FI104462B - Latausmenetelmä ja -järjestely - Google Patents

Latausmenetelmä ja -järjestely Download PDF

Info

Publication number
FI104462B
FI104462B FI980472A FI980472A FI104462B FI 104462 B FI104462 B FI 104462B FI 980472 A FI980472 A FI 980472A FI 980472 A FI980472 A FI 980472A FI 104462 B FI104462 B FI 104462B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
unit
charging
coil
inductor coil
functional unit
Prior art date
Application number
FI980472A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI980472A0 (fi
FI980472A (fi
Inventor
Ilkka Heikkilae
Arto Pietilae
Erkki Lappi
Vesa-Pekka Torvinen
Original Assignee
Polar Electro Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Polar Electro Oy filed Critical Polar Electro Oy
Priority to FI980472A priority Critical patent/FI104462B/fi
Publication of FI980472A0 publication Critical patent/FI980472A0/fi
Priority to EP99660030A priority patent/EP0940903A3/en
Priority to US09/257,415 priority patent/US6114832A/en
Publication of FI980472A publication Critical patent/FI980472A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI104462B publication Critical patent/FI104462B/fi

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00036—Charger exchanging data with battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with provisions for charging different types of batteries
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/02—Operational features
    • A61B2560/0204—Operational features of power management
    • A61B2560/0214—Operational features of power management of power generation or supply
    • A61B2560/0219—Operational features of power management of power generation or supply of externally powered implanted units
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/10—The network having a local or delimited stationary reach
    • H02J2310/20—The network being internal to a load
    • H02J2310/23—The load being a medical device, a medical implant, or a life supporting device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Description

, 104462
Latausmenetelmä ja -järjestely
Keksinnön ala
Keksinnön kohteena on latausmenetelmä erityisesti mittausjärjestelmää varten, joka mittaa non-invasiivisesti käyttäjän kehosta ainakin yhden eli-5 men toimintaa ja johon mittausjärjestelmään kuuluu ainakin yksi toimintayksikkö kuten lähetinyksikkö ja/tai vastaanotinyksikkö, joka käsittää ainakin yhden induktiokelan induktiivisesti aktiivista toimintaa varten ja teholähteen.
Keksinnön kohteena on myös latausjärjestely erityisesti mittausjärjestelmää varten, joka on sovitettu mittaamaan non-invasiivisesti käyttäjän kelo hosta ainakin yhden elimen toimintaa ja joka mittausjärjestelmä käsittää ainakin yhden toimintayksikön kuten lähetinyksikön ja/tai vastaanotinyksikön, joka toimintayksikkö käsittää teholähteen ja ainakin yhden induktiokelan induktiivisesti aktiivista toimintaa varten.
Keksinnön tausta 15 Elintoimintoja voidaan mitata telemetrisesti käyttäen non-invasiivista mittalaitetta. Esimerkkinä tällaisesta mittalaitteesta on muun muassa ihmisen sydänsykkeen mittaava järjestelmä, joka käsittää tavallisesti useita toimintayksiköitä, joita ovat esimerkiksi lähetinyksikkö, vastaanotinyksikkö ja tiedonsiirto-yksikkö. Kukin toimintayksikkö käsittää tavallisesti pariston, joka toimii yksikön 20 teholähteenä. Lähetinyksiköllä tarkoitetaan ihmisen vartaloa, erityisesti rintaa vasten pidettävää elektrodeilla varustettua lähetinyksikköä, joka usein on toteutettu vartalon ympärille kiinnitettävän lähetinvyön muotoon. Vastaanotinyk-. siköllä tarkoitetaan esimerkiksi ranteessa pidettävää kellomaista vastaanotin- yksikköä, joka on telemetrisesti induktiiviseen aktiivisuuteen perustuvassa vuo-25 rovaikutuksessa lähetinyksikköön. Tiedonsiirtoyksiköllä, joka on telemetrisessä yhteydessä vastaanotinyksikköön, siirretään vastaanotinyksikköön kertynyttä tietoa esimerkiksi tietokoneelle. Tietokoneella voidaan myös ohjata sekä lähetin- että vastaanotinyksikköä tiedonsiirtoyksikön kautta.
:* Sykemittaus perustuu sydämen toiminnan seuraamiseen. Sydän ai- 30 heuttaa supistuessaan sarjan sähköisiä pulsseja, jotka ovat mitattavissa kehossa. Tämän signaalin mittaamista ja analysointia kutsutaan elektrokardio-grafiaksi (EKG). Itse signaalia kutsutaan EKG-signaaliksi. EKG-signaalista voidaan erottaa sydämen eri toimintajaksoista johtuvat vaiheet. Nämä osat ovat ns. P-, Q-, R-, S-, T- ja U-aallot. Mittausjärjestelmään voidaan yhdistää myös ” 35 esimerkiksi korkeutta ja veden syvyyttä mittaavia antureita.
