DE69522055T2 - Onboard-Messsystem - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung
• Die Erfindung betrifft ein Messverfahren und -gerät zur Bereitstellung eines Datensatzes von Umgebungsfaktoren, denen ein Produkt während eines Herstellungsprozesses oder dergleichen ausgesetzt ist, und insbesondere ein derartiges Verfahren und Gerät zur Erzeugung im wesentlichen fortlaufender Daten.
• Herstellungsprozesse sind zum Betrieb in einer vorbestimmten Weise ausgelegt, wobei Umgebungsfaktoren, insbesondere diejenigen, die für den Prozess kritisch sein können, innerhalb akzeptabler Toleranzen gesteuert werden. In Abhängigkeit von dem Prozess kann es wünschenswert sein, Druck, Strahlung, Vibration, Temperatur, Feuchtigkeit, pH oder andere Parameter zu steuern, denen ein Produkt ausgesetzt ist. Obwohl eine Überwachung dieser Faktoren mit Instrument möglich ist, die an verschiedenen Stufen in dem Prozess angeordnet sind, können die tatsächlichen Parameter, denen das Produkt an anderen Stufen ausgesetzt ist, aufgrund harter Umgebungsbedingungen oder Schwierigkeiten bei der Sondierung derartiger Gebiete relativ unbekannt sein. Beispielsweise involvieren einige Herstellungsprozesse Extreme in Temperatur, Säuregehalt, Alkaligehalt und dergleichen, wo die Einbringung von Testleitungen schwierig oder unpraktisch ist. In jedem Fall ist es allgemein nicht leicht, mehrere Parameter an jeder Stufe entlang eines Herstellungsprozesses zu erforschen, selbst wenn keine Extreme vorhanden sind. Eher sind die Daten diskontinuierlich, wobei Daten, wenn sie verfügbar sind, unakzeptierbare Bedingungen zeigen, was potentiell zu einem beschädigten oder sogar gefährlichen Endprodukt führt.
• Die DE 42 30 358 A beschreibt ein Verfahren zum Sammeln von Daten in Haushaltsvorrichtungen wie Waschmaschinen oder Kühlgeräten, wobei die Vorrichtungen einen Mikrocomputer zum Speichern von Daten von Sensoren aufweist, die physisch Daten in bezug auf die Vorrichtung messen.
• Die US-A-5 065 321 offenbart einen Ereignisrecorder für Fahrzeuge, insbesondere für Lokomotiven. Eine Aufzeichnungsvorrichtung empfängt Sensordaten und sendet diese über eine Hochfrequenzverbindung. Zu Wartungszwecken kann ein Laptop-Computer an den Ereignisrecorder zum Empfang von Daten angeschlossen werden und dann an eine Station entlang des Weges zum Herunterladen der Daten genommen werden.
Zusammenfassung der Erfindung
• Ausgestaltungen der Erfindung sind in den beiliegenden Patentansprüchen dargelegt.
• Gemäß dem Gerät und dem Verfahren der bevorzugen Ausführungsbeispiele der Erfindung ist ein On-Board-Messsystem mit einem Steuerungsmodul und einer Vielzahl von Messmodulen an einer beweglichen Einheit oder einem beweglichen Produkt zum Protokollieren von Daten betreffen Umgebungsfaktoren auf einer im wesentlichen kontinuierlichen Basis angebracht. Somit werden, anstelle dass die Umgebung, der das Produkt ausgesetzt ist, sondiert wird, im wesentlich alle Umgebungsdaten betrachtet oder zumindest verfügbar gemacht, ungeachtet des von dem Produkt genommenen Weges. Somit werden die durch das Produkt erfahrenen Bedingungen vollständig gemessen, anstatt dass sie nur angenähert bekannt sind, wodurch der Prozess in verbesserter Weise gesteuert werden kann.
