(57)【要約】【課題】ハウジング（４１）の内部に一体に収納されたバッテリなしセンサ（４０）と、ハウジング（２１）の内部に一体に収納された読み取り装置（２０）とを具備する無線バッテリなしアセットセンサ／通信システム（１０）。【解決手段】読み取り装置（２０）は手持ちポータブルデータコレクタ（ＰＤＡ）に結合され、時変信号Ｓ１を無線送信する。この信号がバッテリなしセンサ（４０）で検出されると、バッテリなしセンサ（４０）は無線送信された信号からパワーを取り出し、起動し、その後、機械Ｍなどのアセットからアナログ信号（１０２）を測定／感知し、それをデジタルアセットデータ（１０４）に変換する。デジタルアセットデータ及びオプションとして格納されているアセット情報は、アセットデータ及び情報を読み取り装置（２０）へ返送するために送信信号（Ｓ１）を変調するためにフォーマッティングされ、読取装置（２０）において、変調された送信信号（Ｓ２）は復調され、ＰＤＣ（６０）へ通信される。【選択図】　　　　　　図３
2004133893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フリースペースを介して信号を送信する送信手段（２２、２４）、及び前記送信手段に動作結合され、前記送信信号の変化を検出し、前記検出された変化をデジタル値に変換し、前記デジタル値をポータブルデータコレクタへ送信する検出手段（２６、２８、３０）を組み合わせて具備する読み取り装置（２０）と、
アセットに動作結合され、物理的アセットパラメータを測定し、それと相関するアナログ信号（１０２）を出力する変換器（４２）、前記送信信号を受信し、その信号からパワーを取り出すパワー取り出し手段（４８）、前記パワー取り出し手段と前記変換器の双方に動作結合され、前記アナログ信号をサンプリングし、前記アナログ信号を前記測定された物理的アセットパラメータと相関するデジタル化信号（１０４）にデジタル化するサンプリング／デジタル化手段（５２）、および、前記サンプリング／デジタル化手段に接続され、前記受信された送信信号を前記測定された物理的アセットパラメータと相関する前記デジタル化信号の関数として変調して、前記読み取り装置から送信される前記送信信号を変化させることにより変調送信信号を作成する変調手段（５４）を組み合わせて具備するバッテリなしセンサ（４０）とを組み合わせて、
前記読み取り装置の前記検出手段（２６）は前記変調送信信号を検出して、それをデジタル値に変換し、前記デジタル値を更に処理するためにポータブルデータコレクタ（６０）へ送信するアセットパラメータ感知通信システム。
【請求項２】
前記フリースペースを介して信号を送信する手段及び前記送信信号を受信する手段は、オープンエアインタフェースを使用する２つの同調コイル（２４、４４）を含み、２つの同調コイルを使用するオープンエアインタフェースを介して前記測定された物理的アセットパラメータと相関するパワー及びデータを転送する請求項１記載の装置。
【請求項３】
アセットは機械である請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記測定される物理的アセットパラメータはアセットにより発生される振動信号である請求項３記載の装置。
【請求項５】
センサコイル（４４）及び読み取りコイル（２４）から構成され、オープンエアインタフェースを使用して、フリースペースを介して信号を送信し、オープンエイアインタフェースを介して測定された物理的アセットパラメータ及びパワーと相関するデータを無線送信する２つの同調コイル（２４、４４）と、
アセットに動作結合され、物理的アセットパラメータを測定し、それと相関するアナログ信号（１０２）を出力する変換器（４２）と、
前記センサコイルに動作結合され、前記送信信号からパワーを取り出すパワー取り出し手段（４８）と、
前記パワー取り出し手段と前記変換器の双方に動作結合され、前記アナログ信号をサンプリングし、前記アナログ信号を前記測定された物理的アセットパラメータと相関するデジタル化信号にデジタル化するサンプリング／デジタル化手段（５２）と、
前記サンプリング／デジタル化手段に接続され、前記送信信号に変化を起こすように、前記送信信号を前記測定された物理的アセットパラメータと相関する前記デジタル化信号の関数として変調する変調手段（５４）と、
前記読み取りコイルに動作結合され、前記測定された物理的アセットパラメータの関数としてアセットを監視するために、前記送信信号の前記変化を検出し、前記検出された変化をデジタル値に変換し、前記デジタル値をポータブルデータコレクタへ送信する検出手段（２６、２８、３０）とを組み合わせて具備するアセットパラメータ感知通信システム。
