DE4114293A1 - Verfahren zur aufzeichnung von temperatur, luftfeuchtigkeit, beschleunigungskraefte (stoesse, vibrationen/ u. dgl. sowie geraet zur ausfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufzeichnung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Beschleunigungskräften (Stöße, Vibrationen) u. dgl., die in einer auswählbaren, zeitweise unzugänglichen Umgebung auftreten, mittels eines ent­ sprechende Fühl- und Aufzeichnungseinrichtungen aufweisen­ den, sich selbst mit Energie versorgenden, transportablen, ein- und abschaltbaren Gerätes.

Es ist an sich bekannt, bestimmte Umgebungsparameter, wie die Luftfeuchtigkeit, Temperatur und ähnliches mittels Sensoren (wie Temperaturmesser, Feuchtemesser) zu erfassen und diese dann mittels eines Aufzeichnungsgerätes fest­ zuhalten, wobei derartige Verfahrensweisen in der Meteo­ rologie üblich sind. Dort verwendet man Temperaturmeßgeräte mit Tintenschreibern, die auf einem Papierstreifen die Temperaturschwankungen in Abhängigkeit von einer bestimmten, durch Uhrwerk festgelegten Zeit zu Papier bringen, wobei diese Geräte beispielsweise in Wetterhäuschen untergebracht sind und daher zu bestimmten Zeitabschnitten nicht zu­ gänglich sind.

Es gibt auch Vibrationsmeßstationen, beispielsweise an Erdbebenmeßstellen, die selbsttätig über bestimmte Zeitab­ stände das Auftreten von Erdstößen aufzeichnen.

Die genannten Geräte arbeiten an sich zufriedenstellend, sind aber für bestimmte Anwendungsfälle ungeeignet, weil sie verhältnismäßig großen Platzbedarf haben und schon aus diesem Grunde für viele Anwendungsfälle ungeeignet sind.

Bisher nicht bekannt ist eine Anordnung und Verfahrensweise, bei der die Aufzeichnung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Beschleunigungskräften (z. B. Stöße, Vibrationen) in solchen Umgebungen möglich machen, die nur wenig Platz zur Verfügung stellen und auch nur wenig Gewicht ertragen.

Solche Anwendungsfälle sind beispielsweise die Aufzeichnung der Temperatur, der Vibration und der Stöße in bestimmten Umgebungen, wobei ein typischer Anwendungsfall die Über­ wachung der Transportumgebung von verderblichen oder stoß­ empfindlichen Waren ist.

In diesen Fällen ist es wichtig, daß das die Aufzeichnung vornehmende Gerät möglichst nahe an dem zu überwachenden Gut angeordnet wird, beispielsweise in der gleichen Verpackung, in der auch die Ware untergebracht wird. Damit ist sicher­ gestellt, daß die auf die Ware im Laufe der Transportzeit einwirkende Umgebung (Temperatur, Stöße u. dgl.) in der gleichen Weise aufgezeichnet werden, wie sie auf das Trans­ portgut einwirkt, während es bei einer Anordnung von ent­ sprechenden Meßeinrichtungen in größerer Entfernung von dem Gut zu Unterschieden kommen kann, bedingt durch Stoßab­ sorption, Temperaturabweichungen u. dgl., die durch die zwischen dem zu überwachenden Gut und den Sensoren des Gerätes vorhanden sind.

Das bedeutet, daß die Aufzeichnung von z. B. Temperatur und Beschleunigungskräften u. dgl. in solcher Weise erfolgen muß, daß sie genau den Zeitraum erfaßt, der auf andere Weise nicht überwacht werden kann, beispielsweise deshalb, weil sich das Transportgut in einer dann nicht mehr zugänglichen Umgebung (wie Flugzeugrumpf) befindet, oder daß sie einem Unternehmer übergeben wird, dessen Verhalten nicht direkt überwacht werden kann. Des weiteren sollte das Verfahren mit einem Gerät auskommen, das möglichst klein und handlich ist, damit an sich für das zu versendende Gut vorgesehener Trans­ portraum nicht unnötig in Anspruch genommen wird.

Des weiteren sollte die Auswertung der aufgezeichneten Meßwerte möglichst umfassend und möglichst fälschungssicher sein, damit der Beweiswert der aufgezeichneten Daten mög­ lichst hoch ist.

Erfindungsgemäß erfolgt eine Lösung dieser Aufgabe dadurch, daß ein Verfahren zur Verfügung gestellt wird, gemäß dem ein entsprechendes Gerät zunächst für eine vorgewählte Zeit­ spanne eingeschaltet wird, daß anschließend das Gerät in der Umgebung für eine bestimmte Zeitdauer, die die vorgewählte Zeitspanne zumindest teilweise erfaßt, angeordnet wird, daß dann das Gerät aus der Umgebung wieder herausgenommen und die aufgezeichneten Werte für Temperatur o. dgl. gelesen werden, um sie dann in eine Verarbeitungseinrichtung oder auf eine weitere Speichereinrichtung mit größerer Speicher­ kapazität als die des Gerätes zu übertragen.

