WO2012104230A1 - Einrichtung und verfahren zur ermittlung von messwerten in einem strömenden medium - Google Patents

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WO2012104230A1
WO2012104230A1 PCT/EP2012/051393 EP2012051393W WO2012104230A1 WO 2012104230 A1 WO2012104230 A1 WO 2012104230A1 EP 2012051393 W EP2012051393 W EP 2012051393W WO 2012104230 A1 WO2012104230 A1 WO 2012104230A1
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WO
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rfid
probe
medium
measured value
reader
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PCT/EP2012/051393
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Daniel Evers
Christoph Weiler
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • G01K13/02—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
    • G—PHYSICS
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    • G01D—MEASURING 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
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    • G01F1/708—Measuring the time taken to traverse a fixed distance
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    • G01K13/026—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow of moving liquids

Definitions

  • the invention relates to the determination of measured values in a fluid, in particular in a liquid medium, as well as the transmission of the determined measured values to an evaluation device.
  • Such channel systems are predominantly closed and / or difficult to access systems. It decor with dark ⁇ tet therefore to be very expensive or even impossible, if necessary, to bring the sensors from the outside to the positions of interest in the medium to be examined.
  • One approach to solving this problem is already in the instal ⁇ on the channel system sensors at known, likely to incorporate process-relevant positions determined to capture the parameters of interest to the relevant points measurements. With a strong spatial distribution of the channel system, however, this is also with great effort connected. Also, a subsequent installation of additional sensors is very expensive. In addition, the maintenance is Guidance and repair costs due to the severe Accessible ⁇ ness of the sensors disproportionately high.
  • the solution to these problems is the use of sensors that float in the medium or on the surface of the medium. These sensors are introduced into the medium at a suitable location and carried along by the flowing medium. The sensors determine their measured values for example. Permanent, to be voted ⁇ times or at specified time intervals and transmit the result or the measured values by means of wireless communication for evaluation to the central body. Simultaneously with the determination of the measured values, it must be possible to localize the sensor receiving the measured value as precisely as possible so that the respective measured value can be assigned to a specific position.
  • the sensor localization is based on radio signals, the sensor emits a communication signal that is registered by a receiver. For example. allows commu ⁇ cation with ultra-wideband signals (ultra wide band or UWB), a relatively accurate determination of the signal transit times between the communication participants, and can be deduced from the signal transit time on the path which the signal has passed.
  • UWB ultra wide band
  • Another localization approach evaluates the signal strength of the received signal, assuming that the propagation channel of the radio waves is known. On this basis, the Ab ⁇ states between the participants and possibly then their positions can be determined with different accuracy depending on the method.
  • the device according to the invention for determining at least one measured value in a medium located in a channel system has:
  • At least one RFID reader which is to be arranged on the channel system such that a receiving area of the RFID reader is directed into the medium and thereby the
  • Reception area covers a limited space area of the medium
  • At least one RFID probe with a sensor component for receiving the measured value and an RFID component for
  • RFID probe is understood to mean an RFID transponder or RFID tag which is additionally equipped with a sensor element.
  • the RFID probe is designed to
  • Receiving area of the RFID reader is located, wherein the record includes at least the recorded measured value.
  • a channel system is understood to be a system comprising one or more interconnected channels, where a channel is a closed pipeline, an "open" channel, a basin, etc.
  • the RFID probe is set up to record not only one but several measured values of the medium, wherein
  • At least a portion of the recorded measured values are transmitted together in the data set to the RFID reader, when the RFID probe is in the reception range of the RFID reader.
  • the RFID probe may be configured such that
  • Evaluation device only those measured values are taken into account, which were recorded in the reception area.
  • the RFID probe can furthermore be set up in order to generate a time stamp for each recorded measured value, which indicates the time of the recording of the respective measured value, wherein the time stamp is included in the data record for transmission to the RFID reader.
  • the time stamps can be used, for example, to calculate the position, for example model-based, for each recorded measured value on the basis of the time stamp assigned to the measured value and taking into account a flow velocity of the medium, at which the RFID probe at the time of recording the respective measured value (FIG. M) findings: has.
  • the RFID probe can have a motion sensor, which detects the movement of the RFID probe and determines position data of the RFID probe as a function of time.
  • movement data comprising the position data and the associated times at which the RFID probe was located at the positions are included in the data record for transmission to the RFID reader.
  • the motion sensor may be realized by one (or more) acceleration sensor (s). In the simplest case, this can be done with very little wand determines whether it is a laminar flow and whether a simple model for calculating the position is sufficient.
  • This measure also contributes to a localization of those measured values is possible, which were not included in the reception area of an RFID reader.
  • the RFID probe thus flows together with the medium past several readers and can optionally to each of the
  • Readers transmit a record with the recorded readings.
  • RFID readers can also be repositioned and / or retrofitted
  • the RFID readers can be arranged so that the reception areas of at least two of the RFID readers partially overlap.
  • Sensor component of the RFID probe relate at least a portion of the energy required for operation from a radiated by the RFID reader electromagnetic field.
  • the power supply in the RFID probe can be designed to be minimal. Ideally, the energy supply can be completely dispensed with.
  • An inventive channel system which has at least one channel in which a medium can be guided, is equipped with a device according to the invention.
  • Channel system located at least one RFID reader is arranged on the channel system such that a
  • Receiving area of the RFID reader is directed into the medium while the reception area a limited
  • At least one RFID probe which contains a sensor component for receiving the first measured value and an RFID component for communicating with the RFID reader, is added to the medium.
  • the RFID probe floats in the medium or on a surface of the medium and is entrained in the presence of a flow of the medium from the flowing medium.
  • the RFID probe picks up the first measured value in the medium and transmits one
  • Receiving area of the RFID reader is located, wherein the record includes at least the first measured value.
  • the RFID probe takes a variety of
  • At least a part of the recorded measured values is transmitted jointly in the data set to the RFID reader, if the RFID probe is located in the reception area of the RFID reader.
  • Measured values are transmitted to the second reader, since the previously recorded measured values have already been transmitted to the first reader.
  • a measured value which is recorded at a time when the RFID probe is located in the receiving area of the RFID reading device is assigned a position which clearly depends on the position of the RFID reading device in whose reception area the RFID probe for the RFID reader is located Time of taking the reading.
  • Reception area can be assumed to be known.
  • the position to be assigned may be, for example, the center or center of gravity of the receiving area of the relevant reading device.
  • the position to be assigned could be, for example, a probable position of the probe resulting from flow measurements, which lies on the most probable trajectory of the probe through the reception area.
  • Other approaches for determining the position to be assigned are of course conceivable. In the simplest case, the position of the reader
  • a time stamp is generated in the RFID probe for each recorded measured value, which time stamp
  • Time of recording the respective measured value indicates.
  • the time stamp is included in the data set for transmission to the RFID reader and thus transmitted to the reader.
  • the time stamp can be used to calculate, after the transmission of the data record for each assigned measured value and taking into account a flow velocity of the medium, the position at which the RFID probe was located at the time of recording the respective measured value. This can be done, for example, model-based.
  • the movement of the RFID probe can be detected on the basis of the above-mentioned movement sensor, and position data of the RFID probe can be determined as a function of time.
  • Transaction data comprising the position data and the associated times at which the RFID probe was located at the positions are included in the data record for transmission to the RFID reader.
  • the RFID probe takes after transmitting the Record to a first of the plurality of RFID readers at least one additional reading and transmits a record to another of the plurality of RFID readers when the RFID probe is in the receiving area of the other RFID reader.
  • the data record includes at least the further recorded measured value and possibly also the first already transmitted to the first reading device
  • the time of receipt of the record is registered on the RFID reader and added to the record or assigned.
  • time is taken either as part of the record in this or that the time is treated as the record characteristic parameter, but not itself is part of the record, but only together with the record from the reader, for example an evaluation is transmitted.
  • An average flow rate of the medium can be calculated
  • RFID probes communicate their value or collected measured values to RFID readers arranged there at certain points in the system using RFID technology.
  • This makes it possible to use the RFID Locate probes at specific reading points, namely where the RFID readers are installed, and communicate with them.
  • cached measured values can also be assigned to a position.
  • conclusions about the flow in the medium can be drawn from the visibility of individual RFID probes on certain readers.
  • the RFID technology due to the large number of different technical implementation forms has a high flexibility with respect.
  • the use in different media For example, by choosing a suitable transmission frequency, it is also possible to see in problematic, ie, for example, strongly attenuating media, to be communicated.
  • the choice of frequency and technology also determines the achievable accuracy of Lokali ⁇ tion and the extent of the data that can be exchanged on a reader from.
  • the basic principle of the localization approach presented here is to evaluate the detection of the RFID probes at one or more reading points. If an RFID probe is detected at a reading point, it can be assumed that this probe is within a reading or receiving range determined by RFID technology. A probe even detected simultaneously by multiple, possibly be ⁇ neighboring RFID readers, which is conceivable in overlapping coverage areas, one can achieve a further improvement of the localization accuracy.
  • FIG. 1 shows a duct system with a device according to the invention
  • 2 shows an RFID probe.
  • FIG. 1 shows a plan view of a simple channel ⁇ system 1, a fluid medium passes through the 2 in the duct system 1 with an inlet 10, a pipe line 20 with shut-off sections 21, 22, 23, on the out the liquid medium 2 is, and a drain 30 through which the medium 2, the channel ⁇ system 1 leaves again. Furthermore, an opening 40 is provided, via which RFID probes 50 can be introduced into the medium 2.
  • the RFID probes 50 float in the medium 2 or on its surface and therefore flow with the medium 2 through the channel system 1, ie the average density of the probes 50 is adapted accordingly to the properties of the medium 2.
