DE102020134521A1 - Messsystem - Google Patents

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DE102020134521A1
DE102020134521A1 DE102020134521.6A DE102020134521A DE102020134521A1 DE 102020134521 A1 DE102020134521 A1 DE 102020134521A1 DE 102020134521 A DE102020134521 A DE 102020134521A DE 102020134521 A1 DE102020134521 A1 DE 102020134521A1
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Germany
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sensor
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cable
nfc interface
housing
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Application number
DE102020134521.6A
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English (en)
Inventor
Stephan Buschnakowski
Stefan Pilz
Michael Hanko
Christian Fanselow
Jens Vettermann
Joachim Albert
Ben Andrack
Marc Davies-Schneider
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Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
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    • H04Q9/00Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C2201/00Transmission systems of control signals via wireless link
    • G08C2201/90Additional features
    • G08C2201/93Remote control using other portable devices, e.g. mobile phone, PDA, laptop
    • HELECTRICITY
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    • H04Q2209/00Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/30Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wired architecture
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    • H04Q2209/80Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung offenbart ein Messsystem umfassend: einen Sensor (100), umfassend ein Sensorgehäuse (110) mit einem Anschlussbereich (120); eine im Anschlussbereich (120) des Sensorgehäuses (110) angeordnete erste NFC-Schnittstelle (131), wobei die erste NFC-Schnittstelle (131) dazu ausgestaltet ist, Energie zu empfangen und den Sensor (100) mit Energie zu versorgen, wobei die erste NFC-Schnittstelle (131) dazu ausgestaltet ist, Daten vom Sensor (100) über ein Kabel (200) an eine übergeordnete Elektronikeinheit (900) zumindest zu senden; einen ersten NFC-Chip (181), der im Sensorgehäuse (110) angeordnet und mit der NFC-Schnittstelle (131) verbunden ist; und ein Sensorelement (170) zur Erfassung der Messgröße; das Kabel (200) umfassend ein erstes Kabelgehäuse (210) mit einem ersten Anschlussbereich (220); und eine im ersten Anschlussbereich (220) des ersten Kabelgehäuses (210) angeordnete zweite NFC-Schnittstelle (231), wobei die zweite NFC-Schnittstelle (231) dazu ausgestaltet ist, an die erste NFC-Schnittstelle (131) Energie zu übertragen, wobei die zweite NFC-Schnittstelle (231) dazu ausgestaltet ist, die Daten vom Sensor (100) zumindest zu empfangen, wobei die zweite NFC-Schnittstelle (231) als NFC-Antenne mit einem Anpassungsnetzwerk (232) ausgestaltet ist und keine aktiven Bauteile enthält; zumindest zwei Leitungen (290), die mit der NFC-Schnittstelle (231) verbunden sind und zum Übertragen von Energie und Daten ausgestaltet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Messsystem und ein Sensorsystem.
  • Die Anmelderin vertreibt seit vielen Jahren verschiedenste Sensoren mit der „Memosens“-Technologie, beispielsweise den pH-Sensor CPS11 D. Dabei werden die Messsignale digitalisiert und induktiv vom Sensor an ein daran angeschlossenes Kabel übertragen. Das Messsystem umfassend den Sensor und das Kabel hat somit eine perfekte galvanische Trennung. Über die induktive Schnittstelle, die zwei ineinandergesteckte gewickelte Spulen benötigt, wird der Sensor auch mit Energie versorgt. Die sichere mechanische Verbindung wird durch einen Bajonettverschluss garantiert.