Damit sind die für die Überwachung vorgesehenen Daten voll auswertbar, beispielsweise mittels eines weiteren Ver­ fahrensschrittes des Aufzeichnens und/oder Verarbeitens und/oder Darstellens der Werte auf einem Kleincomputer, wie einem PC.

Das Einschalten des Gerätes für eine vorgewählte Zeitspanne, die mit dem Beginn des Transportweges beispielsweise über­ einstimmt, und für eine Zeitdauer, die der zu erwartenden Transportdauer entsprechen mag, kann mittels des Klein­ computers erfolgen, der in entsprechender Weise programmiert sein mag.

Zur Ausführung des Verfahrens ist ein Gerät geeignet, das eine netzunabhängige Aufzeichnungseinrichtung für Tempera­ tur, Luftfeuchtigkeit, Beschleunigungskräfte u. dgl. dar­ stellt, mit Fühlereinrichtungen für die aufzuzeichnenden Umgebungsparameter, wie Temperaturfühler, Beschleunigungs­ kraftfühler o. dgl., und mit den Fühlereinrichtungen nachge­ schalteten Aufzeichnungseinrichtungen zur abrufbaren Auf­ zeichnung der von den Fühlereinrichtungen gelieferten Signale. Diese Aufzeichnungseinrichtungen speichern die Signale als digitalisierte Daten mittels eines Mikropro­ zessors in einen keine bewegte Teile umfassenden Digital­ speicher, wie RAM-Speicher, aus denen diese Daten wieder abrufbar sind, wobei die Aufzeichnungseinrichtungen einen Taktgeber umfassen, der die Daten der einzelnen Fühler zeitlich zueinander und/oder zu einem vom Mikroprozessor lieferbaren Uhrzeitreferenzsignal in Beziehung setzt.

Die Aufzeichnungseinrichtung kann wiederaufladbare Zellen für die Energieversorgung umfassen, wie auch Anschlußein­ richtungen zur Verbindung der wiederaufladbaren Zellen mit einem Ladegerät. Es ist günstig, wenn die Aufzeichnungsein­ richtung eine Fühlereinrichtung für den Ladezustand dieser Zellen umfaßt und ein Warnsignal abzugeben in der Lage ist, wenn eine bestimmte Batterieentladung stattgefunden hat, so daß eine Neuaufladung erforderlich wird.

Die Aufzeichnungseinrichtungen können auch eine Daten­ schnittstelle bilden, oder an einer solchen mittels Kabel­ steckverbindungen anschließbar sein, die eine Datenkommuni­ kation mit

• a) einem Datenfernübertragungsnetz, wie Telefonnetz oder Datenübertragungsnetz aufweist, sowie
• b) einem Datenverarbeitungssystem, wie einem Personal­ computer oder einem ähnlichen Kleincomputer, ermöglicht.

Dem Datenverarbeitungssystem, wie beispielsweise einem PC, kann ein Verarbeitungsprogramm zugeordnet sein, das dem Mikroprozessor bestimmte Anfangswerte (wie Beginn der Aufzeichnung, Ende der Aufzeichnung, Aufzeichnungswerte­ bereich, Meßintervall, Auflösung) eingibt. Das hat den Vorteil, daß für die Eingabe dieser Daten keine besonderen Maßnahmen, wie mittels mechanischer Schalter, Einsteller, Knöpfe oder ähnlichem einzugebende Werte, an dem Aufzeich­ nungsgerät selbst vorgenommen werden müssen, was die mechanische Zuverlässigkeit erhöht und seine noch notwendige Größe verringert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungs­ beispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen darge­ stellt sind.

Es zeigt:

Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht eine erfindungs­ gemäß ausgestaltete netzunabhängige Aufzeichnungs­ einrichtung, hier in Verbindung mit einem Klein­ computer zur Auswertung der aufgezeichneten Daten;

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild der Aufzeichnungsein­ richtung;

Fig. 3 eine Darstellung des Gerätegehäuses mit Durch­ brüchen;

Fig. 4 eine mit Hilfe eines Druckers erzeugte Auf­ zeichnung von Daten, die die erfindungsgemäße Aufzeichnungseinrichtung über einen bestimmten Zeitraum gespeichert hat;

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts aus der Darstellung gemäß Fig. 4; und

Fig. 6 eine von dem Bildschirm des Kleincomputers mög­ licherweise darstellbares Diagramm, anhand dem bestimmte Daten in das erfindungsgemäße Gerät eingegeben werden können.

In Fig. 1 ist in einer perspektivischen Darstellung eine Aufzeichnungseinrichtung 10 für Temperatur, Luftfeuchtig­ keit, Beschleunigungskräfte (insbesondere Vibrationen und Schockeinwirkungen) u. a., zu erkennen, bestehend aus einem Gehäuse 12, das hier etwa handtellergroß ist, innerhalb dem Fühlereinrichtung für die aufzuzeichnenden Umgebungs­ parameter, wie Temperaturfühler, Beschleunigungskraftfühler u. dgl. derart angeordnet sind, daß sie die auf das Gehäuse einwirkende Beschleunigungskraft, oder auch die auf das Gehäuse einwirkende Außentemperatur erfassen und an eben­ falls in dem Gehäuse untergebrachte Aufzeichnungsein­ richtungen weitergeben, die vorzugsweise in Form von mikro­ prozessorgesteuerten Digitalspeichern vorgesehen sind.

