SK8392Y1 - Obal senzora - Google Patents

Abstract

Obal senzora určený na nastaviteľné uloženie senzora najmä pre potreby merania obsahu objektov zahŕňa vrchný kryt (2) s otvorom (5) na merací lúč senzora, stredný kryt (3) určený na uloženie senzora s otvorom (5) na merací lúč senzora, pohyblivé teleso (1) s tvarom dutej gule s otvorom (6) na merací lúč senzora, pričom vrchný kryt (2) a stredný kryt (3) sú navzájom spojené rozoberateľným spojom tak, že otvor (5) na merací lúč senzora vrchného krytu (2) a otvor (5) na merací lúč senzora stredného krytu (3) sú umiestnené nad sebou a priestor medzi vrchným krytom (2) a stredným krytom (3) je veľkosťou a tvarom prispôsobený na kĺbovo otočné uloženie pohyblivého telesa (1) pod vrchným krytom (2).

Description

S K 8392 Υ1

Oblasť techniky

Technické riešenie sa týka obalu senzora určeného na nastaviteľné uloženie senzora pre potreby merania obsahu objektov, najmä na využitie v odpadovomhospodárstve a patrí do oblasti meracej techniky.

Doterajší stav techniky

V mnohých odvetviach priemyslu a služieb je potrebné určiť aktuálnu naplnenosť nádob s kvapalným alebo tuhým obsahom, akými sú odpadové koše, nádrže s vodou, nádrže s olejom, násypníky, silá a pod. Tieto informácie sa získavajú pomocou senzorov, ktorých použitie je výhodné na automatický zber dát a optimalizáciu súvisiacich procesov.

Predovšetkým v prípade nádob s tuhým obsahom je nutné merať výšku naplnenia bezdotykovo. Senzory využívajúce ultrazvuk, laser, radar, lúč infračerveného žiarenia, mikrovlnné žiarenie a pod. sú umiestňované tak, aby vysielali lúč namierený do stredu podstavy meranej nádoby, čím sa najvýhodnejšie určuje výška náplne. To sa dosahuje namontovaním senzora na vrchný kryt nádoby. V prípadoch, keď montáž senzora na vrchný kryt, uzáver alebo strechu nádoby nie je možná alebo výhodná, napr. z dôvodu, že nádoby vrchný kryt, uzáver alebo strechu nemajú, pripadne existuje dôvodná obava, že užívateľ nádoby nechá vrchný kryt odklopený, je potrebné umiestniť senzor na bočnú stenu nádoby. Aktuálny stav je taký, že pri umiestnení senzora na stenu nádoby je potrebné použiť montážny úchyt.

Použitie montážneho úchytu na umiestnenie senzora v nádobách na meranie naplnenosti nádob má niekoľko nevýhod:

Montážny úchyt je kvôli pevnosti spravidla zhotovený z kovu, čo negatívne vplýva na intenzitu a kvalitu prenosusignálu, ktorým sa senzor pripája k dátovej sieti (IoT siete, GSM siete a podobne).

Montážny úchyt spôsobuje vystúpenie celého telesa viac do priestoru, čím sa zvyšuje riziko znečistenia senzora pri vysýpaní nádoby a taktiež sa zmenšuje priestor, ktorým sa odpad vhadzuje. Veľkosť priestoru na vhadzovanie odpadu je dôležité udržať čo najväčšiu, najmä pri nádobách menších rozmerov, ako sú napr. odpadkové koše na uliciach, zastávkach, foodkurtoch a podobne. Z tohto dôvodu je najmä v prípade takýchto malých nádob nevýhodné používať montážne úchyty na uchytenie senzorov.

Montážny úchyt zvyšuje náklady na meranie naplnenosti nádob a je potrebné ho vyrábať na mieru do každého typu nádoby.

Montážny úchyt obmedzuje zmenu smerovania lúča len v jednej osi. Ak je potrebné zmeniť smerovanie lúča senzora, je to možné len náročným ohýbaním montážneho úchytu.

