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DE102017128741A1 - Sensoranschlusselement für einen Sensor und Sensorsystem - Google Patents

Sensoranschlusselement für einen Sensor und Sensorsystem Download PDF

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Publication number
DE102017128741A1
DE102017128741A1 DE102017128741.8A DE102017128741A DE102017128741A1 DE 102017128741 A1 DE102017128741 A1 DE 102017128741A1 DE 102017128741 A DE102017128741 A DE 102017128741A DE 102017128741 A1 DE102017128741 A1 DE 102017128741A1
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DE
Germany
Prior art keywords
sensor
connection element
sensor connection
data
module
Prior art date
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Pending
Application number
DE102017128741.8A
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English (en)
Inventor
Stefan Robl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
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Publication date
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Priority to US16/204,617 priority patent/US10735834B2/en
Priority to CN201811448418.3A priority patent/CN109990828A/zh
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Abstract

Die Erfindung offenbart ein Sensoranschlusselement (11) für einen Sensor (1), umfassend: einen Energiespeicher (15); eine erste Datenverarbeitungseinheit (µCA), welcher ein erster Speicher zugeordnet ist, zum Verarbeiten von Daten und Ansteuern eines ersten Drahtlosmoduls (18); das erste Drahtlosmodul (18) zum Übertragen/Empfangen von Daten an/von ein/einem Anschlussgerät (7); und eine erste induktive Schnittstelle (13) zum Übertragen von Energie aus dem Energiespeicher (15) an den Sensor (1) und zum Übertragen/Empfangen von Daten an den/vom Sensor (1). Die Erfindung offenbart weiter ein energieautarkes Sensorsystem (10), umfassend das Sensoranschlusselement (11) und einen Sensor (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Sensoranschlusselement für einen Sensor und ein energieautarkes Sensorsystem.
  • Üblicherweise wird an einen Transmitter ein Kabel zur Verbindung an einen Sensor angeschlossen. Die Verbindung Kabel zu Sensor erfolgt häufig über eine Steckverbindung, beispielsweise durch galvanisch entkoppelte, insbesondere induktive Schnittstellen. Somit können kontaktlos elektrische Signale übertragen werden. Durch diese galvanische Trennung zeigen sich Vorteile hinsichtlich Korrosionsschutz, Potentialtrennung, Verhinderung mechanischer Abnutzung der Stecker usw. Von der Anmelderin werden solche Systeme unter der Bezeichnung „Memosens“ vertrieben.
  • Die angesprochenen induktiven Schnittstellen sind üblicherweise als System mit zwei Spulen realisiert, die beispielsweise mittels der angesprochenen Steckverbindung ineinandergesteckt werden. Typischerweise werden sowohl Daten (in beide Richtungen) als auch Energie (von Anschlussseite zu Sensorseite) übertragen. Die Energie muss dabei so groß sein, dass der angeschlossene Sensor ausreichend mit Energie versorgt wird und somit ein dauerhafter Messbetrieb gewährleistet ist.
  • Es gibt Anwendungen, bei denen eine Verwendung eines Kabels hinderlich oder gar unmöglich ist. Beispielweise kann hier eine Messung in einem Labor genannt werden. Eine weitere Anwendung kann die dauerhafte Messung an verschiedenen Stellen in Oberflächengewässern sein.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Sensoren ohne Kabelverbindung zu betreiben.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Sensoranschlusselement für einen Sensor, umfassend: einen Energiespeicher; eine erste Datenverarbeitungseinheit, welcher ein erster Speicher zugeordnet ist, zum Verarbeiten von Daten und Ansteuern eines Drahtlosmoduls; das erste Drahtlosmodul zum Übertragen/Empfangen von Daten an/von ein/einem Anschlussgerät; und eine erste induktive Schnittstelle zum Übertragen von Energie aus dem Energiespeicher an den Sensor und zum Übertragen/Empfangen von Daten an den/vom Sensor.