In Fig. 2 ist das Blockschaltbild der Aufzeichnungsein­ richtung 10 wiedergegeben, bestehend aus dem Gehäuse 12, an dessen Oberfläche oder zumindest nahe dessen Oberfläche ein Temperatursensor T, ein Feuchtesensor F sowie ein Be­ schleunigungssensor G vorgesehen ist, wobei der letztere nicht unbedingt nahe der Oberfläche angeordnet sein muß, da die Beschleunigung in allen Bereichen des Gehäuses zu gleicher Zeit und in gleicher Stärke auftritt, sofern nur das Gehäuse 12 dieser Beschleunigung insgesamt ausgesetzt wird und der Sensor mit diesem fest verbunden ist. Dagegen ist die Feuchtigkeitsmeßeinrichtung direkt mit der Um­ gebungsluft in Kontakt zu bringen, ebenso wie zweckmäßiger­ weise die Temperaturmeßeinrichtung möglichst nahe oder sogar an der Oberfläche angebracht sein muß, um Temperaturschwan­ kungen möglichst ohne Zeitverzögerung und auch ohne Dämpfung durch dazwischenliegende Materialschichten, die zu einer Zeitverzögerung und auch zu einer Verschleifung der Meßwerte führen können, vorzusehen.

Den entsprechenden Meßeinrichtungen T, F und G sind dann Analog-Digital-Umsetzer 14, 16, 18 nachgeschaltet, die wiederum mit einem Mikroprozessor 20 in Verbindung stehen, der die digitalisierten Meßwerte der Sensoren T, F und G aufnimmt und, unter Steuerung eines Taktgebers 22, der auch eine Uhrzeit (in Echtzeit) zu liefern in der Lage ist, miteinander und mit der Uhrzeit verknüpft und in geeigneter Weise intern abspeichert oder einem an ihm angeschlossenen wiederauslesbaren Speicher 24 zuführt, der die digitali­ sierten Daten in geeigneter Verknüpfung mit den Taktzeiten des Taktgebers 22 abspeichert. Die Betriebsenergie für die verschiedenen Einrichtung wird von einer Batterie 26 ge­ liefert, die in einem separaten Abteil des Gehäuses 12 untergebracht sein kann, so daß sie ausgewechselt werden kann, wenn es sich um eine nicht wieder aufladbare Batterie handelt, oder die mittels einer hier nicht dargestellten Ladeeinrichtung, anschließbar beispielsweise über Steck­ kontakte 28, wieder aufgeladen werden kann, welche Steck­ kontakte an die äußere Oberfläche des Gehäuses 12 geführt sind und mittels eines Anschlußsteckers 30, siehe Fig. 1 an eine geeignete Zusatzeinrichtung geführt werden kann. Das Gehäuse 12 kann auch eine Sichtdarstellung oder ein Display 32 aufweisen, auf der wichtigste Daten bei Bedarf darge­ stellt werden können.

Im übrigen ist aber vorgesehen, die Aufzeichnungseinrichtung 10 über das bereits erwähnte Kabel 30 oder ein entsprechen­ des anderes Kabel mit einer Auswerteeinrichtung, beispiels­ weise mit einem Kleincomputer oder Personalcomputer 34 zu verbinden, der in üblicher Weise aus zumindest einem Bild­ schirm 36, einer Mikroprozessor- und Diskettenlaufein­ richtung 38, sowie einer Eingabetastatur 40 oder auch noch zusätzlich einer "Maus" besteht.

Zwischen dieser Auswerteeinrichtung 34 und dem Aufzeich­ nungsgerät 10 kann auch eine Kommunikationsleitung ge­ schaltet sein, beispielsweise ein Telefonnetz, um an einem ersten Ort über eine ggf. vorzusehende Schnittstelle aus dem Aufzeichnungsgerät 10 Daten über die Schnittstelle in das Telefonnetz einzuspeisen, um an einer anderen Stelle, die ebenfalls an dem Telefonnetz angeschlossen ist, diese über das Telefonnetz gelaufenen Daten wieder aufzunehmen und beispielsweise einer Kleincomputereinrichtung 34 zuzuführen. Zu diesem Zweck könnte die kastenförmige Aufzeichnungs­ einrichtung 10 in eine entsprechende Aufnahme eines Adapters oder einer Interface-Einrichtung einschiebbar sein, die dann automatisch die Aufzeichnungseinrichtung 10 bzw. dessen Mikroprozessor veranlaßt, bestimmte Daten aus der Speicher­ einrichtung innerhalb dieses Gerätes 10 auszulesen und weiterzugeben oder aufzuzeichnen und anschließend das Aufzeichnungsgerät neu zu formatieren, d. h. neue Auf­ zeichnungszeiten, Aufzeichnungsparameter u. dgl. einzugeben und damit neu "zu laden".