2 104462
Eri toimintayksiköiden teholähteet, jotka ovat tavallisesti paristoja, vaihdetaan jännitetason riittävästi alennuttua. Tämä hankaloittaa käyttämistä, koska vaikka pariston varaus vähenee tunnetulla tavalla, teholähteen sähköisen energian loppuminen tulee käyttäjälle kuitenkin yleensä yllätyksenä esi-5 merkiksi kesken urheilusuorituksen.
Sydänsykkeen vastaanottoyksikkö käsittää tavallisesti pietsosähköi-sen äänimerkinantolaitteen, elektroluminesenssivalonlähteen ja ainakin sydänsykkeen vastaanottimen, joiden kaikkien toimintaa varten on tunnetun tekniikan mukaisissa ratkaisuissa erillinen induktiokela. Koska erityisesti vastaan-10 otinyksikkö on tyypillisesti rannekellon kaltainen laite, usean kelan vaatima tilantarve on suuri ongelma. Usean kelan käyttö nostaa myös laitteen hintaa.
Keksinnön lyhyt selostus
Keksinnön tavoitteena on toteuttaa menetelmä ja menetelmän toteuttava järjestely siten, että yllä mainitut ongelmat saadaan ratkaistua. Näin 15 voidaan välttyä paristojen kapasiteetin vähenemisestä johtuvista ongelmatilanteista ja vähentää oleellisesti tarvetta vaihtaa paristomaisia teholähteitä. Myös kelojen määrää toimintalaitteissa voidaan tarvittaessa pienentää. Tämä saavutetaan johdannossa esitetyn tyyppisellä menetelmällä, jolle on tunnusomaista, että mittausjärjestelmään kuuluu latausyksikkö ja ainakin yhden toimintayksi-20 kön teholähteen lataus suoritetaan langattomasti induktiokelan avulla siten, että latausyksikön latauskela siirtää induktiiviseen aktiivisuuteen perustuvan vuorovaikutuksen avulla energiaa toimintayksikön teholähteeseen toimintayksikön induktiokelan kautta; ja lataukseen käytettävä toimintayksikön induktio-kela on latauksen lisäksi kytkettävissä useampaan kuin yhteen induktiivisesti 25 aktiiviseen toimintaan.
Keksinnön mukaiselle latausjärjestelylle on tunnusomaista, että la-tausjärjestely käsittää latausyksikön ja ainakin yhden toimintayksikön teholähteen lataus on sovitettu suoritettavaksi langattomasti induktiokelan avulla siten, että latausyksikön latauskela on sovitettu siirtämään induktiiviseen aktii- • · • 30 visuuteen perustuvan vuorovaikutuksen avulla energiaa toimintayksikön teho lähteeseen toimintayksikön induktiokelan kautta; ja lataukseen käytettävä toimintayksikön induktiokela on latauksen lisäksi kytkettävissä useampaan kuin yhteen induktiivisesti aktiiviseen toimintaan.
Keksinnön mukaisen latausmenetelmällä ja latausjärjestelyllä saa-35 vutetaan useita etuja. Toimintayksikköjen ladattavat akut voidaan ladata langattomasti, jolloin voidaan varmistaa ladattavan teholähteen toimivuus kaikis- 3 104462 sa tilanteissa. Toimintayksikköjen koko voidaan myös pitää pienenä, koska kelojen lukumäärä on mahdollista rajoittaa minimiin.
Kuvioiden lyhyt selostus
Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yh-5 teydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joissa kuvio 1 esittää käyttäjää, jolla on rinnan ympärillään lähetinyksikkö ja ranteessaan vastaanotinyksikkö, kuvio 2A esittää lohkokaavion, jossa on kuvattu lähetinyksikkö, vastaanotinyksikkö ja tiedonsiirtoyksikkö, 10 kuvio 2B esittää muistillista lähetinyksikköä, kuvio 2C esittää anturillista vastaanotinyksikköä, kuvio 3 esittää yleisellä tasolla lähetinyksikön lataustapahtumaa, kuvio 4 esittää sukellusinstrumenttia.
Keksinnön yksityiskohtainen selostus 15 Keksinnöllinen ratkaisu soveltuu käytettäväksi erityisesti sydämen pulssia mittaavassa mittausjärjestelmässä.
Kuviossa 1 havainnollistetaan esillä olevan keksinnön erästä edullista toteutusmuotoa, sykemittaria. Sykemittariin kuuluu tavallisesti useita toimintayksiköitä, joita ovat rinnan ympärille kiinnitettävä sydämen sykettä mittaa-20 va lähetinyksikkö 100 ja käyttäjällä esimerkiksi ranteessaan oleva mittausjärjestelmän vastaanotinyksikkö 102.
Mittausosa, joka käsittää lähetinyksikön ja vastaanotinyksikön, voi . olla myös yksiosainen, esimerkiksi siten, että sykemittaria pidetään ranteessa »t ja syke mitataan ranteesta. Nykytekniikalla parempi mittaustulos saadaan kui-25 tenkin käyttämällä kuvatunlaista ratkaisua, jossa mittausosa jakautuu kahteen osaan: langattomasti toimivaan rinnan ympärille kiinnitettävään sydämen sykkeen mittaavaan lähetinyksikköön 100 ja ranteessa pidettävään sykevastaan-otinyksikköön 102.