  • In der noch unveröffentlichten DE 10 2020 113170 wird beschrieben, wie durch Integration einer NFC-Schnittstelle ein verbessertes kontaktloses Messsystem realisiert werden kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Messsystem mit der NFC-Schnittstelle weiter zur verbessern.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Messsystem, umfassend: einen Sensor zur Bestimmung einer Messgröße, umfassend ein Sensorgehäuse mit einem Anschlussbereich zum Anschluss eines Kabels; eine im Anschlussbereich des Sensorgehäuses angeordnete erste NFC-Schnittstelle, wobei die erste NFC-Schnittstelle dazu ausgestaltet ist, Energie zu empfangen und den Sensor mit Energie zu versorgen, wobei die erste NFC-Schnittstelle dazu ausgestaltet ist, Daten, insbesondere mit der Messgröße korrelierte Messdaten, vom Sensor über ein Kabel an eine übergeordnete Elektronikeinheit zumindest zu senden, insbesondere zu senden und zu empfangen; einen ersten NFC-Chip, der im Sensorgehäuse angeordnet und mit der NFC-Schnittstelle verbunden ist; und ein Sensorelement zur Erfassung der Messgröße; das Kabel zum Verbinden des Sensors mit der übergeordneten Elektronikeinheit, umfassend ein erstes Kabelgehäuse mit einem ersten Anschlussbereich; und eine im ersten Anschlussbereich des ersten Kabelgehäuses angeordnete zweite NFC-Schnittstelle, wobei die zweite NFC-Schnittstelle dazu ausgestaltet ist, an die erste NFC-Schnittstelle Energie zu übertragen, wobei die zweite NFC-Schnittstelle dazu ausgestaltet ist, die Daten vom Sensor zumindest zu empfangen, insbesondere zu empfangen und zu senden, wobei die zweite NFC-Schnittstelle als NFC-Antenne mit einem Anpassungsnetzwerk ausgestaltet ist und keine aktiven Bauteile enthält; zumindest zwei Leitungen, insbesondere koaxial angeordnet, die mit der NFC-Schnittstelle verbunden sind und zum Übertragen von Energie und Daten ausgestaltet sind.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Anpassungsnetzwerk nur passive Bauteile, insbesondere nur ein oder mehre Widerstände, Kondensatoren und/oder Spulen, umfasst.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der erste Anschlussbereich eine Leiterplatte umfasst und die zweite NFC-Schnittstelle und das Anpassungsnetzwerk in die Leiterplatte integriert sind und ohne Bestückung ausgestaltet ist.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Kabel umfasst: einen zweiten Anschlussbereich mit einem ersten Verbindungselement, das zum Anschluss an die übergeordneten Elektronikeinheit ausgestaltet ist, wobei das erste Verbindungselement dazu ausgestaltet ist, Energie zu empfangen, wobei das erste Verbindungselement dazu ausgestaltet ist, die Daten vom Sensor zumindest zu senden, insbesondere zu senden und zu empfangen, und wobei das erste Verbindungselement und die zweite NFC-Schnittstelle über die zwei Leitungen miteinander verbunden sind.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die übergeordnete Elektronikeinheit umfassend: ein Gehäuse mit einem Anschlussbereich zum Anschluss des Kabels; ein im Anschlussbereich des Gehäuses angeordnetes zweites Verbindungselement, wobei das zweite Verbindungselement dazu ausgestaltet ist, an das erste Verbindungselement Energie zu übertragen, wobei das zweite Verbindungselement dazu ausgestaltet ist, die Daten vom Sensor zumindest zu empfangen, insbesondere zu empfangen und zu senden, wobei die Verbindung über das erste und zweite Verbindungselement als galvanische Kopplung ausgestaltet ist; und einen zweiten NFC-Chip, der im Gehäuse angeordnet und mit dem zweiten Verbindungselement verbunden ist.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass es sich bei der übergeordneten Einheit um einen Transmitter, Industrie-PC, SPS, Einplatinen-Computer, Gateway oder ein Leitsystem handelt.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das erste Verbindungselement als weitere NFC-Schnittstelle ausgestaltet ist, wobei die übergeordnete Einheit als Handheld-Transmitter, Mobilgerät, insbesondere als Smartphone, Tablet, Phablet, Notebook oder ähnliches, ausgestaltet ist, und als zweites Verbindungselement eine NFC-Schnittstelle umfasst, wobei die übergeordnete Einheit einen zweiten NFC-Chip umfasst, der mit dem zweiten Verbindungselement verbunden ist.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Kabel umfasst: ein zweites Kabelgehäuse, das vom ersten Kabelgehäuse abgesetzt angeordnet ist, wobei das zweite Kabelgehäuse einen zweiten NFC-Chip umfasst, der mit den zwei Leitungen verbunden ist.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das zweite Kabelgehäuse einen Energieversorgungsanschluss umfasst, insbesondere an eine Permanentenergiequelle anschließbar ist, wodurch der Sensor mit Energie versorgt wird.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das zweite Kabelgehäuse einen Datenanschluss umfasst, der mit dem zweiten NFC-Chip verbunden ist.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass im zweiten Kabelgehäuse ein Fernfeldmodul angeordnet ist, insbesondere ein Bluetooth-Chip.
  • Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Sensorsystem, umfassend zumindest zwei Messsysteme wie oben beschrieben und einen Multiplexer, wobei der Multiplexer auf seiner Eingangsseite mit zumindest zwei Sensoren über jeweils ein Kabel verbunden ist, und wobei der Multiplexer auf der Ausgangsseite mit genau einer übergeordneten Einheit verbunden ist.
  • Dies wird anhand der nachfolgenden Figuren näherer erläutert.
    • 1 zeigt einen Sensor aus dem beanspruchten Messsystem.
    • 2 zeigt ein Kabel aus dem beanspruchten Messsystem.
    • 3a/b zeigen ein beanspruchtes Messsystem in zwei Ausgestaltungen.
    • 4a/b zeigen eine NFC-Schnittstelle auf Sensor- bzw. Kabelseite.
    • 5 zeigt ein beanspruchtes Messsystem in einer Ausgestaltung.
    • 6 zeigt ein beanspruchtes Sensorsystem mit einem Multiplexer.
  • In den Figuren sind gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Das beanspruchte Messsystem in seiner Gesamtheit hat das Bezugszeichen 1 und ist in 1 dargestellt.
  • Der Sensor 100 dient zur Bestimmung einer Messgröße. Dazu umfasst er zumindest ein Sensorelement 170 (in 1 symbolisch dargestellt) zum Erfassen einer Messgröße der Prozessautomatisierung. Der Sensor 100 wird mit dem Sensorelement 170 dabei in das zu messende Medium 126 (auch Messmedium, Messfluid, Prozessmedium) gebracht. 1 zeigt eine schematische Übersicht. Bei dem Sensor 100 handelt es sich dann etwa um einen pH-Sensor, auch als ISFET, im Allgemeinen einen ionenselektiven Sensor, einen Sensor zur Messung des Redoxpotentials, von der Absorption von elektromagnetischen Wellen im Medium, beispielsweise mit Wellenlängen im UV-, IR-, und/oder sichtbaren Bereich, des Sauerstoffs, der Leitfähigkeit, der Trübung, der Konzentration von nicht-metallischen Substanzen oder der Temperatur mit der jeweils entsprechenden Messgröße. Der Sensor 100 ist ein Prozess-Sensor, oder auch Inline-Sensor oder Einbau-Sensor genannt.
  • Der Sensor 100 kann durch einen Prozessanschlusses 124 mit einem Behältnis 125 vorzugsweise lösbar verbunden werden. Der Prozessanschluss 124 kann etwa als Flanschverbindung, z.B. aus Edelstahl, ausgeführt werden. Im Behältnis 125 befindet sich das zu messende Medium 126. Das Behältnis kann etwa ein Behälter, Kessel, Rohr, Rohrleitung o.ä. sein. Der Prozessanschluss kann auch als Armatur ausgestaltet sein, beispielsweise als Wechselarmatur, in die der Sensor 100 eingebracht wird. Der Sensor 100 umfasst dazu beispielsweise auch ein Außengewinde zum dauerhaften (aber lösbaren) befestigen des Sensors 100 am Prozessanschluss 124.
  • Der Sensor 100 umfasst ein Sensorgehäuse 110 mit einem Anschlussbereich 120 zum Anschluss eines Kabels, siehe 2. Im Anschlussbereich 120 des Sensorgehäuses 110 angeordnet ist eine erste NFC-Schnittstelle 131. Die erste NFC-Schnittstelle 131 ist als Antenne, insbesondere als Magnetantenne, ausgestaltet.
  • Über die erste NFC-Schnittstelle 131 ist der Sensor 100 mit dem Kabel 200 über die zweite NFC-Schnittstelle 231 verbunden, siehe auch unten in 2 und 3. Über die Schnittstelle 131 wird der Sensor 100 mit Energie versorgt. Über die Schnittstelle 131 werden auch Daten vom Sensor 100 gesendet, gegebenenfalls bidirektional gesendet und empfangen.
  • Entsprechend ist die zweite NFC-Schnittstelle 231 dazu ausgestaltet, Daten vom Sensor 100 zu empfangen oder bidirektional Daten zu senden oder zu empfangen.
