NL8901720A - Voeding- en meetinrichting. - Google Patents

Description

Nedap N.V.

Voeding- en meetinrichting

De uitvinding betreft een meetinrichting voor het meten van ver¬snellingen van meetobjecten, waarmee de inrichting is verbonden,waarbij de meetinrichting de versnellingen die het meetobject on¬dergaat, én hun intensiteit kan meten, en waarbij tegelijkertijd dedaarbij verkregen bewegingsenergie wordt omgezet in elektrischeenergie, die op haar beurt telkens geaccumuleerd kan worden opge¬slagen in een elektrisch opslagmedium, bijvoorbeeld in de vorm vaneen supercap condensator, waardoor de meetinrichting continu kanworden gevoed door de elektrische energie uit het opslagmedium en erbovendien in het opslagmedium zoveel elektrische energie resteertdat eventuele andere energieverbruikende inrichtingen eveneenshieruit kunnen worden gevoed.

Bij de bekende inrichtingen voor het meten van bewegingen aan men¬sen, dieren en goederen, bijvoorbeeld in het Europees octrooi0087015, wordt veelal gebruik gemaakt van zogenaamde kwik- en reed-schakelaars. Deze schakelaars indiceren een bepaalde beweging doorhet door die beweging veroorzaakte sluiten of verbreken van eenelektrisch kontakt. De meetinrichting bevat daarbij ook vaak mid¬delen om het meetobject te kunnen identificeren. Deze identificatievan het object kan op diverse manieren geschieden. Bijvoorbeeld kandit geschieden met behulp van een zogenaamde responder volgens hetprincipe van het octrooi 176404 van aanvraagster waarbij gebruikwordt gemaakt van een ondervraagveld. Indien de responder zich be¬vindt in dit elektromagnetisch veld, onttrekt de responder een be¬paalde hoeveelheid energie die door de responder wordt gebruikt voorhet genereren van een unieke code. Voorwaarde hierbij is dat hetondervraagveld voldoende sterk is.

Het bezwaar van de bekende inrichtingen is dat voor de werking eenexterne voedingsbron noodzakelijk is. Deze externe voedingsbrondient te worden aangesloten op de meetinrichting. Vooral wanneer de meetinrichting aan mobiele objecten dient te worden bevestigd kunnener problemen optreden. In de praktijk betekent dat meestal de ex¬terne voedingsbron in de vorm van een batterij wordt uitgevoerd. Eenbatterij heeft het nadeel dat zij een beperkte levensduur heeftwaarvan het einde niet altijd nauwkeurig bepaald kan worden. Boven¬dien ontstaat bij de toepassing van een batterij, en eveneens eenkwikschakelaar, het gevaar voor vervuiling en eventueel vergiftigingvan het raeetobject of zijn omgeving.

Een ander bezwaar is dat de toegepaste kwik- en reedschakelaarsuitsluitend de bewegingen registreren aan de hand van het aantalmalen dat het elektrische kontakt wordt geopend en/of verbroken.Niet gemeten kan worden de intensiteit van de bewegingen.

Tenslotte zijn de kwik-en reedschakelaars voor een deel positie-afhankelijk. Dit bezwaar is juist van belang voor het meten vanbewegingen bij mobiele objecten.

Het doel van de uitvinding is de bezwaren op te heffen. Hiertoewordt gebruik gemaakt van een meetinrichting die bestaat uit eenmassa die in beweging wordt gebracht door versnellingen van hetobject waaraan het verbonden is. Door de versnelling van deze massawordt een veer opgewonden die op haar beurt bij het overschrijdenvan een bepaalde veerspanning een generator in beweging zet, diedoor het ontspannen van de veer wordt aangedreven. Deze generatorlevert elektrische energie waarmee de meetinrichting kan wordengevoed. De activiteit kan afhankelijk van de uitvoering op diversewijzen worden gemeten. Bijvoorbeeld kan als maatstaf voor de ac¬tiviteit worden gebruikt het aantal ontspanningen van de veer pertijdseenheid.