Kuvioissa 2A, 2B ja 2C on esitetty erilaisia telemetristä tiedonsiirtoa 30 käyttäviä järjestelmiä sydänsykkeen mittaukseen. Pääosina järjestelmä käsittää telemetrisen lähetinyksikön 100, telemetrisen vastaanotinyksikön 102, tie-donsiirtoyksikön 130 ja tiedonkäsittely-ja ohjausyksikön 150, joka voi olla esimerkiksi PC-tietokone. Tässä kuvion 2 mukaisessa toteutusmuodossa voidaan käyttää sinänsä tunnetun tyyppistä lähetinyksikköä 100, joka käsittää EKG-35 elektrodit 200, EKG-esivahvistus- ja pulssinilmaisulohkon 202, induktanssin 4 104462 204, latausosan 206 ja teholähteen 208. Lohkosta 202 saadaan ulos induktanssia eli induktiokelaa 204 ohjaava sykesignaali, jonka pulssien välinen aikaväli tai koodatuissa järjestelmissä pulssiryhmien välinen aikaväli on edullisesti sama kuin sydänsykkeiden aikaväli. Induktanssiin 204 generoituu siten sydän-5 sykkeen tahdissa vaihteleva magneettikenttä, jonka kautta induktanssi 204 on induktiivisessa vuorovaikutuksessa eli on induktiivisesti aktiivinen esimerkiksi vastaanottimen induktiokelan 124 kanssa. Teholähde 208 tuottaa kaikkien lä-hetinyksikön 100 lohkojen sähköisen tehon (selvyyden vuoksi kuvioon 2 ei ole piirretty tehonsyöttöjohtimia). Teholähdettä 208 voidaan keksinnöllisessä ratio kaisussa ladata induktiokelan 204 kautta tapahtuvalla sähköenergian siirrolla. Latauslohko 206 huolehtii siitä, että lataus tapahtuu häiriöttömästi.
Lähetinyksikkö 100 voi käsittää myös muistin 210, jolloin lähetinyk-sikkö 100 ei välttämättä tarvitse parikseen vastaanotinyksikköä 102, vaan lähetinyksikkö 100 tallettaa mittaustietonsa muistiin 210, josta mittaustiedot pu-15 retaan esimerkiksi tiedonsiirtoyksikön 130 kautta tietokoneelle 150 käsittelyä ja tarkastelua varten.
Vastaanotinyksikkö 102 käsittää kontrolloivan ohjausosan 112. Ohjausosa 112 ohjaa myös käyttöliittymää, joka käsittää valintavälineet 114 ja näyttövälineet 116. Valintavälineet 114 ovat tyypillisesti näppäimistö, jolla käyt-20 täjä käyttää vastaanotinyksikköä 102. Näyttövälineet 116 kuten LCD-näyttö antaa visuaalista informaatiota käyttäjälle. Vastaanotinyksikköön kuuluu tyypillisesti myös valonlähde 115, jolla valaistaan näyttöä 116, ja äänimerkinantolaite 117. Ohjausosa 112 on tyypillisesti mikroprosessori, joka käsittää ROM-muistin 118A, johon laitetta ohjaava ohjelmisto talletetaan. Lisäksi laitteessa 25 voi olla lisämuistia 118B, johon voidaan tallentaa mittauksen aikana syntyvää tietoa, esimerkiksi sykkeestä, aikatiedot ja muuta käyttäjäkohtaista parametri-tietoa. Ohjausosa 112 voidaan toteuttaa myös ASIC-piirillä tai muilla elektroniikan komponenteilla. Vastaanotin 102 edelleen käsittää lähetysohjaimen 120, vastaanotinvälineet 122 ja induktanssin 124. Lähetysohjain 120 generoi tie-30 donsiirron vastaanotinyksiköltä 102 tiedonsiirtoyksikölle 130 käyttäen induktanssia 124, vastaanotinvälineet 122 ottaa induktanssin 124 avulla tietoa vastaan indusoituneena jännitteenä tiedonsiirtoyksikön 130 induktanssilta 132 ja muuntaa sen digitaaliseksi mikroprosessorille 112. Induktanssi 124, kuten kela, viritetään kondensaattorin (ei esitetty kuviossa) avulla resonanssiin käyte-35 tyllä tiedonsiirtotaajuudella. Vastaanotinyksikköön 102 kuuluu myös latausosa 126 ja teholähde 128. Teholähde 128 syöttää sähköistä tehoa kaikkiin vas- 5 104462 taanotinyksikön 102 lohkoihin (selvyyden vuoksi kuvioon 2 ei ole piirretty te-honsyöttöjohtimia). Teholähdettä 128 voidaan keksinnöllisessä ratkaisussa ladata induktiokelan 124 kautta tapahtuvalla sähköenergian siirrolla. Latausloh-ko 126 huolehtii siitä, että lataus tapahtuu häiriöttömästi.