  • the spherical RFID probes 50 have, as shown in FIG. 2, at least one sensor component 51 with a media connection 52 and an electronic assembly 53, an RFID component 54, and a power supply 55. Via the media connection 52, a connection is established with the medium 2 with the aim of recording the measurement value of interest. Measured values can be, for example, the temperature, the pressure, the pH, the oxygen and / or CO 2 content of the medium, etc., and optionally flow parameters.
  • the electronics module 53 may, for example, the measured value recording steu ⁇ ren, possibly store measured values, to make a preliminary evaluation of the measured values if necessary and / or transmit the measured values to the RFID component 54.
  • the formation of such a sensor component 51 is known per se.
  • the RFID component 54 may be designed according to the type of a known, commercial ⁇ usual RFID transponder, which uses data from the RFID technology to an RFID reader transmit and possibly receive data from the RFID reader.
  • the power supply 55 may be a rechargeable battery or a battery that provides the power needed to operate the sensor component 51 and the RFID component 54. Alternatively or additionally, the power supply 55 can be configured such that the required for operation of the RFID probe energy of au ⁇ SEN is supplied, eg. In the form of a coil 57 in which a voltage is induced via an external electromagnetic field.
  • the RFID probe 50 can be equipped with a motion sensor 56, which in particular records irregularities, for example collisions, in the movement of the probe 50.
  • a motion sensor 56 which in particular records irregularities, for example collisions, in the movement of the probe 50.
  • Starting from the starting position for example.
  • Corresponding to the position of the opening 40 on the basis of measured values of Be ⁇ wegungssensors and at any time the position of the probe can be determined.
  • an arrangement of at least one, vorzugswei ⁇ se but a plurality of RFID readers is provided 60/1 to 60/5.
  • the RFID readers 60/1 to 60/5 are arranged at certain, known locations along the channel system 1, wherein the readers depending on the dimensions of the pipe 20, a more or less large range or a more or less extensive reception area 71, 72nd exhibit.
  • a communication between the RFID probe 50 and an RFID reader 60 is only possible as long as the probe 50 is in the reception area of this reading device 60.
  • the pipeline 20 has a comparatively small diameter in the sections 21, 23, for which reason the RFID readers 60/1, 60/4, 60/5 arranged there are only available over a short range 71/1, 71/4, 71/5 feature.
  • the section 22, however, has a much larger diameter.
  • the RFID readers 60/2, 60/3 arranged here each have a larger receiving range 72/2, 72/3.
  • these readers 60/2, 60/3 are arranged so that their receiving areas 72/2, 72/3 overlap at least in sections.
  • a central evaluation device 80 is provided, to which the RFID readers 60/1 to 60/5 transmit their data by radio. The data thus transmitted are in the
  • Evaluation device 80 evaluated with respect to the parameters of interest.
  • the operation of the system shown in Figure 1 is as follows: Upon introduction of an RFID probe 50 through the opening 40 in the flowing medium 2, the probe 50 and the sensor component 51 starts recording of reco ⁇ th MDH while the RFID Probe 50 flows with the medium 2 through the channel system 1, the sensor component 51, for example. At regular intervals measured values M and stores them in the electronic assembly 53 from. Simultaneously with the recording of a measured value M of the time, the measured value ⁇ also recording for example. With the aid of a time stamp T ⁇ re gistriert and assigns the measurement value M Certified in the storage means. The storage of the measured values M and the time stamp T can of course also be carried out in a corresponding memory device of the RFID component 54.
  • a data set D is transmitted to the RFID reader 60/1 with the aid of the RFID component 54 of the probe 50, which at least one or more measured values M recorded up to this point in time.
  • ⁇ additionally to the data D may be the corresponding time stamp T and / or an identification number ID, with which the the data D transmitted RFID probe 50 is uniquely identifiable.
  • the data record D may additionally or alternatively to the time stamp T have a time stamp ⁇ " point, which indicates the time of transmission of the data set D, as is generally assumed that advises Lesege ⁇ 60 and probe 50 no precise common time base besit ⁇ zen.
  • this time stamp or point in time ⁇ " can also be determined on the respective RFID reader 60 by registering the point in time ⁇ " at which a data record D is received by the RFID reading device 60. This time ⁇ "is then assigned or added to the received data record D.
  • the data record D contains the motion data recorded with the motion sensor 56, which on the one hand contain position information and on the other hand the time points assigned to the position information. On the basis of the movement data, it is therefore easy to reconstruct for each time point at which position the RFID probe 50 was located.
  • recording of measured values is continued as described above ⁇ and storing them.
  • the new data record can in this case only after transfer to the first reader-housed 60/1 include ⁇ NEN measured values or all measured values that have been recorded in the medium 3, after the introduction of the probe 50th The same happens when the probe 50 the übri ⁇ gen RFID readers 60/4, 60/5 happens.
  • Each RFID probe 50 / i transmits to the RFID reader 60/1 to 60/5 a data set Di comprising one or more measured values M ⁇ , a time stamp ⁇ , possibly a time stamp T and / or an identification number I Di as soon as they are into the respective receiving area 71, 72 passes.
  • the assignment of a recorded measured value M to a specific location P in the channel system 1 is only more or less exact despite timestamps.
  • the time stamp T, T can easily be used to calculate the position at which the probe 50 must have been located at the respective measuring times, when the flow rate is known.
  • a situation is, for example, in section 23 of the duct system shown in Figure 1 before. in order to calculate the flow rate Kgs ⁇ nen in such a piping system, for example.
  • the assignment of a measured value to a specific location in the duct system is more complex.
  • Characterized identifiable, that the corresponding time stamp T and the time stamp ⁇ "of sending the Da ⁇ tensatzes D match as far as possible. The higher the Dif ⁇ ference between T and ⁇ " becomes, the larger is also the inaccuracy of the localization, since the flow velocity is not sufficiently known.
  • the Ge ⁇ accuracy of localization depends on the size of the receive preparation ⁇ ches of each RFID reader.
  • Another way of identification of the most accurately localized reading of a data record lies in the fact that the time stamps T are the measured values M to the time ver ⁇ equalized to that of the record at the RFID reader is received, wherein one measured value is selected whose time ⁇ stamp is the least deviates from this date.
  • the RFID reader arrives, instead of continuously or regularly ⁇ measure at certain intervals.
  • the measured value recording itself ie the time at which the measured value is recorded, can be triggered by the respective reading device or by a field emitted by the reading device.
  • the measurement must not be limited to the inclusion of only a single reading, but it is conceivable several measurement values ⁇ record while the probe within range located. From these measured values, for example, an average value can be calculated, to which a position is then assigned which is based on the position or the identity of the corresponding RFID reading device. This position can be assigned, for example., The focus or the focal point of the reception preparation ⁇ ches 71, 72 or it can be the position of the corresponding RFID reader.
  • the position to be assigned lies on the most probable trajectory of the RFID probe through the reception area.
  • the cross section of the pipe system which is located in the receiving area of the reader, is not uniformly flowed through, but that the probability that the probe flows, for example. At the edge of the channel past the reader is greater than that in the middle of the channel passes the reader.
  • This probability distribution can be determined with knowledge of the dimensions of the pipe system, for example. Modellba ⁇ Siert.
  • the probe 50 or its RFID component 54 and possibly also the sensor component 51 can be designed as a passive system, which obtains the energy required for operation from the RFID field of the reading device. As soon as the RFID probe 50 enters the receiving area of an RFID reader, the measured value recording begins. The transfer of the recorded measured values to the RFID reader can, for example, be carried out continuously, as long as the probe 50 is in the receiving area. Once it leaves the lobby, both the measured value ⁇ recording and data transmission to the reader ends.
  • the size of the reception range can be selected within certain limits via the suitable choice of the frequency range and the transmission power of the field emitted by the RFID reader 60/1 to 60/5 and / or by the RFID probe 50.
  • passive RFID components leads to very small reception areas, semi-active allow much larger reception areas and active components allow to ⁇ additionally the scale of the reception area on the selection of transmit power.
  • these three differing ⁇ chen realizations other properties that need to be considered are (size, power, etc.).
  • passive RFID components can operate without their own power supply and thus enable a comparatively small size and a low weight.
  • Active or semi-active components are typically equipped with a battery or other geeigne ⁇ th power, which has a negative effect on size and weight.
  • small receiving regions chosen 71, 72 can increase the number of necessary reading devices 60 according to need, especially in the event of the need for psychde ⁇ -bridging localization. If only the values at particular positions of the channel system 1 are of interest, then it is sufficient to install an RFID reader 60 with a narrowly limited reception area 71, 72 only at exactly the relevant points.
  • An increase in the quality and reliability of the information about the state of the medium 2 in the channel system 1 that can be derived with the system comprising RFID readers 60 and RFID probes 50 can be obtained by increasing the number of measured values transmitted via the RFID readers 60 to the evaluation device 80 be achieved.
  • the number of measured values can be increased by shortening the measuring cycle of each individual RFID probe 50.
  • the number of measurements can also be increased by passing a larger number of RFID probes 50 through the channel system 1. Both measure ⁇ took lead to an increase in the per unit volume and / or per unit of time available readings. This can be done by suitable mathematical methods (eg Filter functions) a high-quality measured value can be determined.
  • pending calculations can be performed in the evaluation unit 80 or locally in the respective data record D receiving RFID reader. Basically, it is advantageous to perform any calculations centrally in the evaluation ⁇ unit 80 so that the readers 60 only serve to read out their reception areas 71, 72 passing RFID probes 50 and provide, if necessary, with power and the read out data to the To forward evaluation unit 80 on.