Ak by sa montážny úchyt nepoužil, napr. v prípade uchytenia senzora priamo na vrchný kryt alebo na vrchnú časť nádoby, obmedzí sa tým akákoľvek možnosť zmeny smerovania lúča v prípade, že sa lúč nevhodne odráža od vnútornej konštrukcie meranej nádoby.

Pokiaľ je senzor namontovaný nesprávne a merací lúč smeruje buď na stenu nádoby, alebo iné ako pôvodne zamýšľané miesto, je nutné celý senzor odmontovať a umiestniť nanovo, pripadne premiestniť alebo nastaviť montážny úchyt, ktorý je často možné natáčať len v horizontálnej rovine. Je preto vhodné hľadať riešenia, ktoré umožnia flexibilne nasmerovať merací lúč bez potreby premiestnenia celého senzora.

Patentový dokument GB 2402737 opisuje fotoelektrický senzor na určenie výšky naplnenia odpadových košov a systém odosielania signálov o stave naplnenia, na základe ktorých sa plánujú efektívnejšie trasy vyprázdňovania kontajnerov. Fotoelektrický senzor je umiestnený na vnútornej strane nádoby a umiestnený v robustnom obale, ktorý chráni senzor pred materiálom vhadzovaným do kontajnera. Senzor môže byť umiestnený pod určitým uhlom, patentový dokument však nerieši spôsob jeho nastavenia a možnosti zmeny nastavenia.

Patentový dokument GB 2510558 opisuje senzor pripevnený na vrchnú časť kontajnerov prostredníctvom držiaka, ktorého súčasťou je tepelná bariéra medzi samotným senzorom a povrchom, ku ktorému je pripevnený. Súčasťou riešenia je aj spôsob pevného upevnenia senzora, výhodne na vrchný kryt kontajnera. Vpatentovomdokumente nie je riešená možnosť zmeny nastaviteľnostilúča senzora.

Patentový dokument US 2017/284854 opisuje prenosné zariadenie, zahŕňajúce procesor, snímač naklonenia a zobrazovacie zariadenie, umiestnené na vrchu nádoby, ktoré orientuje senzor na meranie naplnenia tak, aby merací lúč smeroval na žiadané miesto, pričom uvedené sa dosahuje naklonením prenosného zariadenia. Nevýhodou tohto spôsobu orientovania lúča senzora je potreba externého zariadenia.

V súčasnosti sa venuje zvýšená pozornosť efektívnejšiemu a lacnejšiemu zberu odpadu z odpadových nádob, verejných aj súkromných. Senzory snímajúce mieru naplnenia nádob odosielajú informácie do siete a zber je racionalizovaný. Odpad je zbieraný podľa potreby, čo šetrí čas aj financie vynakladané na kontrolu naplnenostinajmä málo frekventovaných odpadových nádob.

Vzhľadom na bežne používané bezdotykové senzory snímajúce naplnenosť nádob je žiadané hľadať riešenia s nastaviteľným smerovaním lúča, ktoré by uľahčili manipuláciu so senzormi a eliminovali potrebu vy2

S K 8392 Υ1 užívania montážneho úchytu, ktorá prináša viacero nevýhod. Tým sa znížia celkové náklady na údržbu a na samotný úchyt a zlepšia sa parametre využívania senzora, čo je možné výhodne využiť najmä pri zbere odpadu z odpadových nádob.

