NL192847C

NL192847C - Device for remotely measuring a condition of a body.

Info

Publication number: NL192847C
Application number: NL9001356A
Authority: NL
Original assignee: Proftech B V
Priority date: 1990-06-14
Filing date: 1990-06-14
Publication date: 1998-03-04
Also published as: NL192847B; NL9001356A

Description

1 1928471 192847

Inrichting voor het op afstand meten van een toestand van een lichaamDevice for remotely measuring a condition of a body

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het op afstand meten van een toestand van ten minste één lichaam, omvattende: 5 ten minste één met het lichaam te verbinden meeteenheid, met ten minste één gever voor het bepalen van ten minste één de toestand weergevende grootheid, een met de gever verbonden eerste elektronische schakeling voor het door vergelijking met een referentiegrootheid coderen van de de toestand weergevende grootheid, een geheugen, een met de eerste schakeling en het geheugen verbonden tweede elektronische schakeling voor het combineren van de uit de eerste schakeling afkomstige digitale code met een aan het 10 geheugen ontleende, het lichaam identificerende code, en een met de tweede schakeling verbonden zendschakeling, en ten minste één met ten minste één ontvangsteenheid verbonden, op afstand van het lichaam geplaatste centrale eenheid voor het registreren, weergeven en/of verwerken van de uit de meeteenheid afkomstige gecombineerde digitale code, welke centrale eenheid middelen vertoont voor het opwekken van de 15 referentiegrootheid.The present invention relates to a device for remotely measuring a condition of at least one body, comprising: at least one measuring unit to be connected to the body, with at least one sensor for determining at least one representing the condition variable, a first electronic circuit connected to the transducer for encoding the state-indicating variable by comparison with a reference variable, a memory, a second electronic circuit connected to the first circuit and the memory for combining the first circuit circuitry digital code having a body-identifying code derived from the memory, a transmitting circuit connected to the second circuit, and at least one central unit connected to at least one receiver unit remote from the body for recording, displaying and / or processing the combined from the unit of measurement the digital code, which central unit has means for generating the reference quantity.

Een dergelijke inrichting is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 3.972.320.Such a device is known from US patent 3,972,320.

In een groot aantal situaties is het van belang de toestand van een lichaam te kunnen meten en deze gemeten toestand direct te kunnen koppelen aan voor de verdere verwerking van de gemeten toestand benodigde gegevens van het lichaam. Te denken valt hierbij bijvoorbeeld aan geautomatiseerde voorraad-20 beheersingssystemen, waar het van belang is niet slechts een nog in een houder aanwezige hoeveelheid te kennen, maar ook de soort. Ook in laboratoria is veel vraag naar systemen waarmee bijvoorbeeld niet slechts de temperatuur van stoffen in houders kan worden gemeten, maar ook hun soort of samenstelling direct afgelezen kan worden. Verder bestaat in het ziekenhuiswezen grote behoefte aan systemen waarmee de toestand elke patiënt op gezette tijd automatisch kan worden vastgesteld, teneinde te kunnen besparen 25 op personeelskosten en zo de totale kosten van de gezondheidszorg in de hand te houden. Daarnaast vraagt de met het oog op het milieu in opkomst zijnde gescheiden afvalverwerking om systemen welke automatisch de hoeveelheid en de soort van het afval registreren.In a large number of situations it is important to be able to measure the condition of a body and to be able to link this measured condition directly to data from the body required for further processing of the measured condition. This includes, for example, automated stock control systems, where it is important to know not only an amount still present in a container, but also the type. Laboratories are also in great demand for systems with which, for example, not only the temperature of substances in containers can be measured, but also their type or composition can be read directly. In addition, there is a great need in the hospital system for systems to automatically determine the condition of each patient on a regular basis, in order to save on personnel costs and thus control the total costs of health care. In addition, with regard to the environment, emerging separate waste processing requires systems that automatically register the amount and type of waste.