5 Tyypillisesti ranteessa rannekellon tavoin pidettävä vastaanotinyk- sikkö 102 voi myös itsenäisesti mitata sykettä tai muuta käyttäjän elintoimintoa antureilla 119. Mittaus voi tapahtua optisesti ja/tai paineanturilla tunnetun tekniikan mukaisesti. Tällöin vastaanotinyksikkö 102 käsittää oleellisesti sekä vastaanottimen 102 että lähettimen 100 toiminnot ja siten erillinen lähetinyk-10 sikkö 100 ei ole välttämätön mittausjärjestelmän osa.
Tiedonsiirtoyksikkö 130 käsittää induktanssin 132, lähetysohjaimen 136, vastaanotinvälineet 138, laskentayksikön kuten mikroprosessorin 140, muistin 142 ja liitynnän 144. Tiedonsiirtoyksikkö 130 on liitynnän 144 kautta yhteydessä tiedonkäsittely-yksikköön 150, jollainen on esimerkiksi PC-tietoko-15 ne. Tiedonsiirtoyksikön 130 induktanssi 132 on samalla resonanssitaajuudella kuin vastaanotinyksikön induktanssi 124. Lähetysohjaimen 136 tehtävänä on generoida induktanssille 132 ohjaussignaali. Vastaanotinelimen 138 tehtävänä on vastaanottaa induktanssin 132 kautta induktanssilta 124 tuleva sarjamuotoinen data. Mikroprosessori 140 muuntaa tiedonsiirron PC:lle (tiedonkäsittely-20 yksikkö 150) sopivaan muotoon. Tiedonsiirtoyksikön 130 muisti 142 voi tarvittaessa varastoida luettuja tiedostoja. Liityntä 144, joka voi esimerkiksi olla RS232, muuttaa liitännän jännitetasot käytetylle liitynnälle sopiviksi. Teholähde 128 syöttää sähköistä tehoa kaikkiin tiedonsiirtoyksikön 130 lohkoihin (selvyyden vuoksi kuvioon 2 ei ole piirretty tehonsyöttöjohtimia). Teholähdettä 134 25 voidaan keksinnöllisessä ratkaisussa ladata induktiokelan 132 kautta tapahtuvalla sähköenergian siirrolla. Latauslohko 133 huolehtii siitä, että lataus tapahtuu häiriöttömästi.
Tarkastellaan nyt lähemmin lataustoimenpidettä kuvion 3 avulla, jossa lähetinyksikkö 100 on ladattavana. Lähetinyksikön 100 sijasta mikä ta-30 hansa muu mittausjärjestelmän toimintayksikkö voidaan ladata samalla tavalla. Latauslaite 340 käsittää kelan 320, transistorin 322, kondensaattorin 324 ja oskillaattorin 326. Latauslaite 340 on edullisesti aina toiminnassa, jolloin oskillaattori 326 värähtelee. Sähköinen värähtely ohjaa transistoria 322 vuoroin johtavaan tilaan ja vuoroin johtamattomaan tilaan, jolloin transistorin 322 kol-35 lektorivirta pyrkii värähtelemään myös samalla tavalla, koska kollektori on kytketty kelan 320 kautta käyttöjännitteeseen VCC. Myös jännite transistorin 322 104462
O
kollektorilla vaihtelee värähtelyn tahdissa. Kun jokin mittausjärjestelmän yksikkö asetetaan ladattavaksi, kela 320 on induktiivisessa vuorovaikutuksessa toisen kelan kanssa. Tällöin resonanssipiirin muuttumisen takia myös pulssimuo-to muuttuu ja värähtelyn amplitudi transistorin 322 kollektorilla pienenee. Kol-5 lektorijännitteen huippuarvoilmaisimena toimii diodin 328 ja kondensaattorin 330 muodostama pari.