Podstata technického riešenia

Uvedené nedostatky v podstatnej miere odstraňuje obal senzora určený na nastaviteľné uloženie senzora, najmä pre potreby merania obsahu objektov podľa tohto technického riešenia, ktorého podstata spočíva v tom, že zahŕňa vrchný kryt s otvorom na merací lúč senzora, stredný kryt určený na uloženie senzora a s otvorom na merací lúč senzora, pohyblivé teleso tvaru dutej gule zrezanej na dvoch protiľahlých koncoch s otvormi na merací lúč senzora. Vrchný kryt a stredný kryt sú navzájom spojené rozoberateľným spojom tak, že otvor na merací lúč senzora vrchného krytu a otvor na merací lúč senzora stredného krytu sú umiestnené nad sebou a priestor medzi vrchným krytom a stredným krytomje veľkosťou a tvarom prispôsobený na klbovo otočné uloženie pohyblivého telesa pod vrchným krytom Vrchný kryt umožňuje ukotviť pohyblivé teleso tvaru zrezanej gule k strednému krytu. Pohyblivé teleso uložené v priestore medzi vrchným krytom a stredným krytomje možné klbovo otáčať. Podľa potreby sa nastaví poloha pohyblivého telesa vo zvolenom smere a pohyblivé teleso savtejto polohe jednoducho ukotví úplným uzatvorením rozoberateľného spoja tak, aby toto spojenie bolo pevné a aby bol obmedzený pohyb pohyblivého telesa aj pri robustnom zaobchádzaní. Jednoduchýmuvoľnením rozoberateľného spojaje možné pohyblivé teleso znovu pohnúť a nastaviť do iného smeru atotonastaveniesazase zafixuje pevným spojením rozoberateľného spoja.

Stredný kryt je vybavený uzáverom, ktorý je so stredným krytom spojený otvárateľné alebo rozoberateľné. Rozoberateľné spojenie uzáveru a stredného krytu je možné realizovať skrutkami. Vybavenie stredného krytu uzáverom je výhodné najmä z dôvodu uľahčenia vkladania a výmeny senzora, jednoduchšieho a lepšieho upevnenia senzora v strednomkryte a tiež z dôvodu ochrany senzora proti znečisteniu.

Je výhodné zhľadiska používania krytu, ak uzáver tvorí spodnú stranu stredného krytu, ktorá sa nachádza oproti tej časti stredného krytu, na ktorej je umiestnený vrchný kryt a táto spodná strana je zároveň prispôsobená na upevnenie na objekt. Napr. môžu byť pripravené otvory na priskrutkovanie na objekt.

Vrchný kryt má vybranie. Pomocou tohto vybrania je možné jednoduchšie manipulovať s pohyblivým telesom, prípadne je použiteľný na dosiahnutie väčšieho rozsahu smerovania meracieho lúča.

Je výhodné najmä pri montáži senzora v typovo rovnakých objektoch, ak je na pohyblivom telese umiestnená stupnica pre jednoduchšie a rýchlejšie nastavenie smerovania lúča senzora. Podľa tejto stupnice sa vedia pracovníci montáže jednoducho orientovať pri osadzovaní senzorov tak, aby sa dosiahlo jednotné smerovanie lúča.

V niektorých prípadoch použitia obalu podľa tohto technického riešenia je výhodné, aby spojenie medzi stredným krytom a vrchným krytom bolo vodotesné. Vodotesnosť sa dá dosiahnuť vložením tesnenia, ktorým môže byť napr. O-krúžok.

Obal senzora je vyrobený z vysokopevného polyamidu a optických vlákien, čo je výhodné z hľadiska umiestnenia a používania senzora.

Predkladané technické riešenie prináša nasledujúce výhody oproti známemu stavu techniky:

- Obal podľa tohto technického riešenia umožňuje zmenu smerovania meracieho lúča vo všetkých troch osiach X, Y a Z.

- Senzor uložený do obalu podľa tohto technického riešenia môže byť montovaný do objektu na bočné steny bez potreby montážneho úchytu, pretože pohyblivé teleso tvaru zrezanej gule je jednoducho nastaviteľné tak, že zabezpečuje smerovanie meracieho lúča do stredu nádoby bez ohľadu na to, ako je senzor upevnený vzhľadom naboknádoby.

- Senzor môže byť montovaný na ktorúkoľvek časť vrchnej časti objektu, pretože v prípade nežiaducich odrazov meracieho lúča je možné jednoduchou zmenou polohy pohyblivého telesa ich presmerovanie na vhodnejšie miesto v objekte.

- Bez potreby využitia montážneho úchytu sa zlepšia vysielacie a prijímacie vlastnosti senzora, keďže neprichádza k tieneniu rádiových frekvencií.