  • In einer Ausgestaltung ist der Energiespeicher ein Lithium-Ionen-Akku.
  • In einer Ausgestaltung ist das Anschlussgerät als Smartphone, Tablet, Phablet oder Computer ausgestaltet.
  • Die Daten, welche die Datenverarbeitungseinheit verarbeitet, sind etwa Messwerte sowie Berechnungen daraus, etwa Mittelungen, Glättung etc., oder Wandlungen in ein anderes Datenformat oder Anpassen auf ein bestimmtes Kommunikationssystem, etwa einen bestimmten Feldbus.
  • Daten, welche von dem ersten Drahtlosmodul gesendet und empfangen werden, sind etwa die bereits angesprochenen Messwerte, Berechnungen daraus oder Wandlungen davon. Darüber hinaus werden über das Drahtlosmodul auch Firmwareupdates, Änderungen von Einstellungen des Sensors oder des Sensoranschlusselements Metainformationen wie beispielsweise Standortinformationen oder den Messstellennamen etc. übertragen.
  • In einer Ausgestaltung ist das erste Drahtlosmodul als Bluetoothmodul, insbesondere mit dem Protokollstapel Low Energy, ausgestaltet. In einer Ausgestaltung ist das erste Drahtlosmodul als Mobilfunkmodul, insbesondere nach einem der Mobilfunkstandards GPRS, EDGE, UMTS, HSDPA, LTE oder 5G, ausgestaltet.
  • In einer Ausgestaltung umfasst das Sensoranschlusselement ein zweites Drahtlosmodul, insbesondere ein Mobilfunkmodul, insbesondere nach einem der Mobilfunkstandards GPRS, EDGE, UMTS, HSDPA, LTE oder 5G. In einer Ausgestaltung ist das zweite Drahtlosmodul als Bluetoothmodul, insbesondere mit dem Protokollstapel Low Energy, ausgestaltet.
  • In einer Ausgestaltung ist das Sensoranschlusselement wasserdicht zumindest nach der Schutzart IP68 ausgestaltet.
  • In einer Ausgestaltung ist der Energiespeicher drahtlos ladbar. In einer Ausgestaltung ist der Energiespeicher nach der Ladetechnik Qi ladbar.
  • In einer Ausgestaltung ist das Sensoranschlusselement schwimmfähig ausgestaltet. Dazu umfasst das Sensoranschlusselement einen Schwimmkörper, der an das Sensoranschlusselement angebracht wird. Der Schwimmkörper ist abnehmbar fest am Sensoranschlusselement angebracht. Der Schwimmkörper umschließt das Sensoranschlusselement und wird dann etwa mittels Bügelverschluss arretiert.
  • In einer Ausgestaltung umfasst der Schwimmkörper ein oder mehrere Solarzellen. Mittels dieser Solarzellen kann der Energiespeicher geladen werden. Der Schwimmkörper wird so angebracht, dass eine entsprechende Gegenstelle zum Energiespeicher diesem gegenüberliegt und diesen lädt. Somit kann gewährleistet werden, dass das Sensoranschlusselement dauerhaft mit Energie versorgt wird.
  • In einer Ausgestaltung umfasst das Sensoranschlusselement ein damit dauerhaft verbindbares Gegenstück, wobei das dauerhaft verbindbare Gegenstück mit einer kabelgebundenen Energiequelle, insbesondere einem USB-Ladegerät verbindbar ist, sodass sich eine kontinuierliche Stromversorgung des Sensoranschlusselements über das Stromnetz ergibt.
  • In einer Ausgestaltung werden andere Energiequellen für die dauerhafte Energieversorgung des Sensoranschlusselements bzw. des Energiespeichers verwendet. In Frage kommen insbesondere Techniken aus dem Bereich des Energy Harvestings, wie etwa Windkraft, Wellenbewegung, Erschütterung, Temperaturdifferenzen etc.
