DE2754532A1

DE2754532A1 - Signalgeber

Info

Publication number: DE2754532A1
Application number: DE19772754532
Authority: DE
Inventors: Dennis William George Byatt
Original assignee: Marconi Co Ltd
Current assignee: BAE Systems Electronics Ltd
Priority date: 1977-10-11
Filing date: 1977-12-07
Publication date: 1979-04-19
Also published as: IT7869018A0; GB1596284A; DE2754532C2; IT1172867B

Description

Die Erfindung betrifft Signalgeber und ist insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich,, dazu gedacht, in einem Positionen anzeigenden Netzwerk Verwendung zu finden.

Es besteht ein Bedarf auf zuverlässige und wirtschaftliche Weise die örtliche Position von bestimmten beweglichen Objekten oder örtliche Positionen anzuzeigen, an denen spezielle Ereignisse stattfinden. Hierfür existieren relativ komplizierte und kostspielige Vorrichtungen und Systeme und der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders kostengünstige Vorrichtung für diesen Zweck zu schaffen.

Gemäß der Erfindung umfaßt ein Signalgeber einen Körper aus piezoelektrischem Material, der an einen abgestimmten Resonanzkreis in der Weise angekoppelt ist, daß, wenn Druck an diesen Körper angelegt wird, ein Signal bei einer vorgegebenen, durch die Eigenschaften des abgestimmten Kreises festgelegten Frequenz abgestrahlt wird.

Vorzugsweise besteht das piezoelektrische Material aus einem dünnen Film aus Polyvinylidenfluorid (PVF₂)· ^Es können auch andere piezoelektrische Materialien wie z. B. PZT-Keramik verwendet werden. Die abgestimmten Kreise können aus einer Reihe von diskreten Bauelementen wie z. B. Widerständen, Kondensatoren und Spulen aufgebaut sein und wenn die erforderliche Kapazität einen geeigneten Wert besitzt, so wird vorzugsweise die Eigenkapazität des PVF₃-FiImS verwendet. In diesem Fall kann die Frequenz, bei der der abgestimmte Schaltkreis seine Resonanz hat, dadurch zugeschnitten bzw. festgelegt werden, daß man einen geeigneten Widerstandswert wählt.

In geeigneter Weise polarisiertes PVF₂ kann so verwendet wer-

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den, daß es eine Ausgangsspannung abgibt, wenn es einem Druck unterworfen wird. Aufgrund dieser Eigenschaft ist es nicht erforderlich, für jeden Signalgeber eine eigene Stromversorgung zu verwenden. Erfindungsgemäße Signalgeber können beispielsweise dazu verwendet werden, die Stellung von Gegenständen anzuzeigen, die sich längs eines Förderbandes bewegen, und in einem solchen Fall ist das PVF- vorzugsweise in der Form eines Oberflächenüberzuges für eine drehbare Walze vorgesehen, die einen Teil des Förderbandes bildet.

Der Abstand, über den hinweg das abgestrahlte Signal in zuverlässiger Weise empfangen werden kann, hängt zum Teil von den Eigenschaften des PVF₃-FiImS ab, sowie von den elektrischen Verhältnissen der Umgebung, in denen das Signal abgestrahlt wird. Um die zur Verfügung stehende Ausgangsspannung zu erhöhen, kann eine Reihe von PVF₃-FiI-men in£erie geschaltet werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Netzwerk von solchen Signalgebern vorgesehen, die so angeordnet sind, daß sie die Signale auf einen gemeinsamen Punkt senden, entweder über einen gemeinsamen ODER-Empfanger oder ein verteiltes Netzwerk von Empfängern.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 u. 2 alternative schematische Formen von Signalgebern gemäß der Erfindung und

Fig. 3 die Forin der von einer solchen Vorrichtung abgestrahlten Welle.

