改进的微型独立数据监测和存储传感器制造技术

一种改进的数据输出检索通信方法及设备，用于通过在公共读出站处形成的新颖的射频电容耦合通信通路，对便携式微型温度和相关传感器进行读取，其中传感器被携带至该公共读出站用于读出至公共计算机等。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及被编程，以在制药和其它制造及加工厂等远距离区域处监测物理参数，例如温度、湿度和压力的独立探针感测及处理器，这些数据的本地记录存储器，用于从不同的监测区域取出探针的设备，以及在读取器中央计算机位置的它们的记录数据的数字化读取；更具体地，本专利技术涉及消除了这种探针监测器的微型化结构和电池驱动电子线路方面的限制的改进，以及消除了对存储于多个探针中的记录数据进行中央读取的效率和设备方面的限制的改进。
技术介绍
这样的微型化记录器/传感器已经并正在广泛地应用于世界范围内的很多行业，特别是包括化学和药品加工领域等，用于在设备、加工容器等的不同的远程区域处的温度、湿度、压力、旋转和其它物理参数的监测。在现有的这些微型化记录器/传感器中，举例来说，其中包括丹麦的意莱伯公司(EllabA/S)在它们的题为“跟踪传感”(Tracksense)的公告中所描述的“跟踪/传感”(Track/sense)监测和记录系统，按照美国专利No.4,718,766的描述构造的美国科罗拉多Mesa实验室的“数据跟踪”(Datatrace)；在网页http//www.geminidataloggers.com中描述的英国、澳大利亚和美国的奥瑞集团(Orion Group)的“双子座数据记录器”(Gemini Data Loggers)；发动计算机公司(OnsetComputers Corporation)在其网站http//www.onsetcomputer.com上所描述的“HOBO”及其它数据记录器；在http//www.sensitech.com中描述的传感技术公司(Sensitech，Inc.)的“模板(Template)”和其它便携式温度获取及读出系统；瑞源仪器公司(Ryan Instruments)在http//www.ryaninst.com中描述的RL100温度监测器；以及更早的，P.Christiansen在1986年9月19日版的“Elecktronick”Vol.35，No.19中发表的题为“Temperaturverlaufe-An UnZugaanglichen StellenGemessin”的文章中、在法国专利2,219,405A(Felten和GuilleaumeCarlswerk)、英国专利GB2028614A(AEP International Ltd.)、WO8501817A(Thermo Electric Intemational)和德国专利DE 31396631(Bauer Bernhard)等中所描述的类似的微型远程温度传感器和计算机读出系统。这些装置中的很多具有一些共同的概念，包括内含传感器的便携式微型温度监测的导电密封外壳，和用于处理并以数字形式存储所感应到的信号，以便在传感器被取出时，根据被传输至在操作上独立的读出操纵单元的程序产生数字输出信号的微处理器，并且还具有处于密封容器内的内部电池。在这些类似的微型温度传感器外壳和用于从装置中提取数字输出信号数据的系统中，有几种不同的技术和结构。例如，上述意莱伯公司的装置使用穿过装置中所具有的透明窗的红外线光路；而作为另外一个例子的Mesa的装置，则使用导电外壳的两个绝缘部分作为双导体电子输出路径。根据支持本专利技术的发现，一种更简单、更低成本的改进型输出信号数据提取可通过新颖的电容耦合技术实现，而且无需求助于在不同环境中具有窗口制造、压力差、刮痕(scratching)和形成雾气等问题的光学输出通信，也无需求助于需要两个电绝缘的外壳触点用于输出，其中不锈钢或者类似的导电外壳本身不易弯曲形成这样的触点，而且这样的结构的机械容差的组合可能造成这种方法不可靠，且成本昂贵。
技术实现思路