  • In einer Ausgestaltung umfasst das Sensoranschlusselement zumindest ein Solarmodul zum Laden des Energiespeichers. Dadurch kann das Sensoranschlusselement dauerhaft mit Energie versorgt werden ohne dass ein externes Bauteil an das Sensoranschlusselement angefügt werden muss.
  • In einer Ausgestaltung umfasst das Sensoranschlusselement zumindest ein Modul zur Positionsbestimmung, insbesondere ein GPS-Modul. Dadurch kann der Standort des Sensoranschlusselements immer bestimmt werden. Insbesondere bei der Anwendung im Oberflächengewässer ist eine Ortsbestimmung wichtig um Messdaten mit Ortsangaben verknüpfen zu können. Auch im Falle der manuellen Messwerterfassung ist eine Zuordnung von Messwert, Zeitstempel und Ort der Messung vorteilhaft.
  • In einer Ausgestaltung umfassen die Daten, die von und zu dem Anschlussgerät gesendet werden, auch Daten zur Positionsbestimmung. Wenn das Anschlussgerät seinerseits ein Modul zur Positionsbestimmung, insbesondere ein GPS-Modul, umfasst, werden dieses Ortsdaten des Anschlussgeräts an das Sensoranschlussmodul gesendet. In der ersten Datenverarbeitungseinheit werden diese Ortsdaten mit Messwerten, Zeitstempel o.ä. verknüpft.
  • In einer Ausgestaltung ist das Sensoranschlusselement explosionsgeschützt ausgestaltet, insbesondere nach einer Zündschutzart Ex-i, Ex-e oder Ex-d.
  • In einer Ausgestaltung umfasst das Sensoranschlusselement zumindest ein Bedienelement. Mittels des Bedienelements kann etwa das Sensoranschlusselement ein- bzw. ausgeschaltet werden. Weiter kann mittels des Bedienelements die Aufzeichnung eines Datensamples getätigt werden. So werden etwa durch Drücken des Bedienelements der Messwert, ein Zeitstempel und gegebenenfalls auch Ortskoordinaten gespeichert. In einer Ausgestaltung ist das Bedienelement als mechanischer Tastschalter realisiert. In einer Ausgestaltung ist das Bedienelement ein berührungssensitives elektronisches Sensorfeld.
  • In einer Ausgestaltung umfasst das Sensoranschlusselement zumindest ein Anzeigeelement, insbesondere eine LED. In einer Ausgestaltung umfasst das Sensoranschlusselement ein Display. In einer Ausgestaltung ist das Display als LCD, OLED-Display oder elektronisches Papier, englisch e-ink, realisiert.
  • In einer Ausgestaltung umfasst das Sensoranschlusselement einen Lautsprecher, insbesondere einen Piezo-Lautsprecher. Mittels des Lautsprechers kann ein Anwender direkte Rückmeldung vom Sensor oder Sensoranschlusselement bekommen ohne auf ein etwaiges Display oder das Anschlussgerät schauen zu müssen. Über den Lautsprecher können in einer Ausgestaltung Meldungen mittels Pieps-Signalen ausgegeben werden. Über den Lautsprecher können in einer Ausgestaltung Meldungen wie „Messung erfolgt“, „Kalibrierung erfolgreich“ oder auch der vollständige Messwert etc. in Sprache ausgegeben werden.
  • In einer Ausgestaltung umfassen die Daten, die von und zu dem Anschlussgerät gesendet werden, auch Daten zur Sprachausgabe. Wenn das Anschlussgerät seinerseits einen Lautsprecher oder Allgemein ein Audiomodul umfasst, werden die an das Anschlussgerät gesendeten Daten zur Sprachausgabe vom Anschlussgerät ausgegeben.
  • Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein energieautarkes Sensorsystem, umfassend: ein Sensoranschlusselement wie obenstehend beschrieben; und einen Sensor, umfassend: eine zweite induktive Schnittstelle, die komplementär zur ersten induktiven Schnittstelle ausgestaltet ist; zumindest ein Messelement zur Erfassung einer Messgröße der Prozessautomatisierungstechnik; und eine zweite Datenverarbeitungseinheit, welche von der Messgröße abhängige Daten über die zweite induktive Schnittstelle an die erste induktive Schnittstelle des Sensoranschlusselements überträgt und Daten darüber empfängt.
  • In einer Ausgestaltung ist der Sensor zylinderförmig mit einem Durchmesser von etwa 12 mm ausgestaltet.
  • In einer Ausgestaltung ist der Sensor als pH-, Redox-, Leifähigkeits- oder gelöster Sauerstoff-Sensor ausgestaltet.
  • In einer Ausgestaltung ist das Sensorsystem schwimmfähig ausgestaltet. Dazu umfasst das Sensorsystem einen Schwimmkörper, der an das Sensorsystem angebracht wird. Der Schwimmkörper ist abnehmbar fest am Sensorsystem angebracht. Der Schwimmkörper umschließt das Sensorsystem und wird dann etwa mittels Bügelverschluss arretiert. In einer Ausgestaltung umfasst der Schwimmkörper ein oder mehrere Solarzellen. Mittels dieser Solarzellen kann der Energiespeicher geladen werden. Der Schwimmkörper wird so angebracht, dass eine entsprechende Gegenstelle zum Energiespeicher diesem gegenüberliegt und diesen lädt. Somit kann gewährleistet werden, dass das Sensoranschlusselement dauerhaft mit Energie versorgt wird.
  • In einer Ausgestaltung umfasst das Sensorsystem eine Öse für ein Rückholseil. Mittels des Rückholseils kann das Sensorsystem zurück in die Hände des Anwenders geholt werden, wenn sich dieses im zu messenden Medium befindet.
  • Dies wird anhand der nachfolgenden Figuren näherer erläutert.
    • 1 zeigt das beanspruchte Sensorsystem.
    • 2 zeigt das beanspruchte Sensorsystem beim Laden.
  • 3a/b/c/d/e zeigen das beanspruchte Sensorsystem in verschiedenen Anwendungssituationen.
  • In den Figuren sind gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Das beanspruchte Sensorsystem in seiner Gesamtheit hat das Bezugszeichen 10 und ist in 1 dargestellt. Ein Sensorsystem 10 umfasst einen Sensor 1 und ein Sensoranschlusselement 11.
  • Der Sensor 1 umfasst zumindest ein Sensorelement 4 zum Erfassen einer Messgröße. Bei dem Sensor 1 handelt es sich dann etwa um einen pH-Sensor, auch als ISFET, im Allgemeinen einen ionenselektiven Sensor, einen Sensor zur Messung des Redoxpotentials, des Sauerstoffs, insbesondere gelöster Sauerstoff, der Leitfähigkeit, oder der Temperatur mit der jeweils entsprechenden Messgröße. In 1 misst der Sensor einen Messwert eines Mediums 5 in einem Becherglas 6.
  • Der Sensor 1 umfasst einen Kupplungskörper 2, welcher eine Schnittstelle 3 umfasst. Die Schnittstelle 3 ist zur Übertragung eines von der Messgröße abhängigen Werts an eine Schnittstelle 13 des Sensoranschlusselements 11 ausgestaltet. Der Sensor 1 umfasst eine Datenverarbeitungseinheit µCS, etwa einen Mikrocontroller, welcher die Werte der Messgröße verarbeitet, etwa in ein anderes Datenformat wandelt. So kann etwa eine Mittelung, Vorverarbeitung und Digitalwandlung durch die Datenverarbeitungseinheit µCS erfolgen.
  • Das Anschlusselement 11 umfasst die Schnittstelle 13, wobei diese Schnittstelle 13 komplementär zur anderen Schnittstelle 3 ausgestaltet ist. Das Anschlusselement 11 umfasst ebenfalls eine Datenverarbeitungseinheit µCA.