Auf diese Weise wäre es möglich, Manipulationen, die nicht gewollt sind, zu verhindern.

Eine derartige Aufnahme könnte beispielsweise an der Auf­ gabestelle für Fracht vorgesehen werden, an der eine ent­ sprechende Bedienungsperson eine größere Anzahl derartiger Aufnahmeeinrichtungen 10 gelagert hat, von diesen eine nimmt, formatiert und dann in einen Frachtcontainer in eine geeignete Stelle einsetzt, zusammen mit der von diesem Container aufzunehmenden Fracht, woraufhin dann dieser Container geschlossen und auf den Frachtweg gebracht wird. An der Empfangsstelle für diesen Container wird dann ent­ sprechend von dem Entladepersonal das Gerät wieder heraus­ genommen, um dann in eine entsprechende Aufnahme an dieser Stelle eingebracht zu werden und dann das "Schicksal" dieses Gerätes 10, das mit dem Schicksal des Containers überein­ stimmt, zu überprüfen, insbesondere daraufhin, ob das Gerät und damit das in dem Container enthaltene Ladegut uner­ laubten Stößen ausgesetzt gewesen ist, oder unerlaubt hohen oder niedrigen Temperaturen, die das Ladegut evtl. be­ schädigt haben. Anhand der Aufzeichnungen läßt sich also feststellen, ob bestimmte Frachtvereinbarungen von dem Frachtführer eingehalten worden sind, beispielsweise be­ stimmte Temperaturbereiche bei verderblicher Ware, bestimmte Beschleunigungswerte bei zerbrechlicher Ware und ähnliches.

Es ist auch zweckmäßig, wenn in dem Gehäuse 12 z. B. zwei Querdurchbrüche 42, 44 angeordnet sind, durch die beispiels­ weise Befestigungsschrauben zur Festlegung des Gehäuses 12 an einer Transportbehälterwand 46 gesteckt werden können, um so den Kasten 12 gegen unbefugtes Austauschen zu sichern. Aus ähnlichen Gründen kann durch die beiden Durchbrüche 42, 44 auch ein Blombierdraht 48 geführt sein. Eine derartige Befestigung bzw. Blombierung verbindet gleichzeitig ein Auseinandernehmen des Gehäuses zum Zwecke des unautori­ sierten Eingriffs in die Schaltung und an die Sensoren.

Das Gehäuse 12 kann auch an beispielsweise der Transport­ behälterwand 46 verbleiben, in welchem Falle ein Stecker mit einem längeren Kabel an einem Anschlußkasten 28 eingesteckt wird, um die Datenentnahme und die Dateneingabe sowie ggf. die Aufladung der Batterien vornehmen zu können.

Die Datenübertragung erfolgt vorzugsweise seriell, um so die Anzahl der Übertragungskanäle reduzieren zu können. Die Verarbeitung der aus dem Speicher innerhalb des Gerätes 10 ausgelesenen Daten kann mit Hilfe eines speziell dafür geschriebenen Rechenprogramms erfolgen, das hier nicht näher beschrieben werden soll. Dieses Programm kann mit Dar­ stellungs- oder Druckeinrichtungen in Verbindung treten, die eine Ausgabe von Daten bewerkstelligen können, wie sie beispielsweise in den Fig. 4 und 5 zu erkennen sind. So zeigt die Fig. 4 eine Meßkurvendarstellung, bei der die eine Kurve die Temperatur über einen bestimmten Zeitraum wieder­ gibt, die andere Kurve die während des gleichen Zeitraums auftretende Vibrationsstärke oder ähnliches. So zeigt die in dieser Darstellung ausgezogene Linie die Temperatur, die zwischen -30°C und +90°C liegen kann. Auf der Zeitskala ist sowohl ein Datum (30. 01. 1991) angegeben, wie auch eine Uhrzeit (in dem Beispiel beginnt die Aufzeichnung um 18.55 Uhr und 10 Sekunden des 30. Jan. 1991 und endet um 11.59 Uhr und 10 Sekunden des 31. Jan. 1991). Die Vibration ist hier in 0 bis 100% geeicht, wobei 100% beispielsweise die Erdbeschleunigung (1G) bedeuten. Der Wert 100% kann aber auch 10G oder 100G betragen.

Zur Unterscheidung von Vibration und Temperatur sind die Kurven mit unterschiedlichen Farben oder auch unterschied­ licher Strichstärke oder durchgezogen bzw. gepunktet wieder­ gegeben.

Die Darstellung kann auch zeitlich gestreckt wiedergegeben werden, wie es in Fig. 5 zu erkennen ist: Dort ist ein Zeitraum von 21.03 Uhr und 10 Sekunden bis 23.11 Uhr und 10 Sekunden des 30. Jan. 1991 dargestellt. Dies entspricht dem gekennzeichneten kurzen Abschnitt auf der Aufzeichnung gemäß Fig. 4.

