NL2001354C2 - Measurement system, has sensor elements measuring physical parameters and detecting active sound, passive sound, pattern, and concentration of liquids or gases, acceleration, displacement, tilt, rotation, and shock or vibration - Google Patents

Measurement system, has sensor elements measuring physical parameters and detecting active sound, passive sound, pattern, and concentration of liquids or gases, acceleration, displacement, tilt, rotation, and shock or vibration Download PDF

Info

Publication number
NL2001354C2
NL2001354C2 NL2001354A NL2001354A NL2001354C2 NL 2001354 C2 NL2001354 C2 NL 2001354C2 NL 2001354 A NL2001354 A NL 2001354A NL 2001354 A NL2001354 A NL 2001354A NL 2001354 C2 NL2001354 C2 NL 2001354C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
measuring
measuring system
sensor elements
measurement
physical parameters
Prior art date
Application number
NL2001354A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Erik Tade Peters
Original Assignee
Alert Solutions B V
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 Alert Solutions B V filed Critical Alert Solutions B V
Priority to NL2001354A priority Critical patent/NL2001354C2/en
Application granted granted Critical
Publication of NL2001354C2 publication Critical patent/NL2001354C2/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings

Abstract

The system (1) has a set of infrastructure working units (4, 6-9) connected through networks (5, 10). A set of sensor elements is located in a housing to measure different types of physical parameters e.g. pressure, motion, temperature, humidity, concentration of chemical water pressure, electrical conductivity, outside temperature and relative humidity, and to detect active sound, passive sound, pattern, and concentration of liquids or gases, acceleration, displacement, tilt, rotation, and shock or vibration. Independent claims are also included for the following: (1) a method for sensing physical parameters (2) a computer program product comprising a set of instructions for sensing physical parameters.

Description

·-* P83933NL00· - * P83933NL00

Titel: Meetsysteem, werkwijze en computerprogrammaproductTitle: Measuring system, working method and computer program product

De aanvrage heeft betrekking op een meetsysteem voor het waarnemen van fysische parameters in infrastructurele werken, omvattende een meervoudig aantal meeteenheden die in en/of aan infrastructurele werken zijn aangebracht, voorts omvattende een netwerk 5 waarop de meeteenheden zijn aangesloten.The application relates to a measuring system for observing physical parameters in infrastructural works, comprising a multiple number of measuring units which are arranged in and / or on infrastructural works, further comprising a network to which the measuring units are connected.

Een dergelijk meetsysteem is bijvoorbeeld bekend voor het bewaken van zeedijken waarbij meeteenheden, uitgevoerd als mechanische meetinstrumenten, aan een datanetwerk zijn gekoppeld om het verzamelen van meetgegevens te vergemakkelijken. De mechanische meetinstrumenten 10 meten bijvoorbeeld een verplaatsing of trilling op een specifieke locatie in het dijklichaam waar de meeteenheden zijn aangebracht.Such a measuring system is known, for example, for monitoring sea dikes in which measuring units, designed as mechanical measuring instruments, are coupled to a data network to facilitate the collection of measuring data. The mechanical measuring instruments 10 measure, for example, a displacement or vibration at a specific location in the dyke body where the measuring units are arranged.

Ook zijn meetsystemen bekend voor het verschaffen van seismische data, waarbij aan elkaar gekoppelde verplaatsingsopnemers juist onder het maaiveld zijn aangebracht voor het detecteren van locale verplaatsingen in 15 het veld.Measuring systems are also known for providing seismic data, in which displacement sensors coupled to each other are arranged just below ground level for detecting local displacements in the field.

Opgemerkt wordt dat octrooipublicaties WO 02/46701, US 2005/0017873 en US 2007/0093975 een draadloos systeem beschrijven voor het meten van één of een meervoudig aantal parameters.It is noted that patent publications WO 02/46701, US 2005/0017873 and US 2007/0093975 describe a wireless system for measuring one or a plurality of parameters.

De uitvinding beoogt een meetsysteem overeenkomstig een in de 20 aanhef genoemde soort, waarbij de nauwkeurigheid van de waarneming van een momentane toestand van het infrastructurele werk groter is. Overeenkomstig de uitvinding omvat een meeteenheid een behuizing en sensorelementen die in de behuizing zijn ondergebracht voor het meten van verschillende soorten fysische parameters.The invention contemplates a measuring system according to a type mentioned in the preamble, wherein the accuracy of the observation of a current condition of the infrastructure work is greater. According to the invention, a measuring unit comprises a housing and sensor elements accommodated in the housing for measuring different types of physical parameters.

25 Door sensorelementen die verschillende fysische parameters meten, te integreren in een enkelvoudige behuizing, kunnen op één specifieke locatie van een infrastructureel werk verschillende fysische parameters worden gemeten, waardoor de fysische toestand ter plaatse 2001354- 2 I ' nauwkeuriger kan worden bepaald. Door optioneel het meetproces van de sensorelementen in de behuizing gelijktijdig of nagenoeg gelijktijdig uit te voeren kunnen de gewenste fysische parameters bovendien op praktisch hetzelfde tijdstip worden bepaald, hetgeen de nauwkeurigheid voor het 5 bepalen van de fysische toestand op de meetlocatie verder kan vergroten. Uiteraard kunnen de individuele metingen binnen de behuizing ook sequentieel plaatsvinden, bijvoorbeeld om energie te besparen.By integrating sensor elements measuring different physical parameters into a single housing, different physical parameters can be measured at one specific location of an infrastructure work, so that the physical condition at the location can be determined more precisely. Moreover, by optionally carrying out the measuring process of the sensor elements in the housing simultaneously or substantially simultaneously, the desired physical parameters can be determined at practically the same time, which can further increase the accuracy for determining the physical condition at the measuring location. Of course, the individual measurements within the housing can also take place sequentially, for example to save energy.