【請求項６】
アセットは機械である請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記測定される物理的アセットパラメータはアセットにより発生される振動信号である請求項６記載の装置。
【請求項８】
バッテリなしセンサ（４０）及び読み取り装置（２０）を組み合わせて具備し、
前記読み取り装置（２０）は、
ほぼ一定の周波数を有する時変波形を発生する発振器手段（２２）と、
前記発振器手段に動作結合され、フリースペースを介して信号を送信する読み取りコイル（２４）と、
前記読み取りコイルに動作結合され、前記送信信号の振幅の変化を検出する復調器手段（２６）と、
前記復調器手段に動作結合され、前記送信信号の振幅の検出された変化を一連のデジタルパルスに変換する信号調整回路（２８）と、
前記信号調整回路に動作結合され、前記信号調整回路からの前記一連のデジタルパルスをデジタル語に変換し、前記デジタル語を結合されているポータブルデータコレクタ（６０）へ送信する第１のマイクロプロセッサ（３０）とを組み合わせて具備し、
前記バッテリなしセンサ（４０）は、
アセットに動作結合され、物理的アセットパラメータを測定し、それと相関するアナログ信号を出力する変換器（４２）と、
前記読み取りコイルから前記送信信号を受信するセンサコイル（４４）と、
前記センサコイルに接続され、前記受信された送信信号からパワーを取り出すパワー取り出し手段（４８）と、
サンプリング手段（５２）及び変調手段（５４）を含み、前記パワー取り出し手段に接続されて、前記パワー取り出し手段により給電される回路手段（４６）とを組み合わせて具備し、
前記サンプリング手段は前記変換器に接続され、前記アナログ信号をサンプリングし、前記アナログ信号を前記測定された物理的アセットパラメータと相関するデジタル化信号にデジタル化し、
前記変調手段は前記サンプリング手段及び前記センサコイルに接続され、前記受信された送信信号を前記デジタル化信号の関数として変調して、変調信号を作成し、前記バッテリなしセンサが前記読み取り装置からパワーを無線で受信し且つ前記読み取り装置へ情報を無線送信するために前記送信信号を使用するように、前記読み取り装置へ前記測定された物理的アセットパラメータと相関するデータを送信し、
前記変調信号は前記送信信号の振幅に前記変化を発生させ、アセットを前記測定された物理的アセットパラメータの関数として監視するために、前記変化は前記変調器手段により検出され、前記信号調整回路により変換され、前記第１のマイクロプロセッサにより変換され、且つ前記第１のマイクロプロセッサによりポータブルデータコレクタへ送信されるアセットパラメータ感知通信システム。
【請求項９】
前記バッテリなしセンサは、符号化アセット情報が格納されるメモリ（５９）と、前記メモリ及び前記変調手段に動作結合され、前記変調手段が前記送信信号を前記符号化アセット情報の関数として変調して、前記符号化アセット情報と相関する情報を送信し、それにより、前記バッテリなしセンサがフリースペースを介して送信される前記送信信号を操作することによりパワーを受信すると同時に、情報を通信するように、前記メモリから前記符号化アセット情報を読み取り、前記符号化アセット情報を前記変調手段に供給するプロセッサ手段（５８）とを更に含む請求項８記載のアセットパラメータ感知通信システム。
【請求項１０】
アセットパラメータを感知し、通信する方法において、
物理的アセットパラメータを感知するためにアセットにバッテリなしセンサ（４０）を装着する過程と、
前記バッテリなしセンサに隣接して読み取り装置（２０）を保持することにより前記バッテリなしセンサに給電し、前記読み取り装置から前記バッテリなしセンサへ信号を無線送信する過程と、
前記バッテリなしセンサによって物理的アセットパラメータを感知し、それらをデジタル化する過程と、
前記無線送信される信号を前記デジタル化物理的アセットパラメータの関数として前記バッテリなしセンサによって変調する過程と、