相应地，本专利技术的一个目的使提供一种新的改进的上述类型及用途的微型密封外壳传感器，包括新颖的输出信号电容耦合通信通路结构，该结构极好地排除了前文所描述的现有技术的光学和两个绝缘外壳触点结构等的缺点。本专利技术的另一个目的还在于提供一种新颖的用于传导多个这种改进的传感器的读出的方法。本专利技术的另一个目的在于防止内部电池通过通信电路被意外充电。在下文中，特别是在权利要求中，将解释和描述其它和进一步的目的。总之，本专利技术包含一种用于输出存储在外壳传感器装置中的数字数据的方法，该装置包括由绝缘密封垫密封在一起的导电基座部分和罩盖部分，并在一远程位置监测诸如温度等参数以及存储相应的数字数据，该方法包括从这样的位置取出该装置并将其插入横截面比所述外壳稍大深度基本上等于基座部分的长度的导电井，以将外壳的基座部分与该井的内壁电容耦合；形成在从该井上方伸出的该外壳的罩盖部分周围的射频接地连接；通过建立穿过电容耦合和该井的外壁的数据输出射频通信通路，传送存储在外壳中的数据用于外部读出。下面详细说明优选及最佳方式设计与技术。附图说明下面将结合附图说明本专利技术。其中图1是显示上述类型的典型微型化数据传感器的基本部分的等轴示意图，其中所示出的这些基本部分被拆开用于圆柱外壳包装。图2是通信井的等轴图，其中从不同的远程监测区域取出的传感器被插入该通信井中以记录在监测期间累积的数据。图3是显示装配后的图1的单元插入图2的井中的横截面示意图，利用新颖的射频通信通路将单元的输出感测和存储数据传送到一计算机读取器。图4是施加至图3的井的电路侧的调制电传打字类型(teletype-style)的数字信号，加以“0”代码比特期间高频调制的示例性的波形。图5是根据本专利技术的优选实施例所使用的射频通信输出通路的简化等效电路图。具体实施例方式如前文所描述的，本专利技术涉及提供用于将存储在多个相同的小型电子传感器监测系统中的数据传送出去的改进的技术和结构，其中这些小型电子传感器监测系统被包含在封闭的例如便于清洗的不锈钢的金属外壳容器中。内部微处理器和电子系统由电池供电，这要求容器外壳可以拆开以便更换电池。容器通常在不利的，有时是爆炸性的环境中使用，并可能面临加工厂的不同位置处的高压和/或高度真空，这需要拆开的容器外壳的各部分之间的紧密的密封圈密封。通常，为了以最小的重量提供最大的压力差抵抗力使用球形或者圆柱形外壳。这些电子系统，例如可以被用于保持一个或多个放置在不利环境中用于监测、检测、存储和记录该环境内的条件的传感器，以便在被取出后在更有利的地点进行随后的分析。这样的系统的典型使用可以被特征化为多个独立传感器装置，实时地或者通过利用执行数据分析所处的公共点的存储-发送技术进行通信。利用这样的传感系统的电信号通信，对于传感器的校准，对于将一些独特的地址码编程装置中，对于试验的特定参数的编程，以及对于检索存储在传感器监测器中的输出数据以便进行试验后的分析等目的来说可能都是需要的。在图1中，如前文所述的这种特性的典型装置以装配图的形式示出，其中包含通过中间密封圈3，与罩盖部分2以密封形式装配的圆柱形导电空心外壳基座1。图中示出了微处理器、数据存储器等电路3和电池4可以插入到外壳1中，图中示出的参数传感器5(例如，温度)安装在罩盖2的外部。如前文所讨论的，存储在这些便携式传感监测器装置中的数字数据，将通过将多个装置从它们的不同的监测位置取出，并携带至一用于读出的公共主站而在一中央计算机处被输出并被读取。在消除前文所讨论的光学窗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将存储在外壳传感器装置中的数字数据输出的方法，该装置包括由绝缘密封垫密封在一起的导电基座部分和罩盖部分，并已在远程位置监测了例如温度的参数且已存储了相应的数字数据，该方法包括：从所述位置取出所述装置并将其插入截面尺寸比所述外壳稍大且深度基本上等于所述基座部分的长度的导电井中，以将所述外壳的基座部分与所述井的内壁电容耦合；形成关于从所述井上方伸出的所述外壳的罩盖部分的射频接地连接；以及通过穿过所述电容耦合和所述井的外壁的射频通信通路，传送存储在所述外壳中的数据用于外部读出。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼思布朗，
申请(专利权)人：凯伊器械公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]