  • Die Datenverarbeitungseinheit µCA kann als Repeater für das gesendete Signal dienen. Dadurch erreicht man einen Vollzugriff auf alle adressierbaren Sensordaten. Eine mit dem Sensoranschlusselement 11 verbundene Datenbank kann dann all diese Daten ablegen und gegebenenfalls weiterverarbeiten.
  • Weiter kann die Datenverarbeitungseinheit µCA das Protokoll wandeln oder ändern. Beispielsweise können Daten in einem ersten Protokoll vom Sensor 1 an das Anschlusselement 11 übertragen werden, während die Datenverarbeitungseinheit µCA auf Seiten des Anschlusselements 11 dieses erste Protokoll in ein zweites Protokoll wandelt. Die Daten werden etwa drahtlos (siehe unten) über das zweite Protokoll versendet.
  • Das Sensoranschlusselement 11 und dabei insbesondere die intelligente Einheit µCA betreibt aber auch Signalverarbeitung. Neben der erwähnten Protokollwandlung werden von der Datenverarbeitungseinheit µCA auch mathematische Rechenoperationen durchgeführt, etwa eine Umrechnung der vom Sensor 1 gelieferten (Roh-)Messwerte in eine andere Bezugsgröße. Liefert der Sensor 1 eine Rohmesswert, etwa als Spannungssignal, so berechnet die Datenverarbeitungseinheit µCA je nach Sensor die entsprechende Messgröße, beispielsweise den pH-Wert. Als weiteres Beispiel soll hier die Abbildung einer Leitfähigkeit über ein oder mehrere Konzentrationstabellen auf eine Stoffkonzentration im Falle einer Leitfähigkeitsmessung.
  • Die Datenverarbeitungseinheit µCA umfasst einen Speicher in den Messdaten des Sensors 1 über einen längeren Zeitraum gespeichert werden können. Das Anschlusselement 11 besitzt Datenloggerfunktionalität.
  • Das Anschlusselement 11 umfasst einen zylindrischen Kupplungskörper 12, der komplementär zum Kupplungskörper 2 ausgestaltet ist und welcher mit einem hülsenförmigen Endabschnitt auf den ersten Kupplungskörper 2 aufsteckbar ist, wobei die Schnittstelle 13 in die Schnittstelle 3 gesteckt wird. Eine gegenteilige Anordnung, in der die Schnittstelle 13 hülsenartig und die Schnittstelle 3 steckerartig ausgestaltet ist, ist ohne erfinderisches Zutun möglich. Insbesondere wenn das Sensorsystem 10 in Oberflächengewässern verwendet wird ist eine feste und schwer lösbare Verbindung von Sensoranschlusselement 11 und Sensor 1 wichtig. Hierfür wird etwa ein Bügelverschluss verwendet. Dies wird bewirkt durch die oben beschriebene Anordnung mit den Kupplungskörpern 2,12.
  • Die Schnittstellen 3, 13 sind als galvanisch getrennte, insbesondere als induktive Schnittstellen ausgestaltet, die mittels einer mechanischen Steckverbindung miteinander koppelbar sind. Die mechanische Steckverbindung ist hermetisch dicht, so dass von außen keine Flüssigkeit, etwa das zu messende Medium, Luft oder Staub in das Innere von Anschlusselement 11 eindringen kann.
  • Die Schnittstellen 3, 13 sind als elektromagnetische Spulen ausgestaltet, im Rahmen dieser Anmeldung werden diese als Primärspule 13 und Sekundärspule 3 bezeichnet. Im Rahmen dieser Anmeldung sollen die Begriffe „induktive Schnittstelle“ und „Spule“ gleich verwendet werden. Über die Schnittstellen 3, 13 werden Daten (bidirektional) und Energie (unidirektional, d.h. vom Sensoranschlusselement 11 zum Sensor 1) gesendet bzw. übertragen.