前記バッテリなしセンサ（４０）が前記読み取り装置（２０）からの前記無線送信信号により無線で給電され、且つ前記読み取り装置（２０）からの前記無線送信信号を変調することにより前記読み取り装置（２０）へ情報を無線送信するように、前記感知された物理的アセットパラメータと相関するデータを前記バッテリなしセンサによって前記読み取り装置（２０）へ送信する過程とから成る方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般にアセット感知通信システムに関し、特に、多種多様な機械装置及びプロセスのグループを含むアセットを監視し、保護し且つ／又は管理するためにポータブルデータコレクタ（ＰＤＣ）装置と共に使用するための無線バッテリなしアセットセンサ及び通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
振動測定システムなどの今日のアセット感知通信システムは、有線の永久装着型変換器／通信システム；無線の、バッテリから給電される永久装着型変換器及び一時装着型変換器／通信システム；一時装着型で、無線の、バッテリから給電される手持ち変換器システムから構成されている。
【０００３】
無線パワー転送及び無線通信は永久的な配線を行うための高いコストを不要にする。
【０００４】
有線システムの場合、関連費用も高くなる。どの配線にも配線図、保護導管及び設置が必要である。配線部の設置費用はセンサ自体の価格をすぐに上回ってしまう。
【０００５】
無線のバッテリ給電変換器／通信システムは永久的に配線を敷設するための高いコストを不要にし、ポータブルデータコレクタ（ＰＤＣ）と共に使用できることがわかっている。
【０００６】
しかし、システムは数多くの点で問題を抱えている。第１に、バッテリの寿命は一定であり、今日の電力消費が少ないタイプであっても、バッテリの寿命は数年に限られるであろう。測定ポイントが数千ヶ所あることを考えると、１日に平均で４ヶ所以上の測定ポイントのバッテリが故障する可能性がある。加えて、バッテリの交換も煩わしく、使用済みのバッテリの廃棄に関連して環境問題が存在する。更に、バッテリには温度条件の制限もあるため、ユーザがセンサを理想の測定場所に配置できない場合も起こりうるであろう。
【０００７】
また、一時的に装着される種類の変換器や、手持ち変換器を、測定に際して最適の一貫性を得るために機械の厳密に同じ場所に、同じ角度で配置し、同じ圧力を加えることは困難である。従って、無線の、バッテリから給電される永久装着型変換器は一装着型変換器又は手持ち変換器よりすぐれたデータ一貫性を提供するであろう。しかし、先に述べた通り、それらのシステムには、バッテリの寿命が一定であること、バッテリを交換するのが煩わしいこと、環境に関して重大な問題を起こしやすいこと、及び温度条件に制限があるために、ユーザがセンサを理想の測定場所に配置できない場合があることなどの問題がある。
【０００８】
以上の理由により、無線の、バッテリにより給電される永久装着型変換器及び一時装着型変換器／通信システム、並びに手持ち変換器／通信システムと関連する問題を解決する必要がある。
【考案の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は多くの点で周知の従来の技術から区別される。第１に、本発明は、無線パワー転送、無線データ転送、及びアセットに永久的に装着できるセンサを提供する無線バッテリなしアセットセンサ／通信システムである。従って、本発明は、バッテリの寿命が一定であること、バッテリの交換が煩わしいこと、バッテリの廃棄に関する懸念、及びバッテリの温度条件に制限があるために、センサを理想的な測定場所に配置できない場合もあることなどを含む、バッテリ給電センサと関連するあらゆるバッテリの問題を直ちに解決するのである。更に、本発明は、機械などのアセットにおける厳密な測定場所にバッテリなしセンサを永久的に装着でき、バッテリなしセンサの装着角度及び加えられる圧力を厳密に維持し、それにより、最適の測定条件を変わらずに保ちつつ、センサからの一貫した無線データ転送を実現する。従って、本発明は、いくつかの重要な問題を組み合わせて解決する無線バッテリなしアセットセンサを提供する。すなわち、第１に、無線パワー転送により、特に、先に挙げたバッテリに関連する諸問題が排除され、第２に、無線パワー転送及び無線通信により特に永久配線にかかる高いコストの問題が排除される。更に、本発明は、より多くのデータを提供するために永久的に装着できる無線バッテリなしセンサを提供する。
【００１０】