  • Quality of the measurement can be influenced by the number of RFID probes inserted

Abstract

Die Erfindung betrifft die Ermittlung von Messwerten in einem durch ein Kanalsystem (1) strömenden Fluid (2), insbesondere in einem flüssigen Medium, sowie die Übertragung der ermittelten Messwerte an eine Auswerteeinrichtung. An dem Kanalsystem wird eine Vielzahl von RFID-Lesegeräten (60) angeordnet. Zur Messwertaufnahme werden RFID-Sonden (50) verwendet, die in dem Medium schwimmen und durch die Strömung mitgerissen werden. Die Sonden weisen eine Sensoreinheit (51) zur Messwertaufnahme sowie eine RFID-Komponente (54) zur Kommunikation mit den RFID-Lesegeräten auf. Sobald eine RFID-Sonde einen Empfangsbereich eines RFID-Lesegerätes passiert, werden die gesammelten Messwerte sowie ggf. Zeitstempel, die Zeitpunkte der Messwertaufnahmen angeben, an das Lesegerät übertragen. Zumindest denjenigen Messwerten, die im Empfangsbereich aufgenommen wurden, kann so eine sehr exakte Position zugeordnet werden. Bei Kenntnis der Strmungsverhltnisse können auch für Messwerte, die ausserhalb eines Empfangsbereichs aufgenommen wurden, unter Verwendung der Zeitstempel Positionen der Messwertaufnahme berechnet werden.

Description

Beschreibung
Einrichtung und Verfahren zur Ermittlung von Messwerten in einem strömenden Medium
Die Erfindung betrifft die Ermittlung von Messwerten in einem Fluid, insbesondere in einem flüssigen Medium, sowie die Übertragung der ermittelten Messwerte an eine Auswerteeinrichtung .
Bei bestimmten industriellen Anlagen, die mit flüssigen Medien arbeiten, welche durch ein Kanal- bzw. Rohrleitungssys¬ tem strömen wie bspw. bei Bioreaktoren, Kläranlagen, Fermentationsanlagen etc., müssen zur Prozessüberwachung an verschiedenen Stellen des Kanalsystems unterschiedliche Messun¬ gen im Medium vorgenommen werden. Dabei sollten auch Messungen an Stellen im Prozess vorgenommen werden, an denen Messungen mit konventionellen Sensoren gar nicht oder aber nur mit sehr großem Aufwand möglich sind. Je nach Bedarf werden mit entsprechenden Sensoren verschiedene Parameter des Mediums ermittelt, wie bspw. Temperatur, Druck, pH-Wert, Sauerstoffgehalt, C02-Gehalt etc. sowie ggf. die Strömungsge¬ schwindigkeit und -richtung. Die Messwerte werden über eine Kabel- oder Funkverbindung an eine zentrale Stelle übertragen und schließlich in Abhängigkeit vom Ort der jeweiligen Messung ausgewertet.
Bei derartigen Kanalsystemen handelt es sich überwiegend um geschlossene und/oder schwer zugängliche Systeme. Es gestal¬ tet sich daher als sehr aufwändig oder ggf. sogar unmöglich, die Sensoren von außen an den interessierenden Positionen in das zu untersuchende Medium einzubringen. Ein Ansatz zur Lösung dieses Problems besteht darin, schon bei der Installati¬ on des Kanalsystems Sensoren an bekannten, voraussichtlich prozessrelevanten Positionen fest einzubauen, um die interessierenden Parameter an den relevanten Punkten messtechnisch erfassen zu können. Bei einer starken räumlichen Verteilung des Kanalsystems ist dies jedoch ebenfalls mit großem Aufwand verbunden. Auch ist eine nachträgliche Installation zusätzlicher Sensoren sehr aufwändig. Darüber hinaus ist der War- tungs- und Reparaturaufwand aufgrund der schweren Erreichbar¬ keit der Sensoren unverhältnismäßig hoch.
Die Lösung dieser Probleme liegt in der Verwendung von Sensoren, die im Medium oder an der Oberfläche des Mediums schwimmen. Diese Sensoren werden an einem geeigneten Ort in das Medium eingebracht und vom strömenden Medium mitgenommen. Die Sensoren ermitteln ihre Messwerte bspw. permanent, zu be¬ stimmten Zeitpunkten oder in bestimmten Zeitabständen und übertragen den Messwert oder die Messwerte mittels drahtloser Kommunikation zur Auswertung an die zentrale Stelle. Gleichzeitig mit der Ermittlung der Messwerte muss eine möglichst genaue Lokalisierung des den Messwert aufnehmenden Sensors erfolgen, so dass der jeweilige Messwert einer bestimmten Position zuzuordnen ist.
Die Sensorlokalisierung erfolgt auf Basis von Funksignalen, wobei der Sensor ein Kommunikationssignal aussendet, das von einem Empfänger registriert wird. Bspw. ermöglicht die Kommu¬ nikation mit Ultrabreitband-Signalen (Ultra Wide Band bzw. UWB) eine relativ genaue Ermittlung der Signallaufzeiten zwischen den Kommunikationsteilnehmern, wobei aus der Signallaufzeit auf den Weg geschlossen werden kann, den das Signal überbrückt hat. Ein anderer Lokalisierungsansatz wertet die Signal- bzw. Feldstärke des empfangenen Signals aus, wobei vorausgesetzt werden muss, dass der Ausbreitungskanal der Funkwellen bekannt ist. Auf dieser Grundlage können die Ab¬ stände zwischen den Teilnehmern und ggf. dann auch deren Positionen mit je nach Verfahren unterschiedlicher Genauigkeit ermittelt werden.
Problematisch bei der Lokalisierung basierend auf einer Laufzeitauswertung ist jedoch, dass die Ermittlung der Laufzeiten sehr aufwändig ist. Ein weiteres Problem stellt die Abhängig¬ keit der Laufzeit vom Medium dar, was die Anwendung dieses Ansatzes insbesondere bei inhomogenen Medien nahezu unmöglich macht. Darüber hinaus ist in fast allen flüssigen Medien mit einer sehr hohen Dämpfung der Funksignale zu rechnen, was eine Auswertung dieser Signale zu Lokalisierungszwecken weiter erschwert. Die Lokalisierung mit Hilfe der Feldstärkemessung leidet zusätzlich zur Problematik der Notwendigkeit der
Kenntnis des Ausbreitungskanals unter den selben Problemen wie die LaufZeitmessung .
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit einer ortsaufgelösten Ermittlung und Übertragung von Messwerten in einem fließenden Medium anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Erfindungen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Ermittlung zumindest eines Messwertes in einem in einem Kanalsystem befindlichen Medium weist auf:
- zumindest ein RFID-Lesegerät , welches derart am Kanalsystem anzuordnen ist, dass ein Empfangsbereich des RFID- Lesegerätes in das Medium gerichtet ist und dabei der
Empfangsbereich einen begrenzten Raumbereich des Mediums abdeckt, und
- zumindest eine RFID-Sonde mit einer Sensorkomponente zur Aufnahme des Messwertes und einer RFID-Komponente zur
Kommunikation mit dem RFID-Lesegerät.
Dabei wird unter dem Begriff RFID-Sonde ein RFID-Transponder oder RFID-Tag verstanden, der bzw. das zusätzlich mit einem Sensorelement ausgestattet ist.
Dabei ist die RFID-Sonde ausgebildet, um
- in dem Medium oder auf einer Oberfläche des Mediums zu schwimmen,
- bei Vorliegen einer Strömung des Mediums von dem strömenden Medium mitgenommen zu werden, - mittels der Sensorkomponente zumindest einen Messwert in dem Medium aufzunehmen und
- mittels der RFID-Komponente einen Datensatz an das RFID- Lesegerät zu übertragen, wenn sich die RFID-Sonde im
Empfangsbereich des RFID-Lesegerätes befindet, wobei der Datensatz zumindest den aufgenommenen Messwert beinhaltet.
Dabei wird unter einem Kanalsystem ein System aus einem oder mehreren miteinander verbundenen Kanälen verstanden, wobei ein Kanal eine geschlossene Rohrleitung, ein "oben" offener Kanal, ein Becken etc. sein.
Die RFID-Sonde ist eingerichtet, um nicht nur den einen, sondern mehrere Messwerte des Mediums aufzunehmen, wobei
- die Messwerte kontinuierlich oder in bestimmten zeitlichen Abständen aufgenommen werden und
- zumindest ein Teil der aufgenommenen Messwerte gemeinsam in dem Datesatz an das RFID-Lesegerät übertragen werden, wenn sich die RFID-Sonde im Empfangsbereich des RFID-Lesegerätes befindet .
Somit ist es möglich, den Zustand des Mediums an mehreren verschiedenen Orten des Kanalsystems und zu verschiedenen Zeitpunkten zu erfassen.
Die RFID-Sonde kann derart eingerichtet sein, dass
- nur dann eine Aufnahme eines Messwertes durch die RFID- Sonde erfolgt, wenn sich die RFID-Sonde im Empfangsbereich des RFID-Lesegerätes befindet, oder
- nur derjenige Messwert in den Datensatz übertragen wird, der im Empfangsbereich des RFID-Lesegerätes aufgenommen wurde .
Hiermit wird erreicht, dass der Datensatz und damit die benötigten Speicher- und Übermittlungskapazitäten sehr klein gehalten werden können. Darüber hinaus ist nur für diejenigen Messwerte, die in einem Empfangsbereich aufgenommen wurden, eine vergleichsweise exakte Lokalisierung garantiert. Diese Option bietet sich daher insbesondere dann an, wenn auf die Lokalisierung der Messwerte sehr großer Wert gelegt wird und gleichzeitig auf nicht oder nur schlecht lokalisierbare Messwerte verzichtet werden kann.
Alternativ hierzu ist weiterhin denkbar, dass bei der
Auswertung der Messwerte bspw. in einer zentralen
Auswerteeinrichtung nur diejenigen Messwerte berücksichtigt werden, die im Empfangsbereich aufgenommen wurden.
Die RFID-Sonde kann weiterhin eingerichtet sein, um zu je aufgenommenen Messwert einen Zeitstempel zu erzeugen, der Zeitpunkt der Aufnahme des jeweiligen Messwertes angibt, wobei der Zeitstempel in den Datensatz zur Übertragung an RFID-Lesegerät mit aufgenommen wird.