  • Der Sensor 100 umfasst eine Datenverarbeitungseinheit 180, welche beispielsweise einen von der Prozessgröße abhängigen Messwert errechnet. Die Datenverarbeitungseinheit 180 umfasst dazu auch einen oder mehrere Speicher 150 in dem beispielsweise Kalibrierwerte gespeichert sind. Der Speicher 150 kann auch separat angeordnet sein. Der Sensor 100 kommuniziert u.a. mit einem Kabel 200 (siehe unten) über die Datenverarbeitungseinheit 180. Datenverarbeitungseinheit 180 ist beispielsweise ein Mikrocontroller. In einer Ausgestaltung können auch Rohdaten der Messung an das Kabel 200 gesendet werden. Die erste NFC-Schnittstelle 131 kann Teil der Datenverarbeitungseinheit 180 sein. Der Sensor 100 umfasst in seinem Gehäuse 110 einen ersten NFC-Chip, der mit der NFC-Schnittstelle 131 verbunden ist. Der NFC-Chip kann als separater Chip ausgestaltet sein, kann aber auch als Teil der Datenverarbeitungseinheit 180 ausgestaltet sein.
  • Die Bauteile 131, 150, 180, 181 sind jeweils separate Bauteile oder wie schon erwähnt kombiniert ausgestaltet. Diese werden auf einer Leiterkarte 160 aufgebracht, siehe 4a. Zu sehen ist in 4a die NFC-Schnittstelle 131 als Antenne und der NFC-Chip 181 mit verschiedenen weiteren elektrischen Bauteilen wie Widerständen, die nicht mit Bezugszeichen versehen sind. Der NFC-Chip 181 befindet sich im Innern der Schnittstelle 131.
  • Flächen und Kanten des Sensors 100, die mit dem Medium in Kontakt bringbar sind, insbesondere alle Flächen und Kanten des Sensors 100, sind glatt und abgerundet ausgestaltet. Der Sensor 100 ist frei von Rücksprüngen und Toträumen, damit kein Schmutz angesammelt wird.
  • 2 zeigt ein Kabel 200. Das Kabel 200 umfasst ein erstes Kabelgehäuse 210 mit einem ersten Anschlussbereich 220 zum Anschluss eines Sensors 100. Im Anschlussbereich 220 des Kabelgehäuses 210 angeordnet ist eine zweite NFC-Schnittstelle 231. Über die Schnittstelle 231 wird der Sensor 100 (über die erste NFC-Schnittstelle 131) mit Energie versorgt. Das Kabel 200 umfasst eine Verbindungsleitung 290 zum Anschluss an die übergeordnete Elektronikeinheit 900. Das Kabel 200 umfasst zumindest zwei Leitungen, insbesondere koaxial angeordnet, die mit den beiden Kontakten der NFC-Schnittstelle 231 verbunden sind. Der Einfachheit halber sind die zumindest zwei Leitungen als nur eine gezeichnet und mit dem Bezugszeichen 290 als „Verbindungsleitung“ gekennzeichnet. In 2 ist die Elektronikeinheit 900 direkt ans Kabel 200 angeschlossen. Die zweite NFC Schnittstelle 231 ist dazu ausgestaltet, Daten vom Sensor 100 zu empfangen oder bidirektionale Daten zu senden oder zu empfangen. Die Verbindungsleitung 290 ist dazu ausgestaltet Daten und Energie zu leiten.
  • Die zweite NFC-Schnittstelle 231 ist als Antenne, insbesondere als Magnetantenne, ausgestaltet. Die zweite NFC-Schnittstelle 231 ist nur als NFC-Antenne mit einem Anpassungsnetzwerk 232 ausgestaltet und enthält keine aktiven Bauteile. Insbesondere enthält die Schnittstelle 231 keinen NFC-Chip. Ebenso enthält das erste Kabelgehäuse 210 und damit der erste Anschlussbereich 220 keine aktiven Bauteile.
  • Auch das Anpassungsnetzwerk 232 umfasst nur passive Bauteile, insbesondere nur ein oder mehre Widerstände, Kondensatoren und/oder Spulen.
  • Die NFC-Schnittstelle 231 und das Anpassungsnetzwerk 232 werden auf einer Leiterkarte 260 aufgebracht, siehe 4b. Zu sehen ist in 4b die NFC-Schnittstelle 231 als Antenne mit einem Widerstand als Anpassungsnetzwerk. Je nach Ausgestaltung sind weitere passive Bauteile nötig.
  • In einer Ausgestaltung sind die zweite NFC-Schnittstelle 231 und das Anpassungsnetzwerk 232 in die Leiterplatte 260 integriert und diese ist ohne Bestückung ausgestaltet.