好ましい一形態においては、無線バッテリなしアセットセンサ／通信システムは、アセットの物理的パラメータ又は特性を測定又は感知するためにアセットに動作結合された変換器と、フリースペースを介して信号を送信する読み取り装置の読み取りコイルからの送信信号を受信するセンサコイルと、センサコイルに結合され、受信された送信信号からパワーを取り出し、バッテリなしセンサに給電する台パワー整流器／調整器装置から構成されるバッテリなしセンサを含む。バッテリなしセンサは、特に、受信された送信信号からデータ速度クロックを発生するクロック発生器／コントローラと、クロック発生器／コントローラとの協調の下で、前記アナログ信号をサンプリングし、アナログ信号が感知された時点における感知アナログ信号の振幅とそれぞれ相関する２進コードを感知アナログ信号のｎ個のサンプルの各々に与えることにより、アナログ信号を前記測定されたアセットパラメータ又は特性と相関するデジタル化信号にデジタル化するデータ変換器と、受信された送信信号をデジタル化信号の関数として、又は２進コードの関数として変調し、測定されたアセットパラメータ又は特性と相関する情報を読み取り装置へ送信する変調信号を作成する変調手段とを更に含む。
【００１１】
好ましい一形態においては、読み取り装置は、フリースペースを介して上記の信号を送信するために上記の読み取りコイルを駆動するほぼ一定の周波数を有する時変波形を発生する発振器を含む。読み取り装置は、読み取りコイルに動作結合され、送信信号の変化を検出する復調器と、復調器に動作結合され、検出された送信信号の変化を一連のパルスに変換する信号調整回路と、信号調整回路に動作結合され、信号調整回路からの一連のパルスをデジタル語に変換し、アセットを監視し、保護し且つ／又は管理するために動作結合されているポータブルデータコレクタへそれらのデジタル語を送信するマイクロプロセッサとを更に含む。
【００１２】
従って、本発明は、読み取り装置から無線でパワーを受信し、読み取り装置へ、バッテリなしセンサにより測定又は感知されたアセットパラメータ又は特性と相関するデータを無線送信するために読み取り装置からの無線送信信号を使用する新規なバッテリなしセンサを提供する。そこで、読み取り装置は情報を調整、処理して、多様な機械装置及びプロセスのグループを含むセットを監視し、保護し且つ／又は管理するためのポータブルデータコレクタ（ＰＤＣ）へその情報を送信する。
【００１３】
更に、本発明を要約したところで、特許請求の範囲により記載されるような本発明の信の趣旨から逸脱せずに数多くの構造上の変形及び適応を実施できることは明白なはずである。
【００１４】
従って、本発明の第１の目的は新しく、新規で有用な無線バッテリなしアセットセンサ／通信システム、装置及び方法を提供することである。
【００１５】
本発明の別の目的は、多種多様な機械装置及びプロセスのグループを含むアセットを監視し、保護し且つ／又は管理するためのポータブルデータコレクタ（ＰＤＣ）装置と共に使用するための、先に特徴を示したようなシステムを提供することである。
【００１６】
本発明の別の目的は、バッテリなしセンサに無線で給電し、アセットの物理的パラメータ又は特性を感知し、バッテリなしセンサからポータブルデータコレクタ（ＰＤＣ）へ、測定されたアセットパラメータ又は特性と相関するデータを無線通信するために、ポータブルデータコレクタ（ＰＤＣ）装置と共に使用されるべきバッテリなしセンサ／無線データ／パワー通信システムを提供する、先に特徴を示したようなシステムを提供することである。
【００１７】
本発明の更に別の目的は、バッテリの寿命が一定であること、バッテリ交換が煩わしく、時間のかかる作業であること、及び使用済みバッテリの廃棄と関連する環境の問題のような問題を解決するために、バッテリなしセンサを提供する先に特徴を示したようなシステムを提供することである。
【００１８】
本発明の更に別の目的は、温度条件に制限があり、そのために、センサを理想の測定場所に配置できない場合が生じるというバッテリの問題を解決するために、バッテリなしセンサを提供する先に特徴を示したようなシステムを提供することである。
【００１９】
本発明の更に別の目的は、永久的な配線を行う場合のコスト高の問題を解決し、且つセンサ自体の費用をすぐに超えてしまう配線図の作成、保護導管及び設置の費用を含む有線システムの関連費用の問題を解決する無線パワー／データ送信を実行する、先に特徴を示したようなシステムを提供することである。
【００２０】
本発明の更に別の目的は、２つの同調コイルを使用してオープンエアを介してパワーを転送することによりバッテリを不要にした無線パワー／データ送信を実行する、先に特徴を示したようなシステムを提供することである。
【００２１】
本発明の更に別の目的は、一実施例においては、アセットの厳密な測定場所に、厳密な角度で、同じ圧力を加えられる状態で配置されることが可能であり、それにより、一時的に装着される変換器及び手持ち変換器と比較してより首尾一貫したデータを提供することができる永久装着バッテリなしセンサを提供する、先に特徴を示したようなシステムを提供することである。