• Getrennte Module sind zum Messen getrennter Parameter wie Temperatur, Feuchtigkeit, Strahlung, Vibration, Spannung oder dergleichen ausgelegt und in geeigneter Weise hintereinander zur Kommunikation mit einem gemeinsamen Steuerungsmodul positioniert, das eine Mikroprozessoreinrichtung zur Programmierung einer Messsequenz aufweist und eine Speichereinrichtung zum Sammeln von Daten aus den Messmodulen aufweist. Die Module sind abgedichtet eingeschlossen, wobei sie aus einem umgebungswiderstandsfähigem Material gebildet sind und in geeigneter Weise über optische Verbindungen zusammen gekoppelt sind. Ein zusätzlicher optischer Empfänger/Sender wird zur Ankopplung eines externen Befehlscomputers für das Steuerungsmodul verwendet, um das System anfänglich zu programmieren, beispielsweise zur Vornahme spezifizierter Messungen bei gegebenen Zeitintervallen, und um gespeicherte Daten zu analysieren und anzuzeigen. Informationen aus dem Steuerungsmodul können heruntergeladen werden, während das Steuerungsmodul immer noch an dem Produkt angebracht ist. Alternativ dazu kann das Steuerungsmodul von den Messmodulen entfernt und ersetzt werden, wonach das entfernte Steuerungsmodul ausgelesen wird.
• Nachstehend sind Anordnungen als Ausführungsbeispiele für die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
• Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Geräts gemäß der Erfindung zur Protokollierung von Parametern, denen ein bewegliches Objekt in eine Prozessumgebung ausgesetzt ist,
• Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des Messsystems gemäß der Erfindung,
• Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer typischen Produktionslinie, wobei eines der Produkte mit einem Messgerät gemäß der Erfindung versehen ist,
• Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung, teilweise in Blockschaltbildform, eines Messgeräts gemäß der Erfindung mit einem Steuerungsmodul und einem oder mehreren Messmodulen, die zu einer Verbindung in einem hintereinanderliegenden Aufbau angepasst sind, und
• Fig. 5 zeigt eine teilweise aufgebrochene Ansicht des Geräts gemäß der Erfindung, wobei ein Steuerungsmodul mit einem Sender-Empfänger-Stecker im Eingriff steht, der zur elektronischen Kommunikation mit einem Befehlscomputer angeschlossen ist.
Ausführliche Beschreibung
• Unter Bezugnahme auf die Zeichnung und insbesondere auf Fig. 1, in der ein On-Board-Protokolliergerät gemäß der Erfindung veranschaulicht ist, weist ein derartiges Gerät ein Steuerungsmodul 12 und mehrere Messmodule 14, 16 und 18 auf, die in einem In-Line-Aufbau (hintereinander aufgebaut) angeordnet sind. Die Module sind vorzugsweise aus einem gegenüber der Umgebung unempfindlichen Material, das in geeigneter Weise Glas oder Keramik, oder aus einem Kunststoff gebildet, das hohen Temperaturen widerstehen kann. Alternativ ist in einigen Umgebungen ein Metallaufbau geeignet, jedoch hängt offensichtlich das Material von den besonderen Umständen ab. Wesentlich ist es, dass es ein kräftiger Aufbau ist, der harten Bedingungen widerstehen kann. Jedes der Module ist mit einem unteren, flachen Sockelabschnitt 20 versehen, wodurch dieses zum Anbringen an eine Einheit oder einem Produkt über Befestigungslöcher 22 angepasst ist, die an äußeren seitlichen Kanten des Sockelabschnitts angeordnet sind. Der Sockelabschnitt 200 für die Messmodule 14, 16 und 18 ist durch deren Unterseite durch (nicht gezeigte) Befestigungseinrichtungen an den Modulabschnitten 24, 26 und 28 darüber gesichert, jedoch ist der obere Abschnitt 30 des Steuerungsmoduls in geeigneter Weise mit Seitenösen 32 versehen, die Befestigungseinrichtung 34 empfangen, die zum Halten des oberen Abschnitts 30 an den unteren Sockelabschnitt angepasst sind. Durch Lösen der Befestigungseinrichtungen 34 wird das Steuerungsmodul 12 leicht gelöst und von dem hergestellten oder verarbeiteten Produkt entfernt, ebenso wie von dem benachbarten Messmodul 14.