  • Flächen und Kanten des Kabels 200, die mit dem Medium in Kontakt bringbar sind, insbesondere alle Flächen und Kanten des Kabel 200, sind glatt und abgerundet ausgestaltet. Das Kabel 200 ist frei von Rücksprüngen und Toträumen, damit kein Schmutz angesammelt wird
  • Der Sensor 100 bzw. dessen Gehäuse 110 umfasst erste Haltemittel, die dazu ausgestaltet sind, den Sensor 100 im Anschlussbereich 220 des Kabels 200 zu halten. Der Anschlussbereich 220 kann beispielsweise topfartig ausgestaltet sein.
  • Entsprechend umfasst dann das Kabel 200 bzw. dessen Gehäuse 220 zweite Haltemittel, die korrespondierend zu den ersten Haltemitteln ausgestaltet sind. Die Haltemittel sind beispielsweise als Permanentmagnet ausgestaltet. Die Haltemittel umfassen einen weichmagnetischen Werkstoff. Die umgekehrte Anordnung ist grundsätzlich möglich.
  • In einer Ausgestaltung wird der Sensor 100 lediglich mittels Kraftschluss im Kabel 200 gehalten. Dazu kann der Sensor 100 oder das Kabel 200 eine bestimmte Materialkombination aufweisen, damit der Sensor 100 nicht aus dem Anschlussbereich 220 des Kabel 200 herausrutschen kann.
  • Dadurch entsteht eine intrinsisch dichte Sensoranordnung. Auch ohne verbauten Sensor 100 ist das Kabel 200 zum Medium hin dicht und Flüssigkeit kann nicht eindringen.
  • Zusätzlich oder stattdessen können zweiten Haltemittel eine Absperrvorrichtung umfassen, welche im Anschlussbereichs angeordnet sind. Die Haltemittel umfassen beispielsweise ein Scharnier, Kupplung, insbesondere Klemmkupplung, Hebel oder Bajonett. Eine Klemmkupplung umfasst einen geschlitzten Ring auf den ein konisches Element drückt. Erste Haltemittel sind dann entsprechend komplementär ausgestaltet. Auch kann die Absperrvorrichtung auf der Seite der ersten Haltemittel angeordnet sein.
  • Der Sensor 100 umfasst eine mechanische Führung im Bereich des Sensorgehäuses 110, die dazu ausgestaltet ist, die erste NFC-Schnittstelle 131 gegenüber der zweiten NFC-Schnittstelle 231 des Kabels 200, insbesondere planparallel und überlappend, auszurichten. Entsprechend umfasst das Kabel 200 eine korrespondierende mechanische Führung im Bereich des Kabelgehäuses 220. Beispielsweise ist zusätzlich noch ein Dorn am Sensor 100 angesetzt und am Kabel 200 befindet sich eine entsprechende Senkung. In einer Ausgestaltung können zur Positionierung eine radiale Nut bzw. ein komplementärer Zylinder in den Teilen (und damit der mechanischen Führung) eingebracht sein.
  • Die jeweiligen Ausführungen umfassen also entsprechende Haltemittel damit ein Lösen von Sensor 100 und Kabel 200 aus Versehen oder im Vorübergehen nicht möglich ist.
  • Die 3a/b zeigen das komplette Messsystem 300, umfassend einen Sensor 100, ein Kabel 200 und eine übergeordnete (Elektronik-)Einheit 900. Bei der übergeordneten Einheit 900 handelt es sich um einen Transmitter, es kann sich aber auch um einen Industrie-PC, SPS, Einplatinen-Computer, Gateway, Leitsystem, Handheld-Transmitter, Mobilgerät, insbesondere ein Smartphone, Tablet oder Phablet, ein Notebook oder ähnliches handeln.
  • 3a zeigt eine erste Ausgestaltung, bei der das Kabel 200 auf der dem Sensor 100 gegenüberliegende Seite als Stecker, somit als galvanischer Stecker ausgestaltet ist. Dies ist dann etwa vorteilhaft, wenn die übergeordneten Einheit 900 als Transmitter oder Industrie-PC, SPS, Einplatinen-Computer, Gateway, Leitsystem ausgestaltet ist.