【００２２】
本発明の更に別の目的は、一実施例においては、手持ちポータブルデータコレクタとインタフェースする永久装着バッテリなし振動センサを提供する、先に特徴を示したようなシステムを提供することである。
【００２３】
第１の利点から見ると、本発明の目的は、アセット感知通信システムのバッテリなしセンサであって、アセットに動作結合され、物理的アセットパラメータを感知し、それと相関するアナログ信号を出力する変換器と、無線送信信号を受信し、それからパワーを取り出すパワー取り出し手段と、前記パワー取り出し手段及び前記変換器の双方に動作結合され、前記アナログ信号をサンプリングし、それらをデジタル化信号にデジタル化するサンプリング／デジタル化手段と、前記パワー取り出し手段及び前記サンプリング／デジタル化手段の双方に動作結合され、前記受信された送信信号を前記デジタル化信号の関数として変調し、前記受信された送信信号が前記バッテリなしセンサに無線で給電するためと、前記バッテリなしセンサから、前記感知された物理的アセットパラメータと相関するデータを無線送信するためという２つの目的に使用されるように、前記感知された物理的アセットパラメータと相関するデータを送信する変調手段とを組み合わせて具備するバッテリなしセンサを提供することである。
【００２４】
第２の利点から見ると、本発明の目的は、アセット感知通信システムのバッテリなしセンサであって、アセットに動作結合され、物理的アセットパラメータを感知し、前記感知された物理的アセットパラメータと相関するアナログ信号を出力する変換器と、送信信号を受信するコイルと、前記コイルに接続され、前記受信された送信信号からパワーを取り出すパワー手段と、前記パワー手段に接続されて、前記パワー手段により給電され、サンプリング手段及び変調手段を含み、前記サンプリング手段は前記変換器に接続され、前記アナログ信号をサンプリングして、前記アナログ信号を前記感知された物理的アセットパラメータと相関するデジタル化信号にデジタル化し、前記変調手段は前記サンプリング手段及び前記コイルに接続され、前記受信された送信信号を変調して、アセットの前記感知された物理的アセットパラメータと相関するデータを送信する回路手段とを組み合わせて具備し、前記バッテリなしセンサは前記無線送信信号からパワーを受信して、前記バッテリなしセンサに給電し、且つ前記無線送信信号をアセットの前記感知された物理的アセットパラメータと相関するデータによって変調するバッテリなしセンサを提供することである。
【００２５】
第３の利点から見ると、本発明の目的は、フリースペースを介して信号送信する送信手段、及び前記送信手段に動作結合され、前記送信信号の変化を検出し、前記検出された変化をデジタル値に変換し、前記デジタル値をポータブルデータコレクタへ送信する検出手段を組み合わせて具備する読み取り装置と、アセットに動作結合され、物理的アセットパラメータを測定し、それと相関するアナログ信号を出力する変換器、前記送信信号を受信し、前記送信信号からパワーを取り出すパワー取り出し手段、前記パワー取り出し手段と前記変換器の双方に動作結合され、前記アナログ信号をサンプリングし、前記アナログ信号を前記測定された物理的アセットパラメータと相関するデジタル化信号にデジタル化するサンプリング／デジタル化手段、及び前記サンプリング／デジタル化手段に接続され、前記受信された送信信号を前記測定された物理的アセットパラメータと相関する前記デジタル化信号の関数として変調して、前記読み取り装置から送信される前記送信信号を変化させることにより変調送信信号を作成する変調手段を組み合わせて具備するバッテリなしセンサとを組み合わせて具備するアセットパラメータ感知通信システムを提供することである。
【００２６】