• Gemäß Fig. 2, in der ein Blockschaltbild des Messsystems gemäß der Erfindung dargestellt ist, wird das Steuerungsmodul 12 zum Leiten des Betriebs der Messmodule 14 und 16 mittels Intermodulbusverbindungen 36 und 38 verwendet, die herkömmliche Stecker- und Buchsenanordnungen zur Kommunikation digitaler Daten und Steuerungssignale zwischen den Modulen aufweisen können. Zusätzlich ist das Steuerungsmodul 12 wahlweise mit einem externen Befehlscomputer 40 über einen Steuerungs- und Datenbus zur anfänglichen Programmierung des Steuerungsmoduls sowie zum Empfang von Daten daraus verbunden. Der Befehlscomputer ist mit einer Anzeigeeinheit 44, in geeigneter Weise eine Kathodenstrahlröhre oder eine LCD-Vorrichtung, sowie einer manuell betätigten Tastatur 46 versehen. Während die Verbindungen 36, 38 und 42 geeignete Busse mit herkömmlichen Stecker- und Buchseneinrichtungen zum Verbinden der Module untereinander sind, sind optische Einrichtungen, die nachstehend ausführlicher beschrieben sind, bevorzugt, damit das Messsystem mit den Elementen 12, 14 und 16 widerstandsfähiger gegen die unmittelbare Umgebung ist.
• Der Befehlscomputer 40 und die Einrichtungen 44 und 46 sind physisch nicht Teil des Messgeräts, das während des Tests an dem Produkt angebracht ist, sondern der Befehlscomputer wird lediglich periodisch an das Steuerungsmodul 12 angeschlossen, um das Protokolliergerät zu programmieren und Daten daraus zu empfangen. Beispielsweise kann die Tastatur 46 zusammen mit dem Computer 40 und der Anzeigeeinheit 44 zur Auslegung einer Testreihe und zur Entwicklung eines Messprogramms verwendet werden, dass dann in das Steuerungsmodul 12 heruntergeladen wird. Der Befehlscomputer wird abgetrennt und darauffolgend wird der Befehlscomputer 40, nachdem das On-Board-Messgerät mit den Modulen 12, 14 und 16 durch den gesamten Prozessablauf gelangt ist, erneut an das Modul 12 angeschlossen, um die darin gespeicherten Daten zu empfangen. Die Messdaten werden in geeigneter Weise mittels der Anzeigeeinrichtung 44 angezeigt.
• In Fig. 3 ist ein On-Board-Messgerät 10 gemäß der Erfindung als an der Seite einer Reihe kleiner Kühlgeräte 48 befestigt dargestellt, die entlang einer Transportvorrichtung 50 gelangen. Das Gerät 10 weist ein Steuerungsmodul 12 und eine Vielzahl von Messmodulen auf, die fluchtend damit angeordnet sind. Eines der Messmodule ist mit einer Testleitung bzw. einem Testkabel 52 versehen, dass durch nicht gezeigte Einrichtungen mit einer Spannung innerhalb des Kühlgeräts oder alternativ mit einem Kühlgerättemperaturmesssensor verbunden ist. Andere Messmodule werden in geeigneter Weise zur Messung der Umgebungstemperatur, Vibration oder dergleichen angewendet.
• Das Kühlgerät ist in geeigneter Weise an der Seite oder der Rückseite davon mit Gewindebuchsen zum Empfang von Befestigungseinrichtungen versehen, die ein Messgerät 10 an der Seite oder der Rückseite sichern. Alternativ dazu kann der Sockel 20 zur zeitweiligen Befestigung des Kühlgeräts magnetisiert werden. Nachdem das Messgerät 10 korrekt programmiert wurde, beispielsweise wie gemäß Fig. 2 zur Vornahme periodischer Tests, wird das Messgerät 10 von dem Befehlscomputer getrennt, wobei das Gerät wie in Fig. 3 dargestellt an einem Kühlgerät befestig wird, bevor das Kühlgerät durch eine gegebene Abfolge von Schritten in einem Herstellungsprozess gelangt. Ein Beispiel ist ein Prozess zum Vorsehen einer äußeren Oberflächenbehandlung darauf. Nach Abschluss des Prozesses wird das Gerät 10 oder das Modul 12 von dem Kühlgerät 48 losgelöst und erneut an den Befehlscomputer zum Auslesen der in dem Steuerungsmodul 12 gesammelten Daten angeschlossen. Alternativ dazu können die Daten ausgelesen werden, wobei das Gerät am Ort belassen wird, wobei eine geeignet abnehmbar optische Verbindung angewendet wird, wie es nachstehend ausführlich beschrieben ist.
• Gemäß Fig. 4, in der ein Schaltung innerhalb der jeweiligen Module in Blockschaltbildform sowie gewisse physische Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt sind, weist das Steuerungsmodul 12 einen Mikroprozessor, der über einen Daten- und Steuerungsbus 56 mit einem Speicher (MEM) 58 verbunden ist, sowie eine Vielzahl von Schnittstelleneinrichtungen INT auf, die den Computerbus mit optischen Lichtleitersendern und -empfängern koppeln. Lichtleitereinrichtungen werden dann zur Kommunikation zwischen den Modulen verwendet. Jedoch können diese durch andere zum Senden von Informationen geeignete optische Einrichtungen ohne dazwischen angeordnete Lichtleiter oder andere Zwischenkopplungseinrichtungen ersetzt werden.