Op voordelige wijze is een groot aantal van de op het netwerk aangesloten meeteenheden aldus overeenkomstig de uitvinding elk voorzien 10 van sensorelementen voor het bepalen van verschillende fysische parameters. Doordat de fysische toestand dan op een groot aantal posities in het infrastructurele werk relatief nauwkeurig kan worden bepaald, kan een nauwkeuriger en betrouwbaar beeld worden verkregen van de toestand waarin het infrastructurele werk als geheel verkeert, dan voorheen het 15 geval was.Advantageously, according to the invention, a large number of the measurement units connected to the network are each provided with sensor elements for determining different physical parameters. Because the physical condition can then be determined relatively accurately at a large number of positions in the infrastructural work, a more accurate and reliable picture can be obtained of the state in which the infrastructural work is as a whole than was previously the case.

Opgemerkt wordt dat door toepassing van in een enkelvoudige behuizing geïntegreerde sensorelementen de afmetingen en de kostprijs van de meeteenheid op voordelige wijze kunnen reduceren. Een dergelijke reductie in afmetingen en kostprijs is met name mogelijk indien gebruik 20 wordt gemaakt van sensorelementen die vervaardigd zijn via halfgeleidertechnologie. Zo kan een enkelvoudige package worden toegepast rondom een meervoudig aantal sensorelementen, zodat een besparing op packages kan worden gerealiseerd. Door geringe afmetingen kan de meeteenheid als sensormodule relatief eenvoudig worden aangebracht, 25 bijvoorbeeld met behulp van sondeerstaven, en neemt de kans op beschadiging gedurende de economische levensduur van de module in of aan het infrastructurele werk af. Bovendien is destructie van het infrastructurele werk beperkt. Daarnaast kan met vrucht gebruik gemaakt worden van sensorelementen die reeds voor andere doeleinden zijn l 3 ontworpen, zodat ontwikkelkosten voor een nauwkeurige en betrouwbare meeteenheid relatief gering kunnen zijn.It is noted that by using sensor elements integrated in a single housing, the dimensions and the cost price of the measuring unit can advantageously be reduced. Such a reduction in dimensions and cost price is in particular possible if use is made of sensor elements which are manufactured via semiconductor technology. For example, a single package can be applied around a multiple number of sensor elements, so that savings on packages can be realized. Due to small dimensions, the measuring unit can be fitted as a sensor module relatively easily, for example with the aid of probing rods, and the risk of damage during or during the economic life of the module in or on the infrastructure work is reduced. Moreover, destruction of the infrastructure work is limited. In addition, sensor elements that have already been designed for other purposes can be successfully used, so that development costs for an accurate and reliable measuring unit can be relatively low.

Door voorts in de meeteenheid sensorelementen toe te passen voor het meten van waterdruk, beweging, temperatuur en/of vochtgehalte 5 worden fysische parameters bepaald die van relatief groot belang zijn voor het middels modellering karakteriseren van de toestand van een infrastructureel werk, zoals een dijklichaam. Uiteraard kunnen in plaats van genoemde sensorelementen, of in toevoeging daarop, ook sensorelementen worden geïntegreerd voor het meten van andere fysische 10 parameters, zoals temperatuur, luchtdruk en/of concentratie van een specifieke chemische stof.Furthermore, by applying sensor elements in the measuring unit for measuring water pressure, movement, temperature and / or moisture content, physical parameters are determined which are of relatively great importance for characterizing the condition of an infrastructure work, such as a dyke body, by modeling. Naturally, instead of said sensor elements, or in addition thereto, sensor elements can also be integrated for measuring other physical parameters, such as temperature, air pressure and / or concentration of a specific chemical.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een werkwijze voor het waarnemen van fysische parameters in infrastructurele werken.The invention further relates to a method for observing physical parameters in infrastructural works.

De uitvinding heeft daarnaast betrekking op een 15 computerprogrammaproduct.The invention furthermore relates to a computer program product.

Verdere voordelige uitvoeringsvormen van de uitvinding zijn weergegeven in de volgconclusies.Further advantageous embodiments of the invention are shown in the subclaims.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden die in de tekening zijn weergegeven. In de tekening 20 toont:The invention will be further elucidated on the basis of exemplary embodiments shown in the drawing. In the drawing 20:

Figuur 1 een schematisch perspectivisch aanzicht van een meetsysteem overeenkomstig de uitvinding; enFigure 1 is a schematic perspective view of a measuring system according to the invention; and

Figuur 2 een schematisch bovenaanzicht van een meetmodule van het meetsysteem van Figuur 1.Figure 2 shows a schematic top view of a measuring module of the measuring system of Figure 1.

25 De figuren zijn slechts een schematische weergave van een voorkeursuitvoering van de uitvinding. In de figuren zijn gelijke of corresponderende onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers aangegeven.The figures are only a schematic representation of a preferred embodiment of the invention. In the figures, identical or corresponding parts are indicated with the same reference numerals.