第４の利点から見ると、本発明の目的は、センサコイル及び読み取りコイルから構成されており、オープンエアインタフェースを使用して、測定された物理的アセットパラメータと相関するデータを無線送信すると共に、オープンエアインタフェースを介してパワーを送信するために、フリースペースを介して信号を送信する２つの同調コイルと、アセットに動作結合され、物理的アセットパラメータを測定し、それと相関するアナログ信号を出力する変換器と、前記センサコイルに動作結合され、前記送信信号からパワーを取り出すパワー取り出し手段と、前記パワー取り出し手段及び前記変換器の双方に動作結合され、前記アナログ信号をサンプリングし、前記アナログ信号を前記測定された物理的アセットパラメータと相関するデジタル化信号にデジタル化するサンプリング／デジタル化手段と、前記サンプリング／デジタル化手段に接続され、前記送信信号を前記測定された物理的アセットパラメータと相関する前記デジタル化信号の関数として変調し、前記送信信号に変化を発生させる変調手段と、前記読み取りコイルに動作結合され、前記送信信号の変化を検出し、前記検出された変化をデジタル値に変換し、前記デジタル値を前記測定された物理的アセットパラメータの関数としてアセットを監視するためのポータブルデータコレクタへ送信する検出手段とを組み合わせて具備するアセットパラメータ感知通信システムを提供することである。
【００２７】
第５の利点から見ると、本発明の目的は、バッテリなしセンサ及び読み取り装置を組み合わせて具備し、前記読み取り装置は、ほぼ一定の周波数を有する時変波形を発生する発振器手段と、前記発振器手段に動作結合され、フリースペースを介して信号を送信する読み取りコイルと、前記読み取りコイルに動作結合され、前記送信信号の振幅の変化を検出する復調器手段と、前記復調器手段に動作結合され、前記送信信号の振幅の検出された変化を一連のデジタルパルスに変換する信号調整回路と、前記信号調整回路に動作結合され、前記信号調整回路からの前記一連のデジタルパルスをデジタル語に変換し、前記デジタル語を動作結合されているポータブルデータコレクタへ送信する第１のマイクロプロセッサとを組み合わせて具備し、前記バッテリなしセンサは、アセットに動作結合され、物理的アセットパラメータを測定し、それと相関するアナログ信号を出力する変換器と、前記読み取りコイルからの前記送信信号を受信するセンサコイルと、前記センサコイルに接続され、前記受信された送信信号からパワーを取り出すパワー手段と、前記パワー手段に接続されて、前記パワー手段により給電され、サンプリング手段及び変調手段を含み、前記サンプリング手段は前記変換器に接続され、前記アナログ信号をサンプリングし、前記アナログ信号を前記測定された物理的アセットパラメータと相関するデジタル化信号にデジタル化し、前記変調手段は前記サンプリング手段及び前記センサコイルに接続され、前記受信された送信信号を前記デジタル化信号の関数として変調し、前記バッテリなしセンサが前記送信信号を使用して、前記読み取り装置から無線でパワーを受信すると共に、前記読み取り装置へ情報を無線送信するように、前記測定された物理的アセットパラメータと相関するデータを前記読み取り装置へ送信する変調信号を作成する回路手段とを組み合わせて具備し、前記変調信号は、前記復調器手段により検出され、前記信号調整回路により変換され、前記第１のマイクロプロセッサにより変換され、且つ前記マイクロプロセッサにより前記測定された物理的アセットパラメータの関数としてアセットを監視するためにポータブルデータコレクタへ送信される前記送信信号の振幅の変化を発生させるアセットパラメータ感知通信システムを提供することである。
【００２８】
第６の利点から見ると、本発明の目的は、アセットパラメータを感知し、通信する方法であって、物理的アセットパラメータを感知するためにアセットにバッテリなしセンサを装着する過程と、前記バッテリなしセンサに隣接して読み取り装置を保持することにより前記バッテリなしセンサに給電し、前記読み取り装置から前記バッテリなしセンサへ信号を無線送信する過程と、前記バッテリなしセンサによって物理的アセットパラメータを感知し、それらをデジタル化する過程と、前記無線送信される信号を前記デジタル化物理的アセットパラメータの関数として前記バッテリなしセンサによって変調する過程と、前記バッテリなしセンサが前記読み取り装置からの前記無線送信信号により無線で給電され、且つ前記読み取り装置からの前記無線送信信号を変調することにより前記読み取り装置へ情報を無線送信するように、前記感知された物理的アセットパラメータと相関するデータを前記バッテリなしセンサによって前記読み取り装置へ送信する過程とから成る方法を提供することである。
【００２９】
第７の利点から見ると、本発明の目的は、前記バッテリなしセンサ内部にあるメモリから符号化情報を読み取る過程と、前記読み取り装置からの前記無線送信信号を前記符号化情報の関数として変調し、前記バッテリなしセンサが前記読み取り装置により無線で給電されると同時に、前記読み取り装置からの前記無線送信信号を変形することにより前記読み取り装置へ情報を無線送信するように、前記メモリ内部に格納されている前記符号化情報と相関する情報を送信する過程とを更に含む上記の方法を提供することである。