• Der Lichtleitersender 60 gemäß diesem Ausführungsbeispiel, der in geeigneter Weise eine infrarotes Licht emittierende Diode oder eine Laserdiode aufweist, ist angepasst, Licht mittels des eine Lichtleiterverbindung aufweisenden Lichtleiters 62 zu emittieren, der entlang dem Längsendstift (Längsendzinken) 64 koaxial verläuft, der von einem Ende des Steuerungsmoduls 12 vorspringt. Ebenfalls ist ein Lichtleiterempfänger 66 mit einer infrarotempfindlichen Photodiode zur Kommunikation zwischen dem Computerbus 65 und dem Lichtleiterteil 64 angewendet, der koaxial innerhalb eines Endstifts (Endzinkens) 70 verläuft, das ebenfalls an einem Ende des Steuerungsmoduls parallel zu dem Stift 64 angeordnet ist. Die Lichtleiter verlaufen vorzugsweise zu den oberen Enden der Stifte (Zinken) 64 und 70.
• Die Stifte 64 und 70 stellen sowohl eine physische Verbindung als auch eine digitale Kommunikation zwischen den Modulen bereit, wobei die Stifte oder Stecker 64 und 70 in Buchsen 72 und 74 des Messmoduls 14 eng aufnehmbar sind, wodurch, wenn die Stifte vollständig im Eingriff mit den Buchsen stehen, das Steuerungsmodul und das Messmodul in er in Fig. 1 gezeigten Weise aneinander anstoßen, wohingegen die oberen Enden der Stifte 64 und 70 jeweils den Sockel der entsprechenden Buchse erreichen.
• Das Messmodul 14 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist mit Lichtleitern 76 und 78 versehen, die in Lichtempfangs- und -sendebeziehung jeweils zu den Sockelenden der Buchsen 72 und 74 derart verlaufen, dass sie mit Lichtleitern 68 und 62 fluchten, wenn die Module vollständig im Eingriff stehen. Der Lichtleiter 76 verläuft innerhalb des Moduls 14 in Längsrichtung zu einer Aufspalteinrichtung 80, in diesem Falle einem Lichtleiterempfänger, der die eingegebenen Lichtinformationen demoduliert und ein entsprechendes elektronisches digitales Signal über die Schnittstelle 82 und dem Steuerungsbus 84 bereitstellt, während ebenfalls ein entsprechender Lichtausgang zu dem Lichtleiter 86 mittels einer internen lichtemittierenden Diode erneut erzeugt wird. Der Lichtleiter 86 verläuft weiter koaxial in einem Verbindungsendstift 88, der an dem zu der Buchse 72 gegenüberliegenden Ende des Moduls angeordnet ist, zur Kommunikation mit dem nächsten Messmodul 16 in der Reihe. Ein Stift 90, der parallel beabstandet zu dem Stift 88 angeordnet ist, weist koaxial einen Lichtleiter 92 zum Transport von Informationen zu einer Aufspaltungseinrichtung (SP, Splitter) 94 auf, in der das Lichtsignal für den Lichtleiter wiedergewonnen wird, während ebenfalls ein elektronisches digitales Signal über die Schnittstelle 96 einem Bus 84 zugeführt wird.
• Der Bus 84 ist mit einer Mikrosteuerungseinrichtung- (Mikrocontroller) 98, die einen internen Speicher aufweist, sowie mit einem Messsystem bzw. einer Messschaltung 100 verbunden. Ein Sensor bzw. eine Sensorschaltung 102 ist mit der Schaltung 100 verbunden. Die Messschaltung 100 weist zusammen mit dem Sensor 102 eine herkömmliche Messschaltung auf und ist in geeigneter Weise dazu angepasst, Temperatur, Feuchtigkeit, Strahlung, Konzentration eines besonderen Gases, Luftdruck oder irgendeinen aus einer Anzahl von Umgebungsparametern zu registrieren, jedoch ist der Sensor 102 physisch von dem Inneren des Moduls 14 isoliert, d. h., innerhalb des Hohlraums 104, mit Ausnahme der elektrischen Verbindungen, so dass eine innerhalb des Hohlraums 104 aufgenommene Substanz für die innere Modulschaltung nicht gefährdend ist. Der Sensor wird den zu messenden Umgebungsfaktoren über Schlitze 106 ausgesetzt (Fig. 1).