Auf der Aufzeichnung sind deutlich Temperaturschwankungen zwischen -10° und +50° zu erkennen, ebenso Vibrationen, die zwischen 0% und 90% liegen und aus teilweise sehr kurz­ zeitigen Spitzen bestehen.

Anhand dieser Aufzeichnungen ist somit feststellbar, welchen Belastungen (sei es Temperaturbelastungen oder Schockbe­ lastungen oder Vibrationsbelastungen) ein Transportgut oder ähnliches ausgesetzt war, wobei nicht nur die Temperatur­ schwankungen und die maximal auftretende Beschleunigungs­ kraft dokumentiert werden, sondern auch die entsprechende Tageszeit und das zugehörige Datum wiedergegeben werden, so daß in nachhinein genau festgestellt werden kann, wo bei­ spielsweise eine so starke Stoßbelastung aufgetreten ist, daß bestimmte Schäden bei dem Transportgut aufgetreten sind. Entsprechend kann festgestellt werden, ob während eines Transportweges an einem bestimmten Zeitpunkt eine so starke Temperaturabweichung (beispielsweise nach oben) aufgetreten ist, daß ein elektronisches Gerät Schaden genommen hat. Auf diese Weise lassen sich dann später Haftungsschäden einer bestimmten verantwortlichen Firma oder Person zuordnen.

Die Sensoreinrichtungen und die zugehörige Signalver­ arbeitung kann so ausgestaltet sein, daß auch andere Temperaturbereiche wählbar sind, wenn auch der Bereich von -30° bis +90° meist ausreichend sein wird. Die gewünschte Temperaturauflösung kann ebenfalls gewählt werden, sie kann beispielsweise so gewählt sein, daß Temperatursprünge von 10°C aufgelöst werden. Bei der Darstellung gemäß Fig. 5 ist die durch die Stufen erkennbare Temperaturauflösung größen­ ordnungsmäßig 1°, sie kann aber auch beispielsweise 1/2° betragen, je nach den gewünschten Anforderungen. Eine höhere Auflösung ergibt eine genauere Ablesung, erfordert aber mehr Speicherkapazität.

Ebenfalls wählbar ist die Abtastrate, d. h., die Zeit­ periode, zu der jeweils ein ggf. gemittelter oder maximaler) Meßwert aufgezeichnet wird. In Fig. 5 sind ebenfalls diese Aufzeichnungsraten an den Stufen deutlich erkennbar. So kann die Aufzeichnungsperiode beispielsweise sekundenweise, oder auch minutenweise oder auch stundenweise gewählt sein. Auch hier bedingt eine hohe Aufzeichnungsrate bzw. niedrige Aufzeichnungsperiode zwar eine genauere Wiedergabe des zeitlichen Verlaufes eines aufzuzeichnenden Parameters, wie Temperatur, beginnt aber entsprechend hohen Speicherraum. Es ist daher anzustreben, daß je nach Anwendungsfall unter­ schiedliche Werte für beispielsweise die Aufzeichnungsrate und die Auflösung wählbar sind.

Ebenso sollte wählbar sein, wann die Aufzeichnungszeit bedingt und über welchen Zeitraum sie laufen soll. Dabei ist nicht nur an eine bestimmte Tageszeit zu denken, sondern auch an einen bestimmten Jahrestag.

Um dies ermöglichen zu können, ist vorgesehen, daß der Mikroprozessor 20 in Verbindung mit dem Taktgeber 22 so durch Eingabe von entsprechenden Daten über die Steckein­ richtung 28 programmiert werden kann, daß er diese Werte einzugeben ermöglicht. Diese Eingabe wird bequemerweise beispielsweise über eine Kleincomputereinrichtung vorge­ nommen, wie sie in Fig. 1 mit der Bezugszahl 34 bezeichnet ist. Auf dem Bildschirm könnte beispielsweise gemäß Fig. 6 folgendes eingegeben werden: Eingabezeit in Echtzeit (Datum, z. B. 13.03.1991), Eingabeuhrzeit (z. B. 15.39 Uhr), ge­ wünschte Startzeit für die Aufzeichnung (kann durchaus später liegen als die gegenwärtige Zeit). Des weiteren kann eingegeben werden die Abtastperiode, die hier mit 2 Sekunden gewählt ist, sowie auch die Aufzeichnungsperiode, die hier mit 60 Sekunden gewählt ist. Angegeben ist auch die maximale Aufzeichnungslänge, hier 750 Stunden, die gewünscht wird und die abhängig ist von der Datenmenge, die in den innerhalb des Gerätes 10 angeordneten Speichermitteln untergebracht werden kann.

Schließlich ist zu erkennen, daß auch noch die Auflösung für hier Temperatur und Vibration eingegeben werden kann, beispielsweise in Form von 1° bei der Temperatur und 1 % des ausgewählten Bereichs (z. B. 1G) bei der Beschleunigung oder Vibration.

