本发明专利技术涉及一种传感器装置(5)及其运行方法。传感器装置(5)包括用于向传感器装置(5)供能的供能电池(7)，可检测供能电池(7)的运行状态数据的传感器单元(8)以及可将运行状态数据传输至评估系统(17)的通信单元(9)。在该方法中，利用传感器单元(8)在不同的测量时间点(t1、t2)检测供能电池(7)的运行状态数据，该运行状态数据通过通信单元(9)发送到评估系统(17)，并由评估系统(17)测定传感器装置(5)的能量需求并基于运行状态数据和能量需求生成用于传感器装置(5)的优化运行的操作推荐。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】传感器装置和用于其运行的方法
本专利技术涉及一种电池驱动的传感器装置和用于运行这种类型的传感器装置的方法。具体地，本专利技术涉及一种用于监控驱动系统、尤其是用于监控电机的传感器装置，以及一种用于运行这种传感器装置的方法。
技术介绍
尤其地，用于监控电机的传感器装置被称为智能传感器盒或状态监控盒(CM盒)，并检测测量数据，例如振动或温度。为了避免或减少布线量，此类传感器装置通常具有用于为其供能的电池和无线通信装置，特别是用于无线传输测量数据的装置，例如用于通过符合Bluetooth或WLAN标准的无线电信号进行通信的通信装置(WLAN＝无线局域网络)。在此，电池被理解为表示基于电化学的电能储存器，其可以被设计为可充电的或不可充电的。尤其地，在此属于这种电池的有蓄电池。用于传感器装置的电池是根据传感器装置的期望能量需求以及传感器装置的假定温度曲线来设计的，尤其是在传感器装置的电池容量和放电电流方面来进行设计。就蓄电池而言，除放电电流外，许多其他影响变量也会影响蓄电池的存储容量，例如温度、老化效应、恢复效应、蓄电池内阻损耗的增加以及蓄电池中电化学过程和电荷传输过程的速度受限。为了以针对传感器装置来最优地设计蓄电池，因此也必须考虑这些影响变量。然而，许多这些与电池设计有关的量，事先只能非常困难地进行估计或以高度的不确定性来进行估计。例如，传感器装置的能量需求包括用于获取和处理测量数据的能量需求以及(无线电)通信的能量需求。在估计能量需求时，还必须考虑：传感器装置通常以具有不同运行模式的混合运行的方式来运行，这些运行模式在其各自的能量需求方面彼此不同。在单个运行模式的实际运行中分配到各个运行模式的运行时间以及伴随于此分至相应运行模式的总能量需求事先很难估计，因为例如在利用传感器装置进行监控的驱动系统的关键运行状态下，需要在短时间内请求测量数据，以快速、可靠地监控驱动系统的状态。此外，传感器装置的能量需求以及电池的容量和老化效果都与温度高度相关。但是，对传感器装置的温度的温度变化的预测也存在很大的不确定性。因此，对于电池供能的传感器装置而言，预先可靠地确定最佳地适于传感器装置的实际运行的电池是极其困难的，并且实际上几乎是不可能的。因此，在传感器装置中的电池在传感器装置的运行期间通常被证实为不是规格不足就是规格过剩。在电池规格不足的情况下，传感器装置的功能受损，尤其是在为传感器装置提供的运行时间结束之前，传感器装置可能失效。在电池规格过剩的情况下，传感器装置通常没有被实施为成本最优的，因为使用了规格过高进而过于昂贵的电池。公开文献US2013/317659A1描述了一种具有低功率远程传感器的分布式无线监控系统，该系统包括在传感器上的数据编码/压缩，以减少通过传输和存储的功耗。监控系统还包括事件控制的运行/数据协议、事件触发阈值和相关模板的远程配置、分布式处理选项以及通过网络时间服务的传感器时钟同步。公开文献EP2830145A1描述了一种用于监控电池存储器的方法，该方法包括以下步骤：接收表征电池存储器系统特征的识别信息和指示至少一个电池存储器状态的特征数据；根据接收到的特征数据，从数据库中管理的老化模型中确定对应于至少一个电池存储器的老化模型，该模型显示更多电池存储设备的老化趋势；通过通信网络生成控制数据，以根据对应的老化模型在预定时间改善至少一个电池存储装置的老化状态；将生成的控制数据传输到电池存储系统；根据所传输的控制数据，控制电池存储系统中的至少一个电池存储器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种电池供能的传感器装置，该传感器装置尤其在其设计和运行方面得到改进。根据本专利技术，该目的通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求13的特征的传感器装置来实现。本专利技术的有利实施例是从属权利要求的主题。根据本专利技术的方法涉及传感器装置的运行，该传感器装置具有用于向该传感器装置供能的供能电池，可以检测该供能电池的运行状态数据的传感器单元，以及可以将该运行状态数据传输到评估系统的通信单元。在该方法中，在不同的测量时间用传感器单元检测运行状态数据，并通过通信单元将运行状态数据传输到评估系统，并由评估系统确定传感器装置的能量需求，并根据运行状态数据和能量需求生成针对传感器装置优化运行的操作推荐。各种电池类型的电池类型数据存储在评估系统中，评估系统根据运行状态数据，能量需求和电池类型数据确定优先电池类型，并将具有作为供能电池的、优先电池类型的电池的传感器装置的运行生成为操作推荐。由此，本专利技术提出，除了测量数据外(对其的检测是传感器装置的实际任务)，传感器装置还检测供能电池的运行状态数据并将其传输至评估系统。基于传感器装置的运行状态数据以及评估系统测定的能量需求，评估系统生成针对传感器装置的优化运行的操作推荐。本专利技术实现了在传感器装置的实际运行中监控供能电池的运行状态和传感器装置所需的能量，以推导出传感器装置的优化运行。本专利技术考虑，如上已阐述的那样，传感器装置的能量需求和对于供能电池来说重要的运行参数，例如电池温度的变化，很难预测并且具有很大的不确定性。