• Der Bus 56 in dem Modul 12 ist ebenfalls in geeigneter Weise über einen optischen Sender (T) 108 und einen optischen Empfänger (R) 110 mit Lichtleitern 112 und 114 verbunden, die jeweils in einem Schlitz 116 enden, mittels denen eine externe Kommunikation zu einem Senderstecker bereitgestellt werden kann, wie nachstehend ausführlicher unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben ist. Ebenfalls kann der Bus 84 in dem Modul 14 mit dem optischen Sender 118 und dem optischen Empfänger 120 gekoppelt sein, die jeweils an Lichtleitern 122 und 124 koppeln, die in einem Schlitz 126 enden. Jede der Einheiten ist mit einer unabhängigen Stromversorgung (PS), d. h., einer Batterie 128 versehen, die innerhalb der Einheiten abgedichtet ist.
• Das Messmodul 16 und die weiteren sind in fluchtender Beziehung mit den Modulen 12 und 14 angeordnet und empfangen und senden Informationen über Lichtleiter (Glasfaser), die in aufeinanderfolgenden Endstiften und Stiftaufnahmebuchsen angeordnet sind. Die Messmodule über dem Modul 14 hinaus, beispielsweise das Modul 16 usw., weisen in geeigneter Weise denselben allgemeinen Aufbau wie das Modul 14 auf, sind jedoch mit unterschiedlichen Sensoren und in einigen Fällen mit einer unterschiedlichen Messschaltung 100 versehen, wie es zur Bereitstellung einer erforderlichen Messung notwendig ist. Somit ist ein in Fig. 1 gezeigtes Modul 18 anstelle mit einer internen Sensoreinrichtung mit Testleitungen 130 und 132 versehen, die über Leitungsspitzen mit jeweiligen Buchsen 134 und 136 in Eingriff gebracht werden können, zur Verbindung mit der Messschaltung innerhalb des Moduls 18. In dem Beispiel gemäß Fig. 1 sind Leitungen 130 und 132 an deren Enden mit Krokodilklemmen 138 und 140 versehen und können mit einem externem Spannungsmesspunkt, einem externen Wandler oder einer Schaltung verbunden werden, deren Widerstand zu messen ist. Andere Wandler werden in ähnlicher Weise wie das Messmodul 18 mit einem Messmodul entsprechend verbunden, jedoch kann anstelle der Anwendung der dargestellten Testleitungen beispielsweise ein oder mehrere Kapillarrohre verwendet werden, die in eine Lösung verlaufen, um den pH-Gehalt einer derartigen Lösung über einen in dem Messmodul angeordneten Wandler (bei 102) zu messen. Jede passende Anzahl von Messmodulen kann zusammengesetzt werden.
• In Fig. 5 ist eine abnehmbar Schnittstelleneinrichtung zur entfernbaren Verbindung des Steuerungsmoduls 12 mit dem externen Befehlscomputer 40 (Fig. 2) gezeigt. Ein Sender-Empfänger-Stecker 142 enthält einen optischen Sender und einen optischen Empfänger zur Kommunikation mit dem Empfänger 110 und dem Sender 108 gemäß Fig. 4. Die entsprechenden Signale sind über ein Kabel 144 gekoppelt, das ein elektrisches Kabel oder ein Lichtleiterkabel aufweisen kann. Der Stecker 142 ist innerhalb eines Schlitzes 116 aufgenommen und kann an einer Stelle vorgesehen sein, um Informationen zu dem Steuerungsmodul 12 zu liefern und/oder Daten daraus zu empfangen. Derselbe Stecker kann zum Austausch von Informationen mit dem Sender 118 und dem Empfänger 120 in dem Messmodul 14 verwendet werden.
• Im Hinblick auf den Gesamtbetrieb gemäß der Erfindung werden anfängliche Programminformationen aus dem Befehlscomputer 40 über den Sender-Empfänger-Stecker 142 heruntergeladen, wodurch der Speicher 58 ein Programm mit den gewünschten Messabläufen empfängt. Der Mikroprozessor 54 adressiert und lenkt mittels der durch die Lichtleitern 62, 68, 76, 78 usw. bereitgestellten optischen Verbindungen die verschiedenen Messmodule 14, 16 usw. über deren lokale Mikrocontroller zur Vornahme kontinuierlicher oder periodischer Messungen. Auf derartige Daten kann direkt durch den Prozessor 54 