Keksinnön edullisessa toteutusmuodossa latauslaite 340 käsittää latauksen detektointipiirin 323, joka puolestaan käsittää esimerkiksi diodin 328, kondensaattorin 330, referenssijännitelähteen 332, komparaattorin 334, 10 LEDin 336 ja vastuksen 338. Kun latauslaitteelle 340 kytketään käyttöjännite, latauslaite 340 alkaa toimia. Tämä kytkentä toimii siten, että LEDi 336 ei emitoi valoa, kun latauslaite 340 ei ole lataamassa. Näin on, koska komparaattorin 334 positiiviseen tulonapaan (+) tuleva jännite on referenssijännitelähteeltä 332 komparaattorin 334 negatiiviseen tulonapaan (-) tulevaa jännitettä isompi. 15 Tällöin komparaattorin 334 lähtöjännite on positiivinen. Diodi 328 ja kondensaattori 330 toimivat kollektorijännitteen huippuarvoilmaisimina ja tätä jännitettä verrataan referenssijännitteeseen. Kun ladattava toimintayksikkö on asetettu ladattavaksi, latauskelan 320 ja induktanssikelan 310 välinen keskinäisin-duktanssi muuttuu, jolloin transistorin 322 kollektorijänniteen amplitudi piene-20 nee ja edelleen huippuarvoilmaisimen jälkeen komparaattorin 334 positiiviseen napaan (+) tuleva jännite jää pienemmäksi kuin referenssijännitelähteen 332 jännite. Koska komparaattorin 334 negatiivisen tulonavan (-) jännite on nyt isompi, komparaattorin 334 lähtöjännite laskee alas ja käyttöjännitteestä VCC sähkö virtaa läpi vastuksen 338 ja LEDin 336, jolloin LED 336 emitoi valoa il-25 moittaen käyttäjälle latauksen olevan käynnissä. Latausta ilmaiseva LEDin 336 valo edullisesti sammuu, kun toimintayksikkö poistetaan latauksesta ennen kuin lataus on loppunut tai latausyksikkö sammutetaan.
Kun esimerkiksi lähetinyksikköä 100 ladataan kuten kuviossa 3 on esitetty, latauskela 320 siirtää induktiivisen vuorovaikutuksen avulla sähköistä 30 energiaa induktiokelaan 310, joka muodostaa resonanssipiirin kondensaattorin 308 kanssa. Lataustapahtuma aktivoituu edullisesti siten, että latauslaitteen 340 magneetti 325 sulkee toimintayksikön releen 312 siten, että induktiokelan 310 toinen pää kytkeytyy maahan. Latauksen aktivoiminen voi tapahtua myös muunlaisella ammattimiehelle ilmeisellä kytkinjärjestelyllä. Kuviossa 3 lataus-35 kelan 310 toinen pää on yhdistetty maahan diodin 314 kautta. Induktiokelaan 310 siirtynyt sähköinen energia siirtyy ladattavan akun 302 energiaksi. Lähe- 7 104462 tinyksikkö 100, kuten muutkin ladattavat toimintayksiköt, käsittää edullisesti myös ylivarauksen eli ylijännitteen estolohkon 300, jonka toteutus on ammattimiehelle ilmeinen. Erilaisia sähköisiä ylijännitteen estopiirejä on lukuisia, mutta yksinkertaisimmillaan tällainen piiri on esimerkiksi zener-diodi. Ylijännitteen es-5 tolohko 300 suojaa teholähdettä 302, joka on ladattava akku, liian suurilta la-tausjännitteiltä. Lohko 300 ja rele 312 ovat esimerkkejä siitä, mitä lohkot kuvion 2 latauslohkot 126, 133 ja 206 voivat käsittää. Vastus 304 muun muassa rajoittaa latausvirtaa. Diodi 303 mahdollistaa akun 302 latauksen induktiokelal-ta 310 tulevalla vaihtosähköllä. Varauskondensaattori 306, joka toimii esimer-10 kiksi suodatuksessa, on latauksen kannalta kuitenkin melko epäoleellinen komponentti samoin kuin ASIC-piiri 316 ja kytkinlohko 318, joka on tässä esimerkissä transistori, mutta voi ekvivalentissa kytkennässä olla myös vaikkapa darlington-pari. Nämä komponentit ovat kuitenkin keksinnön kannalta epäoleellisia. Latauksen jälkeen lähetinyksikkö 100 toimii pulssitiedon lähettimenä 15 induktiokelan 310 avulla. Lataukseen käytettävä toimintayksikön induktiokela on latauksen lisäksi kytkettävissä useampaan kuin yhteen induktiiviseen vuorovaikutukseen. Induktiokela toimii edullisesti vain yhdessä induktiivisessa vuorovaikutuksessa kerrallaan.
Ladattavana toimintayksikkönä voi olla myös sukellusinstrumentti 20 400, joka käsittää lähetinyksikön 100 ja vastaanotinyksikön 102. Sukellusinstrumentti voi olla myös pelkästään muistillinen lähetinosa 100 kuten kuviossa 2B tai anturillinen vastaanotinyksikkö 102, joka lisäksi käsittää paineenmittaus-anturin 404, kuten kuviossa 2C. Käyttäjän sukeltaessa mittaa sydänsykkeen lisäksi esimerkiksi veden painetta anturilla 404 syvyyden määrittämiseksi. Su-25 kellusinstrumentti voi määrittää myös typen imeytymisen käyttäjän kudokseen. Lohkokaavio sukellusinstrumentista on esitetty kuviossa 4.