Voorts kan de gekozen meetinrichting volgens de uitvinding ook deintensiteit van de bewegingen registreren. De massa zal bij ver¬hoogde bewegingsintensiteit relatief vaker de veerspanning vergrotenen via de ontspanning daardoor vaker de generator aandrijven.

De door de generator geleverde elektrische energie kan worden opge¬slagen in een zogenaamde supercap condensator. Telkens wanneer de generator elektrische energie toevoert aan de condensator wordt dezetoegevoegd aan de reeds opgeslagen elektrische energie. De energiein de supercap kan continu worden benut voor het voeden van demeet inr icht ing.

De door generator geleverde elektrische energie is ruim voldoendevoor het voeden van de meetinrichting. De resterende elektrischeenergie kan worden aangewend voor het voeden van andere elektrischemeetinrichtingen voor het bepalen van bijvoorbeeld biometrischegrootheden.

Deze meetinrichting kan onder andere toepassing vinden in de melk¬veehouderij waar een relatie bestaat tussen de activiteit van eenkoe en telkens wederkerende situatie van tochtigheid van de koe.Door het tellen van de door de bewegingen veroorzaakte sluitingen enverbrekingen kan een verhoogde activiteit worden afgeleid, die ophaar beurt aangeeft dat een koe tochtig is.

Een andere toepassing is het meten van bewegingen bij vervoer vangoederen. Indien aan waardevolle goederen een meetinrichting wordtbevestigd, welke tijdens het vervoer bewegingen kan registreren,kunnen met behulp van de meetinrichting eventuele transportschadesworden gedetecteerd. Voor bijvoorbeeld medische apparatuur kan inverband met de betrouwbaarheid van belang zijn dat kan worden nage¬gaan of de apparatuur tijdens het vervoer is blootgesteld aan grotekrachten. Ook bij het vervoer van andere goederen zoals bijvoorbeeldfruit is het voor de houdbaarheid van belang dat de bewegingen, eneventuele andere waarden bijvoorbeeld temperatuur, kunnen wordengeregistreerd.

Zoals eerder gemeld is het noodzakelijk indien metingen worden uit¬gevoerd aan een bepaald object om dit object te kunnen identifi¬ceren. De responder kan evenwel zodanig worden uitgevoerd dat naastde unieke code ook de geregistreerde meetresultaten via het onder-vraagveld naar de zend/ontvanger worden geleid. De resterende ener¬gie in de supercap kan eveneens worden gebruikt om de responder tenbehoeve van de genoemde functies te voorzien van de benodigde energie. Op deze wijze kan de responder bijvoorbeeld op grotereafstand worden herkend dan wel kan het ondervraagveld in intensiteitworden verminderd.

De uitvinding zal aan de hand van een tekening nader worden be¬schreven.

Figuur 1 geeft een schematische voorstelling van de voedings- enmeetinrichting volgens de uitvinding. Aangegeven is een massa 1 diemet behulp van een arm 2 is verbonden aan een overbrenging 3. Demassa wordt in een bepaalde positie ten gevolge van de zwaartekrachtrondom een met een arm verbonden as 2 naar beneden bewogen. De over¬brenging 3 brengt as 6 in beweging. Door de beweging van de massawordt de veerspanning van de met de as 6 verbonden veer 4 telkensgroter. De met de veer verbonden magneet 5, die bijvoorbeeld 14-polig gemagnetiseerd is, wordt op zijn plaats gehouden door deheersende magnetische krachten tussen magneet 5 en statordelen 8 en9. Het magneetveld loopt via de eveneens bijvoorbeeld 14-poligestatordelen 8 en 9. Tussen beide statordelen 8 en 9 bevindt zichspoel 7. Indien de kracht die de veer op de magneet uitoefent groterwordt dan de magnetische kracht tussen magneet en statordelen, wordtde magneet rondom de as 6 in rotatie gebracht. De magneet wordtdaarmee bij iedere omwenteling ook langs de 14 polen van de tweestatordelen bewogen. Hierdoor onstaat een variërende magnetischeflux in spoel 7. Dit veroorzaakt een elektrische spanning in despoel.