  • Das Sensoranschlusselement 11 umfasst einen Energiespeicher 15. Mittels des Energiespeichers 15 wird Energie an den Sensor 1 übertragen. Das Sensorsystem 10 kann somit als energieautark betrachtet werden. Der Energiespeicher 15 ist als Lithium-Ionen-Akkumulator ausgestaltet. Der Energiespeicher 15 wird drahtlos geladen, siehe dazu 2. Dazu wird bevorzugt die Ladetechnik „Qi“ verwendet. 2 zeigt die Ladeplatte Qi als Gegenstück zum Energiespeicher 15 und zum Laden desselben. Alternativ oder zusätzlich kann Energiespeicher 15 mittels der Solarzelle 16 geladen werden.
  • Das Sensoranschlusselement 11 umfasst ein Drahtlosmodul 18 zum Übertragen und Empfangen per Funkverbindung 8 von Daten an ein Anschlussgerät 7. Das Anschlussgerät 7 ist etwa ein Smartphone oder Tablet, kann aber auch als Computer ausgestaltet sein, siehe etwa 3e. Bei den „Daten“ kann es sich um Messdaten des Sensors 1 handeln. Bei den „Daten“ kann es sich aber auch um Konfigurationswerte (Parameter) des Sensors 1 handeln. Dabei wird der Sensor 1 über das Anschlussgerät 7 parametriert und mittels der Schnittstelle 18 an das Sensoranschlusselement 11 und dann den Sensor 1 übertragen. Das Anschlussgerät 7 verfügt über eine entsprechende Schnittstelle bzw. Sende-/Empfangsmodul. Das Modul 18 ist etwa als Bluetooth-Schnittstelle ausgestaltet. Die Bluetooth-Schnittstelle genügt insbesondere dem Protokollstapel Low Energy als „Bluetooth Low Energy“ (auch als BTLE, BLE, oder Bluetooth Smart bekannt). Das Anschlusselement 11 genügt somit zumindest dem Standard „Bluetooth 4.0“.
  • Das Sensoranschlusselement 11 ist explosionsgeschützt ausgestaltet, insbesondere nach einer Zündschutzart Ex-i, Ex-e oder Ex-d.
  • Das Sensoranschlusselement 11 umfasst ein Anzeigeelement 14. Das Anzeigeelement 14 ist als LED ausgestaltet. Mehre Anzeigeelemente 14 sind ebenfalls möglich. Über das Anzeigeelement kann der Anwender etwa den Status des Sensorsystems 10 ablesen. Mögliche Werte, die etwa farblich oder in einem bestimmten Blinkmuster des Anzeigeelements dargestellt werden, sind Messen, Kalibrieren, Wartung, niedriger Ladezustand, Systemfehler etc.
  • Alternativ oder zusätzlich umfasst das Sensoranschlusselement 11 ein Display 25. Das Display 25 ist als LCD, OLED oder als elektronisches Papier, englisch e-ink, ausgestaltet. Das Display ist in den 3a und 3b gezeigt.
  • Das Sensoranschlusselement 11 umfasst einen Lautsprecher 24, der ebenfalls in den 3a und 3b gezeigt ist. Der Lautsprecher 24 dient zum Ausgeben von akustischem Feedback an den Anwender. Dem Anwender wird so mittgeteilt, dass eine Messung fertig, eine Kalibrierung erfolgreich etc. ist. Die Ausgabe erfolgt entweder mittels Pieps-Signalen oder in Form von Sprache. Es können auch Daten zur Sprachausgabe an das Anschlussgerät 7 gesendet werden, welches diese dann ausgibt.
  • Das Sensoranschlusselement 11 umfasst ein oder mehrere Bedienelemente 20. Über die Bedienelemente 20 kann eine Bedienung des Sensorsystems 10 vorgenommen werden, etwa zum Ein- und Ausschalten, Starten einer Messung, Kalibrierung, um eine Funkverbindung 8 aufzubauen („pairing“) etc. Weiter kann über ein Bedienelement ein Datensatz gespeichert werden, also Messdaten, Zeitstempel und gegebenenfalls Ortskoordinaten.