Figuur 1 toont een schematisch perspectivisch aanzicht van een infrastructureel werk, meer in het bijzonder een dijklichaam. Voor het 30 waarnemen van fysische parameters van het dijklichaam ten behoeve van » 4 inspectiedoeleinden is een meetsysteem 1 geïnstalleerd. Het meetsysteem 1 bevat een meervoudig aantal meeteenheden 4, 6-9 die onder het maaiveld 2, in de ondergrond 3 van het dijklichaam zijn aangebracht, namelijk een eerste reeks meeteenheden 4, 6-8 op een specifieke locatie onder het 5 maaiveld 2 op verschillende dieptes in de ondergrond 3. De reeks meeteenheden 4, 6-8 is aangesloten op een eerste deelnetwerk 5, zodat meetgegevens via het gemeenschappelijke deelnetwerk 5 beschikbaar kunnen worden gesteld.Figure 1 shows a schematic perspective view of an infrastructure work, more particularly a dyke body. A measuring system 1 is installed for observing physical parameters of the dyke body for inspection purposes. The measuring system 1 comprises a multiple number of measuring units 4, 6-9 which are arranged below ground level 2 in the subsurface 3 of the dike body, namely a first series of measuring units 4, 6-8 at a specific location below ground level 2 at different depths in the subsurface 3. The series of measurement units 4, 6-8 is connected to a first sub-network 5, so that measurement data can be made available via the common sub-network 5.

Evenzo is een tweede reeks meeteenheden 9 in een traject op 10 ongeveer dezelfde diepte onder het maaiveld 2 van het dijklichaam 1 aangebracht. De meeteenheden 9 uit de tweede reeks zijn op een tweede deelnetwerk 10 aangesloten. Beide deelnetwerken 5,10 omvatten een bovengronds zendstation 11, 12 voor koppeling aan een (niet getoond) extern netwerk.A second series of measuring units 9 is likewise arranged in a path at approximately the same depth below ground level 2 of the dyke body 1. The measuring units 9 from the second series are connected to a second sub-network 10. Both sub-networks 5,10 comprise an above-ground transmitting station 11, 12 for connection to an external network (not shown).

15 De deelnetwerken 5, 10 vormen tezamen een netwerk waarop de meeteenheden van het meetsysteem zijn aangesloten. Voorts vormt het eerste deelnetwerk 5 met de daarop aangesloten meeteenheden 4, 6-8 een eerste meetketen. Evenzo vormt het tweede deelnetwerk 10 met de daarop aangesloten meeteenheden 9 een tweede meetketen.The subnetworks 5, 10 together form a network to which the measuring units of the measuring system are connected. Furthermore, the first sub-network 5 with the measuring units 4, 6-8 connected to it forms a first measuring chain. Similarly, the second sub-network 10 with the measuring units 9 connected thereto forms a second measuring chain.

20 Figuur 2 toont een schematisch perspectivisch aanzicht van een meeteenheid 4, 6-9, 20 van het meetsysteem 1 uit Figuur 1 in meer detail.Figure 2 shows a schematic perspective view of a measuring unit 4, 6-9, 20 of the measuring system 1 of Figure 1 in more detail.

De meeteenheid 20 omvat een enkelvoudige behuizing 26 en sensorelementen 21, 22 die in de behuizing 26 zijn ondergebracht. Elk sensorelement 21, 22 is ingericht voor het meten van een specifieke fysische 25 parameter. Figuur 2 toont twee sensorelementen 21, 22. De meeteenheid 20 kan echter ook een ander aantal sensorelementen accommoderen, bijvoorbeeld drie, vier of meer sensorelementen. In een voorkeursuitvoering volgens de uitvinding omvat een meeteenheid 20 een viertal sensorelementen, namelijk voor het meten van waterdruk (bijvoorbeeld voor 30 de positie van de freatische lijn), beweging, temperatuur en vochtgehalte, 5 zodat verschillende bezwijkmechanismen zoals macro-instabiliteit, micro-instabiliteit, piping en overslag/overloop/erosie vroegtijdig kunnen worden gedetecteerd. Uiteraard kan de meeteenheid 20 zelfs meer dan vier sensorelementen omvatten, bijvoorbeeld vijf, zes of meer sensorelementen, 5 zoals een tiental sensorelementen. Andere fysische parameters die kunnen worden gemeten zijn bijvoorbeeld geofysische en hydrologische parameters zoals waterspanning, elektrische geleidbaarheid, buitentemperatuur, luchtdruk, relatieve vochtigheid, waterstanden. Voorts kan zowel passief als actieve geluidsdetectie worden toegepast, eventueel in combinatie met 10 patroonherkenning en concentratiemeting van vloeistoffen en/of gassen. Het meten van beweging kan bijvoorbeeld het bepalen van acceleratie, snelheid, verplaatsing, tilt, draaiing, schok en/of trilling inhouden.The measuring unit 20 comprises a single housing 26 and sensor elements 21, 22 which are accommodated in the housing 26. Each sensor element 21, 22 is adapted to measure a specific physical parameter. Figure 2 shows two sensor elements 21, 22. However, the measuring unit 20 can also accommodate a different number of sensor elements, for example three, four or more sensor elements. In a preferred embodiment according to the invention, a measuring unit 20 comprises four sensor elements, namely for measuring water pressure (for example for the position of the phreatic line), movement, temperature and moisture content, so that various collapse mechanisms such as macro-instability, micro-instability , piping and transfer / overflow / erosion can be detected early. The measuring unit 20 can of course even comprise more than four sensor elements, for example five, six or more sensor elements, such as a dozen sensor elements. Other physical parameters that can be measured are, for example, geophysical and hydrological parameters such as water pressure, electrical conductivity, outside temperature, air pressure, relative humidity, water levels. Furthermore, both passive and active sound detection can be applied, possibly in combination with pattern recognition and concentration measurement of liquids and / or gases. Measuring motion may include, for example, determining acceleration, speed, displacement, tilt, rotation, shock and / or vibration.

Overeenkomstig de uitvinding wordt een sensormodule 20 verschaft die als platform is ingericht voor aansluiting van verschillende 15 aantallen en/of typen sensorelementen. Aldus is een sensormodule 20 verkregen die uit oogpunt van ontwerp flexibel kan worden ingezet voor uiteenlopende applicaties.According to the invention, a sensor module 20 is provided which is designed as a platform for connecting different numbers and / or types of sensor elements. A sensor module 20 is thus obtained which can be used flexibly for a variety of applications from a design point of view.