Induktiokela, jota toimintayksiköt käyttävät latausenergian vastaanottamiseen, voi olla sama kela, jota toimintayksiköt käyttävät telemetriseen tiedonsiirtoon tai johonkin muuhun induktiivista aktiivisuutta vaativaan sisäiseen 30 toimintaan kuten äänimerkin antamiseen tai näytön valaisemiseen. Äänimer-kinantokomponentti on tavallisesti pietsosähköinen kide, jonka ohjaamiseen tarvittava värähtelytaajuus muodostetaan kelan ja kondensaattorin avulla tunnetulla tavalla. Tässä värähtelypiirissä lataukseen käytettävä induktiokela voi toimia tarvittavana induktanssina. Näyttöä voidaan puolestaan valaista esimer-35 kiksi elektroluminesenssiin perustuvalla valolähteellä, jonka ohjaukseen tarvitaan tunnetusti ainakin useiden kymmenien volttien AC-jännite. Tämän AC- 8 104462 jännitteen generointi teholähteen tasajännitteestä suoritetaan edullisimmin tunnetulla tavalla käyttäen induktiivista kelaa, jona keksinnöllisessä ratkaisussa toimii latauksessa käytettävä induktiokela. Tämä tunnettu ratkaisu on esitetty esimerkiksi US-patentissa 4527096, joka otetaan tähän viitteeksi. US-patentin 5 4527096 mukaisessa ratkaisussa IC-piiri käyttää kelaa tuottamaan elektrolumi-nesenssikomponentin tarvitseman AC-jännitteen. Keksinnöllisessä ratkaisussa käytetyt komponentit ovat sinänsä tavanomaisia, tunnetun tekniikan mukaisia elektronisia, optoelektronisia tai mekaanisia komponentteja, jotka ovat alan ammattimiehelle ilmeisiä.
10 Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaiseen esimerkkiin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (15)

  1. 9 104462
  2. 1. Latausmenetelmä erityisesti mittausjärjestelmää varten, joka mittaa non-invasiivisesti käyttäjän kehosta ainakin yhden elimen toimintaa ja johon mittausjärjestelmään kuuluu ainakin yksi toimintayksikkö (100, 102, 130, 5 400) kuten lähetinyksikkö (100) ja/tai vastaanotinyksikkö (102), joka käsittää ainakin yhden induktiokelan (124, 204) induktiivisesti aktiivista toimintaa varten ja teholähteen (128, 208), tunnettu siitä, että - mittausjärjestelmään kuuluu latausyksikkö (340) ja ainakin yhden toimintayksikön (100, 102, 130, 400) teholähteen (128, 134, 208, 302) lataus 10 suoritetaan langattomasti induktiokelan (124, 132, 204, 310) avulla siten, että latausyksikön (340) latauskela (320) siirtää induktiiviseen aktiivisuuteen perustuvan vuorovaikutuksen avulla energiaa toimintayksikön (100, 102, 130, 400) teholähteeseen (128, 134, 208, 302) toimintayksikön induktiokelan (124, 132, 204, 310) kautta; ja 15. lataukseen käytettävä toimintayksikön (100, 102, 130, 400) induk- tiokela (124, 132, 204, 310) on latauksen lisäksi kytkettävissä useampaan kuin yhteen induktiivisesti aktiiviseen toimintaan.
  3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että induktiokela (124, 132, 204, 310) toimii kerrallaan vain yhdessä induktiivi- 20 sesti aktiivisessa toiminnossa.
  4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ladattava toimintayksikkö on lähetinyksikkö (100). > ·
  5. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittausjärjestelmään kuuluu vastaanotinyksikkö (102) ja ladattava toimin- 25 tayksikkö on vastaanotinyksikkö (102).
  6. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, \ että ladattava toimintayksikkö on sukellusinstrumentti.
  7. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lataukseen käytettävä toimintayksikön (100, 102, 130, 400) induktiokela 30 (124, 132, 204, 310) on käytettävissä lataustoiminnan lisäksi ainakin yhteen seuraavista induktiivisista toiminnoista: kahden toimintayksikön (100, 102, 10 104462 130, 400) välinen induktiivisen vuorovaikutus, äänimerkin muodostaminen ja näytön (116) taustavalon muodostaminen.
  8. 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mittausjärjestelmään kuuluu myös tiedonsiirtoyksikkö (130), johon kuuluu 5 induktiokela (132), ja tiedonsiirtoyksikkö (130) on induktiivisessa vuorovaikutuksessa induktiokelansa (132) avulla vastaanotinyksikköön (102) induktioke-lan (124) tai lähetinyksikköön (100) induktiokelan (204) kautta.
  9. 8. Latausjärjestely erityisesti mittausjärjestelmää varten, joka on sovitettu mittaamaan non-invasiivisesti käyttäjän kehosta ainakin yhden elimen 10 toimintaa ja joka mittausjärjestelmä käsittää ainakin yhden toimintayksikön (100, 102, 130, 400) kuten lähetinyksikön (100) ja/tai vastaanotinyksikön (102), joka toimintayksikkö (100, 102, 130, 400) käsittää teholähteen (128, 208) ja ainakin yhden induktiokelan (124, 204, 310) induktiivisesti aktiivista toimintaa varten, tunnettu siitä, että 15. latausjärjestely käsittää latausyksikön (340) ja ainakin yhden toi mintayksikön (100, 102, 130, 400) teholähteen (128, 134, 208, 302) lataus on sovitettu suoritettavaksi langattomasti induktiokelan (124, 132, 204, 310) avulla siten, että latausyksikön (340) latauskela (320) on sovitettu siirtämään induktiiviseen aktiivisuuteen perustuvan vuorovaikutuksen avulla energiaa toi- 20 mintayksikön (100, 102, 130, 400) teholähteeseen (128, 134, 208, 302) toimintayksikön induktiokelan (124, 132, 204, 310) kautta; ja - lataukseen käytettävä toimintayksikön (100, 102, 130, 400) induktiokela (124, 132, 204, 310) on latauksen lisäksi kytkettävissä useampaan kuin yhteen induktiivisesti aktiiviseen toimintaan.