in dem Modul 12 zugegriffen werden, oder sie können zeitweilig in dem Mirkocontroller 98 gespeichert werden, woraufhin auf diese durch den Mikroprozessor zugegriffen werden kann, um sie in dem Speicher 58 zu speichern, so dass sie zu einem späteren Zeitpunkt zur Analyse und Anzeige auf dem Anzeigemonitor 44 durch den Befehlscomputer entnommen werden kann, nachdem der betreffende Prozess abgeschlossen ist. Wie vorstehend beschrieben können die Informationen aus dem Computer 40 mittels des Sender-Empfänger-Steckers 142 aus dem Modul 12 ausgelesen werden, wobei das Modul 12 entfernt ist oder immer noch mit dem Produkt im Eingriff steht. Die verschiedenen Messmodule können im wesentlichen unabhängig für gewisse Zeitdauern arbeiten. Die Lichtleiterteile (Glasfaserteile) 62, 68, 76, 78 usw. sind in geeigneter Weise wie dargestellt ausgerichtet, obwohl andere physische Aufbauten ebenfalls möglich sind.
• Optische Kommunikationsverbindungen sind durchweg in der Modulkette angewendet und bevorzugt, da sie weniger wahrscheinlich nachteilig durch ihre Umgebung beeinträchtig werden. Die Anordnung von Lichtleiterschnittstellen an den Unterseiten der Buchsen 72, 74 usw. stellt einen gewissen Schutz von und Freiheit von einer Kontamination bereit. Beschränkte Informationen können direkt aus dem Messmodulen mittels des Sender-Empfänger-Steckers entladen/entnommen werden, der mit den Lichtleitern 122 und 124 fluchtet, falls gewünscht, anstelle wie in Fig. 5 gezeigt.
• Viele Beispiele für Prozesse, bei denen die Erfindung angewendet werden kann, können angegeben werden. Das Protokolliergerät 10 ist geeignet, um an die Chassis eines Autos oder eines großen Fahrzeugs während der Herstellung zur Protokollierung von Daten sowohl bei während eines Herstellungszyklus als auch eines Testzyklus angebracht zu werden. Demgegenüber kann das Gerät an eine kleine gedruckte Schaltung oder dergleichen, die einen Flusslötprozess erfährt, angebracht werden, oder das Gerät kann zusammen mit einem Produkt in einem Bad oder Säureätzen untergetaucht werden. Andere harte Umgebungen, innerhalb der die Erfindung sinnvoll ist, weisen hohe Temperaturprozesse auf, bei denen das Protokolliergerät an einem Produkt angebracht werden kann, dass eine Ofenbehandlung erfährt, beispielsweise bei einem Produkt, dass ein Oberflächenbehandlung durch Backen benötigt. Zusätzlich zu Produkten, die speziell eine Herstellung erfahren, ist die Erfindung bei jeder Einheit anwendbar, deren Historie während deren Lebensdauer, Verwendung oder Bewegung wünschenswert ist. Somit ist die Erfindung zum Anbringen an Produktkisten während des Transports von einem Ort zu einem anderen Ort zur Bereitstellung einer Aufzeichnung von Faktoren wie Temperatur und Gaskonzentration anwendbar.
• Obwohl die Mess- und Steuerungsmodule vorstehend als aus Metall, Kunststoff, Keramik oder dergleichen gebildet beschrieben worden sind, kann es vorteilhaft sein, die äußere Umhüllung für jedes Modul aus einem elastomerischen Material zu bilden, damit das Modul nahe an eine ungleichmäßige oder gekrümmte Oberfläche mittels eines Klebemittels angeklebt werden kann. Der Kommunikationskanal zwischen den Modulen kann aus flexiblen, flachen Leiterkabeln oder flexiblen Lichtleiterverbindungen gebildet sein, die in geeigneter Weise beabstandete Module miteinander verbinden und mit abdichtbaren Verbindungseinrichtungen an den Modulenendseiten versehen sind.
• Obwohl vorstehend bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, dürfte es für den Fachmann verständlich sein, dass viele Änderungen und Modifikationen ohne Abweichung von der Erfindung in ihren breiteren Ausgestaltungen möglich sind. Die beigefügten Ansprüche sollen daher alle derartige Änderungen und Modifikationen abdecken, die innerhalb des Umfangs der Erfindung fallen.