De sensorelementen zijn via halfgeleidertechnologie vervaardigd, bijvoorbeeld als Micro Electro Mechanical Systems (MEMS), en worden ook 20 wel “sensors on chip” genoemd. Hierbij vindt de meting in of aan een chip plaats, waarbij tevens op dezelfde of een daaraan gekoppelde, separate chip dataverwerkingsstappen, zoals een omzetting naar een digitaal signaal, kunnen worden uitgevoerd. Door de aard van de toegepaste technologie zijn de sensorelementen gering van afmetingen en kan met voordeel een 25 integratiestap worden uitgevoerd. In dit kader wordt opgemerkt dat in plaats van een enkelvoudige behuizing ook een set dicht bijeen geplaatste behuizingen kan worden toegepast die elk één of meer sensorelementen accommoderen, zodat de dicht bijeen geplaatste behuizingen tezamen een samengestelde behuizing vormen voor de enkelvoudige als sensormodule 6 uitgevoerde meeteenheid waarin een meervoudig aantal sensorelementen is geïntegreerd.The sensor elements are manufactured via semiconductor technology, for example as Micro Electro Mechanical Systems (MEMS), and are also referred to as "sensors on chip". The measurement takes place in or on a chip, whereby data processing steps, such as a conversion to a digital signal, can also be performed on the same or a separate chip coupled thereto. Due to the nature of the technology used, the sensor elements are small in size and an integration step can advantageously be carried out. In this context, it is noted that instead of a single housing, a set of densely arranged housings can each be used that each accommodate one or more sensor elements, so that the densely arranged housings together form a composite housing for the single measuring unit designed as sensor module 6 in which a multiple number of sensor elements is integrated.

De sensormodule 20 omvat voorts een netwerkinterface 25 voor aansluiting van de sensorelementen 21, 22 aan het netwerk 5, 10. Hierbij 5 omvat het netwerk een voedingslijn 23 en een dataverbinding 24. De voedingslijn 23 voorziet het interface 25 en de sensorelementen 21, 22 van elektrische voeding. De dataverbinding 24 is ingericht voor het transporteren van door de sensormodule gegenereerde meetgegevens en is bij voorkeur geconfigureerd als een digitaal bus-systeem. Aldus worden 10 meetgegevens van de sensorelementen 21, 22 op de sensorelementen zelf, op het interface 25 of op een extra daartussen gelegen elektrische eenheid geconverteerd naar een digitaal signaal via een analoog-digitaal omzetter. Voorts is het netwerk optioneel ingericht voor het adresseren van meeteenheden, zodat gericht specifieke metingen kunnen worden verricht. 15 Op gemerkt wordt dat in een specifieke uitvoeringsvorm van de uitvinding het interface en/of de sensorelementen in principe althans tijdelijk ook zonder externe voeding kunnen functioneren, bijvoorbeeld met behulp van een locale oplaadbare energieopslageenheid of via een separate energietoevoer, bijvoorbeeld gekoppeld aan een zonnecel. Voorts wordt 20 opgemerkt dat de als bus-systeem uitgevoerde dataverbinding ook anders kan worden uitgevoerd, bijvoorbeeld als een analoge dataverbinding. Door de aard van het netwerk is er een grote mate van flexibiliteit waarin een patroon van sensormodules kan worden gepositioneerd, bijvoorbeeld langs een horizontaal, verticaal of anderszins georiënteerd pad. Genoemd pad kan 25 in hoofdzaak recht zijn of gekromde segmenten omvatten zoals een V-vorm. Ook kan het meetsysteem vrij gemakkelijk worden uitgebreid met meeteenheden en/of met additionele deelnetwerken en daarop aangesloten meeteenheden, zelfs als het systeem reeds in gebruik is genomen. Voorts is de bedrading van het netwerk 5, 10 zodanig flexibel dat de sensormodules 7 min of meer onafhankelijk van elkaar kunnen bewegen, ten einde onderlinge interactie tegen te gaan.The sensor module 20 further comprises a network interface 25 for connecting the sensor elements 21, 22 to the network 5, 10. The network here comprises a supply line 23 and a data connection 24. The supply line 23 provides the interface 25 and the sensor elements 21, 22 with electrical power supply. The data connection 24 is adapted to transport measurement data generated by the sensor module and is preferably configured as a digital bus system. Thus, measurement data from the sensor elements 21, 22 on the sensor elements themselves, on the interface 25 or on an additional electrical unit located between them is converted to a digital signal via an analog-to-digital converter. Furthermore, the network is optionally arranged for addressing units of measurement, so that specific measurements can be made in a targeted manner. It is noted that in a specific embodiment of the invention the interface and / or the sensor elements can in principle also function without external power supply, for example with the aid of a local rechargeable energy storage unit or via a separate energy supply, for example coupled to a solar cell. It is further noted that the data connection designed as a bus system can also be designed differently, for example as an analog data connection. Due to the nature of the network, there is a great deal of flexibility in which a pattern of sensor modules can be positioned, for example along a horizontal, vertical or otherwise oriented path. Said path can be substantially straight or comprise curved segments such as a V-shape. The measuring system can also be expanded relatively easily with measuring units and / or with additional sub-networks and measuring units connected to them, even if the system has already been put into use. Furthermore, the wiring of the network 5, 10 is so flexible that the sensor modules 7 can move more or less independently of each other, in order to prevent mutual interaction.