Op het gebied van het op afstand bewaken van de toestand van patiënten in ziekenhuizen wordt in het bovengenoemde Amerikaanse octrooischrift een systeem beschreven waarmee de hartslag van een patiënt 30 continu bewaakt kan worden met behulp van een door de patiënt te dragen bewakingseenheid, waarin de hartslag vergeleken wordt met een referentiegrootheid, hier een toelaatbaar hartslagbereik. Dit toelaatbare bereik wordt bepaald op een centrale locatie, dus op afstand van de patiënt, en eenmalig ingevoerd in de bewakingseenheid. Het systeem bestaat daartoe uit een centrale eenheid en door de patiënten aan een polsband te dragen bewakingseenheden. Elke bewakingseenheid omvat een sensor voor bijvoorbeeld de 35 hartslag van de patiënt, een A/D-omzetter die de gemeten hartslag omzet in een digitale puls, een digitale processor die de periode van de digitale puls controleert en een identificatiecodesignaal afgeeft als de periode buiten een bepaald bereik raakt, en een zender, die het identificatiecodesignaal uitzendt naar een ontvanger van de centrale eenheid. De digitale puls wordt opgewekt door de amplitude van de hartslag te vergelijken met een referentie-amplitude. Elke bewakingseenheid is voorzien van een batterijvoeding. Voor 40 gebruik wordt elke bewakingseenheid aangesloten op een afzonderlijke invoerinrichting, welke onderdeel vormt van de centrale eenheid, en waarin de referentiegrootheid, in casu het toelaatbare hartslagbereik in de bewakingseenheid geladen wordt.In the field of remotely monitoring the condition of patients in hospitals, the above-mentioned U.S. patent discloses a system that allows the patient's heart rate to be continuously monitored using a patient-worn monitoring unit that compares the heart rate with a reference variable, here a permissible heart rate range. This permissible range is determined at a central location, i.e. at a distance from the patient, and entered once in the monitoring unit. To this end, the system consists of a central unit and monitoring units to be worn by the patients on a wrist strap. Each monitoring unit includes a sensor for, for example, the patient's heart rate, an A / D converter that converts the measured heart rate into a digital pulse, a digital processor that monitors the period of the digital pulse and outputs an identification code signal if the period is outside of a range, and a transmitter which transmits the identification code signal to a receiver of the central unit. The digital pulse is generated by comparing the amplitude of the heartbeat with a reference amplitude. Each monitoring unit is battery powered. For use, each monitoring unit is connected to a separate input device, which forms part of the central unit, and in which the reference variable, in this case the allowable heart rate range, is loaded into the monitoring unit.

Dit bekende systeem heeft het nadeel, dat het risico bestaat dat de in de bewakingseenheid opgeslagen referentiegrootheid door invloeden van buitenaf verloopt of zelfs verloren gaat. Met de uitvinding wordt 45 derhalve beoogd een verbeterde inrichting te verschaffen voor het op afstand meten of bewaken van de toestand van een lichaam. Volgens de uitvinding wordt dit bij een inrichting van het hiervoor beschreven type bereikt, doordat de centrale eenheid een met de opwekkingsmiddelen verbonden zendeenheid omvat voor het tijdens elke meting draadloos verzenden van de opgewekte referentiegrootheid, en in de meeteenheid een met de toestandcoderingsschakeling verbonden ontvangstschakeling aanwezig is voor het 50 tijdens elke meting ontvangen van de verzonden referentiegrootheid. Door bij elke meting de referentiegrootheid opnieuw te bepalen en aan de meeteenheid toe te voeren, wordt de meeteenheid als het ware telkens opnieuw geijkt, waardoor fouten als gevolg van het mogelijk verloop van de referentiegrootheid vermeden worden.This known system has the drawback that there is a risk that the reference quantity stored in the monitoring unit will expire or even be lost due to external influences. The object of the invention is therefore to provide an improved device for remotely measuring or monitoring the condition of a body. According to the invention, this is achieved in a device of the type described above, in that the central unit comprises a transmitter unit connected to the generating means for wirelessly transmitting the generated reference quantity during each measurement, and in the measuring unit a reception circuit connected to the state encoding circuit is present for 50 receiving the transmitted reference quantity during each measurement. By redefining the reference quantity with each measurement and feeding it to the measuring unit, the measuring unit is, as it were, recalibrated time and again, avoiding errors due to the possible variation of the reference quantity.