【００３０】
上記の目的及び利点、並びにその他の目的及び利点は、添付の図面と関連させて以下の詳細な説明を考慮することにより明白にされるであろう。無線パワーはバッテリの諸問題を排除する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図面中、同じ図中符号は様々な図を通して同じ部分を指示する。図面を参照すると、図中符号１０は本発明による無線バッテリなしアセットセンサ／通信システムを表す。
【００３２】
本質的には、図面、特に図１を参照すると、無線バッテリなしアセットセンサ／通信システム１０はハウジング２１内部に一体に収納された呼びかけ機又は読み取り装置２０と、別のハウジング４１の内部に一体に収納されたバッテリなしセンサ４０とから構成されている。読み取り装置２０は接続部６１を介して手持ちポータブルデータコレクタ（ＰＤＣ）６０に結合されており、時変電磁無線周波数波又は信号Ｓ１を出力する。この電磁場がバッテリなしセンサ４０に向けられると、バッテリなしセンサ４０は起動し、機械Ｍなどのアセットから測定されるアナログ信号を測定し、それらをデジタルデータに変換する。このデジタルデータは、オプションとして格納されているアセットに関するデジタル情報と共に、測定された物理的アセットパラメータと相関するデジタルデータ及び格納されていたデジタル情報を波又は信号Ｓ２を介して読み取り装置２０へ戻るように送信するために、時変電磁無線周波数信号Ｓ１を変調するようにフォーマッティングされる。信号Ｓ２は復調され、調整され、ＰＤＣ６０へ通信される。
【００３３】
更に具体的には、図２及び図３を参照すると、読み取り装置２０はアンテナ又は読み取りコイル２４に接続された発振器手段２２から構成されている。読み取りコイル２４は復調器手段２６に接続され、復調器手段２６はフィルタ／利得信号調整回路２８に接続されている。フィルタ／利得信号調整回路２８はマイクロプロセッサ３０に接続されている。読み取り装置２０はＰＤＣ６０により給電されても良いし、あるいは発振器手段２２、復調器手段２６、フィルタ／利得信号調整回路２８並びにマイクロプロセッサ３０に接続され、それらに必要に応じて給電する内部バッテリ３２から給電されても良い。
【００３４】
マイクロプロセッサ３０は、例えば、直列通信リンクを構成するケーブル６２を介してポータブルデータコレクタ（ＰＤＣ）６０と通信する。ポータブルデータコレクタ（ＰＤＣ）６０の一例は、本出願と共通の譲受人に譲渡され、本明細書にも参考としてその内容全体が取り入れられている２０００年６月２３日出願のＣｏｙｌｅ他による同時係属米国特許出願、出願番号０９／６０３，６５９、名称「Ｐｏｒｔａｂｌｅ　Ｄａｔａ　Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ　ａｎｄ　Ａｎａｌｙｚｅｒ，Ａｐｐａｒａｔｕｓ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄ」の中に開示されている。
【００３５】
発振器手段２２、読み取りコイル２４、復調器手段２６、フィルタ／利得信号調整回路２８、マイクロプロセッサ３０及び内部バッテリ３２（採用される場合）は全てハウジング２１（図１）の内部に一体に収納されているのが好ましい。
【００３６】
バッテリなしセンサ４０は、機械Ｍなどのアセットの物理的パラメータ又はその特性を測定するためにアセットに動作結合されている速度変換器、圧電センサ、熱電対センサ又はその他の自己励起又は低パワーセンサなどの変換器４２、パワー入力／通信コイル又はセンサコイル４４、及び電子回路４６から構成されている。変換器４２、センサコイル４４及び電子回路４６は、例えば、機械アセットＭなどのアセットに（例えば、当該技術において知られているように螺合又はその他の結合方法により永久的に装着されることにより）動作結合されたハウジング４１（図１）の内部にすべて一体に収納されている。電子回路４６は電力整流器／調整器４８と、クロック発生器及びコントローラ５０と、データ変換器５２と、負荷５６を含んでいても良い変調器手段５４とを含む。電子回路４６は、オプションとして、マイクロプロセッサ５８と、アセット名、測定ポイント名及び警報セットポイントなどのアセット情報を提供する不揮発性メモリ５９とを含んでいても良い。
【００３７】