De behuizing 26 van de sensormodule 20 omvat materiaal voor het beschermen van kwetsbare delen van de sensorelementen 21, 22 tegen 5 ongewenste fysische invloeden, zodat de module 20 gedurende een relatief lange levensduur betrouwbaar kan functioneren. In een specifieke uitvoeringsvorm strekt de behuizing zich uit rondom de sensorelementen en het interface 25 ter vorming van een package of sonde. In een andere uitvoeringsvorm is de behuizing 26 geïntegreerd met de buitenmantel van 10 het netwerk 5, 10.The housing 26 of the sensor module 20 comprises material for protecting vulnerable parts of the sensor elements 21, 22 against undesired physical influences, so that the module 20 can function reliably during a relatively long service life. In a specific embodiment, the housing extends around the sensor elements and the interface 25 to form a package or probe. In another embodiment, the housing 26 is integrated with the outer jacket of the network 5, 10.

De afmetingen van het netwerk 5, 10 kunnen per applicatie variëren. Zo kan het netwerk zich bijvoorbeeld uitstrekken over een afstand van enkele meters tot een afstand van tientallen kilometers, of meer. Zo kan de lengte van een netwerk bijvoorbeeld enkele honderden meters of enkele 15 kilometers bedragen. Ook het aantal op het netwerk aangesloten sensormodules kan variëren van enkele tot tientallen, honderdtallen, duizendtallen of meer. Daarnaast kan de afstand tussen naburige meeteenheden variabel zijn, bijvoorbeeld variërend in een bereik van enkele centimeters tot enkele kilometers, bijvoorbeeld enkele meters, enkele 20 tientallen meters of enkele honderden meters.The dimensions of the network 5, 10 can vary per application. For example, the network can extend over a distance of a few meters to a distance of tens of kilometers, or more. For example, the length of a network can be several hundred meters or a few 15 kilometers. The number of sensor modules connected to the network can also vary from a few to tens, hundreds, thousands or more. In addition, the distance between neighboring units of measurement may be variable, for example varying in a range of a few centimeters to a few kilometers, for example a few meters, a few tens of meters or a few hundred meters.

Het bovengrondse zendstation 11, 12 van beide netwerken 5, 10 vormt een praktische implementatie van eën interface voor koppeling aan een extern netwerk. Het externe netwerk is hierbij bijvoorbeeld een open of gesloten draadloos datacommunicatiesysteem, waarbij draadloze 25 technologie voor relatief lange afstand, zoals enkele kilometers, bijvoorbeeld voor een continue verbinding, of voor relatief korte afstand, zoals enkele meters, bijvoorbeeld voor een tijdelijke, mobiele verbinding, wordt toegepast. Het externe netwerk kan bijvoorbeeld Internet, intranet of een telefonienetwerk omvatten. In andere uitvoeringsvormen volgens de 30 uitvinding is het interface voor koppeling aan een extern netwerk anders 8 uitgevoerd, bijvoorbeeld als een ondergronds zendstation, of als een vaste verbinding met het externe netwerk, gebruik makend van een modem. Voorts wordt opgemerkt dat beide deelnetwerken 5, 10 ter plaatse aan elkaar gekoppeld kunnen worden of separaat in verbinding kunnen staan 5 met een extern netwerk. Ook kan het meetsysteem zonder interface met een extern netwerk worden uitgevoerd, zodat, bijvoorbeeld vanuit oogpunt van betrouwbaarheid, een lokaal functionerend systeem is verkregen.The above-ground transmitting station 11, 12 of both networks 5, 10 is a practical implementation of an interface for connection to an external network. The external network is here for instance an open or closed wireless data communication system, wherein wireless technology for relatively long distance, such as a few kilometers, for example for a continuous connection, or for relatively short distance, such as a few meters, for example for a temporary, mobile connection, is applied. The external network may, for example, comprise Internet, intranet or a telephone network. In other embodiments according to the invention, the interface for coupling to an external network 8 is designed differently, for example as an underground transmitting station, or as a fixed connection to the external network, using a modem. It is further noted that both sub-networks 5, 10 can be coupled to each other on site or can be separately connected to an external network. The measuring system can also be implemented without an interface with an external network, so that, for example from a reliability perspective, a locally functioning system is obtained.

Volgens een aspect van de uitvinding omvat het meetsysteem voorts een geheugen voor het opslaan van meetgegevens en/of een processor 10 voor het verwerken van meetgegevens. Het geheugen en de processor kunnen in het lokale netwerk 5, 10, in het externe netwerk of in beide typen netwerken zijn geïmplementeerd. Door meetgegevens op te slaan en te verwerken, kunnen de metingen worden geïnterpreteerd, bijvoorbeeld ten behoeven van het ontwikkelen van modellen van de infrastructurele 15 werken, voor het periodiek of doorlopend, moge lijk op afstand en eventueel automatisch of juist handmatig inspecteren van de fysische toestand van de infrastructurele werken, en/of voor het signaleren van buitengewone situaties voor tijdige alarmering. Zo kunnen de verschillende soorten fysische parametermetingen die zijn gegenereerd door een meervoudig 20 aantal in en/of aan infrastructurele werken aangebrachte meeteenheden worden verzameld, waarbij wordt gecontroleerd of één of meer meetwaarden een afwijkend patroon vertonen, zodat een alarmsignaal kan worden geïnitieerd. Een afwijkend meetwaarden patroon kan bijvoorbeeld worden gevormd door meetwaarden die zich buiten een vooraf bepaald meetbereik 25 bevinden of door één of meer meetwaarden die op significante wijze afwijken van eerder geregistreerde metingen. De toetsing van dergelijke significante afwijken kunnen bijvoorbeeld worden uitgevoerd in samenhang met een trendanalyse van de eerder geregistreerde metingen. De werkwijze omvattende de stappen van het verzamelen van meetgegevens, het 30 controleren van de meetwaarden en het initiëren van een alarmsignaal kan t 9 handmatig, maar ook met behulp van een computerprogrammaproduct, zoals programmatuur, worden uitgevoerd.According to an aspect of the invention, the measurement system further comprises a memory for storing measurement data and / or a processor 10 for processing measurement data. The memory and the processor can be implemented in the local network 5, 10, in the external network or in both types of networks. By storing and processing measurement data, the measurements can be interpreted, for example for the development of models of the infrastructure works, for periodic or continuous, possibly remotely and possibly automatic or correct manual inspection of the physical condition of infrastructure works, and / or for signaling exceptional situations for timely alarms. For example, the different types of physical parameter measurements generated by a plurality of measurement units arranged in and / or on infrastructure works can be collected, checking whether one or more measurement values exhibit a deviating pattern, so that an alarm signal can be initiated. A deviating measurement pattern can for instance be formed by measurement values that are outside a predetermined measurement range or by one or more measurement values that deviate significantly from previously recorded measurements. The assessment of such significant deviations can, for example, be carried out in conjunction with a trend analysis of the previously recorded measurements. The method comprising the steps of collecting measurement data, checking the measurement values and initiating an alarm signal can be carried out manually, but also with the aid of a computer program product, such as software.