Claims (32)

1. Gerät (10) zur Aufzeichnung von Umgebungsparametern, denen eine Einheit (48) in einer variablen Prozessumgebung ausgesetzt werden kann, wobei das Gerät (10)

eine Mess- (14, 16, 18) und Steuerungs- (12) Einrichtungen aufweist, die abnehmbar an die Einheit (48) derart angebracht sind, dass sie zur Bewegung mit der Einheit (48) angepasst sind, wobei

die Steuerungseinrichtung (12) eine Speichereinrichtung zum Speichern, von Messungen aufweist, die durch die Messeinrichtung unter Steuerung der Steuerungseinrichtung genommen werden, und

die Steuerungseinrichtung (12) zur Kommunikation mit einer externen Ausleseeinrichtung (40, 44, 46) getrennt von der Einheit (10) und von der Mess- und Steuerungseinrichtung betreibbar ist, um in der Speichereinrichtung gespeicherte Daten dorthin zu senden.

2. Gerät nach Anspruch 1, mit der externen Ausleseeinrichtung.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Mess- und Steuerungseinrichtung aus Materialien hergestellt sind, die im wesentlichen unempfindlich gegenüber der Umgebung der Einheit sind.

4. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer optischen Einrichtung zur Kommunikation zwischen den Mess-, Steuerungs- und Ausleseeinrichtungen.

5. Gerät nach Anspruch 2, wobei die Messeinrichtung zumindest ein Messmodul, das abnehmbar an der Einheit angebracht ist, die Steuerungseinrichtung ein Steuerungsmodul aufweist, dass abnehmbar an der Einheit angebracht ist, und die externe Ausleseeinrichtung eine externe Befehlscomputereinrichtung mit Einrichtungen aufweist, die abnehmbar mit dem Steuerungsmodul zum Betrieb des Steuerungsmoduls und zum Empfang von Messdaten aus der Speichereinrichtung verbindbar ist.

6. Gerät nach Anspruch 5, wobei die Mess- und Steuerungsmodule physisch abnehmbar aneinander angebracht sind.

7. Gerät nach Anspruch 2, 5 oder 6, mit einer optischen Verbindungseinrichtung zur Kommunikation zwischen den Mess- und Steuerungsmodulen, und zwischen dem Steuerungsmodul und der externen Befehlscomputereinrichtung.

8. Gerät nach Anspruch 5, 6 oder 7, wobei die an die Einheit angebrachten Module physisch fluchtend angeordnet sind.

9. Gerät nach Anspruch 5, 6, 7 oder 8, wobei die Module versiegelt eingeschlossen sind und aus Materialien gebildet sind, die im wesentlichen unempfindlich gegenüber der Umgebung sind.

10. Gerät nach Anspruch 9, mit einer optischen Verbindungseinrichtung zur Kommunikation zwischen den Modulen ohne Beeinträchtigung des versiegelten Einschlusses.

11. Gerät nach Anspruch 1, wobei

die Mess- und Steuerungseinrichtungen eine Vielzahl trennbarer Module einschließlich eines Messmoduls, das mit einer Sensoreinrichtung zum Messen eines Umgebungsparameters versehen ist, und zumindest ein Steuerungsmodul zum Betrieb des Messmoduls aufweisen,

das Steuerungsmodul eine Mikroprozessoreinrichtung zur Programmierung einer Messungsabfolge aufweist und eine Speichereinrichtung zum Speichern von Anweisungen sowie Messdaten aufweist, wobei das Gerät weiterhin eine Einrichtung zur physisch abnehmbaren Anbringung der Mess- und Steuerungsmodule an die Einheit zur Bewegung mit der Einheit, und

eine Verbindungseinrichtung aufweist, die in Kommunikationsbeziehung zwischen den Mess- und Steuerungsmodulen angeordnet ist, wenn die Module physisch an die Einheit angebracht sind, um Anweisungen aus dem Steuerungsmodul zu dem Messmodul für eine direkte Messung der Parameter zu senden, und um Daten aus dem Messmodul zu dem Steuerungsmodul zum Speichern in der Speichereinrichtung zurückzugeben.

12. Gerät nach Anspruch 11, wobei die Mess- und Steuerungsmodule abnehmbar aneinander angebracht sind.

13. Gerät nach Anspruch 12, wobei die Module aneinander in serieller, fluchtender Beziehung angebracht sind.

14. Gerät nach Anspruch 10, wobei die Verbindungseinrichtung eine optische Kommunikationseinrichtung aufweist.

15. Gerät nach Anspruch 10, wobei jedes Modul mit einer unabhängigen Energieversorgung versehen ist.

16. Gerät nach Anspruch 10, mit genau einem Steuerungsmodul und einer Vielzahl von Messmodulen, die durch das Steuerungsmodul gesteuert werden.