Die Zeitstempel können bspw. dazu verwendet werden, um zu jedem aufgenommenen Messwert anhand des dem Messwert jeweils zugeordneten Zeitstempels und unter Berücksichtigung einer Strömungsgeschwindigkeit des Mediums diejenige Position bspw modellbasiert berechnet wird, an der sich die RFID-Sonde zum Zeitpunkt der Aufnahme des jeweiligen Messwertes (M) befunde: hat .
Somit ist eine Lokalisierung auch derjenigen Messwerte möglich, die nicht im Empfangsbereich eines RFID-Lesegerätes aufgenommen wurden.
Alternativ oder zusätzlich kann die RFID-Sonde zu Lokalisierungszwecken einen Bewegungssensor aufweisen, der die Bewegung der RFID-Sonde detektiert und Positionsdaten der RFID- Sonde in Abhängigkeit von der Zeit ermittelt. Dabei werden Bewegungsdaten umfassend die Positionsdaten und die zugeordneten Zeitpunkte, zu denen sich die RFID-Sonde an den Positi onen befand, in den Datensatz zur Übertragung an das RFID- Lesegerät mit aufgenommen. Bspw. kann der Bewegungssensor durch einen (oder mehrere) Beschleunigungssensor ( en) realisiert sein. Im einfachsten Fall kann so mit sehr wenig Auf- wand ermittelt werden, ob es sich um eine laminare Strömung handelt und ob ein einfaches Modell zur Positionsberechnung ausreicht .
Auch diese Maßnahme trägt dazu bei, dass eine Lokalisierung auch derjenigen Messwerte möglich ist, die nicht im Empfangs bereich eines RFID-Lesegerätes aufgenommen wurden.
Vorzugsweise ist eine Vielzahl von RFID-Lesegeräten
vorgesehen. Diese sind derart räumlich verteilt am
Kanalsystem anzuordnen, dass die jeweiligen Empfangsbereiche der RFID-Lesegeräte in das Medium gerichtet sind und dabei die Empfangsbereiche unterschiedliche, begrenzte Raumbereich des Mediums abdecken.
Die RFID-Sonde strömt somit gemeinsam mit dem Medium an mehreren Lesegeräten vorbei und kann ggf. an jedes der
Lesegeräte einen Datensatz mit den aufgenommenen Messwerten übermitteln .
Idealerweise werden die einzelnen Lesegeräte an den
relevanten bzw. kritischen Stellen des Kanalsystems
angeordnet, um dort eine möglichst genaue Lokalisierung der Messwerte zu erzielen. Durch die Vielzahl der Lesegeräte wir demzufolge erreicht, dass der Zustand des Mediums an einer Vielzahl von Positionen im Kanalsystem überwacht werden kann
Je nach Zugänglichkeit des Kanalsystems können bspw. auch RFID-Lesegeräte umpositioniert und/oder nachträglich
zusätzliche Lesegeräte hinzugefügt werden.
Die RFID-Lesegeräte können so angeordnet werden, dass sich sich die Empfangsbereiche von zumindest zweien der RFID- Lesegeräte teilweise überlappen.
Hierdurch wird erreicht, dass in dem Überlappungsbereich einer sehr exakte Lokalisierung möglich ist. Weiterhin kann die RFID-Komponente und/oder die
Sensorkomponente der RFID-Sonde zumindest einen Teil der zum Betrieb benötigten Energie aus einem vom RFID-Lesegerät abgestrahlten elektromagnetischen Feld beziehen.
In dieser Ausbildung kann die Energieversorgung in der RFID- Sonde minimal ausgelegt werden. Im Idealfall kann auf die Energieversorgung gänzlich verzichtet werden.
Ein erfindungsgemäßes Kanalsystem, welches zumindest einen Kanal aufweist, in dem ein Medium führbar ist, ist mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung ausgestattet.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung
zumindest eines ersten Messwertes in einem in einem
Kanalsystem befindlichen Medium wird zumindest ein RFID- Lesegerät derart am Kanalsystem angeordnet, dass ein
Empfangsbereich des RFID-Lesegerätes in das Medium gerichtet ist und dabei der Empfangsbereich einen begrenzten
Raumbereich des Mediums abdeckt. Zumindest eine RFID-Sonde, die eine Sensorkomponente zur Aufnahme des ersten Messwertes und eine RFID-Komponente zur Kommunikation mit dem RFID- Lesegerät, wird zu dem Medium gegeben. Die RFID-Sonde schwimmt in dem Medium oder auf einer Oberfläche des Mediums und wird bei Vorliegen einer Strömung des Mediums von dem strömenden Medium mitgenommen. Dabei nimmt die RFID-Sonde in dem Medium den ersten Messwert auf und überträgt einen
Datensatz an das RFID-Lesegerät, wenn sie sich im
Empfangsbereich des RFID-Lesegerätes befindet, wobei der Datensatz zumindest den ersten Messwert beinhaltet.
Vorzugsweise nimmt die RFID-Sonde eine Vielzahl von
Messwerten des Mediums auf, wobei
- die Messwerte kontinuierlich oder in bestimmten zeitlichen Abständen aufgenommen werden und
- zumindest ein Teil der aufgenommenen Messwerte gemeinsam in dem Datesatz an das RFID-Lesegerät übertragen wird, wenn sich die RFID-Sonde im Empfangsbereich des RFID-Lesegerätes befindet .
Letzteres ist dahingehend zu verstehen, dass nicht
zwangsläufig alle Messwerte in den Datensatz aufgenommen und an das Lesegerät übertragen werden müssen. Bspw. kann
vorgesehen sein, dass für den Fall, dass mehrere Lesegeräte vorgesehen sind und auf dem Weg zwischen einem ersten und einem zweiten der Lesegeräte weitere Messwerte aufgenommen und im Datensatz gespeichert werden, nur die weiteren
Messwerte an das zweite Lesegerät übertragen werden, da die früher aufgenommenen Messwerte bereits an das erste Lesegerät übertragen wurden. Einem Messwert, der zu einem Zeitpunkt aufgenommen wird, zu dem sich die RFID-Sonde im Empfangsbereich des RFID- Lesegerätes befindet, wird eine Position zugeordnet, die eindeutig von der Position des RFID-Lesegerätes abhängt, in dessen Empfangsbereich sich die RFID-Sonde zum Zeitpunkt der Aufnahme des Messwertes befunden hat.
Hiermit ist eine vergleichsweise genaue Lokalisierung des Messwertes bzw. Zuordnung einer Position zu dem Messwert möglich, da mit der Position und Ausrichtung des RFID- Lesegerätes relativ zum Kanalsystem auch die Geometrie des
Empfangsbereiches als bekannt vorausgesetzt werden kann. Die zuzuordnende Position kann bspw. der Mittel- oder Schwerpunkt des Empfangsbereiches des betreffenden Lesegerätes sein.
Alternativ könnte die zuzuordnende Position bspw. eine aus Strömungsmessungen hervorgehende wahrscheinlichste Position der Sonde sein, die auf der wahrscheinlichsten Trajektorie der Sonde durch den Empfangsbereich liegt. Andere Ansätze zur Bestimmung der zuzuordnenden Position sind natürlich denkbar. Im einfachsten Fall wird die Position des Lesegerätes
zugeordnet.
Dabei muss der Begriff Position nicht unbedingt eine
räumliche Position beinhalten. Je nach Anwendung kann es ausreichen, dass die Position lediglich eine laufende Nummer o.a. ist. D.h. dem Messwert wäre in der Konsequenz lediglich ein Abschnitt des Kanalsystems zugeordnet, der vom
betreffenden Lesegerät mit der entsprechenden laufenden
Nummer überwacht wird.
In einer Weiterbildung wird in der RFID-Sonde zu jedem aufgenommenen Messwert ein Zeitstempel erzeugt, der den
Zeitpunkt der Aufnahme des jeweiligen Messwertes angibt. Der Zeitstempel wird in den Datensatz zur Übertragung an das RFID-Lesegerät mit aufgenommen und demzufolge mit an das Lesegerät übertragen.
Der Zeitstempel kann genutzt werden, um nach der Übertragung des Datensatzes zu jedem zugeordneten Messwert und unter Be¬ rücksichtigung einer Strömungsgeschwindigkeit des Mediums diejenige Position zu berechnen, an der sich die RFID-Sonde zum Zeitpunkt der Aufnahme des jeweiligen Messwertes befunden hat. Dies kann bspw. modellbasiert erfolgen.
Je nach Strömungsverhalten kann so eine sehr genaue Lokalisierung der Messwerte erreicht werden. Bei stationären / laminaren Strömungen mit konstanten Geschwindigkeiten ist eine sehr genaue Lokalisierung möglich, während die Lokalisierung bei unregelmäßigen oder turbulenten Strömungen weniger genau erfolgt .
Alternativ oder zusätzlich können zu Lokalisierungszwecken anhand des obern erwähnten Bewegungssensors die Bewegung der RFID-Sonde detektiert und Positionsdaten der RFID-Sonde in Abhängigkeit von der Zeit ermittelt werden. Bewegungsdaten umfassend die Positionsdaten und die zugeordneten Zeitpunkte, zu denen sich die RFID-Sonde an den Positionen befand, werden in den Datensatz zur Übertragung an das RFID-Lesegerät mit aufgenommen .
Für den Fall, dass mehrere Lesegeräte am Kanalsystem verteilt angeordnet sind, nimmt die RFID-Sonde nach dem Übertragen des Datensatzes an ein erstes der Vielzahl der RFID-Lesegeräte zumindest einen weiteren Messwert auf und überträgt einen Datensatz an ein weiteres der Vielzahl der RFID-Lesegeräte, wenn sich die RFID-Sonde im Empfangsbereich des weiteren RFID-Lesegerätes befindet. Dabei beinhaltet der Datensatz zumindest den weiteren aufgenommenen Messwert und evtl. auch den bereits an das erste Lesegerät übertragenen ersten
Messwert .