Het meetsysteem kan zijn ingericht voor het periodiek of doorlopend uitvoeren van metingen. De structuur van het meetsysteem laat 5 een snelle waarneming toe, zodat tijdig kan worden geanticipeerd op dreigende calamiteiten. Door gebruik van het meetsysteem kan de ontwikkeling van fysische waarden als functie van de tijd worden waargenomen. Zo kunnen op één specifieke locatie gelijktijdig of nagenoeg gelijktijdig verschillende fysische parameters worden gemeten. Het is echter 10 ook mogelijk om specifieke metingen te verrichten, bijvoorbeeld ten aanzien van een specifieke fysische parameter in een bepaald gebied of ten aanzien van relatief veel soorten fysische parameters op een specifieke locatie, eventueel in afhankelijkheid van eerdere meetresultaten. Daartoe is het bus-systeem ingericht om bijvoorbeeld vanaf een extern netwerk 15 besturingssignalen te kunnen verzenden die specifieke sensormodules en/of specifieke sensorelementen in een module adresseren voor het uitvoeren van de gewenste metingen. Voorts kunnen storingen als zodanig worden gedetecteerd. In reactie hierop kunnen individuele sensormodules en/of individuele sensorelementen worden uitgeschakeld.The measuring system can be arranged for periodically or continuously taking measurements. The structure of the measuring system allows a rapid observation, so that timely calamities can be anticipated. By using the measuring system, the development of physical values as a function of time can be observed. In this way, different physical parameters can be measured simultaneously or almost simultaneously at one specific location. However, it is also possible to perform specific measurements, for example with regard to a specific physical parameter in a certain area or with regard to relatively many kinds of physical parameters at a specific location, possibly in dependence on earlier measurement results. To that end, the bus system is adapted to, for example, be able to send control signals from an external network 15 which address specific sensor modules and / or specific sensor elements in a module for carrying out the desired measurements. Furthermore, malfunctions can be detected as such. In response to this, individual sensor modules and / or individual sensor elements can be switched off.

20 De uitvinding is niet beperkt tot dé hier beschreven uitvoeringsvoorbeelden. Vele varianten zijn mogelijk.The invention is not limited to the exemplary embodiments described here. Many variants are possible.

Uiteraard behoeven de meeteenheden van het meetsysteem niet alle identiek te zijn uitgevoerd. Zo kan een specifieke meeteenheid van het meetsysteem een enkelvoudig, mechanisch meetinstrument omvatten. Meer 25 in het algemeen kunnen in het meetsysteem één of meer meeteenheden met een meervoudig aantal sensorelementen zijn uitgerust die verschillende fysische parameters, meten, terwijl één of meer andere meeteenheden slechts meetgegevens van één fysische parameter verschaffen. Ook kan het aantal en het type van de sensorelementen per meeteenheid verschillen.Of course, the measuring units of the measuring system need not all be of identical design. For example, a specific measuring unit of the measuring system can comprise a single, mechanical measuring instrument. More generally, in the measurement system, one or more measurement units may be equipped with a plurality of sensor elements that measure different physical parameters, while one or more other measurement units only provide measurement data of one physical parameter. The number and type of sensor elements may also differ per unit of measurement.

1010

Het meetsysteem kan dienen voor het bewaken van de grondstabiliteit van waterkerende lichamen, zoals dijken en duinen. Voorts kan het meetsysteem overeenkomstig de uitvinding niet alleen voor het monitoren van dijklichamen, maar ook voor andere infrastructurele werken 5 worden toegepast, zoals (spoor)wegen, bruggen, sluizen, waterkeringen en andere werken in spoor-, weg- en waterbouw, zoals bouwputten. Daarnaast kan het systeem worden ingezet voor kunstwerken in de olie- en gaswinning. Zo kan een meeteenheid bijvoorbeeld een sensorelement voor meting van een mechanische parameter en een sensorelement voor meting 10 van een chemische parameter omvatten. Voorts kan het meetsysteem niet alleen als statische toepassing worden ingezet, maar in principe ook voor mobiele toepassingen, bijvoorbeeld voor het monitoren van kwetsbare structuren van voer-, vaar- en/of vliegtuigen. Ook kan het meetsysteem als waarschuwingssysteem dienen in gebieden, zoals berghellingen, die 15 onderhevig zijn aan andere natuurdreigingen, zoals vulkanen en lawinegevaar.The measuring system can serve to monitor the soil stability of water-retaining bodies, such as dikes and dunes. Furthermore, the measuring system according to the invention can be used not only for monitoring dyke bodies, but also for other infrastructural works, such as (rail) roads, bridges, locks, water barriers and other works in rail, road and hydraulic engineering, such as construction pits. . In addition, the system can be used for artworks in oil and gas extraction. For example, a measuring unit may comprise a sensor element for measuring a mechanical parameter and a sensor element for measuring a chemical parameter. Furthermore, the measuring system can not only be used as a static application, but in principle also for mobile applications, for example for monitoring vulnerable structures of feed, sailing and / or aircraft. The measuring system can also serve as a warning system in areas, such as mountain slopes, which are subject to other natural threats, such as volcanoes and avalanche hazard.