  • Das Sensoranschlusselement 11 umfasst ein Mobilfunkmodul 19, etwa nach einem der Standards GPRS, EDGE, UMTS, HSDPA, LTE oder 5G. Über das Mobilfunkmodul 19 können Messdaten des Sensors 1 an eine geeignete Gegenstelle gesendet werden. Dies ist vor allem sinnvoll beim Einsatz des Sensorsystems 10 in Oberflächengewässern oder abgelegenen Regionen.
  • Das Sensoranschlusselement 11 umfasst ein Modul 17 zur Ortsbestimmung, etwa ein GPS-Modul. Somit kann das Sensorsystem 10 wiedergefunden werden, wenn es nicht fest installiert ist und ermöglicht zudem eine Ortszuordnung der ermittelten Messwerte. Alternativ oder zusätzlich wird ein Modul zur Ortsbestimmung vom dem Anschlussgerät 7 verwendet. Das Anschlussmodul 7 sendet dazu die Ortsdaten an das Sensoranschlusselement 11, welches diese Daten verarbeitet und gegebenenfalls mit Messwerten, Zeitstempel etc. verknüpft.
  • 3 zeigt verschieden Anwendungsmöglichkeiten des Sensorsystems 10. 3a zeigt nochmals die Anwendung in einem Becherglas 5. 3b zeigt die Anwendung in einem fließenden Gewässer, etwa in einem Fluss.
  • 3c zeigt die Anwendung in einem Oberflächengewässer, etwa in einem Fluss oder See. Das Sensorsystem 10 umfasst dazu einen Schwimmring 21. Der Schwimmring 21 wird um den Sensor 1 herum angebracht. Das Sensorsystem 10 ist somit schwimmfähig. Das Sensoranschlusselement 11 ist wasserdicht nach zumindest dem Standard IP68 ausgestaltet. Der Sensor 1 umfasst einen Schutzkäfig 9, der den Sensor 1 und insbesondere das Messelement 4 vor Beschädigung, Zerstörung durch Steine, Schmutz etc. schützt. Das Sensorsystem 10 kann somit im Oberflächengewässer ausgesetzt werden. Mittels eingebautem Modul 17 zur Positionsbestimmung, kann somit für ein Oberflächengewässer festgestellt werden, an welchem Ort ein Messwert ermittelt wurde. Bei Bedarf können per Funkverbindung 8 und/oder Mobilfunkmodul 19 diese Daten versendet werden.
  • 3d zeigt die Anwendung in einer Kläranlage. Das Sensoranschlusselement 11 umfasst eine Öse 22 durch die ein Rückholseil 23 angebracht werden kann. Mittels des Seils 23 kann das Sensorsystem 10 einfach in das zu messende Medium 5 gelassen bzw. wieder herausgeholt werden. Gegebenenfalls umfasst der Sensor 1 in dieser Anwendung ebenfalls einen Schutzzylinder 9.