Diese "Fenster" -Darstellung von Fig. 6 kann Teil des Pro­ gramms sein und ausgeblendet werden, so daß darunter eine Darstellung erscheint, wie sie in den Fig. 4 und 5 bereits erwähnt wurde.

Die Aufzeichnungsperiode von hier 60 Sekunden kann hier auch die Bedeutung haben, daß nach Ablauf dieser Speicherzeit die vorher gespeicherten Werte neu überschrieben werden, so daß maximal immer nur eine Speichermenge von 60 Sekunden vor­ handen ist. Also wenn innerhalb dieser Speicherperiode außergewöhnliche Ereignisse eintreten, beispielsweise eine bestimmte Temperatur oder eine bestimmte Beschleunigung überschritten wird, wird in der Speichereinrichtung dieser Werteverlauf zusammen mit der jeweiligen Uhrzeit abge­ speichert und zur späteren Verfügung gehalten. Alle übrigen Werte werden wieder gelöscht. Andererseits können jeweils alle innerhalb der Aufzeichnungsperiode von z. B. 60 Sekunden abgetasteten Meßwerte (bei z. B. einer Abtast­ periode von 2 sec sind dies 30 Meßwerte) gemittelt und dieser Mittelwert abgespeichert werden, oder auch ein Maximalwert ausgewählt und abgespeichert werden.

Es ist somit in der Tat möglich, über einen sehr langen Zeitraum von vielen Tagen, Wochen oder Monaten die Speicher­ einrichtung unbeaufsichtigt arbeiten zu lassen, ohne daß die Gefahr besteht, daß wegen zu hohem Speichermaterial die Speichereinrichtung überladen wird. Dies gilt zumindest dann, wenn zu überwachende Ereignisse nicht allzu häufig auftreten.

Alternativ kann eine feste Speicherzeit von z. B. 6 Wochen eingestellt werden, wonach dann durch neue Daten die alten Daten überschrieben werden. Dies ist dann von Vorteil, wenn aufgrund anderer Daten festgestellt werden kann, ob interessante Ereignisse innerhalb dieses Zeitraums aufge­ treten sind, die zusätzlich durch von dem erfindungsgemäßen Gerät aufgezeichnete Daten ergänzt werden sollen.

Es hat sich gezeigt, daß eine Batteriekapazität von einem Jahr verwirklicht werden kann, da die für die Aufzeichnungs­ vorgänge notwendige Energie sehr klein gehalten werden kann.

Es ist eine Interface-Einrichtung an das Gerät 10 anschließ­ bar, die es ermöglicht, daß das Gerät beispielsweise auch über ein Funknetz mit einer Auswerteeinrichtung wie dem PC 34 in Verbindung gesetzt werden kann, wobei beispielsweise als Funknetz ein Autotelefon möglich wäre.

Das Gehäuse 12 kann so ausgeführt werden, daß es wasserdicht ist und daher auch in feuchter Umgebung, wie sie bei manchen Transportaufgaben oder sonstigen Untersuchungen vorkommen kann, eingesetzt werden kann. Die elektronische Einrichtung innerhalb des Gehäuses ist so aufgebaut, daß sie einen außerordentlich kleinen Strom von beispielsweise weniger als einem Milliampere im "Stand by"-Betrieb und von 3 Milli­ ampere während des eigentlichen Meßbetriebs aufnimmt. Mit Hilfe einer Batterieüberwachungsoperation der Mikropro­ zessoreinrichtung 20 in dem Gerät 10 oder auch der Computer­ einrichtung 34 gemäß Fig. 1 kann die noch vorhandene Batteriekapazität überprüft werden, um so festzustellen, ob sie für den vorgesehenen Anwendungszweck noch ausreichend ist.

Als besonders günstig erwiesen hat sich für den Mikro­ prozessor 20 ein 4-Bit-CMOS-Mikroprozessor, der mit internen Analog-Digital-Umsetzern ausgestattet ist.

Die für eine praktische Ausführungsform vorgesehenen Sensoren sind beispielsweise so ausgelegt, daß sie Vi­ brationen innerhalb eines Frequenzbandes von 10 Hz bis 600 Hz aufnehmen können, mit einer Empfindlichkeit, die von der Vibrationssensorbauart abhängt und zwischen 0 und 1G (G = Erdbeschleunigung) liegen kann.

Entsprechend wurde ein Temperaturfühler vorgesehen, dessen Temperaturbereich von -25°C bis +80°C reicht, mit einer Auflösung von weniger als 0,5°C im Bereich vom -5°C bis +20°C oder auch innerhalb des gesamten Bereiches mit einer Auflösung von kleiner als 1°C.

Ist eine Versorgungsspannung von 9 Volt vorgesehen und handelt es sich um einen Mikroprozessor z. B. des Typs TMP47C660, ergibt sich ein Stromverbrauch im Wartebetrieb von weniger als 0,1 Milliampere. Die Anordnung kann so klein gemacht werden, daß sie Dimensionen von 10 cm×70 cm×2,5 cm nicht überschreiten, bei einem Gewicht von annähernd 150 g.