Zusätzlich kann der Zeitpunkt einer Übertragung eines
Datensatzes an ein RFID-Lesegerät ermittelt werden, indem
- der Zeitpunkt der Übertragung von der RFID-Sonde bestimmt und gemeinsam mit dem Datensatz oder als Teil des
Datensatzes mit übermittelt wird oder
- der Zeitpunkt des Empfangs des Datensatzes am RFID- Lesegerät registriert und dem Datensatz hinzugefügt oder zugeordnet wird.
Letzteres ist dahingehend zu verstehen, dass der Zeitpunkt entweder als Teil des Datensatzes in diesem aufgenommen wird oder dass der Zeitpunkt als den Datensatz kennzeichnender Parameter behandelt wird, der jedoch nicht selbst Teil des Datensatzes ist, sondern nur gemeinsam mit dem Datensatz vom Lesegerät bspw. an eine Auswerteeinrichtung übermittelt wird.
Eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit des Mediums kann berechnet werdem
- anhand von Zeitstempeln zu Messwerten, die von zwei
unterschiedlichen RFID-Lesegeräten in deren
Empfangsbereichen aufgenommen wurden, oder
- anhand der Zeitpunkte der Übertragungen der Datensätze an die zwei unterschiedlichen RFID-Lesegeräte.
Mit der vorliegenden Erfindung werden ein Verfahren und ein System vorgestellt, bei dem RFID-Sonden an bestimmten Stellen in der Anlage unter Verwendung des RFID-Technologie ihren Wert bzw. gesammelte Messwerte an dort angeordnete RFID- Lesegeräte kommunizieren. Somit wird es möglich, die RFID- Sonden an bestimmten Lesestellen, nämlich genau dort wo die RFID-Lesegeräte installiert sind, zu lokalisieren und mit ih nen zu kommunizieren. Mit zusätzlichem Wissen über die Strömung des Mediums im Kanalsystem können auch zwischengespeicherte Messwerte einer Position zugeordnet werden. Umgekehrt können über die Sichtbarwerdung einzelner RFID-Sonden an bestimmten Lesegeräten Rückschlüsse auf die Strömung im Medium gezogen werden.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird also ausgenutzt, dass die RFID-Technologie aufgrund der Vielzahl unterschiedlicher technischer Realisierungsformen eine hohe Flexibilität bzgl. des Einsatzes in verschiedenen Medien aufweist. So kann bspw durch Wahl einer geeigneten Sendefrequenz auch in problemati sehen, d.h. bspw. stark dämpfenden Medien, kommuniziert werden. Die Wahl der Frequenz und Technik (passiv, semi-aktiv, aktiv) bestimmt auch die erzielbare Genauigkeit der Lokali¬ sierung und den Umfang der Daten, die an einem Lesegerät aus getauscht werden können. Grundprinzip des hier vorgestellten Lokalisierungsansatzes ist es, das Erkennen der RFID-Sonden an einer oder mehreren Lesestellen auszuwerten. Wird eine RFID-Sonde an einer Lesestelle erkannt, ist davon auszugehen dass sich diese Sonde innerhalb eines von der RFID- Technologie bestimmten Lese- bzw. Empfangsbereich aufhält. Wird eine Sonde sogar gleichzeitig von mehreren, evtl. be¬ nachbarten RFID-Lesegeräten erkannt, was bei überlappenden Empfangsbereichen denkbar ist, kann man eine weiter gehende Verbesserung der Lokalisierungsgenauigkeit erreichen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung er geben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbei spiel sowie anhand der Zeichnungen.
Dabei zeigt:
Figur 1 ein Kanalsystem mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung, Figur 2 eine RFID-Sonde.
In den Figuren sind identische bzw. einander entsprechende Bereiche, Bauteile, Bauteilgruppen oder Verfahrensschritte mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.
Die Figur 1 zeigt in einer Draufsicht eines einfachen Kanal¬ systems 1 mit einem Zufluss 10, über den ein flüssiges Medium 2 in das Kanalsystem 1 gelangt, einer Rohrleitung 20 mit Ab- schnitten 21, 22, 23, über die das flüssige Medium 2 geführt wird, und einem Abfluss 30, über den das Medium 2 das Kanal¬ system 1 wieder verlässt. Weiterhin ist eine Öffnung 40 vorgesehen, über die RFID-Sonden 50 in das Medium 2 eingebracht werden können. Die RFID-Sonden 50 schwimmen im Medium 2 oder an dessen Oberfläche und strömen daher mit dem Medium 2 durch das Kanalsystem 1, d.h. die mittlere Dichte der Sonden 50 ist entsprechend an die Eigenschaften des Mediums 2 angepasst.
Die bspw. kugelförmigen RFID-Sonden 50 weisen wie in der Fi- gur 2 dargestellt jeweils zumindest eine Sensorkomponente 51 mit einer Medienanbindung 52 und einer Elektronikbaugruppe 53, eine RFID-Komponente 54 sowie eine Energieversorgung 55 auf. Über die Medienanbindung 52 wird eine Verbindung mit dem Medium 2 mit dem Ziel der Aufnahme des interessierenden Mess- wertes hergestellt. Messwerte können bspw. die Temperatur, der Druck, der pH-Wert, der Sauerstoff- und/oder C02-Gehalt des Mediums etc. sowie ggf. Strömungsparameter sein. Die Elektronikbaugruppe 53 kann bspw. die Messwertaufnahme steu¬ ern, ggf. Messwerte speichern, bei Bedarf eine Vorauswertung der Messwerte vornehmen und/oder die Messwerte an die RFID- Komponente 54 übertragen. Die Ausbildung einer solchen Sensorkomponente 51 ist an sich bekannt. Mit Hilfe der RFID- Komponente 54 wird schließlich ein Datensatz an ein entsprechendes RFID-Lesegerät 60/1 bis 60/5 übertragen, welcher zu- mindest die Messwerte und evtl. weitere Daten beinhaltet. Die RFID-Komponente 54 kann nach Bauart eines bekannten, handels¬ üblichen RFID-Transponders ausgebildet sein, welcher unter Ausnutzung der RFID-Technologie Daten an ein RFID-Lesegerät übermitteln und ggf. Daten von dem RFID-Lesegerät empfangen kann. Die Energieversorgung 55 kann ein wieder aufladbarer Akku oder eine Batterie sein, mit dem die zum Betrieb der Sensorkomponente 51 und der RFID-Komponente 54 benötigte Energie zur Verfügung gestellt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Energieversorgung 55 derart ausgebildet sein, dass die zum Betrieb der RFID-Sonde benötigte Energie von au¬ ßen zuführbar ist, bspw. in Form einer Spule 57, in der über ein äußeres elektromagnetisches Feld eine Spannung induziert wird.
Optional kann die RFID-Sonde 50 mit einem Bewegungssensor 56 ausgestattet werden, der insbesondere Unregelmäßigkeiten, bspw. Kollisionen, in der Bewegung der Sonde 50 mit aufzeich- net. Ausgehend von der Startposition, die bspw. der Position der Öffnung 40 entspricht, kann anhand der Messwerte des Be¬ wegungssensors und zu jedem Zeitpunkt die Position der Sonde bestimmt werden. Weiterhin ist eine Anordnung aus zumindest einem, vorzugswei¬ se aber mehreren RFID-Lesegeräten 60/1 bis 60/5 vorgesehen. Die RFID-Lesegeräte 60/1 bis 60/5 sind an bestimmten, bekannten Stellen entlang des Kanalsystems 1 angeordnet, wobei die Lesegeräte je nach Dimensionierung der Rohrleitung 20 eine mehr oder weniger große Reichweite bzw. einen mehr oder weniger weit ausgedehnten Empfangsbereich 71, 72 aufweisen. Eine Kommunikation zwischen der RFID-Sonde 50 und einem RFID- Lesegerät 60 ist nur möglich, solange sich die Sonde 50 im Empfangsbereich dieses Lesegerätes 60 befindet.
Die Rohrleitung 20 weist in den Abschnitten 21, 23 einen vergleichsweise geringen Durchmesser auf, weswegen die dort angeordneten RFID-Lesegeräte 60/1, 60/4, 60/5 lediglich über eine kurze Reichweite 71/1, 71/4, 71/5 verfügen. Der Ab- schnitt 22 weist dagegen einen wesentlich größeren Durchmesser auf. Um zu gewährleisten, dass sämtliche diesen Abschnitt passierenden RFID-Sonden 50 von zumindest einem Lesegerät registriert werden und dass der von der RFID-Sonde 50 ausgesen- dete Datensatz vom nächstgelegenen RFID-Lesegerät empfangen wird, weisen die hier angeordneten RFID-Lesegeräte 60/2, 60/3 jeweils einen größeren Empfangsbereich 72/2, 72/3 auf. Zusätzlich sind diese Lesegeräte 60/2, 60/3 so angeordnet, dass sich ihre Empfangsbereiche 72/2, 72/3 zumindest stückweise überlappen .
Weiterhin ist eine zentrale Auswerteeinrichtung 80 vorgesehen, an die die RFID-Lesegeräte 60/1 bis 60/5 ihre Daten per Funk übermitteln. Die so übermittelten Daten werden in der
Auswerteeinrichtung 80 hinsichtlich der interessierenden Parameter ausgewertet.