in de centrale eenheid kunnen middelen aanwezig zijn voor het opwekken van voor het bedrijven van de 55 meeteenheid benodigde energie, die met de zendheid verbonden zijn, zodat de meeteenheid bedreven kan worden zonder eigen energiebron, zoals op zich bekend uit het Europese octrooischrift 0.344.770. In dat geval omvat de gever bij voorkeur een meetkristal met een van de toestand afhankelijke eigenfrequentie, en 192847 2 omvat de eerste schakeling middelen voor het vergelijken van de eigenfrequentie met een referentie-trequentie. Door toepassing van een kristal kan een zeer compacte meeteenheid worden verkregen. Met voordeel wordt daarbij als referentiefrequentie gebruik gemaakt van de zendfrequentie van de centrale eenheid.the central unit may contain means for generating the energy required for operating the 55 unit of measurement, which are connected to the transmitter, so that the unit of measurement can be operated without its own energy source, as known per se from European patent specification 0.344.770 . In that case, the transducer preferably includes a measuring crystal having a state dependent natural frequency, and 192847 2, the first circuit includes means for comparing the natural frequency with a reference frequency. By using a crystal, a very compact measuring unit can be obtained. The transmission frequency of the central unit is advantageously used as the reference frequency.

55

De uitvinding wordt hierna verder toegelicht aan de hand van een aantal voorbeelden, waarbij verwezen wordt naar de bijgevoegde tekening. Hierin komt: figuur 1 een perspectivisch aanzicht van een verbeterde inrichting voor het op afstand meten van een toestand van een lichaam; 10 figuur 2 een schematisch aanzicht van de inrichting van figuur 1; figuur 3 een gedetailleerd schematisch aanzicht van het blok III in figuur 2; en figuur 4 een gedetailleerd schematisch aanzicht van een alternatieve uitvoeringsvorm van het blok van figuur 3.The invention is further elucidated hereinbelow by means of a number of examples, reference being made to the attached drawing. Herein comes: figure 1 a perspective view of an improved device for remotely measuring a condition of a body; Figure 2 shows a schematic view of the device of figure 1; figure 3 shows a detailed schematic view of the block III in figure 2; and Figure 4 is a detailed schematic view of an alternative embodiment of the block of Figure 3.

15 Een inrichting 1 (figuur 1) voor het op afstand meten van een toestand van ten minste één lichaam 2 omvat een aantal met elk van de lichamen 2 verbonden meeteenheden 3, een zend- en ontvangeenheid 4 met een aantal antennes 5, en een centrale eenheid 7 voor het registreren, weergeven en/of verwerken van de uit de meeteenheden 3 afkomstige gegevens. De zend- en ontvangeenheid 4 vertoont een display 19 voor het weergeven van de gegevens.An apparatus 1 (figure 1) for remotely measuring a state of at least one body 2 comprises a number of measuring units 3 connected to each of the bodies 2, a transmitting and receiving unit 4 with a number of antennas 5, and a central unit 7 for recording, displaying and / or processing the data from the measuring units 3. The transmitter and receiver unit 4 has a display 19 for displaying the data.

