradient. Sensorsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Energieversorgungseinheit (30) dazu ausgebildet ist, zumindest eine von Sensoreinheit (10), Sendeeinheit (20) und Energiespeicher (40) zumindest zeitweise mit Energie aus der ersten Energy-Harvesting-Einrichtung (31) und/oder aus der mindestens einen weiteren Energy-Harvesting-Einrichtung (32) zu versorgen.Sensor system ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the power supply unit ( 30 ) is adapted to at least one of sensor unit ( 10 ), Transmitting unit ( 20 ) and energy storage ( 40 ) at least temporarily with energy from the first energy harvesting device ( 31 ) and / or from the at least one further energy harvesting device ( 32 ) to supply. Sensorsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sensorsystem (1) ferner eine Empfangseinheit (50) zum Empfangen des Sendesignals (S) von der Sendeeinheit (20) umfasst, wobei die Empfangseinheit (50) derart anordenbar oder angeordnet ist, dass sie während einer Rotation eines Rotors (110) der Windkraftanlage (100) einen im Zeitverlauf veränderlichen Abstand (d) zu der Sendeeinheit (20) hat, wobei die Sendeeinheit (20) dazu ausgelegt ist, das Sendesignal (S) während eines Übermittlungszeitraums (T) an die Empfangseinheit (50) zu übermitteln, wobei während des Übermittlungszeitraums (T) der Abstand (d) der Sendeeinheit (20) von der Empfangseinheit (50) einen festgelegten oder festlegbaren Abstands-Schwellenwert (dThr) unterschreitet.Sensor system ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the sensor system ( 1 ) a receiving unit ( 50 ) for receiving the transmission signal (S) from the transmitting unit ( 20 ), wherein the receiving unit ( 50 ) can be arranged or arranged such that during a rotation of a rotor ( 110 ) of the wind turbine ( 100 ) a variable over time distance (d) to the transmitting unit ( 20 ), wherein the transmitting unit ( 20 ) is adapted to transmit the transmission signal (S) to the receiving unit during a transmission period (T) ( 50 ), wherein during the transmission period (T) the distance (d) of the transmitting unit ( 20 ) from the receiving unit ( 50 ) falls below a fixed or determinable distance threshold (dThr). Sensorsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Empfangseinheit (50) eine Richtantenne (55) umfasst, wobei eine Vorzugsrichtung der Richtantenne (55) in einer Richtung ausrichtbar oder ausgerichtet ist, aus welcher zumindest zeitweise das Sendesignal von der Sendeeinheit (20) erwartet wird.Sensor system ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the receiving unit ( 50 ) a directional antenna ( 55 ), wherein a preferred direction of the directional antenna ( 55 ) is alignable or oriented in one direction, from which at least temporarily the transmission signal from the transmitting unit ( 20 ) is expected. Sensorsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sensorsystem (1) einen Datenspeicher (60) umfasst, der dazu ausgebildet ist, das Messdatensignal (M) zumindest zeitweise zu speichern.Sensor system ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the sensor system ( 1 ) a data memory ( 60 ), which is designed to store the measured data signal (M) at least temporarily. Sensorsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Messgröße eine oder mehrere aus der folgenden Gruppe ist: Beschleunigung, Dehnung, Torsion, Temperatur, Rotorblatt-Beschleunigung, Rotorblatt-Dehnung, Rotorblatt-Torsion, Rotorblatt-Temperatur.Sensor system ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the measured variable is one or more of the following group: acceleration, strain, torsion, temperature, rotor blade acceleration, rotor blade elongation, rotor blade torsion, rotor blade temperature. Verwendung des Sensorsystems (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche an einer Windkraftanlage (100).Use of the sensor system ( 1 ) according to one of the preceding claims on a wind turbine ( 100 ). Verfahren zum Übertragen eines Sendesignals in einem Sensorsystem (1) an einem Bauteil einer technischen Anlage, insbesondere an einer Windkraftanlage (100), wobei das Sensorsystem (1) umfasst: eine Sensoreinheit (10) an dem Bauteil der technischen Anlage, vorzugsweise an einem Rotorblatt (111, 112, 113) der Windkraftanlage (100); eine Sendeeinheit (20) zum Übermitteln eines Sendesignals über Funk; eine Energieversorgungseinheit (30) mit einer ersten Energy-Harvesting-Einrichtung (31) und einer zweiten Energy-Harvesting-Einrichtung (32); einen Energiespeicher (40), der zumindest zeitweise mit Energie aus der ersten Energy-Harvesting-Einrichtung (31) und/oder aus der zweiten Energy-Harvesting-Einrichtung (32) geladen wird, und der die Sensoreinheit (10) und/oder die Sendeeinheit (20) zumindest zeitweise mit Energie versorgt, wobei das Verfahren umfasst: Erfassen, mittels der Sensoreinheit (10), mindestens einer Messgröße an dem Bauteil und Erzeugen eines aus der mindestens einen Messgröße abgeleiteten Messdatensignals (M); Erzeugen, mittels der Sendeeinheit (20), eines Sendesignals (S) aus dem Messdatensignal (M) und Übermitteln