Die Arbeitsweise des in der Figur 1 dargestellten Systems ist nun wie folgt: Nach Einbringung einer RFID-Sonde 50 durch die Öffnung 40 in das fließende Medium 2 beginnt die Sonde 50 bzw. deren Sensorkomponente 51 mit der Aufnahme von Messwer¬ ten M. D.h. während die RFID-Sonde 50 mit dem Medium 2 durch das Kanalsystem 1 strömt, nimmt die Sensorkomponente 51 bspw. in regelmäßigen Zeitabständen Messwerte M auf und speichert sie in der Elektronikbaugruppe 53 ab. Gleichzeitig mit der Aufnahme eines Messwertes M wird der Zeitpunkt der Messwert¬ aufnahme ebenfalls bspw. mit Hilfe eines Zeitstempels T re¬ gistriert und dem Messwert M in der Speichereinrichtung zuge- ordnet. Die Abspeicherung der Messwerte M und der Zeitstempel T kann alternativ natürlich auch in einer entsprechenden Speichereinrichtung der RFID-Komponente 54 erfolgen.
Sobald die RFID-Sonde 50 in den Empfangsbereich 71/1 des RFID-Lesegerätes 60/1 gelangt, wird mit Hilfe der RFID- Komponente 54 der Sonde 50 ein Datensatz D an das RFID- Lesegerät 60/1 übertragen, der zumindest den oder die bis zu diesem Zeitpunkt aufgenommenen Messwerte M beinhaltet. Zu¬ sätzlich kann der Datensatz D die entsprechenden Zeitstempel T und/oder eine Identifikationsnummer ID enthalten, mit der die den Datensatz D übermittelnde RFID-Sonde 50 eindeutig identifizierbar ist. Ggf. kann der Datensatz D zusätzlich oder alternativ zum Zeitstempel T einen Zeitstempel Ί" auf- weisen, der den Zeitpunkt des Aussendens des Datensatzes D angibt, da im Allgemeinen davon auszugehen ist, dass Lesege¬ rät 60 und Sonde 50 keine exakte gemeinsame Zeitbasis besit¬ zen. Gleichbedeutend hiermit kann dieser Zeitstempel bzw. Zeitpunkt Ί" auch am jeweiligen RFID-Lesegerät 60 bestimmt werden, indem der Zeitpunkt Ί" registriert wird, zu dem ein Datensatz D vom RFID-Lesegerät 60 empfangen wird. Dieser Zeitpunkt Ί" wird dann dem empfangenen Datensatz D zugeordnet oder hinzugefügt.
Für den Fall, dass die RFID-Sonde 50 einen Bewegungssensor 56 aufweist, enthält der Datensatz D die mit dem Bewegungssensor 56 aufgezeichneten Bewegungsdaten, welche zum Einen Positionsinformationen beinhalten und zum Anderen die den Positi- onsinformationen zugeordneten Zeitpunkte. Anhand der Bewegungsdaten kann also ohne weiteres für jeden Zeitpunkt nachvollzogen werden, an welcher Position sich die RFID-Sonde 50 jeweils befand. Während und nach der Übermittlung des Datensatzes D an das entsprechende RFID-Lesegerät 60/1 wird die Aufnahme von Mess¬ werten und deren Abspeicherung wie oben beschrieben fortgesetzt. Sobald die RFID-Sonde 50 in den Empfangsbereich 72/2 bzw. 72/3 des nächsten RFID-Lesegerätes 60/2 bzw. 60/3 ge- langt, wird der entsprechende neue Datensatz D an dieses Le¬ segerät übertragen. Der neue Datensatz kann dabei nur die nach der Übertragung an das erste Lesegerät 60/1 aufgenomme¬ nen Messwerte umfassen oder aber sämtliche Messwerte, die nach dem Einbringen der Sonde 50 in das Medium 3 aufgenommen wurden. Entsprechendes geschieht, wenn die Sonde 50 die übri¬ gen RFID-Lesegeräte 60/4, 60/5 passiert.
In der Regel wird eine Vielzahl N von RFID-Sonden 50/i mit i=l , 2 , 3 , N in das Medium 2 eingebracht. Dabei kann vorgese- hen sein, dass die unterschiedlichen Sonden 50/i unterschiedliche Messgrößen des Mediums 2 ermitteln. Alternativ oder zusätzlich können einige oder alle Sonden 50/i auch jeweils mehrere Sensorkomponenten aufweisen, mit denen wiederum un- terschiedliche Messgrößen ermittelbar sind. Jede RFID-Sonde 50/i übermittelt an das RFID-Lesegerät 60/1 bis 60/5 einen Datensatz Di umfassend einen oder mehrere Messwerte M±, einen Zeitstempel ΊΊ, ggf. einen Zeitstempel T und/oder eine Identifikationsnummer I Di , sobald sie in den jeweiligen Empfangsbereich 71, 72 gelangt.
Je nach Strömungsverhalten im Kanalsystem 1 ist die Zuordnung eines aufgenommenen Messwertes M zu einem bestimmten Ort P im Kanalsystem 1 trotz Zeitstempel nur mehr oder weniger exakt. Bspw. bei einer Rohrleitung, in der das Medium 2 und mit ihm die Sonde 50 mit vergleichsweise konstanter Geschwindigkeit strömt, kann anhand der Zeitstempel T, T" leicht berechnet werden, an welcher Position sich die Sonde 50 zu den jeweili- gen Messzeitpunkten befunden haben muss, wenn die Strömungsgeschwindigkeit bekannt ist. Eine solche Situation liegt bspw. im Abschnitt 23 des in der Figur 1 dargestellten Kanalsystems vor. Zur Berechnung der Strömungsgeschwindigkeit kön¬ nen bei einem solchen Rohrsystem bspw. zwei Zeitstempel Tl', T2 ' verwendet werden, die die beiden Zeitpunkte der Datensatzübertragungen an die RFID-Lesegeräte 60/4 und 60/5 kennzeichnen, wobei natürlich vorausgesetzt wird, dass die Posi¬ tionen dieser beiden RFID-Lesegeräte bekannt sind. Die Strö¬ mungsgeschwindigkeit berechnet sich dann als Quotient aus dem zwischen diesen RFID-Lesegeräten liegenden Weg und der Differenz der Zeitstempel Tl' und T2 ' . Mit Kenntnis der Strömungs¬ geschwindigkeit können dann anhand des dem RFID-Lesegerät 60/5 übertragenen Datensatz denjenigen Messwerten, die auf dem Weg zwischen den RFID-Lesegeräten 60/4 und 60/5 aufgenom- men wurden, anhand der entsprechenden Zeitstempel T die Positionen zugeordnet werden, an denen die Messwerte aufgenommen wurden .
Im Allgemeinen und insbesondere bei Kanalsystemen, in denen keine ausreichend konstante Strömungsgeschwindigkeit vorliegt bzw. ermittelbar ist, ist die Zuordnung eines Messwertes zu einem bestimmten Ort im Kanalsystem aufwändiger. Hier sind die am genauesten zu lokalisierenden Messwerte diejenigen, die in nächster Nähe eines der RFID-Lesegeräte aufgenommen wurden. Da die Positionen der RFID-Lesegeräte bekannt sind, kann diesem Messwert ohne weiteres eine Position zugeordnet werden. Ein solcher Messwert ist im jeweils übertragenen Da- tensatz bspw. dadurch identifizierbar, dass der entsprechende Zeitstempel T und der Zeitstempel Ί" des Aussendens des Da¬ tensatzes D weitestgehend übereinstimmen. Je größer die Dif¬ ferenz zwischen T und Ί" wird, desto größer ist auch die Un- genauigkeit der Lokalisierung, da die Strömungsgeschwindig- keit nicht ausreichend bekannt ist. Weiterhin hängt die Ge¬ nauigkeit der Lokalisierung von der Größe des Empfangsberei¬ ches des jeweiligen RFID-Lesegerätes ab.
Eine weitere Möglichkeit der Identifizierung des am genaues- ten lokalisierten Messwertes eines Datensatzes liegt darin, dass die Zeitstempel T der Messwerte M mit dem Zeitpunkt ver¬ glichen werden, zu dem der Datensatz am RFID-Lesegerät eingeht, wobei derjenige Messwert ausgewählt wird, dessen Zeit¬ stempel am wenigsten von diesem Zeitpunkt abweicht.
Die einfachste Möglichkeit der Messwertidentifizierung liegt jedoch darin, den Messwert mit dem jüngsten Zeitstempel aus¬ zuwählen. Hierbei ist keine weitere Datenverarbeitung notwendig, sondern es wird letztlich derjenige Messwert in dem Da- tensatz ausgewählt, der als letzter aufgenommen bzw. abgespeichert wurde.
Eine Alternative zur Auswahl eines Messwertes aus dem Daten¬ satz liegt darin, dass jeweils nur dann ein Messwert aufge- nommen wird, wenn die Sonde in den Empfangsbereich eines
RFID-Lesegerätes gelangt, anstatt kontinuierlich oder regel¬ mäßig in bestimmten Zeitabständen zu messen. Die Messwertaufnahme selbst, d.h. der Zeitpunkt der Aufnahme des Messwertes kann durch das jeweilige Lesegerät bzw. durch ein von dem Le- segerät ausgesendetes Feld ausgelöst werden. Natürlich muss sich die Messung nicht auf die Aufnahme nur eines einzelnen Messwertes beschränken, sondern es ist denkbar, mehrere Mess¬ werte aufzunehmen, während sich die Sonde im Empfangsbereich befindet. Aus diesen Messwerten kann bspw. ein Mittelwert berechnet werden, dem dann eine Position zugeordnet wird, die sich an der Position bzw. der Identität des entsprechenden RFID-Lesegerätes orientiert. Diese zuzuordnende Position kann bspw. der Schwerpunkt oder der Mittelpunkt des Empfangsberei¬ ches 71, 72 oder aber die Position des entsprechenden RFID- Lesegerätes sein. Auch wäre es denkbar, dass die zuzuordnende Position auf der wahrscheinlichsten Trajektorie der RFID- Sonde durch den Empfangsbereich liegt. In diesem Fall wird davon ausgegangen, dass der Querschnitt des Rohrsystems, der im Empfangsbereich des Lesegerätes liegt, nicht gleichmäßig durchströmt wird, sondern dass die Wahrscheinlichkeit, dass die Sonde bspw. am Rand des Kanals am Lesegerät vorbei strömt, größer ist, als dass sie in der Mitte des Kanals das Lesegerät passiert. Diese Wahrscheinlichkeitsverteilung kann bei Kenntnis der Dimensionen des Rohrsystems bspw. modellba¬ siert ermittelt werden.