20 Wanneer een meeteenheid 3 in de nabijheid wordt gebracht van een antenne 5 van een met de centrale eenheid 7 verbonden zend- en ontvangeenheid 4 (figuur 2), worden door de zend- en ontvangeenheid 4 via de antenne 5 elektromagnetische golven 6 verzonden, welke de meeteenheid 3 activeren.When a measuring unit 3 is brought close to an antenna 5 of a transmitting and receiving unit 4 connected to the central unit 7 (figure 2), the transmitting and receiving unit 4 transmits electromagnetic waves 6 via the antenna 5, which activate the measuring unit 3.

De elektromagnetische golven 6 worden opgevangen door een zend- en ontvangschakeling 8 in de meeteenheid 3 (figuur 3). De zend- en ontvangschakeling 8 zet de ontvangen golven 6 om in een inductie-25 spanning, welke gebruikt kan worden om de meeteenheid 3 te voeden. De frequentie van de ontvangen golven 6, de referentiefrequentie, wordt over een verbinding 9 doorgeleid naar een eerste teller 10. Het uitgangssignaal van deze eerste teller 10 wordt toegevoerd aan een tweede teller 11, welke ook gevoed wordt met de uitgangsfrequentie van een oscillator 12. Deze uitgangsfrequentie is de eigenfrequentie van een meetkristal 13, en varieert met een gekozen toestand van het kristal 13, bij voorbeeld de temperatuur. 30 Het uitgangssignaal van de tweede teller 11, een digitale code die recht evenredig is met de temperatuur van het meetkristal 13, wordt over een register 14 en interfaces 15,16 toegevoerd aan een schakeling 17, waarin deze digitale code wordt gecombineerd met een in een geheugen 18 opgeslagen code, welke het lichaam 2 identificeert. De resulterende gecombineerde digitale code wordt door de zend- en ontvangschakeling 8 verzonden naar de antenne 5 van de zend- en ontvangeenheid 4, welke deze code doorgeeft 35 aan de centrale eenheid 7 (figuur 2), waar deze code geregistreerd, weergegeven en/of verwerkt wordt.The electromagnetic waves 6 are received by a transmitting and receiving circuit 8 in the measuring unit 3 (figure 3). The transmit and receive circuit 8 converts the received waves 6 into an induction voltage which can be used to feed the measuring unit 3. The frequency of the received waves 6, the reference frequency, is passed over a connection 9 to a first counter 10. The output of this first counter 10 is supplied to a second counter 11, which is also fed with the output frequency of an oscillator 12. This output frequency is the natural frequency of a measuring crystal 13, and varies with a selected state of the crystal 13, for example the temperature. The output of the second counter 11, a digital code which is directly proportional to the temperature of the measuring crystal 13, is applied via a register 14 and interfaces 15, 16 to a circuit 17, in which this digital code is combined with one in a memory 18 stored code identifying body 2. The resulting combined digital code is transmitted by the transmitting and receiving circuit 8 to the antenna 5 of the transmitting and receiving unit 4, which transmits this code to the central unit 7 (figure 2), where this code is registered, displayed and / or being processed.

In plaats van een meetkristal 13 waarvan de eigenfrequentie varieert met de omgevingstoestand, kan ook een andere, bijv. analoge gever 20 toegepast worden (figuur 4). Het uitgangssignaal van deze gever 20 wordt dan in een A/D-omzetter 21 omgezet in een eerste digitale code.Instead of a measuring crystal 13, the natural frequency of which varies with the ambient condition, another, e.g. analog transmitter, 20 can also be used (figure 4). The output of this transmitter 20 is then converted in an A / D converter 21 into a first digital code.

Doordat het geheugen 18 een programmeerbaar ROM-geheugen is, kan de identificatiecode aangepast 40 worden. Dit kan bijv. gebeuren d.m.v. een op de centrale eenheid 7 aan te sluiten computer.Since the memory 18 is a programmable ROM memory, the identification code 40 can be modified. This can be done e.g. by means of a computer to be connected to the central unit 7.

Op analoge wijze kan een calibrate van het meetkristal 13 plaatshebben door middel van een op de centrale eenheid 7 aan te sluiten computer.Analogously, a calibration of the measuring crystal 13 can take place by means of a computer to be connected to the central unit 7.