Dergelijke varianten zullen de vakman duidelijk zijn en worden geacht te liggen binnen het bereik van de uitvinding, zoals verwoord in de hiernavolgende conclusies.Such variants will be clear to those skilled in the art and are understood to be within the scope of the invention as set forth in the following claims.

2001354-2001354-

Claims (14)

1. Meetsysteem voor het waarnemen van fysische parameters in infrastructurele werken, omvattende een meervoudig aantal meeteenheden die in en/of aan infrastructurele werken zijn aangebracht, voorts omvattende een netwerk waarop de meeteenheden zijn aangesloten, waarbij 5 een meeteenheid een behuizing omvat en sensorelementen die in de behuizing zijn ondergebracht voor het meten van verschillende soorten fysische parameters, zoals waterdruk, beweging, temperatuur, vochtgehalte, luchtdruk, concentratie van een specifieke chemische stof, waterspanning, elektrische geleidbaarheid, buitentemperatuur, relatieve vochtigheid, 10 waterstanden, actieve geluidsdetectie, passieve geluidsdetectie, patroonherkenning, concentratiemeting van vloeistoffen en/of gassen, acceleratie, snelheid, verplaatsing, tilt, draaiing, schok en/of trilling.1. Measuring system for observing physical parameters in infrastructural works, comprising a multiple number of measuring units arranged in and / or on infrastructural works, further comprising a network to which the measuring units are connected, wherein a measuring unit comprises a housing and sensor elements which are mounted in the housing is accommodated for measuring various types of physical parameters, such as water pressure, movement, temperature, moisture content, air pressure, concentration of a specific chemical, water pressure, electrical conductivity, outside temperature, relative humidity, water levels, active sound detection, passive sound detection, pattern recognition, concentration measurement of liquids and / or gases, acceleration, speed, displacement, tilt, rotation, shock and / or vibration. 2. Meetsysteem volgens conclusie 1, waarbij de sensorelementen via halfgeleidertechnologie zijn vervaardigd.Measuring system according to claim 1, wherein the sensor elements are manufactured via semiconductor technology. 3. Meetsysteem volgens conclusie 1 of 2, waarbij twee, drie of vier sensorelementen zijn ondergebracht in een enkelvoudige behuizing.Measuring system according to claim 1 or 2, wherein two, three or four sensor elements are accommodated in a single housing. 4. Meetsysteem volgens één der voorgaande conclusies, waarbij een sensorelement is ingericht voor het meten van waterdruk, beweging, temperatuur en/of vochtgehalte.Measuring system according to one of the preceding claims, wherein a sensor element is adapted to measure water pressure, movement, temperature and / or moisture content. 5. Meetsysteem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de sensorelementen zijn ingericht voor het meten van waterdruk, beweging en temperatuur.Measuring system according to one of the preceding claims, wherein the sensor elements are adapted to measure water pressure, movement and temperature. 6. Meetsysteem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de sensorelementen in een behuizing zijn ingericht voor het gelijktijdig of 25 nagenoeg gelijktijdig uitvoeren van een meting van de verschillende soorten fysische parameters. 2001354-6. Measuring system as claimed in any of the foregoing claims, wherein the sensor elements in a housing are adapted to simultaneously or substantially simultaneously perform a measurement of the different types of physical parameters. 2001354- 7. Meetsysteem volgens een der voorgaande conclusies, waarbij een meervoudig aantal meeteenheden in de ondergrond van een dijklichaam zijn aangebracht.Measuring system according to one of the preceding claims, wherein a multiple number of measuring units are arranged in the subsurface of a dyke body. 8. Meetsysteem volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het 5 netwerk is ingericht voor het transporteren van door de meeteenheden bepaalde meetgegevens, voor het adresseren van meeteenheden en/of voor het voeden van de meeteenheden.8. Measuring system as claimed in any of the foregoing claims, wherein the network is adapted for transporting measurement data determined by the measurement units, for addressing measurement units and / or for feeding the measurement units. 9. Meetsysteem volgens één der voorgaande conclusies, waarbij het netwerk zich over een afstand van enkele meters tot tientallen kilometers 10 uitstrekt.9. Measuring system as claimed in any of the foregoing claims, wherein the network extends over a distance of a few meters to tens of kilometers. 10. Meetsysteem volgens één der voorgaande conclusies, voorts omvattende een interface voor koppeling aan een extern netwerk.10. Measuring system according to one of the preceding claims, further comprising an interface for coupling to an external network. 11. Meetsysteem volgens één der voorgaande conclusies, voorts omvattende een geheugen voor het opslaan van meetgegevens en/of een 15 processor voor het verwerken van meetgegevens.11. Measuring system as claimed in any of the foregoing claims, further comprising a memory for storing measurement data and / or a processor for processing measurement data. 12. Meetsysteem volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de afstand tussen naburige meeteenheden variabel instelbaar is, bijvoorbeeld instelbaar in een bereik van enkele centimeters tot enkele kilometers.12. Measuring system according to one of the preceding claims, wherein the distance between neighboring units of measurement is variably adjustable, for example adjustable in a range of a few centimeters to a few kilometers. 13. Werkwijze voor het waarnemen van fysische parameters in 20 infrastructurele werken, omvattende het verzamelen van verschillende soorten fysische parametermetingen die zijn gegenereerd door een meervoudig aantal in en/of aan infrastructurele werken aangebrachte meeteenheden, voorts omvattende het initiëren van een alarmsignaal als één of meer meetwaarden een afwijkend patroon vertonen.13. Method for observing physical parameters in infrastructure works, comprising collecting different kinds of physical parameter measurements generated by a plurality of units of measurement arranged in and / or on infrastructure works, further comprising initiating an alarm signal as one or more measured values have a different pattern. 14. Computerprogrammaproduct voor het waarnemen van fysische parameters in infrastructurele werken, omvattende voor een processor leesbare code om de processor de stappen te laten uitvoeren van het verzamelen van verschillende soorten fysische parametermetingen die zijn gegenereerd door een meervoudig aantal in en/of aan infrastructurele werken aangebrachte meeteenheden, en van het initiëren van een alarmsignaal als één of meer meetwaarden een afwijkend patroon vertonen. 2001354-A computer program product for observing physical parameters in infrastructural works, comprising processor readable code to cause the processor to perform the steps of collecting different kinds of physical parameter measurements generated by a plurality of applied in and / or to infrastructural works measurement units, and of initiating an alarm signal if one or more measurement values have a different pattern. 2001354-
NL2001354A 2008-03-07 2008-03-07 Measurement system, has sensor elements measuring physical parameters and detecting active sound, passive sound, pattern, and concentration of liquids or gases, acceleration, displacement, tilt, rotation, and shock or vibration NL2001354C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2001354A NL2001354C2 (en) 2008-03-07 2008-03-07 Measurement system, has sensor elements measuring physical parameters and detecting active sound, passive sound, pattern, and concentration of liquids or gases, acceleration, displacement, tilt, rotation, and shock or vibration