Die Sonde 50 bzw. deren RFID-Komponente 54 und ggf. auch die Sensorkomponente 51 kann als passives System ausgebildet sein, das die zum Betrieb benötigte Energie aus dem RFID-Feld des Lesegerätes bezieht. Sobald also die RFID-Sonde 50 in den Empfangsbereich eines RFID-Lesegerätes eintritt, beginnt die Messwertaufnahme. Die Übertragung der aufgenommenen Messwerte an das RFID-Lesegerät kann bspw. kontinuierlich erfolgen, solange sich die Sonde 50 im Empfangsbereich befindet. Sobald sie den Empfangsbereich verlässt, endet sowohl die Messwert¬ aufnahme als auch die Datenübertragung an das Lesegerät. Eine Erhöhung der Genauigkeit der Zuordnung einer Position im Kanalsystem 1 zu einem mit einer RFID-Sonde 50 aufgenommenen Messwert M, d.h. eine Erhöhung der Genauigkeit der Lokalisie¬ rung der Messwerte, kann alternativ oder zusätzlich dadurch erreicht werden, dass möglichst kleine, ggf. überlappende, und möglichst viele Empfangsbereiche 71, 72 realisiert wer¬ den . Zur Erreichung dieses Ziels stehen mehrere Optimierungsansät¬ ze zur Verfügung. Diese können natürlich miteinander kombiniert werden, wobei evtl. Vor- und Nachteile der unterschied¬ lichen Ansätze situationsabhängig gegeneinander abgewogen werden müssen:
- Abhängig vom Medium 2 breiten sich HF-Felder unterschiedlicher Frequenz unterschiedlich stark aus. Somit kann über die geeignete Wahl des Frequenzbereichs und der Sendeleistung des von dem RFID-Lesegerät 60/1 bis 60/5 und/oder von der RFID- Sonde 50 ausgestrahlten Feldes die Größe des Empfangsbereichs in gewissen Grenzen gewählt werden.
- Die Verwendung passiver RFID-Komponenten führt zu sehr kleinen Empfangsbereichen, semi-aktive ermöglichen deutlich größere Empfangsbereiche und aktive Komponenten erlauben zu¬ sätzlich die Skalierung des Empfangsbereichs über die Wahl der Sendeleistung. Allerdings haben diese drei unterschiedli¬ chen Realisierungen weitere Eigenschaften, die berücksichtigt werden müssen (Größe, Stromversorgung, etc.) . So kommen passive RFID-Komponenten ohne eigene Stromversorgung aus und ermöglichen so eine vergleichsweise geringe Baugröße und ein niedriges Gewicht. Aktive oder semi-aktive Komponenten sind typischerweise mit einer Batterie oder einer anderen geeigne¬ ten Stromversorgung ausgestattet, was sich negativ auf Größe und Gewicht auswirkt.
- Werden kleine Empfangsbereiche 71, 72 gewählt, kann sich je nach Bedarf die Anzahl der notwendigen Lesegeräte 60 erhöhen, insbesondere für den Fall der Notwendigkeit einer flächende¬ ckenden Lokalisierung. Interessieren lediglich die Werte an bestimmten Positionen des Kanalsystems 1, so reicht es aus, jeweils nur an genau den relevanten Stellen ein RFID- Lesegerät 60 mit eng begrenztem Empfangsbereich 71, 72 zu installieren .
Dies zusammenfassend kann grundsätzlich zwischen zwei Ansät¬ zen zur Lokalisierung der Messwerte unterschieden werden: 1) Bei ausreichend konstanter, bekannter oder ermittelbarer Strömungsgeschwindigkeit können anhand der Zeitstempel die Positionen berechnet werden, an denen die den Zeitstempeln zugeordneten Messwerte aufgenommen wurden. Hier ist ein vergleichsweise weitmaschiges Netz von RFID-Lesegeräten ausrei¬ chend .
2) Bei nicht bekanntem oder zu kompliziertem Strömungsverhalten sollte je nach Bedarf ein vergleichsweise engmaschiges Netz von RFID-Lesegeräten eingerichtet werden, da eine Berechnung der Positionen außerhalb der Empfangsbereiche zu un¬ zuverlässig ist. Im Extremfall können nur denjenigen Messwerten genaue Positionen zugeordnet werden, die im Empfangsbe¬ reich eines RFID-Lesegerätes aufgenommen wurden. Bei weniger kompliziertem Strömungsverhalten können auch denjenigen Messwerten Positionen zugeordnet werden, die zwar außerhalb eines Empfangsbereichs, jedoch in dessen unmittelbarer Nähe aufge¬ nommen wurden, so dass wiederum anhand der Zeitstempel bspw. modellbasiert eine ausreichend genaue Bestimmung der Position der Messwertaufnahme möglich ist. Das beste Ergebnis ist zu erreichen, wenn möglichst viele RFID-Lesegeräte mit möglichst kleinem Empfangsbereich und möglichst nah beieinander angeordnet werden.
Eine Erhöhung der Qualität und Zuverlässigkeit der mit dem System aus RFID-Lesegeräten 60 und RFID-Sonden 50 ableitbaren Aussage über den Zustand des Mediums 2 im Kanalsystem 1 kann über eine Erhöhung der Anzahl der über die RFID-Lesegeräte 60 an die Auswerteeinrichtung 80 übermittelten Messwerte erreicht werden. Hierzu kann über die Verkürzung des Messzyklus jeder einzelnen RFID-Sonde 50 die Anzahl der Messwerte erhöht werden. Alternativ oder zusätzlich ist die Anzahl der Messungen auch dadurch erhöhbar, dass eine größere Anzahl von RFID- Sonden 50 durch das Kanalsystem 1 geschleust wird. Beide Ma߬ nahmen führen zu einer Erhöhung der pro Volumeneinheit und/oder pro Zeiteinheit zur Verfügung stehenden Messwerte. Hieraus kann über geeignete mathematische Verfahren (z.B. Filterfunktionen) ein qualitativ hochwertiger Messwert ermittelt werden.
Ggf. anstehende Berechnungen können in der Auswerteeinheit 80 oder aber lokal in dem den jeweiligen Datensatz D empfangenden RFID-Lesegerät ausgeführt werden. Grundsätzlich ist es vorteilhaft, jegliche Berechnungen zentral in der Auswerte¬ einheit 80 auszuführen, so dass die Lesegeräte 60 lediglich dazu dienen, die ihre Empfangsbereiche 71, 72 passierenden RFID-Sonden 50 auszulesen und ggf. mit Energie zu versorgen und die ausgelesenen Daten an die Auswerteeinheit 80 weiter zu leiten.
Nachfolgend aufgeführte Möglichkeiten und Vorteile entstehen daraus, dass für die RFID-Sonden 50 in der hier vorgesehenen Anwendung nicht wie bisher ein vermaschtes Netz mit ständiger Kommunikationsverbindung aufgebaut, sondern die RFID- Technologie und die damit verbundene Parametrier- und Ska¬ lierbarkeit genutzt wird, um Messwerte direkt im Medium zu ermitteln, ggf. zu speichern und bei nächster Gelegenheit an das übergeordnete System zu kommunizieren:
- Möglichkeit der Messwertaufnahme an vielen unterschiedli¬ chen Positionen direkt im Medium, ohne permanente Kommunikationsanbindung der Sonde an eine zentrale Stelle;
- Möglichkeit der gleichzeitigen Ermittlung der Fließgeschwindigkeit des Mediums, insbesondere in Leitungssystemen mit weitestgehend (zumindest abschnittsweise) konstantem Leitungsquerschnitt ;
- genaue Lokalisierung zumindest derjenigen Messwerte, die direkt im Empfindlichkeitsbereich eines RFID-Lesegerätes aufgenommen wurden;
- Möglichkeit der Messwertaufnahme auch an Positionen zwi¬ schen den Empfindlichkeitsbereichen der Lesegeräte;
- Möglichkeit der wählbaren zeitlichen Auflösung über geeignete Parametrierung des Messzyklus in der RFID-Sonde; Qualität der Lokalisierung über Anzahl der RFID-Lesegeräte und geeignete Dimensionierung der Empfangsbereiche beein¬ flussbar;
Qualität der Messung über die Anzahl der eingebrachten RFID-Sonden beeinflussbar;
Möglichkeit der Wiederverwendung der RFID-Sonden;
Verwendbarkeit von aktiven, semi-aktiven oder passiven RFID-Sonden, d.h. Möglichkeit einer Kommunikation ohne Energieaufwand bei Verwendung passiver Sonden;
Möglichkeit der Nutzung einer komplett energielosen Variante der RFID-Sonde, wenn die Sonde die Energie aus einem vom Lesegerät abgestrahlten elektromagnetischen Feld bezieht; Verwendung wiederaufladbarer Energiespeicher in aktiven und semi-aktiven RFID-Sonden;
Möglichkeit der Lokalisierung und zusätzliche Aussagen über das Strömungsverhalten des Mediums 2 über die Integration eines Bewegungssensors in die RFID-Sonde.