  10. 9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että toimintayksikön induktiokela (124, 132, 204, 310) on kerrallaan mukana vain yhdessä induktiivisesti aktiivisessa toiminnossa. :· 10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että ladattava toimintayksikkö on lähetinyksikkö (100).
  11. 11. Patenttivaatimuksen 8 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että mittausjärjestelmä käsittää vastaanotinyksikön (102) ja ladattava toimintayksikkö on vastaanotinyksikkö (102). # • < ,1 104462
  12. 12. Patenttivaatimuksen 8 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että ladattava toimintayksikkö on sukellusinstrumentti.
  13. 13. Patenttivaatimuksen 8 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että lataukseen käytettävä toimintayksikön (100, 102, 130, 400) induktiokela 5 (124, 132, 204, 310) on käytettävissä lataustoiminnan lisäksi kahden toimintayksikön (100, 102, 130, 400) väliseen induktiivisesti aktiiviseen vuorovaikutukseen.
  14. 14. Patenttivaatimuksen 8 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että toimintayksikön (100, 102, 130, 400) käsittäessä äänimerkinantovälineet 10 (117) ja/tai näytön (116) ja taustavalovälineet (115) lataukseen käytettävä toi mintayksikön (100, 102, 130, 400) induktiokela (124, 132, 204, 310) on käytettävissä lataustoiminnan lisäksi ainakin yhteen seuraavista toiminnoista: äänimerkin muodostaminen ja näytön (116) taustavalon muodostaminen.
  15. 15. Patenttivaatimuksen 8 mukainen järjestely, tunnettu siitä, 15 että mittausjärjestelmä käsittää myös tiedonsiirtoyksikön (130), joka käsittää induktiokelan (132), ja tiedonsiirtoyksikkö (130) on induktiivisessa vuorovaikutuksessa induktiokelansa (132) avulla vastaanotinyksikköön (102) induktiokelan (124) tai lähetinyksikköön (100) induktiokelan (204) kautta. • · • · 12 104462
FI980472A 1998-03-02 1998-03-02 Latausmenetelmä ja -järjestely FI104462B (fi)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI980472A FI104462B (fi) 1998-03-02 1998-03-02 Latausmenetelmä ja -järjestely
EP99660030A EP0940903A3 (en) 1998-03-02 1999-02-18 Charging method and charging arrangement
US09/257,415 US6114832A (en) 1998-03-02 1999-02-25 Charging method and charging arrangement

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI980472 1998-03-02
FI980472A FI104462B (fi) 1998-03-02 1998-03-02 Latausmenetelmä ja -järjestely

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI980472A0 FI980472A0 (fi) 1998-03-02
FI980472A FI980472A (fi) 1999-09-03
FI104462B true FI104462B (fi) 2000-02-15

Family

ID=8551089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI980472A FI104462B (fi) 1998-03-02 1998-03-02 Latausmenetelmä ja -järjestely

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6114832A (fi)
EP (1) EP0940903A3 (fi)
FI (1) FI104462B (fi)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI111129B (fi) * 2000-08-30 2003-06-13 Polar Electro Oy Menetelmä, sykemittausjärjestely ja elektrodirakenne EKG-signaalin mittaamiseksi
ATE306137T1 (de) * 2003-05-20 2005-10-15 Siemens Ag Induktives ladesystem für eine tragbare elektronische vorrichtung
US7872444B2 (en) * 2003-12-11 2011-01-18 Symbol Technologies, Inc. Opportunistic power supply charge system for portable unit
US7378817B2 (en) * 2003-12-12 2008-05-27 Microsoft Corporation Inductive power adapter
US7375492B2 (en) * 2003-12-12 2008-05-20 Microsoft Corporation Inductively charged battery pack
US10499465B2 (en) 2004-02-25 2019-12-03 Lynk Labs, Inc. High frequency multi-voltage and multi-brightness LED lighting devices and systems and methods of using same
US10575376B2 (en) 2004-02-25 2020-02-25 Lynk Labs, Inc. AC light emitting diode and AC LED drive methods and apparatus
US20060010763A1 (en) * 2004-07-13 2006-01-19 Bikini Lures, Inc. Electronic fishing lure
US7720546B2 (en) * 2004-09-30 2010-05-18 Codman Neuro Sciences Sárl Dual power supply switching circuitry for use in a closed system
JP2007143622A (ja) * 2005-11-24 2007-06-14 Seiko Instruments Inc 心拍計測用送信機及び心拍計測装置