- Ide o ekonomicky výhodné riešenie, nakoľko sa znížia náklady na meranie obsahu objektov o náklady vynakladané na montážne úchyty,prípadné iné externé zariadenia.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na obr. 1 je znázornený obal na senzor podľa tohto technického riešenia.

S K 8392 Υ1

Príklady uskutočnenia

Technické riešenie je bližšie vysvetlené pomocou nasledujúcich neobmedzujúcich príkladov uskutočnenia.

Príklad 1

Obal senzora podľa príkladu uskutočnenia je znázornený na obr. 1. Obal senzora je určený na nastaviteľné uloženie senzora najmä pre potreby merania obsahu objektov a zahŕňa vrchný kryt 2 s otvorom 5 na merací lúč senzora, stredný kryt 3 určený na uloženie senzora otvorom 5 na merací lúč senzora, pohyblivé teleso 1 tvaru dutej gule zrezanej na dvoch protiľahlých koncoch s otvormi 6 na merací lúč senzora. Vrchný kryt 2 a stredný kryt 3 sú navzájom spojené rozoberateľným spojom tak, že otvor 5 na merací lúč senzora vrchného krytu 2 a otvor 5 na merací lúč senzora stredného krytu 3 sú umiestnené nad sebou a priestor medzi vrchným krytom 2 a stredným krytom 3 je veľkosťou a tvarom prispôsobený na klbovo otočné uloženie pohyblivého telesa 1 pod vrchným krytom 2.

Medzi vrchným krytom 2 a stredný krytom 3 je uložené pohyblivé teleso tvaru zrezanej gule 1. Otvor 5 vrchného krytu 2 je kruhového tvaru s vybraním 7 a priemer tohto otvoru 5 je menší, ako je priemer rezu stredom pohyblivého telesa. Týmto sa dosiahne, že po uložení pohyblivého telesa 1 medzi stredný 3 a vrchný 2 kryt pohyblivé teleso zostane uložené v tomto priestore a nemôže vypadnúť. Pohyblivé teleso 1 uložené v priestore medzi vrchným krytom 2 a stredným krytom 3 je možné klbovo otáčať. Podľa potreby sa n astaví poloha pohyblivého telesa 1 tak, aby otvor 6 bol vo zvolenom smere a pohyblivé teleso 1 sa v tejto polohe jednoducho ukotví úplným uzatvorením rozoberateľného spoja tak, aby toto spojenie bolo pevné a aby bol obmedzený pohyb pohyblivého telesa aj pri robustnom zaobchádzaní. Jednoduchým uvoľnením rozoberateľného spoja je možné pohyblivé teleso 1 znovu pohnúť a nastaviť tak, aby otvor 5 na merací lúč senzora smeroval do iného smeru a toto nastavenie sa zase zafixuje pevným spojením rozoberateľného spoj a.

V strednom kryte 3 je uložený senzor. Stredný kryt 3 je vybavený uzáverom 4, ktorý je so stredným krytom 3 spojený rozoberateľné. Rozoberateľné spojenie uzáveru 4 a stredného krytu 3 je v tomto prípade realizované skrutkami. Uzáver 4 slúži na vkladanie a výmenu senzora, na jednoduchšie a lepšie upevnenie senzora v strednomkryte 3 a tiež na ochranu senzora proti znečisteniu.

V tomto príklade uskutočnenia uzáver 4 tvorí spodnú stranu stredného krytu 3, ktorá sa nachádza oproti tej časti stredného krytu 3, na ktorej je umiestnený vrchný kryt 2 a táto spodná strana má zároveň pripravené otvory na priskrutkovanie na objekt. Pevné spojenie obalu s objektom je možné aj inými bežnými spájacími technikami, ale najvýhodnejšie je rozoberateľné spojenie, aby v prípade potreby bolo možné tento obal z objektu odstrániť.

Vrchný kryt 2 má vybranie 7. Pomocou tohto vybrania je možné jednoduchšie manipulovať s pohyblivým telesom a tiež umožňuje väčšírozsah smerovania meracieho lúča.