Diese Ausmaße gestatten die Einbringung des Gerätes auch in kleine Postpakete, die hinsichtlich ihrer Behandlung bei­ spielsweise durch den Transportführer überwacht werden sollen.

Andere Anwendungsmöglichkeiten sind beispielsweise die Überwachung der Temperatur innerhalb eines Eisschrankes, die Überwachung der Behandlung eines Leihwagens durch einen Leihwagennehmer, und ähnliches.

Die innerhalb des beschriebenen kleinen kastenförmigen Gerätes aufzunehmende Datenmenge beträgt beispielsweise einige tausend Meßwerte, die für eine maximale Zeitdauer von beispielsweise 6 Wochen gespeichert werden können. Wenn dann die Anordnung mit einem Auswertegerät, wie es in Fig. 1 erkennbar ist, verbunden wird, können diese Daten auf handelsübliche Disketten übertragen werden, unter Benutzung eines entsprechend vorbereiteten Computerprogramms. Das Computerprogramm kann dann gleichzeitig dazu verwendet werden, das Gerät auf seine neue Aufgabe vorzubereiten, nämlich durch Eingabe neuer Daten, wie sie in Fig. 6 dar­ gestellt sind.

Die auf die Diskette genommenen Daten stehen dann für spätere Auswertung, Analyse und Druck zur Verfügung.

Nach der Übernahme der Daten auf die Diskette kann somit das Gerät neu geladen werden, indem der Benutzer die erforder­ lichen Parameter eingibt, wie gegenwärtiges Datum und Uhrzeit, Beginn der gewünschten Aufzeichnung, Länge der gewünschten Aufzeichnung, Meßzeitintervall, Speicherzeit­ intervall, Temperaturauflösung und Vibrationsauflösung.

Wenn die Aufzeichnungseinheit gelesen wird, nimmt die Software der Auswerteeinrichtung alle Daten der Auf­ zeichnungseinrichtung in einen Puffer auf und überprüft sie. Anschließend wird die Software veranlaßt, eine grafische Darstellung von Vibration und Temperatur zu liefern, welche an eine bestimmte Skala angepaßt werden kann, so daß die Zeitauflösung von beispielsweise zahlreichen Tagen bis zu einer Zeitdauer von wenigen Sekunden reichen kann.

Mit dem Anschließen der Batterie an die Aufzeichnungseinheit ist diese üblicherweise gebrauchsfertig. Die Einrichtung kann dann mittels des Kleincomputers in der beschriebenen Weise gestartet werden.

Zu diesem Zweck ist beispielsweise die Abtastperiode einzu­ geben, die angibt, wie oft die Sensoren abgelesen werden. Ableseperioden zwischen 1 und 10 Sekunden sind üblich. Für lange Aufzeichnungszeiten (beispielsweise von einem Monat oder mehr) ist es zweckmäßig, Aufzeichnungswerte zwischen 7 und 10 Sekunden zu verwenden, bei kürzeren Aufzeichnungs­ zeiten können auch 2 Sekunden zweckmäßig sein.

Die Speicherperiode legt fest, wie oft die Aufzeichnungs­ einheit in ihren Speicher eingibt. Der maximal mögliche positive oder der minimal mögliche negative Wert der Temperatur wird von dem Zeitintervall gespeichert, der durch die Speicherperiode festgelegt wird. Wenn dieser Wert eingegeben wird, ist es notwendig, sicherzustellen, daß genügend Speicherraum zur Verfügung steht, um auch lange Aufzeichnungen zu ermöglichen, indem große Speicherperioden oder grobe Auflösungen gewählt werden. Dies ist deshalb zweckmäßig, weil die Aufzeichnungskapazität der Speicher­ einheit begrenzt ist, beispielsweise auf etwa 7000 ge­ trennte Messungen.

Die Auflösungsparameter sind deshalb insbesondere vor­ gesehen, um unnötig kleine Änderungen bei den Messungen von solchen abzuheben, die von Interesse sind.

Die Auflösung der Temperatur legt fest, wie groß die Ver­ änderung in der Temperatur sein muß, verglichen mit dem vorher gespeicherten Temperaturwert, um im Speicher erneut gespeichert zu werden. Zweckmäßig ist die Verwendung des Wertes von 1°, was bedeutet, daß hier alle wesentlichen Änderungen gespeichert werden.

Bei den Vibrationen kann ausgewählt werden, welche Vi­ brationsänderungen vorkommen müssen, damit sie in dem Speicher aufgenommen werden. Dies hängt vom jeweiligen Anwendungsfall ab.

Wenn diese Werte dann durch die Kleincomputereinrichtung 34 eingegeben sind, wobei diese Werte gleichzeitig auf dem Bildschirm 36 darstellbar sind, kann durch einen ent­ sprechenden Eingabebefehl die Einheit 10 veranlaßt werden, ihre Arbeit zu beginnen.