De getoonde meeteenheid 3 (figuur 1) kunnen de temperatuur van de lichamen 2 vaststellen, maar door toepassing van een drukgevoelige gever 20 in de meeteenheden 3 zou ook de massa van de lichamen 2 45 bepaald kunnen worden. In de centrale eenheid 7 zou elke zo bepaalde massa direct gecorrigeerd kunnen worden voor de via de unieke identificatiecode bekende massa van elk lichaam 2, waardoor de massa van de inhoud van elk lichaam 2 meteen bekend is.The measuring unit 3 shown (figure 1) can determine the temperature of the bodies 2, but by using a pressure-sensitive sensor 20 in the measuring units 3, the mass of the bodies 2 45 could also be determined. In the central unit 7, any mass so determined could be directly corrected for the mass of each body 2 known via the unique identification code, so that the mass of the content of each body 2 is immediately known.

Het is ook denkbaar dat elke antenne 5 verder dienst doet als gevoelige weegschaal, en de zo bepaalde massa gekoppeld wordt aan de door de antenne ontvangen identificatiecode van elk lichaam.It is also conceivable that each antenna 5 further serves as a sensitive balance, and the mass thus determined is coupled to the identification code of each body received by the antenna.

50 Naast temperatuur en druk (of massa) kunnen ook bijv. versnellingen, stroomsnelheden of ionenconcentraties bepaald worden. Elke meeteenheid 3 kan hiertoe meerdere gevers 20 vertonen.50 In addition to temperature and pressure (or mass), accelerations, flow rates or ion concentrations can also be determined. For this purpose, each measuring unit 3 can have several givers 20.

Naast de getoonde plaatsing van een meeteenheid 3 in de bodem van een lichaam 2, is bijv. ook het aanbrengen van een bijvoorbeeld temperatuurgevoelige meeteenheid 3 in een door een patiënt in een ziekenhuis te dragen polsband denkbaar.In addition to the shown placement of a measuring unit 3 in the bottom of a body 2, it is also conceivable, for example, to place a, for example, temperature-sensitive measuring unit 3 in a wristband to be worn by a patient in a hospital.

Claims

3 192847

Device (1) for remotely measuring a condition of at least one body (2), comprising: at least one measuring unit (3) to be connected to the body, with at least one encoder (20) for determining of at least one state-representing quantity, a first electronic circuit (9-11,14, 15; 9, 10, 15, 21) connected to the transmitter (20) for encoding the state displaying by comparison with a reference quantity quantity, a memory (18), a second electronic circuit (17) connected to the first circuit (9-11,14,15; 9,10,15,21) and the memory (18) for combining the outputs the first circuit (9-11,14,15; 9,10,15,21) 10 having a digital code originating from the memory (18), identifying the body (2), and one with the second circuit (17 ) connected transmitter circuit (8), and at least one central unit connected to at least one receiver unit (4) remote from the body (2). unit (7) for recording, displaying and / or processing the combined digital code originating from the measuring unit (3), which central unit (7) has means for generating the reference quantity, characterized in that the central unit (7) a transmitting unit (4) connected to the generating means for wirelessly transmitting the generated reference quantity during each measurement, and in the measuring unit (3) a state coding circuit (9-11,14,15); 9,10,15,21) connected reception circuit (8) is provided for receiving the transmitted reference quantity during each measurement.

Device according to claim 1, with means present in the central unit (7) connected to the transmitting unit (4) for generating energy required for operating the measuring unit (3), characterized in that the transmitter (20) a measurement crystal (13) having a state dependent natural frequency, and the state encoding circuit (9-11,14,15; 9,10,15,21) comprising means (11) for comparing the natural frequency with a reference frequency .

Device according to claim 2, characterized in that the reference frequency is the transmission frequency of the central unit (7). Hereby 2 sheets drawing