在传感器装置的实际运行中对传感器装置的能量需求和供能电池的运行状态进行监控和评估，可以根据生成的操作推荐使传感器装置的运行匹配于实际运行中出现的状况，从而优化传感器装置的运行。在评估系统中提供有多种电池类型的电池类型数据，其中，由评估系统根据供能电池的运行状态数据、传感器装置的能量需求和电池类型数据确定优先电池类型，并生成具有将优先电池类型的电池作为供能电池的传感器装置的运行作为操作推荐。例如，将电池类型的制造商的数据表说明和/或该电池类型的至少一个电池过去所检测的运行状态数据设置为电池类型的电池类型数据。此外，将额定电池容量、关于电池温度和/或电池放电电流的电池容量、故障率、电池内部电阻、最大电池放电电流、额定电池电压和/或电池几何尺寸存储为一种电池类型的电池类型数据。本专利技术的一种设计方案提出，检测供能电池的电池电压和电池温度作为运行状态数据。电池电压和电池温度是供能电池的工作状态中对于传感器装置的运行来说最重要指标，因为供能电池的可用剩余容量尤其取决于它们的变化，或可以根据它们的变化进程推导出，并且与评估供能电池的工作状态有关的其他变量也取决于它们。例如，如果已知或检测到电池放电电流，则可以根据在不同测量时间检测到的电池电压和相关的电池放电电流来确定供能电池的电池内部电阻的时间变化。电池内部电阻随时间的进展可以有利地用于得出关于供能电池的老化进展的结论。本专利技术的另一设计方案提出，检测供能电池的电池放电电流作为运行状态数据。本专利技术的该实施例，例如对于测定电池内部电阻的时间进展，尤其在电池放电电流没有另外得知或以推导出时是有利的。本专利技术的另一设计方案提出，评估系统测定和评估电池温度在温度间隔上的频率分布和/或作为电池参数的电池电压、电池放电电流、电池内部电阻或者电池功率之一关于电池温度的值的分布，从而生成操作推荐。本专利技术的该设计方案考虑，供能电池的电池状态基本上取决于电池温度。因此，电池温度以及其他电池参数本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于运行传感器装置(5)的方法，所述传感器装置具有：用于为所述传感器装置(5)供能的供能电池(7)；能够检测所述供能电池(7)的运行状态数据的传感器单元(8)；以及通信单元(9)，利用所述通信单元能够将所述运行状态数据传输至评估系统(17)，其中/n-利用所述传感器单元(8)在不同的测量时间点(t1、t2)检测所述供能电池(7)的运行状态数据，/n-利用所述通信单元(9)将所述运行状态数据传输至所述评估系统(17)，并且/n-由所述评估系统(17)测定所述传感器装置(5)的能量需求，并根据所述运行状态数据和所述能量需求来生成用于所述传感器装置(5)的优化运行的操作推荐，/n其特征在于，/n在所述评估系统(17)中提供有多种电池类型的电池类型数据，由所述评估系统(17)根据所述运行状态数据、所述能量需求和所述电池类型数据来确定优先电池类型，并且将具有作为供能电池(7)的、所述优先电池类型的电池的所述传感器装置(5)的运行生成为操作推荐。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180221 EP 18157750.31.一种用于运行传感器装置(5)的方法，所述传感器装置具有：用于为所述传感器装置(5)供能的供能电池(7)；能够检测所述供能电池(7)的运行状态数据的传感器单元(8)；以及通信单元(9)，利用所述通信单元能够将所述运行状态数据传输至评估系统(17)，其中
-利用所述传感器单元(8)在不同的测量时间点(t1、t2)检测所述供能电池(7)的运行状态数据，
-利用所述通信单元(9)将所述运行状态数据传输至所述评估系统(17)，并且
-由所述评估系统(17)测定所述传感器装置(5)的能量需求，并根据所述运行状态数据和所述能量需求来生成用于所述传感器装置(5)的优化运行的操作推荐，
其特征在于，
在所述评估系统(17)中提供有多种电池类型的电池类型数据，由所述评估系统(17)根据所述运行状态数据、所述能量需求和所述电池类型数据来确定优先电池类型，并且将具有作为供能电池(7)的、所述优先电池类型的电池的所述传感器装置(5)的运行生成为操作推荐。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述供能电池(7)的电池电压(U)和电池温度(T)作为运行状态数据来检测。
3.跟据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述供能电池(7)的电池放电电流(I)作为运行状态数据来检测。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，由所述评估系统(17)测定并评估所述电池温度在温度间隔(ΔT)上的频率分布、和/或作为电池参数之一的电池电压(U)、电池放电电流(I)、电池内部电阻或电池功率(P)的值关于所述电池温度(T)的分布，以生成所述操作推荐。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由时间分量(Δt)和功率来测定所述能量需求，所述时间分量分别分配给所述传感器装置(5)在不同的运行模式(M1至M4)中的运行，该功率分别是所述传感器装置(5)在所述运行模式(M1...
【专利技术属性】
技术研发人员：于尔根·策特纳，迪尔克·沙伊布纳，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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