  • 3e zeigt die Anwendung in einem Labor. Dabei wird das Sensorsystem 10 etwa zur Messung von Medium 5 unter einem Abzug verwendet. Die Messdaten werden drahtlos 8 an ein Anschlussgerät 7, hier ein Laptop, gesendet.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Sensor
    2
    Kupplungskörper
    3
    Sekundärspule
    4
    Sensorelement
    5
    Medium
    6
    Becherglas
    7
    Anschlussgerät
    8
    Drahtlosverbindung
    9
    Schutzkäfig für 1
    10
    Sensorsystem
    11
    Sensoranschlusselement
    12
    Kupplungskörper
    13
    Primärspule
    14
    Anzeigeelement
    15
    Energiespeicher
    16
    Solarmodul
    17
    Modul zur Positionsbestimmung
    18
    Drahtlosmodul
    19
    Mobilfunkmodul
    20
    Bedienelement
    21
    Schwimmring
    22
    Öse
    23
    Rückholseil
    24
    Lautsprecher
    25
    Display
    Qi
    Ladeeinheit für 15
    µCA
    intelligente Einheit in 11
    µCS
    intelligente Einheit in 1

Claims (15)

  1. Sensoranschlusselement (11) für einen Sensor (1), umfassend - einen Energiespeicher (15), - eine erste Datenverarbeitungseinheit (µCA), welcher ein erster Speicher zugeordnet ist, zum Verarbeiten von Daten und Ansteuern eines ersten Drahtlosmoduls (18), - das erste Drahtlosmodul (18) zum Übertragen/Empfangen von Daten an/von ein/einem Anschlussgerät (7), und - eine erste induktive Schnittstelle (13) zum Übertragen von Energie aus dem Energiespeicher (15) an den Sensor (1) und zum Übertragen/Empfangen von Daten an den/vom Sensor (1).
  2. Sensoranschlusselement (11) nach Anspruch 1, wobei das erste Drahtlosmodul (18) als Bluetoothmodul, insbesondere mit dem Protokollstapel Low Energy, ausgestaltet ist.
  3. Sensoranschlusselement (11) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Energiespeicher (15) drahtlos ladbar ist, insbesondere nach der Ladetechnik Qi.
  4. Sensoranschlusselement (11) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei es zumindest ein Solarmodul (16) zum Laden des Energiespeichers (15) umfasst.
  5. Sensoranschlusselement (11) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, das wasserdicht zumindest nach der Schutzart IP68 ausgestaltet ist.
  6. Sensoranschlusselement (11) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, das zumindest ein Modul (17) zur Positionsbestimmung, insbesondere ein GPS-Modul, umfasst.
  7. Sensoranschlusselement (11) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, das ein zweites Drahtlosmodul (19), insbesondere ein Mobilfunkmodul, umfasst, insbesondere nach einem der Mobilfunkstandards GPRS, EDGE, UMTS, HSDPA, LTE oder 5G.
  8. Sensoranschlusselement (11) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, das explosionsgeschützt ausgestaltet ist, insbesondere nach einer Zündschutzart Ex-i, Ex-e oder Ex-d.
  9. Sensoranschlusselement (11) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, das zumindest ein Bedienelement (20) umfasst.
  10. Sensoranschlusselement (11) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, das zumindest ein Anzeigeelement (14), insbesondere eine LED, umfasst.
  11. Sensoranschlusselement (11) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, das einen Lautsprecher (24), insbesondere einen Piezo-Lautsprecher, umfasst.
  12. Energieautarkes Sensorsystem (10), umfassend - ein Sensoranschlusselement (11) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, und - einen Sensor (1), umfassend ■ eine zweite induktive Schnittstelle (3), die komplementär zur ersten induktiven Schnittstelle ausgestaltet ist, ■ zumindest ein Messelement (4) zur Erfassung einer Messgröße der Prozessautomatisierungstechnik, und ■ eine zweite Datenverarbeitungseinheit (µCS), welche von der Messgröße abhängige Daten über die zweite induktive Schnittstelle (3) an die erste induktive Schnittstelle (13) des Sensoranschlusselements (11) überträgt und Daten darüber empfängt.
  13. Sensorsystem (10) nach Anspruch 12, wobei der Sensor (1) als pH-, Redox-, Leifähigkeits- oder gelöster Sauerstoff-Sensor ausgestaltet ist.
  14. Sensorsystem (10) nach Anspruch 12 oder 13, das schwimmfähig ausgestaltet ist.
  15. Sensorsystem (10) nach zumindest einem der Ansprüche 12 bis 14, das eine Öse (22) für ein Rückholseil (23) umfasst.
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