Claims

Patentansprüche
1. Einrichtung zur Ermittlung zumindest eines Messwertes (M) in einem in einem Kanalsystem (1) befindlichen Medium (2), aufweisend:
- zumindest ein RFID-Lesegerät (60), welches derart am
Kanalsystem (1) anzuordnen ist, dass ein Empfangsbereich (71, 72) des RFID-Lesegerätes (60) in das Medium (2) gerichtet ist und dabei der Empfangsbereich (71, 72) einen begrenzten Raumbereich des Mediums (2) abdeckt, und
- zumindest eine RFID-Sonde (50) mit einer Sensorkomponente (51) zur Aufnahme des Messwertes (M) und einer RFID- Komponente (54) zur Kommunikation mit dem RFID-Lesegerät (60) ,
wobei die RFID-Sonde (50) ausgebildet ist, um
- in dem Medium (2) oder auf einer Oberfläche des Mediums (2) zu schwimmen,
- bei Vorliegen einer Strömung des Mediums (2) von dem
strömenden Medium (2) mitgenommen zu werden,
- mittels der Sensorkomponente (51) zumindest einen Messwert (M) in dem Medium (2) aufzunehmen und
- mittels der RFID-Komponente (54) einen Datensatz (D) an das RFID-Lesegerät (60) zu übertragen, wenn sich die RFID-Sonde (50) im Empfangsbereich (71, 72) des RFID-Lesegerätes (60) befindet, wobei der Datensatz (D) zumindest den
aufgenommenen Messwert (M) beinhaltet.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die RFID-Sonde (50) eingerichtet ist, um mehrere Messwerte (M) des Mediums (2) aufzunehmen, wobei
- die Messwerte (M) kontinuierlich oder in bestimmten
zeitlichen Abständen aufgenommen werden und
- die aufgenommenen Messwerte gemeinsam in dem Datesatz an das RFID-Lesegerät (60) übertragen werden, wenn sich die RFID-Sonde (50) im Empfangsbereich (71, 72) des RFID-
Lesegerätes (50) befindet.
3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die RFID-Sonde (50) derart eingerichtet ist, dass
- nur dann eine Aufnahme eines Messwertes durch die RFID- Sonde (50) erfolgt, wenn sich die RFID-Sonde (50) im
Empfangsbereich (71, 72) des RFID-Lesegerätes (60)
befindet, oder
- nur derjenige Messwert in den Datensatz (D) übertragen wird, der im Empfangsbereich (71, 72) des RFID-Lesegerätes (60) aufgenommen wurde.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die RFID-Sonde (50) eingerichtet ist, um zu jedem aufgenommenen Messwert (M) einen Zeitstempel (T) zu erzeugen, der den Zeitpunkt der Aufnahme des
jeweiligen Messwertes (M) angibt, wobei der Zeitstempel (T) in den Datensatz (D) zur Übertragung an das RFID-Lesegerät (60) mit aufgenommen wird.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die RFID-Sonde (50) einen Bewe¬ gungssensor (56) aufweist, der die Bewegung der RFID-Sonde (50) detektiert und Positionsdaten der RFID-Sonde (50) in Abhängigkeit von der Zeit ermittelt, wobei Bewegungsdaten um- fassend die Positionsdaten und die zugeordneten Zeitpunkte, zu denen sich die RFID-Sonde (50) an den Positionen befand, in den Datensatz (D) zur Übertragung an das RFID-Lesegerät (60) mit aufgenommen werden.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere RFID-Lesegeräte
( 60/ 1 , 60/5 ) vorgesehen sind, welche derart räumlich
verteilt am Kanalsystem (1) anzuordnen sind, dass die
jeweiligen Empfangsbereiche (71/1, 71/4, 71/5, 72/2, 72/3) der RFID-Lesegeräte ( 60/1, 60/5) in das Medium (2) gerichtet sind und dabei die Empfangsbereiche (71/1, 71/4, 71/5, 72/2, 72/3) unterschiedliche, begrenzte Raumbereiche des Mediums (2) abdecken.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Empfangsbereiche (72/2, 72/3) von zumindest zweien der RFID-Lesegeräte (60/2, 60/3) teilweise überlappen.
8. Kanalsystem (1) mit zumindest einem Kanal (20), in dem ein Medium führbar ist, mit einer Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
9. Verfahren zur Ermittlung zumindest eines ersten Messwertes (M) in einem in einem Kanalsystem (1) befindlichen Medium (2 ) , wobei
- zumindest ein RFID-Lesegerät (60) derart am Kanalsystem (1) angeordnet wird, dass ein Empfangsbereich (71, 72) des RFID-Lesegerätes (60) in das Medium (2) gerichtet ist und dabei der Empfangsbereich (71, 72) einen begrenzten
Raumbereich des Mediums (2) abdeckt,
- zumindest eine RFID-Sonde (50) mit einer Sensorkomponente (51) zur Aufnahme des ersten Messwertes (M) und einer RFID- Komponente (54) zur Kommunikation mit dem RFID-Lesegerät
(60) zu dem Medium (2) gegeben wird, wobei die RFID-Sonde (50) in dem Medium (2) oder auf einer Oberfläche des
Mediums (2) schwimmt und bei Vorliegen einer Strömung des Mediums (2) von dem strömenden Medium (2) mitgenommen wird, wobei die RFID-Sonde (50)
- den ersten Messwert (M) aufnimmt und
- einen Datensatz (D) an das RFID-Lesegerät (60) überträgt, wenn sich die RFID-Sonde (50) im Empfangsbereich (71, 72) des RFID-Lesegerätes (60) befindet, wobei der Datensatz (D) zumindest den ersten Messwert (M) beinhaltet.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die RFID-Sonde (50) eine Vielzahl von Messwerten (M) des Mediums (2) aufnimmt, wobei
- die Messwerte (M) kontinuierlich oder in bestimmten
zeitlichen Abständen aufgenommen werden und
- zumindest ein Teil der aufgenommenen Messwerte gemeinsam in dem Datesatz (D) an das RFID-Lesegerät (60) übertragen wird, wenn sich die RFID-Sonde (50) im Empfangsbereich (71, 72) des RFID-Lesegerätes (60) befindet.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass
- nur dann eine Aufnahme eines Messwertes durch die RFID- Sonde (50) erfolgt, wenn sich die RFID-Sonde (50) im
Empfangsbereich (71, 72) des RFID-Lesegerätes (60)
befindet, oder
- nur derjenige Messwert in den Datensatz (D) übertragen wird, der im Empfangsbereich (71, 72) des RFID-Lesegerätes (60) aufgenommen wurde.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass einem Messwert (M) , der zu einem
Zeitpunkt aufgenommen wird, zu dem sich die RFID-Sonde (50) im Empfangsbereich (71, 72) des RFID-Lesegerätes (60)
befindet, eine Position zugeordnet wird, die eindeutig von der Position des RFID-Lesegerätes (60) abhängt, in dessen Empfangsbereich (71, 72) sich die RFID-Sonde (50) zum
Zeitpunkt der Aufnahme des Messwertes befunden hat.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der RFID-Sonde (50) zu jedem
aufgenommenen Messwert (M) ein Zeitstempel (T) erzeugt wird, der den Zeitpunkt der Aufnahme des jeweiligen Messwertes (M) angibt, wobei der Zeitstempel (T) in den Datensatz (D) zur Übertragung an das RFID-Lesegerät (60) mit aufgenommen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zu jedem aufgenommenen Messwert (M) anhand des dem Messwert (M) jeweils zugeordneten Zeitstempels (T) und unter Berücksichtigung einer Strömungsgeschwindigkeit des Mediums (2) diejenige Position berechnet wird, an der sich die RFID-Sonde (50) zum Zeitpunkt der Aufnahme des jeweiligen Messwertes (M) befunden hat.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die RFID-Sonde (50) einen Bewegungssensor (56) aufweist, der die Bewegung der RFID-Sonde (50) detek- tiert und Positionsdaten der RFID-Sonde (50) in Abhängigkeit von der Zeit ermittelt, wobei Bewegungsdaten umfassend die
Positionsdaten und die zugeordneten Zeitpunkte, zu denen sich die RFID-Sonde (50) an den Positionen befand, in den
Datensatz (D) zur Übertragung an das RFID-Lesegerät (60) mit aufgenommen werden.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von RFID- Lesegeräten ( 60/1, 60/5) derart räumlich verteilt am
Kanalsystem (1) angeordnet wird, dass die jeweiligen
Empfangsbereiche (71/1, 71/4, 71/5, 72/2, 72/3) der RFID-
Lesegeräte ( 60/1, 60/5) in das Medium (2) gerichtet sind und dabei die Empfangsbereiche (71/1, 71/4, 71/5, 72/2, 72/3) unterschiedliche, begrenzte Raumbereiche des Mediums (2) abdecken .
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die RFID-Sonde (50)
- nach dem Übertragen des Datensatzes (D) an ein erstes
(60/1) der Vielzahl der RFID-Lesegeräte ( 60/1, 60/5) zumindest einen weiteren Messwert aufnimmt und
- einen Datensatz (D) an ein weiteres (60/2) der Vielzahl der RFID-Lesegeräte ( 60/1, 60/5) überträgt, wenn sich die RFID-Sonde (50) im Empfangsbereich (71, 72) des weiteren RFID-Lesegerätes (60/2) befindet, wobei der Datensatz (D) zumindest den weiteren aufgenommenen Messwert (M)
beinhaltet .
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zeitpunkt (Τ') einer Übertragung eines Datensatzes (D) an ein RFID-Lesegerät (60) ermittelt wird, indem - der Zeitpunkt (Τ') der Übertragung von der RFID-Sonde (50) bestimmt und an das RFID-Lesegerät (60) übermittelt wird oder
- der Zeitpunkt (Τ') des Empfangs des Datensatzes (D) am
RFID-Lesegerät (60) registriert und dem Datensatz
zugeordnet oder hinzugefügt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit des Mediums (2) berechnet wird
- anhand von Zeitstempeln (T) zu Messwerten (M) , die von zwei unterschiedlichen RFID-Lesegeräten (60/4, 60/5) in deren Empfangsbereichen (71/4, 71/5) aufgenommen wurden, oder
- anhand der Zeitpunkte (Τ') der Übertragungen der Datensätze (D) an die zwei unterschiedlichen RFID-Lesegeräte (60/4,
60/5) .
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