Danach kann die Kabelverbindung 30 gelöst und die Einheit zum Feld gebracht werden, wo sie dann ihrem jeweiligen Einsatz zugeführt wird.

Kehrt sie aus dem Feld zurück, wird sie wieder mit dem Kabel 30 verbunden, woraufhin sie ihre Aufzeichnung abbricht und stattdessen alle zwischenzeitlich gespeicherten Daten in den Speicher der Aufzeichnungseinrichtung 34 überspielt. An­ schließend kann auf dem Bildschirm 36 eine grafische Dar­ stellung aller Ereignisse, die zwischenzeitlich statt­ gefunden haben, und von dem Gerät 10 aufgezeichnet wurden, wiedergegeben werden. Die Aufzeichnungseinheit behält ihre Daten im Speicher, bis mittels des Computers 34 eine neue Datenspeicheraufgabe eingegeben wird.

Claims (14)

1. Verfahren zur Aufzeichnung von Temperatur, Luft­ feuchtigkeit, Beschleunigungskraft (Stöße, Vibrationen) u. dgl., die in einer auswählbaren, zeitweise un­ zugänglichen Umgebung auftreten, mittels eines ent­ sprechende Fühl- und Aufzeichnungseinrichtungen auf­ weisenden, sich selbst mit Energie versorgenden, transportablen, ein- und ausschaltbaren Gerätes (10) gekennzeichnet durch

• a) Einschalten des Gerätes durch eine vorgewählte Zeitspanne;
• b) Anordnen des Gerätes in der Umgebung für eine bestimmte Zeitdauer, die die vorgewählte Zeitspanne zumindest teilweise erfaßt;
• c) Herausnehmen des Gerätes aus der Umgebung und
• d) Lesen der aufgezeichneten Werte für Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Beschleunigung u. dgl. und Über­ tragung in eine Verarbeitungs- oder Speichereinrichtung mit größerer Speicherkapazität als die des Gerätes.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung über eine Funkstrecke erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Übertragung über ein öffentliches Netz erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnung und/oder Aus­ wertung und/oder Darstellung der Daten mit Hilfe eines Kleincomputers, wie Personalcomputers, erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe des Kleincomputers die Arbeitsbedingungen des Mikroprozessors innerhalb des Gerätes (10) festgelegt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät mit einem Transport­ mittel, wie Frachtgutcontainer, fest verbunden wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung eine Blombierverbindung darstellt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät für den Aufzeichnungs­ betrieb in eine erste Station einsteckbar ist, und für den Auslesbetrieb in eine zweite Station.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Station von der zweiten Station räumlich getrennt ist.

10. Gerät zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine netzunab­ hängige Aufzeichnungseinrichtung für Umgebungseigen­ schaften, wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Be­ schleunigungskräfte u. dgl., mit Fühlereinrichtungen für die aufzuzeichnenden Umgebungseigenschaften, wie Temperaturfühler (T), Beschleunigungskraftfühler (G), Feuchtigkeitsfühler (F), u. dgl., und mit den Fühler­ einrichtungen nachgeschalteten Aufzeichnungsein­ richtungen (14 bis 24), zur abrufbaren Aufzeichnung der von den Fühlereinrichtungen (T, F, G) gelieferten Signale, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeich­ nungseinrichtungen die Signale als digitalisierte Daten mittels eines Mikroprozessors (20) in Digitalspeicher­ einrichtungen (24), wie RAM-Speicher, abrufbar ein­ speichern, und daß die Aufzeichnungseinrichtungen einen Taktgeber (22) umfassen, der die Daten der einzelnen Fühler zeitlich zueinander und/oder zu einem vom Mikroprozessor (20) lieferbaren Uhrzeitreferenzsignal in Beziehung setzt.

11. Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungseinrichtung eine (ggf. wiederaufladbare) Zelle für die Energieversorgung (26) und, bei Wiederaufladbarkeit, Anschlußeinrich­ tungen (28) zur Verbindung der Zelle mit einem Lade­ gerät aufweist.

12. Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsein­ richtungen eine Datenschnittstelle bilden, oder an eine solche mittels Kabelsteckverbindungen (30) anschließbar sind, die eine Datenkommunikation mit

• a) einem Datenfernübertragungsnetz (wie Funknetz oder Telefonnetz)
• b) einem Datenverarbeitungssystem (wie PC) (34) er­ möglicht.

13. Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Datenverarbeitungssystem (wie PC) (34) ein Verarbeitungsprogramm zugeordnet ist, das dem Mikroprozessor (20) des Aufzeichnungsgerätes (10) bestimmte Anfangswerte (wie Beginn der Aufzeichnung, Ende der Aufzeichnung, Abtastfrequenz, zu ermittelndes Meßintervall, Auflösung u. dgl.) eingibt.

14. Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) der Aufzeichnungs­ einrichtung (10) einen oder mehrere, insbesondere zwei Axialdurchbrüche 42, 44 aufweist, zur Aufnahme von Befestigungs- oder Blombiermitteln an einer Be­ festigungsfläche, wie Containerwand (46).