  • Das Kabel 200 umfasst dann einen zweiten Anschlussbereich 221 (gegenüber dem sensorseitigen Ende) mit einem ersten Verbindungselement 240, das zum Anschluss an die übergeordneten Elektronikeinheit 900 ausgestaltet ist, wobei das erste Verbindungselement 240 dazu ausgestaltet ist, Energie zu empfangen, und die Daten vom Sensor 100 zumindest zu senden oder senden und zu empfangen. Das erste Verbindungselement 240 ist somit ein Stecker. Das erste Verbindungselement 240 und die zweite NFC-Schnittstelle 231 sind über Verbindungsleitung 290 miteinander verbunden.
  • Die übergeordnete Einheit hat ein Gehäuse 910 mit einem Anschlussbereich 920 zum Anschluss des Kabels 200. Im Anschlussbereich ist ein zweites Verbindungselement 940 angeordnet. Das zweite Verbindungselement 940 ist komplementär zum ersten Verbindungselement 240 ausgestaltet, also gegenüber dem Stecker 240 etwa als Buchse oder Kupplung. Das zweite Verbindungselement 940 ist dazu ausgestaltet ist, an das erste Verbindungselement 240 Energie zu übertragen und Daten vom Sensor 100 zu empfangen oder zu empfangen und zu senden.
  • Die übergeordnete Einheit 900 umfasst einen zweiten NFC-Chip 981, der im Gehäuse 910 angeordnet und mit dem zweiten Verbindungselement 940 verbunden ist. Das Kabel 200 umfasst also keine aktiven Komponenten. Die Daten und die Energie werden unbearbeitet durch das Kabel geleitet bzw. übertragen. Erst in der übergeordneten Einheit 900 erfolgt die Codierung / Decodierung der NFC-Signale (also der Daten des Sensors 100)
  • 3b zeigt eine zweite Ausgestaltung, bei der das Kabel 200 auf der dem Sensor 100 gegenüberliegende Seite als Verbindungselement 240 eine weitere NFC-Schnittstelle umfasst. Die Ausgestaltung bietet sich an, wenn die übergeordnete Einheit 900 etwa als Handheld-Transmitter, Mobilgerät, insbesondere als Smartphone, Tablet, Phablet, Notebook oder ähnliches, ausgestaltet ist, und dann als zweites Verbindungselement 940 eine entsprechende NFC-Schnittstelle 931 mit einem zweiten NFC-Chip 981 umfasst, der mit dem zweiten Verbindungselement 940, also der NFC-Schnittstelle 931 verbunden ist.
  • 5 zeigt das Messsystem 300 mit einer abgesetzten NFC-Elektronik. Dazu umfasst das Kabel 200 ein zweites Kabelgehäuse 211, das vom ersten Kabelgehäuse 210 abgesetzt angeordnet ist, wobei diese durch die Verbindungsleitung 290 miteinander verbunden sind. Der Abstand kann wenige zehn Zentimeter bis hin zu 2-3 Meter betragen. Das zweite Kabelgehäuse 211 umfasst einen zweiten NFC-Chip 281, der dann mit der Verbindungsleitung 290 verbunden ist.
  • Das zweite Kabelgehäuse 211 kann einen Energieversorgungsanschluss 212 umfassen, insbesondere an eine Permanentenergiequelle angeschlossen werden, also etwa einen Netzstecker für eine übliche Steckdose umfassen, wodurch der Sensor 100 über das Kabel 200 mit Energie versorgt wird.
  • Ebenso kann das zweite Kabelgehäuse 211 einen Datenanschluss 213 umfassen, der mit dem zweiten NFC-Chip 281 verbunden ist. Datenanschluss 213 und Energieversorgungsanschluss 212 können als eine Leitung ausgestaltet sein, etwa als USB-Anschluss für einen PC. Der Datenanschluss 213 kann auch separat sein, etwa dann als Anschluss an eine Leitstelle. Die Daten des Sensors 100 werden über den Datenanschluss weitergeleitet bzw. zum Sensor 100 geleitet.
  • Im zweiten Kabelgehäuse 211 kann ein Fernfeldmodul 214 angeordnet sein, insbesondere ein Bluetooth-Chip oder DECT-Chip. Der Bluetooth-Chip unterstützt den Protokollstapel Bluetooth Low Energy. Dadurch kann ein entsprechendes Gegengerät, etwa ein Smartphone, mit dem Kabel 200 und somit mit dem Sensor 100 kommunizieren; entweder nur lesen oder bidirektional.