Na pohyblivom telese 1 je nanesená stupnica, v tomto príklade uskutočnenia sieťotlačou. Využije sa to najmä pri montáži senzora na jednoduchšie a rýchlejšie nastavenie smerovania lúča senzora. Podľa tejto stupnice sa vedia pracovníci montáže jednoducho orientovať pri osadzovaní senzorov tak, aby sa dosiahlo jednotné smerovanie lúča.

Spojenie medzi stredným krytom 3 a vrchným krytom 2 je vodotesné. Vodotesnosť sa dosiahne vložením tesnenia, ktorým môže byť napr. O-krúžok.

Obal senzora je vyrobený z vysokopevného polyamidu a optických vlákien, čo je výhodné z hľadiska umiestnenia a používania senzora.

Príklad 2

Je zhodný s príkladom uskutočnenia 1 s tým rozdielom, že uzáver 4 je spojený so stredným krytom 3 otvárateľné a to pomocou pántov a záklopky.

Priemyselná 'využiteľnosť

Priemyselná využiteľnosť je zrejmá. Technické riešenie je možné využiť pri meraní obsahu objektov, napr. nádob s kvapalným alebo tuhým obsahom, akými sú odpadové koše, nádrže s vodou, nádrže s olejom, násypniky, silá, kontajnery a pod.

S K 8392 Υί

Vzťahové značky

Pohyblivé teleso

Vrchný kryt

3 Stredný kryt

Uzáver

Otvor vrchného krytu

Otvor pohyblivého telesa

Vybranie

Claims (9)

1. S K 8392 Υ1

   NÁROKY NA OCHRANU

   1. Obal senzora určený na nastaviteľné uloženie senzora najmä pre potreby merania obsahu objektov, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa vrchný kryt (2) s otvorom (5) na merací lúč senzora, stredný kryt (3) určený na uloženie senzora s otvorom (5) na merací lúč senzora, pohyblivé teleso (1) tvaru dutej gule s otvorom (6) na merací lúč senzora, pričom vrchný kryt (2) a stredný kryt (3) sú navzájom spojené rozoberateľným spojom tak, že otvor (5) na merací lúč senzora vrchného krytu (2) a otvor (5) na merací lúč senzora stredného krytu (3) sú umiestnené nad sebou a priestor medzi vrchným krytom (2) a spodným krytom (3) je veľkosťouatvaromprispôsobenýnaklbovo otočné uloženie pohyblivého telesa(l) pod vrchným krytom (2).
2. 2. Obal senzora podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pohyblivé teleso (1) tvaru dutej gule je zrezané na dvoch protiľahlých miestach a otvor (6) na merací lúč senzora je vytvorený týmto zrezaním.
3. 3. Obal senzora podľa ktoréhokoľvek z nárokov la 2, vyznačujúci sa tým, že stredný kryt (3) je vybavený uzáverom (4), ktorý je so stredným krytom (3) spojený otvárateľné alebo rozoberateľné.
4. 4. Obal senzora podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že uzáver (4) je spodná strana stredného krytu (3) nachádzajúca sa oproti strane stredného krytu (3), na ktorej je umiestnený vrchný kryt (2) a táto spodná strana je zároveň prispôsobená na upevnenie na objekt.
5. 5. Obal senzora podľa ktoréhokoľvek z nárokov laž4, vyznačujúci sa tým, že vrchný kryt (2) má vybranie (7).
6. 6. Obal senzora podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa tým, že pohyblivé teleso (1) je vybavené stupnicou.
7. 7. Obal senzora podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že medzi stredným krytom (3) a vrchným krytom (2) sanachádza tesnenie, výhodne O-krúžok.
8. 8. Obal senzora podľa ktoréhokoľvek z nárokov 3 až 7, vyznačujúci sa tým, že rozoberateľné spojenie uzáveru (4) a stredného krytu (3) je realizované skrutkami.
9. 9. Obal senzora podľa ktoréhokoľvek z nárokov laž8, vyznačujúci sa tým, že je vyrobený z polyamidu a optických vlákien.