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Gemäß Fig. 1 besteht ein piezoelektrischer Sensor 1 aus einem dünnen Film aus PVF-/ der jeweils eine kreisförmige Elektrode 2 auf gegenüberliegenden Flächen des Firns besitzt. Die Elektroden 2 sind mit den entgegengesetzten
Enden eines abgestimmten Kreises 3 verbunden, der aus
einer mit einem Kondensator 5 parallel geschalteten Induktivität 4 besteht; eine Antenne 6 ist an den abgestimmten Kreis angeschlossen. Der Sensor 1 besitzt eine Form, die auf seinen speziellen Anwendungsfall abgestimmt ist und in jedem Fall wird seine Fo rm so gewählt sein, daß an ihn Druck mit maximaler Auswirkung angelegt werden kann. Wie zuvor erwähnt, kann die Erfindung auf ein Förderbandsystem angewendet werden, bei dem Gegenstände über eine Reihe von drehbaren Walzen hinweg
befördert werden. Dadurch, daß man zumindest einen Teil des Sensors 1 um ausgewählte Walzen herumwickelt, kann
das Vorhandensein eines über diese Walze hinweggehenden Körpers ohne weiteres erkannt werden. Da es nicht nötig ist, für jeden Signalgeber ein Netzgerät bzw. eine Stromversorgung vorzusehen, kann die Walze beliebig an jedem gewünschten Ort neu angebracht werden. Zusätzlich hierzu kann, da der Sensor 1 aus PVF- aufgebaut ist, das eine
beträchtliche Eigenkapazität besitzt, der Kondensator 5 durch den Sensor 1 selbst gebildet werden. Diese Möglichkeit ist in Fig. 2 dargestellt, in der die Elektroden 2 direkt mit den gegenüberliegenden Enden einer Induktionsspule 7 verbunden sind. Der Teil des PVF₃-FiImS, der die Spule 7 trägt, sollte in einem Bereich angeordnet werden, der dem angelegten Druck nicht unterworfen ist, da anderenfalls seine Kapazität und somit seine Resonanzfrequenz
sich in unvorhersehbarer und unerwünschter Weise verändern können.

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Die Beschaffenheit eines von einer erfindungsgemäßen Anordnung abgestrahlten Signals ist in Fig. 3 dargestellt. Das Signal mit der maximalen Amplitude wird erhalten, wenn der Druck an den PVF₃-FiIm angelegt wird und diese Amplitude fällt ziemlich schnell in exponentieller Weise ab. Natürlich ist die zur Übertragung des Signals zur Verfügung stehende Leistung sehr gering und in manchen Fällen kann das Signal nur über einen geringen Abstand hinweg empfangen werden. Statt eine herkömmliche Antenne vorzusehen, kann es für gewisse Anwendungsfälle günstiger sein, eine induktive Kopplung zwischen einer dem Signalgeber zugeordneten Induktivität, die in diesem Fall möglicherweise dieselbe Induktivität sein kann, die auch einen Teil des abgestimmten Resonanzkreises bildet, und einer anderen Induktivität vorzusehen, die einem Empfänger zugeordnet ist, der in der Nähe des Signalgebers angeordnet ist. Bei dieser Form der Kopplung ist es ebenfalls nicht erforderlich, einen physischen Kontakt bzw. eine physi_sche Verbindung zwischen dem Signalgeber und dem Empfänger zu verwenden. Wird eine Vielzahl von Empfängern vorgesehen, so sind sie alle auf einen zentralen Informations-Sammelpunkt zurückgekoppelt. Wird eine Reihe von Signalgebern in einem Netzwerk verwendet, so kann jedem Signalgeber eine spezielle Frequenz zugeordnet werden, die es ermöglicht, seine Signale am zentralen Informations-Sammelpunkt zu identifizieren.

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Claims

275453?

PATENTANWÄLTE

MANITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOW

The Marconi Company Limited München, den

Marconi House, New Street, P/2/Hi-M 3239

Chelmsford, Essex, England

Signalgeber

Patentansprüche :

.] Signalgeber, dadurch gekennze ichnet, daß ein Körper (1) aus piezoelektrischem Material an einen abgestimmten Resonanzkreis (3) in der Weise angekoppelt ist, daß, wenn an den Körper Druck angelegt wird, ein Signal mit einer vorgegebenen, durch die Eigenschaften des abgestimmten Kreises festgelegten Frequenz abgestrahlt wird.
2. Signalgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische Material ein dünner Film aus Polyvinyliden-Fluorid (PVF₂) ist.
3. Signalgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenkapazität des PVF₂-FiImS einen Teil des abgestimmten Resonanzkreises bildet.

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DR. C. MANITZ ■ DIFU-INC. M. FINSTERWALD DIPL.-INC. W. CRAMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSSANKEN

β MÖNCHEN 39. ROBERT-KOCH-STRASSE I 7 STUTTGART SO (BAD CANNSTATTI MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 7370

TEL. IO89I SS 4911. TELEX OS -39679 PATMf SEELBERCSTR. 93/9S.TEL.I07III56 73 61 POSTSCHECKtMONCHEN 77063-BOS

ORIGINAL INSPECTED
4. Signalgeber nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von PVE^-Filmen in Reihe geschaltet ist.
5. Signalgeber nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das PVF₂ in der Form eines Oberflächenüberzuges für eine drehbare Walze vorgesehen ist, die einen Teil eines Förderbandes bildet.
6. Verwendung eines Signalgebers nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem eine Vielzahl solcher Signalgeber umfassenden Netzwerk, bei dem die Signalgeber ihre Signale zu einem gemeinsamen Punkt senden.

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