  • 6 zeigte eine Ausgestaltung aus einem Anwendungsgebiet. In der Umweltüberwachung werden meist verschiedenen Sensorparameter benötigt, welche relativ selten (nur nach einigen Minuten) einen Messwert an das übergeordnete System 900 senden. Durch das Multiplexen (elektronisch per Hardware/Software oder mechanischer Umschalter) mit einem Multiplexer 410 der elektroniklosen Kabel 200 (Kabel nur mit NFC-Schnittstelle 231 incl. Anpassungsnetzwerk 232) kann ein energiearmes Sensorsystem 400 realisiert werden. Das Sensorsystem 400 umfasst also zumindest zwei Messsysteme 300 mit einem Multiplexer 410, der auf seiner Eingangsseite mit zumindest zwei Sensoren 100 über jeweils ein Kabel 200 verbunden ist, und auf seiner Ausgangsseite mit genau einer übergeordneten Einheit 900 verbunden ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Sensor
    110
    Sensorgehäuse
    120
    Anschlussbereich
    124
    Prozessanschluss
    125
    Behältnis
    126
    Medium
    131
    erste NFC-Schnittstelle
    150
    Datenspeicher
    160
    Leiterkarte
    170
    Sensorelement
    180
    Datenverarbeitungseinheit
    181
    erster NFC-Chip
    200
    Kabel
    210
    erstes Kabelgehäuse
    211
    zweites Kabelgehäuse
    212
    Energieversorgungsanschluss
    213
    Datenanschluss
    214
    Fernfeldmodul
    220
    erster Anschlussbereich
    221
    zweiter Anschlussbereich
    231
    zweite NFC-Schnittstelle
    240
    erstes Verbindungselement
    232
    Anpassungsnetzwerk
    260
    Leiterkarte
    281
    NFC-Chip
    290
    Verbindungsleitung
    300
    Messsystem
    400
    Sensorsystem
    410
    Multiplexer
    900
    übergeordnete Elektronikeinheit
    910
    Gehäuse
    920
    Anschlussbereich
    931
    NFC-Schnittstelle
    940
    zweites Verbindungselement
    981
    NFC-Chip
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102020113170 [0003]

Claims (12)

  1. Messsystem (300), umfassend - einen Sensor (100) zur Bestimmung einer Messgröße, umfassend ■ ein Sensorgehäuse (110) mit einem Anschlussbereich (120) zum Anschluss eines Kabels; ■ eine im Anschlussbereich (120) des Sensorgehäuses (110) angeordnete erste NFC-Schnittstelle (131), wobei die erste NFC-Schnittstelle (131) dazu ausgestaltet ist, Energie zu empfangen und den Sensor (100) mit Energie zu versorgen, wobei die erste NFC-Schnittstelle (131) dazu ausgestaltet ist, Daten, insbesondere mit der Messgröße korrelierte Messdaten, vom Sensor (100) über ein Kabel (200) an eine übergeordnete Elektronikeinheit (900) zumindest zu senden, insbesondere zu senden und zu empfangen; ■ einen ersten NFC-Chip (181), der im Sensorgehäuse (110) angeordnet und mit der NFC-Schnittstelle (131) verbunden ist; und ■ ein Sensorelement (170) zur Erfassung der Messgröße; - das Kabel (200) zum Verbinden des Sensors (100) mit der übergeordneten Elektronikeinheit (900), umfassend ■ ein erstes Kabelgehäuse (210) mit einem ersten Anschlussbereich (220); und ■ eine im ersten Anschlussbereich (220) des ersten Kabelgehäuses (210) angeordnete zweite NFC-Schnittstelle (231), wobei die zweite NFC-Schnittstelle (231) dazu ausgestaltet ist, an die erste NFC-Schnittstelle (131) Energie zu übertragen, wobei die zweite NFC-Schnittstelle (231) dazu ausgestaltet ist, die Daten vom Sensor (100) zumindest zu empfangen, insbesondere zu empfangen und zu senden, wobei die zweite NFC-Schnittstelle (231) als NFC-Antenne mit einem Anpassungsnetzwerk (232) ausgestaltet ist und keine aktiven Bauteile enthält; ■ zumindest zwei Leitungen (290), insbesondere koaxial angeordnet, die mit der NFC-Schnittstelle (231) verbunden sind und zum Übertragen von Energie und Daten ausgestaltet sind.