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2001354A NL2001354C2 (en) 2008-03-07 2008-03-07 Measurement system, has sensor elements measuring physical parameters and detecting active sound, passive sound, pattern, and concentration of liquids or gases, acceleration, displacement, tilt, rotation, and shock or vibration
NL2001354 2008-03-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL2001354C2 true NL2001354C2 (en) 2009-09-10

Family

ID=39874021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL2001354A NL2001354C2 (en) 2008-03-07 2008-03-07 Measurement system, has sensor elements measuring physical parameters and detecting active sound, passive sound, pattern, and concentration of liquids or gases, acceleration, displacement, tilt, rotation, and shock or vibration

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL2001354C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002046701A2 (en) * 2000-12-08 2002-06-13 The Johns Hopkins University Wireless multi-functional sensor platform and method for its use
US20050017873A1 (en) * 2003-06-11 2005-01-27 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Apparatus for detecting environmental conditions for a structure or article
US20070093975A1 (en) * 2005-10-20 2007-04-26 Hoogenboom Christopher L Link establishment in a system for monitoring the structural integrity of a building

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002046701A2 (en) * 2000-12-08 2002-06-13 The Johns Hopkins University Wireless multi-functional sensor platform and method for its use
US20050017873A1 (en) * 2003-06-11 2005-01-27 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Apparatus for detecting environmental conditions for a structure or article
US20070093975A1 (en) * 2005-10-20 2007-04-26 Hoogenboom Christopher L Link establishment in a system for monitoring the structural integrity of a building

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Owen et al. OptaSense: Fibre optic distributed acoustic sensing for border monitoring
Terzis et al. Slip surface localization in wireless sensor networks for landslide prediction
JP4299355B2 (en) Information transmission pile
Qiao et al. Landslide investigation with remote sensing and sensor network: From susceptibility mapping and scaled-down simulation towards in situ sensor network design
EP2587232A1 (en) System and method for detecting mechanical vibrations
US11454352B2 (en) Sensor arrangement, underwater vehicle and method for underwater detection of a leak in fluid carrying body
BenSaleh et al. A review on wireless sensor network for water pipeline monitoring applications
CN106156336A (en) A kind of Cable-Stayed Bridge Structure state evaluation system and assessment method
BR112013009669B1 (en) system and method of monitoring the integrity of at least part of a stationary structure
CN102650629B (en) A kind of device implemented based on the water seepage of tunnel monitoring method of fiber grating
WO2016130804A1 (en) Wireless roadway sub-surface sensing system
CN101021432A (en) Multi-parameter detector based on composite optical fiber device
JP2019044572A (en) Terrain configuration monitoring system
CN201028977Y (en) Multi-parameter detecting instrument based on compound optical fiber device
JP2001041782A (en) Ground monitoring system and detector therefor
Sarmadi et al. Review on smartphone sensing technology for structural health monitoring
NL2001354C2 (en) Measurement system, has sensor elements measuring physical parameters and detecting active sound, passive sound, pattern, and concentration of liquids or gases, acceleration, displacement, tilt, rotation, and shock or vibration
KR101828520B1 (en) Integrated monitoring system and the method for dangerous weak structure using the integrated triggering of electrical resistivity monitoring and earthquake data, and drone images
Smith et al. UAV rapidly-deployable stage sensor with electro-permanent magnet docking mechanism for flood monitoring in undersampled watersheds
CN107248264A (en) A kind of debris flow early-warning device and method for early warning
Karthik et al. Review on low-cost wireless communication systems for slope stability monitoring in opencast mines
EP2965124B1 (en) A system and method for evaluating a dam state
Pamukcu et al. Introduction and overview of underground sensing for sustainable response
Thiruchittampalam et al. Indirect remote sensing techniques for long term monitoring of CO2 leakage in geological carbon sequestration: A review
Li et al. Development of wireless sensor node for landslide detection

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
MM Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20160401