des Sendesignals (S) über Funk; Versorgen der Sensoreinheit (10) und/oder der Sendeeinheit (20) mit Energie aus der Energieversorgungseinheit (30), wenn ein festgelegter oder festlegbarer erster Leistungs-Schwellenwert (Thr1) der momentan verfügbaren Leistung aus der Energieversorgungseinheit (30) überschritten wird, und Versorgen der Sensoreinheit (10) und/oder der Sendeeinheit (20) mit Energie aus dem Energiespeicher (40), wenn der erste Leistungs-Schwellenwert (Thr1) unterschritten wird; Laden des Energiespeichers (40) mit Energie aus der Energieversorgungseinheit (30), wenn ein festgelegter oder festlegbarer zweiter Leistungs-Schwellenwert (Thr2) der momentan verfügbaren Leistung aus der Energieversorgungseinheit überschritten wird.Method for transmitting a transmission signal in a sensor system ( 1 ) on a component of a technical installation, in particular on a wind turbine ( 100 ), wherein the sensor system ( 1 ) comprises: a sensor unit ( 10 ) on the component of the technical system, preferably on a rotor blade ( 111 . 112 . 113 ) of the wind turbine ( 100 ); a transmitting unit ( 20 ) for transmitting a transmission signal via radio; a power supply unit ( 30 ) with a first energy harvesting facility ( 31 ) and a second energy harvesting facility ( 32 ); an energy store ( 40 ), at least at times using energy from the first energy harvesting facility ( 31 ) and / or from the second energy harvesting facility ( 32 ) and the sensor unit ( 10 ) and / or the transmitting unit ( 20 ) is at least temporarily energized, the method comprising: Detecting, by means of the sensor unit ( 10 ), at least one measured variable on the component and generating a measured data signal (M) derived from the at least one measured variable; Generating, by means of the transmitting unit ( 20 ), a transmission signal (S) from the measurement data signal (M) and transmitting the transmission signal (S) via radio; Supplying the sensor unit ( 10 ) and / or the transmitting unit ( 20 ) with energy from the power supply unit ( 30 ), when a fixed or determinable first power threshold (Thr1) of the currently available power from the power supply unit ( 30 ) and supplying the sensor unit ( 10 ) and / or the transmitting unit ( 20 ) with energy from the energy store ( 40 ), when the first power threshold (Thr1) is exceeded; Charging the energy store ( 40 ) with energy from the power supply unit ( 30 ) when a set or determinable second power threshold (Thr2) of the currently available power from the power supply unit is exceeded. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Sensorsystem (1) ferner eine Empfangseinheit (50) zum Empfangen des Sendesignals (S) von der Sendeeinheit (20) umfasst, wobei das Bauteil ein Rotorblatt (111, 112) einer Windkraftanlage (100) ist und die Empfangseinheit (50) derart angeordnet ist, dass sie während einer Rotation eines Rotors (110) der Windkraftanlage (100) einen im Zeitverlauf veränderlichen Abstand (d) zu der Sendeeinheit (20) hat, wobei das Sendesignal (S) während eines Übermittlungszeitraums (T) von der Sendeeinheit (20) an die Empfangseinheit (50) übermittelt wird, wobei während des Übermittlungszeitraums (T) der Abstand (d) der Sendeeinheit (20) von der Empfangseinheit (50) einen festgelegten oder festlegbaren Abstands-Schwellenwert (dThr) unterschreitet.Method according to claim 9, wherein the sensor system ( 1 ) a receiving unit ( 50 ) for receiving the transmission signal (S) from the transmitting unit ( 20 ), wherein the component is a rotor blade ( 111 . 112 ) of a wind turbine ( 100 ) and the receiving unit ( 50 ) is arranged such that during a rotation of a rotor ( 110 ) of the wind turbine ( 100 ) a variable over time distance (d) to the transmitting unit ( 20 ), wherein the transmission signal (S) during a transmission period (T) from the transmitting unit ( 20 ) to the receiving unit ( 50 ), wherein during the transmission period (T) the distance (d) of the transmitting unit ( 20 ) from the receiving unit ( 50 ) falls below a fixed or determinable distance threshold (dThr). Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Sensorsystem (1) ferner einen Datenspeicher (60) aufweist, wobei das Messdatensignal (M) während eines Speicherzeitraums in dem Datenspeicher (60) als ein gespeichertes Messdatensignal gespeichert wird, wobei während des Speicherzeitraums zumindest zeitweise der Abstands-Schwellenwert (dThr) überschritten wird, wobei das Sendesignal (S) das gespeicherte Messdatensignal enthält.The method of claim 10, wherein the sensor system ( 1 ) a data memory ( 60 ), wherein the measurement data signal (M) during a storage period in the data memory ( 60 ) is stored as a stored measurement data signal, wherein during the storage period at least temporarily the distance threshold (dThr) is exceeded, wherein the transmission signal (S) contains the stored measurement data signal.
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US20090232635A1 (en) * 2008-03-12 2009-09-17 General Electric Company Independent sensing system for wind turbines
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