CN101453940B (zh) * 2006-05-25 2012-09-05 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于可佩戴患者监护仪的无绳充电器
JP5176881B2 (ja) * 2008-11-04 2013-04-03 オムロンヘルスケア株式会社 血圧計および血圧計用充電ユニット
WO2010085688A1 (en) * 2009-01-22 2010-07-29 Under Armour, Inc. System and method for monitoring athletic performance
US20100201310A1 (en) * 2009-02-06 2010-08-12 Broadcom Corporation Wireless power transfer system
US8427100B2 (en) 2009-02-06 2013-04-23 Broadcom Corporation Increasing efficiency of wireless power transfer
US8427330B2 (en) * 2009-02-06 2013-04-23 Broadcom Corporation Efficiency indicator for increasing efficiency of wireless power transfer
EP3342042B1 (en) * 2015-08-24 2022-04-13 The Regents of The University of California Low power magnetic field body area network

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4527096A (en) * 1984-02-08 1985-07-02 Timex Corporation Drive circuit for capacitive electroluminescent panels
JPS60261432A (ja) * 1984-06-11 1985-12-24 浅井　利夫 水中において運動している生体の心電図無線遠隔記録方法
DE8908041U1 (de) * 1989-06-29 1989-08-17 Nettelhorst, Frhr. von, Herwig, Dr.-Ing., 1000 Berlin Sensor für von tierischen oder menschlichen Körpern ausgehende mechanische Kräfte
JP2671809B2 (ja) * 1994-06-30 1997-11-05 日本電気株式会社 非接触型充電装置
JPH0837121A (ja) * 1994-07-26 1996-02-06 Matsushita Electric Works Ltd 給電装置
US5706896A (en) * 1995-02-09 1998-01-13 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for the remote control and monitoring of production wells
US5617477A (en) * 1995-03-08 1997-04-01 Interval Research Corporation Personal wearable communication system with enhanced low frequency response
US5832296A (en) * 1995-04-26 1998-11-03 Interval Research Corp. Wearable context sensitive user interface for interacting with plurality of electronic devices of interest to the user
JPH0990463A (ja) * 1995-09-25 1997-04-04 Nikon Corp カメラ
DE19649682C2 (de) * 1996-11-29 2003-03-13 Schleifring Und Appbau Gmbh Vorrichtung zur breitbandigen Signal- bzw. Energieübertragung zwischen gegeneinander beweglichen Einheiten
US5977913A (en) * 1997-02-07 1999-11-02 Dominion Wireless Method and apparatus for tracking and locating personnel
US5907281A (en) * 1998-05-05 1999-05-25 Johnson Engineering Corporation Swimmer location monitor

Also Published As

Publication number Publication date
FI980472A0 (fi) 1998-03-02
EP0940903A3 (en) 2000-11-08
FI980472A (fi) 1999-09-03
EP0940903A2 (en) 1999-09-08
US6114832A (en) 2000-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI104462B (fi) Latausmenetelmä ja -järjestely
US10873220B2 (en) Resonant power transfer systems with communications
US20200137980A1 (en) Systems and Methods for Monitoring Organisms Within an Aquatic Environment
US4041954A (en) System for detecting information in an artificial cardiac pacemaker
EP2191534B1 (en) System and method for communicating with a telemetric implant
EP0940119B1 (en) Switch controller for wireless transmission of physiologic measurements
EP1738795B1 (en) Apparatus for transcutaneously transferring energy
EP3202309B1 (en) Wireless sensor reader
US7780613B2 (en) Apparatus, system, and method for transcutaneously transferring energy
JP4754361B2 (ja) 生体情報送信機
WO2003039652B1 (en) Full-body charger for battery-powered patient implantable device
WO2000056241A1 (en) Acoustic-based remotely interrogated diagnostic implant device and system
WO2007115094A2 (en) Method and system for powering an electronic device
CN102196760A (zh) 位置检测系统以及位置检测方法
TW201203875A (en) Wireless sensor reader
JP2016517730A (ja) 埋込可能部を備えるｅｃｇモニタ
EP1543769B1 (en) Electric circuit and transmission method for telemetric transmission
JP5094061B2 (ja) モニタリング装置、医療用テレメータ、ベッドサイドモニタおよび医療機器
CN109998516A (zh) 一种心率贴和心率监测仪
RU2735059C1 (ru) Портативный прибор для проведения персональной диагностики симптомов эректильной дисфункции
CN116920278A (zh) 植入式心脏起搏器、程控装置以及心脏起搏系统
Luciano et al. Implantable Systems
JPH05228130A (ja) 血液監視用携帯装置
JPH0576502A (ja) 電磁誘導通信システム
CN114041985A (zh) 模拟人发声时激励人身内部体腔振动的激励装置