  2. Messsystem (300) nach Anspruch 1, wobei das Anpassungsnetzwerk (232) nur passive Bauteile, insbesondere nur ein oder mehre Widerstände, Kondensatoren und/oder Spulen, umfasst.
  3. Messsystem (300) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Anschlussbereich (220) eine Leiterplatte (260) umfasst und die zweite NFC-Schnittstelle (231) und das Anpassungsnetzwerk (232) in die Leiterplatte (260) integriert sind und ohne Bestückung ausgestaltet ist.
  4. Messsystem (300) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Kabel (200) umfasst: ■ einen zweiten Anschlussbereich (221) mit einem ersten Verbindungselement (240), das zum Anschluss an die übergeordneten Elektronikeinheit (900) ausgestaltet ist, wobei das erste Verbindungselement (240) dazu ausgestaltet ist, Energie zu empfangen, wobei das erste Verbindungselement (240) dazu ausgestaltet ist, die Daten vom Sensor (100) zumindest zu senden, insbesondere zu senden und zu empfangen, und wobei das erste Verbindungselement (240) und die zweite NFC-Schnittstelle (231) über die zwei Leitungen (290) miteinander verbunden sind.
  5. Messsystem (300) nach Anspruch 4, umfassend - die übergeordnete Elektronikeinheit (900), umfassend ■ ein Gehäuse (910) mit einem Anschlussbereich (920) zum Anschluss des Kabels (200); ■ ein im Anschlussbereich (920) des Gehäuses (910) angeordnetes zweites Verbindungselement (940), wobei das zweite Verbindungselement (940) dazu ausgestaltet ist, an das erste Verbindungselement (240) Energie zu übertragen, wobei das zweite Verbindungselement (940) dazu ausgestaltet ist, die Daten vom Sensor (100) zumindest zu empfangen, insbesondere zu empfangen und zu senden, wobei die Verbindung über das erste und zweite Verbindungselement (240, 940) als galvanische Kopplung ausgestaltet ist; und ■ einen zweiten NFC-Chip (981), der im Gehäuse (910) angeordnet und mit dem zweiten Verbindungselement (940) verbunden ist.
  6. Messsystem (300) nach Anspruch 5, und es sich bei der übergeordneten Einheit (900) um einen Transmitter, Industrie-PC, SPS, Einplatinen-Computer, Gateway oder ein Leitsystem handelt.
  7. Messsystem (300) nach Anspruch 4, wobei das erste Verbindungselement (240) als weitere NFC-Schnittstelle ausgestaltet ist, wobei die übergeordnete Einheit (900) als Handheld-Transmitter, Mobilgerät, insbesondere als Smartphone, Tablet, Phablet, Notebook oder ähnliches, ausgestaltet ist, und als zweites Verbindungselement (940) eine NFC-Schnittstelle umfasst, wobei die übergeordnete Einheit (900) einen zweiten NFC-Chip (981) umfasst, der mit dem zweiten Verbindungselement (940) verbunden ist.
  8. Messsystem (300) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Kabel (200) umfasst: ■ ein zweites Kabelgehäuse (211), das vom ersten Kabelgehäuse (210) abgesetzt angeordnet ist, wobei das zweite Kabelgehäuse (211) einen zweiten NFC-Chip (281) umfasst, der mit den zwei Leitungen (290) verbunden ist.
  9. Messsystem (300) nach Anspruch 8, wobei das zweite Kabelgehäuse (211) einen Energieversorgungsanschluss (212) umfasst, insbesondere an eine Permanentenergiequelle anschließbar ist, wodurch der Sensor (100) mit Energie versorgt wird.
  10. Messsystem (300) nach Anspruch 8 oder 9, wobei das zweite Kabelgehäuse (211) einen Datenanschluss (213) umfasst, der mit dem zweiten NFC-Chip (281) verbunden ist.
  11. Messsystem (300) nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei im zweiten Kabelgehäuse (211) ein Fernfeldmodul (214) angeordnet ist, insbesondere ein Bluetooth-Chip.
  12. Sensorsystem (400), umfassend - zumindest zwei Messsysteme (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, - einen Multiplexer (410), wobei der Multiplexer (410) auf seiner Eingangsseite mit zumindest zwei Sensoren (100) über jeweils ein Kabel (200) verbunden ist, und wobei der Multiplexer (410) auf der Ausgangsseite mit genau einer übergeordneten Einheit (900) verbunden ist.
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