17. Gerät nach Anspruch 16, wobei die Verbindungseinrichtung eine optische Kommunikationseinrichtung aufweist, und wobei die Module seriell fluchtend angeordnet sind, wobei sie die optische Kommunikationseinrichtung durch dazwischen angeordnete Module in einem fluchtenden Aufbau verlaufend aufweisen.

18. Gerät nach Anspruch 17, mit mehreren Zinken, die von den Modulen vorspringen, um eine physische Verbindung mit Sockeln an einem benachbarten Modul herzustellen.

19. Gerät nach Anspruch 18, wobei die optische Kommunikationseinrichtung eine Glasfasereinrichtung aufweist, die im wesentlichen koaxial mit den Zinken und Sockeln angeordnet ist und Kommunikation an einer Schnittstelle zwischen einem Glasfaserteil, dass an einem Ende des Zinkens vorspringt, und einem ausgerichteten Glasfaserteil an der Grundplatte des Sockels bereitstellt.

20. Gerät nach Anspruch 10, mit einem externen Befehlscomputer zur Programmierung des Steuerungsmoduls mit einer abnehmbaren Schnittstelleneinrichtung zur abnehmbaren Verbindung des Steuerungsmoduls mit dem externen Befehlscomputer.

21. Gerät nach Anspruch 20, wobei der externe Befehlscomputer mit einer Anzeigeeinrichtung und einer Eingabetastatur versehen ist.

22. Gerät nach Anspruch 20 oder 21, wobei die abnehmbare Schnittstelleneinrichtung eine abnehmbare optische Verbindung aufweist.

23. Gerät nach Anspruch 22, wobei die abnehmbare optische Verbindung einen optischen Übertragungsstecker aufweist, der mit dem Befehlscomputer verbunden ist, wobei das Steuerungsmodul mit einer Steckdose in Form eines Schlitzes zur abnehmbaren Aufnahme des Steckers versehen ist, wobei das Steuerungsmodul eine optische Schnittstelle mit dem Stecker an dem Schlitz bereitstellt.

24. Gerät nach Anspruch 10, wobei die Module aus einem Material gebildet sind, das im wesentlichen unempfindlich gegenüber der Umgebung ist.

25. Gerät nach Anspruch 10, wobei die Sensoreinrichtung zumindest zum Teil innerhalb des entsprechenden Messmoduls vorgesehen ist.

26. Gerät nach Anspruch 10, wobei die Sensoreinrichtung außerhalb des entsprechenden Messmoduls vorgesehen ist, und weiterhin eine Einrichtung zur Verbindung der Sensoreinrichtung mit dem Messmodul vorgesehen ist.

27. Verfahren zum Messen von Variationen in zumindest einem Parameter, dem eine Einheit (48) ausgesetzt ist, während sie sich in einer variablen Prozessumgebung bewegt, mit den Schritten:

Abnehmbares Anbringen einer Testvorrichtung zur Bewegung mit der Einheit (48), wobei die Testvorrichtung zumindest eine Messeinrichtung (14, 16, 18) zur Messung des Parameters und eine Steuerungseinrichtung (12) zur Steuerung des Speicherns der Messungen in eine Speichereinrichtung und zur Steuerung der Kommunikation mit einer externen Ausleseeinrichtung (40, 44, 46) getrennt von der Einheit (48) und von der Mess- und Steuerungseinrichtung zum Senden der in der Speichereinrichtung gespeichert Daten dorthin aufweist.

28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei die Messeinrichtung zumindest ein Messmodul aufweist, und die Steuerungseinrichtung zumindest ein Steuerungsmodul aufweist, mit den Schritten:

Anbringen des zumindest einen Messmoduls und des zumindest einen Steuerungsmoduls an die Einheit zur Bewegung durch den Prozess mit der Einheit,

Aufnehmen von Messungen mit dem Messmodul unter Führung des Steuerungsmoduls, und

Zurückgeben von Messdaten, die durch das Messmodul aufgenommen worden sind, zum Speichern in dem Steuerungsmodul.

29. Verfahren nach Anspruch 28, mit dem Schritt aufeinanderfolgendes Entnehmen von Messdaten, die in dem Steuerungsmodul gespeichert sind, für eine externe Anwendung.

30. Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, mit dem Schritt optisches Senden von Daten und Steuerungsinformationen.

31. Verfahren nach Anspruch 28, 29 oder 30, mit physisches Anbringen der Module aneinander.

32. Verfahren nach Anspruch 21, mit dem Schritt Anbringen der Module aneinander in einem fluchtenden Aufbau.