Via bijvoorbeeld een brug-gelijkricht-schakeling 10 worden de doorde spoel opgewekte elektrische pulsen gelijk gericht en opgeslagenals een lading in een supercap condensator 11 die hierdoor langzaamin spanning stijgt. Deze spanning kan worden benut als voedings¬spanning voor de activiteitsmeting. De resterende spanning over decondensator 11 kan worden benut om andere elektrische energiever-bruikende inrichtingen van spanning te voorzien.

Een deel van de door de generator opgewekte elektrische pulsen wordtvóór de brug-gelijkricht-schakeling onttrokken en aan de activiteitmeter 12 toegevoerd. Uit het aantal elektrisch pulsen kanvia de activiteitmeter door een niet aangegeven externe computer deactiviteit worden bepaald.

De door de activiteitmeter geregistreerde elektrische pulsen wordenvia een datalijn 14 aan de responderschakeling 13 doorgegeven. Dezeresponderschakeling zendt daarop deze gegevens samen met een voordeze inrichting unieke code over via de antenne 15 naar een nietaangegeven zend/ontvanger.

Claims (5)

1. Een meet inrichting voor het meten van versnellingen van meet¬ob jecten, waarmee deze inrichting is verbonden, met het kenmerkdat de meetinrichting de versnellingen die het meetobjeet on¬dergaat, én hun intensiteit kan meten, waarbij tegelijkertijd dedaarbij verkregen bewegingsenergie wordt omgezet in elektrischeenergie, die op haar beurt telkens geaccumuleerd kan worden op¬geslagen in een elektrisch opslagmedium, bijvoorbeeld in de vormvan een supercap condensator, waardoor de meetinrichting continukan worden gevoed door de elektrische energie uit het opslag¬medium en waarbij het restant aan elektrische energie in hetopslagmedium kan worden gebruikt voor andere, met de meetinrich¬ting verbonden, energieverbruikende inrichtingen.

2. Een elektrische meetinrichting voor het meten van versnellingenvan meetobjecten volgens conclusie 1 met het kenmerk dat demeetinrichting zodanig is uitgevoerd dat zij een responder bevatdie door het elektrische opslagmedium kan worden gevoed, bij¬voorbeeld indien het aanwezige ondervraagveld een geringe sterkteheeft, waardoor de responder op grotere afstand worden herkend ofhet ondervraagveld in intensiteit kan worden verminderd en waar¬bij de responder de voor het meetobject unieke code tesamen methet door de meetinrichting geregistreerde aantal elektrischepulsen via het ondervraagveld naar een zend/ontvanginrichting kanleiden.

3. Een elektrische meetinrichting volgens conclusie 1 voor het re¬gistreren van de bewegingsactiviteit van een object waarbij ge¬bruik wordt gemaakt van een massa die bij bewegingsactiviteit vanhet meetobject een veer opwindt, welke veer bij een bepaaldespanning een permanente magneet in beweging brengt die een veranderende magnetische flux veroorzaakt waardoor in een spoeleen elektrische spanning wordt opgewekt met het kenmerk dat naarkeuze voor het bepalen van de bewegingsactiviteit als maatstafkan worden genomen het aantal elektrische pulsen ontstaan door deveranderende magnetische flux per tijdseenheid of het aantalmalen dat er elektrische energie vrijkomt bij de ontspanning vande veer per tijdseenheid.

4. Een elektrische meetinrichting volgens conclusie 1 met het ken¬merk dat de meet inrichting kan worden gebruikt voor het regi¬streren van versnellingen van waardevolle of door schade beperkthoudbare goederen tijdens het vervoer daarvan, zodat achteraf kanworden vastgesteld of de goederen zijn blootgesteld aan groteversnellingskrachten die transportschade kunnen veroorzaken.

5, Een elektrische meetinrichting volgens conclusie 1 met het ken¬merk dat de meetinrichting kan worden gebruikt voor het regi¬streren van bewegingen van dieren waarbij een verhoogde acti¬viteit van een dier een bepaalde gesteldheid, bijvoorbeeld toch¬tigheid of een afwijkende gezondheidstoestand, kan indiceren.