センサコイル４４は電力整流器／調整器４８、クロック発生器／コントローラ５０、並びに変調器手段５４に接続されている。電力整流器／調整器４８は変換器４２、クロック発生器／コントローラ５０、データ変換器５２、変調器手段５４、マイクロプロセッサ５８、並びに不揮発性メモリ５９にそれらの構成要素（４２、５０、５２、５４、５８及び５９）に必要に応じて給電するために必要に応じて接続される。クロック発生器／コントローラ５０はマイクロプロセッサ５８、データ変換器５２及び変調器手段５４に接続され、それらにクロック信号及び始動信号を供給する。
【００３８】
読み取り装置２０の読み取りコイル２４が励磁され、センサコイル４４の付近まで移動されるまで、バッテリなしセンサ４０は給電されない状態のままであるということに注意することは重要である。その後、バッテリなしセンサ４０は起動し、クロック発生器／コントローラ５０を介して読み取り装置信号Ｓ１からクロックを発生し、変換器データをデータ変換器５２を介して変換し、変調手段５４が入力パワー波形信号Ｓ１上で負荷５６を変換された変換器データの関数として変調することにより得られた信号Ｓ２を介してデータを読み取り装置２０へ通信する。
【００３９】
更に具体的には、読み取り装置２０は、発振器手段２２が読み取りコイル２４を流れる定電流を切り替える一定の周波数の時変波形を形成することにより、バッテリなしセンサ２０に給電するために使用される。読み取りコイル２４を流れる電流は、パワー入力／通信コイル又はセンサコイル４４を介してリンクする磁束を発生し、バッテリなしセンサ４０に給電する時変電磁無線周波数（ＲＦ）波又は信号（搬送波信号とも呼ばれる）を発生する。読み取りコイル２４を流れる電流は、更に、読み取りコイル２４の並列インピーダンスに比例する電圧を発生する。尚、周波数は、例えば、最小限でデータビット当たり８サイクルの所望のデータ転送速度でデータ信号に対して搬送波として機能できるほど十分に高くなければならないことに注意すべきである。多くの用途について１ＭＨｚの周波数が適切である。
【００４０】
発振器手段２２は、例えば、発振信号を読み取りコイル２４へ送信する前に分周器３４により分周され且つ増幅器３６により増幅されることが可能である安定した動作周波数を有する信号を供給する水晶発振器の形態をとることができる。また、発振器手段２２は、例えば、エミッタ結合発振器などの別個の構成要素としての発振器の形態をとることも可能であり、その場合、読み取りコイル２４は、当業者には本明細書の開示による情報に基づいてわかるように、タンク回路のインダクタを形成する。
【００４１】
読み取りコイル２４が励磁され、センサコイル４４に隣接する位置へ移動されると、読み取りコイル２４はセンサコイル４４との間に変換器型結合を形成する。エアインタフェースを介して転送されるパワーの量はコイル２４、４４の巻き数と、読み取りコイル２４により発生される磁束の量と、２つのコイル２４、４４の間の鎖交磁束の量の関数である。更に、読み取り装置２０がバッテリなしセンサ４０に給電し、バッテリなしセンサ４０からデータを読み取ることが可能である距離は、読み取りコイル２４とセンサコイル４４の幾何学的配置関係と、読み取りコイル２４を通過する電流の量の双方の関数である。例えば、巻き数が４４の３５ｍｍセンサコイル４４は、１ＭＨｚの周波数で読み取り装置の同様の読み取りコイル２４を３ｍＡの電流が流れるとき、０．７５インチの離間距離で２ｍＷを供給する。
【００４２】
センサコイル４４は読み取りコイル２４と同じ共振周波数に同調されるのが好ましく、　また、読み取り装置２０をバッテリなしセンサ４０に近接させることにより、その結果として読み取りコイル２４とセンサコイル４４が磁束を鎖交させて、空芯変成器が形成され、センサコイル４４がセンサコイル信号を出力するように、２つのコイル２４、４４は空芯コイルであるのが好ましい。
【００４３】
その後、センサコイル信号は電力整流器／調整器４８へ送信され、電力整流器／調整器４８は読み取り装置からの信号を整流し、フィルタリングし、接続されている構成要素（４２、５０、５２、５４、５８及び５９）により使用するために電圧を必要に応じて調整する。
【００４４】
１つの形態では、電力整流器／調整器４８は読み取り装置からの信号を整流し、フィルタリングし、接続されている構成要素（４２、５０、５２、５４、５８及び５９）により使用するために電圧を３．３Ｖｄｃに調整する。回路により要求されるパワーは実施されるべき測定の関数である。自己給電変換器（速度変換器又は熱電対）と組み合わされた電子回路は２ｍＷ未満を消費するであろう。渦電流変位変換器などの能動変換器は１５ｍＷまでのパワーを要求するため、当業者には本明細書の開示により得られる情報に基づいて自明であるように、コイルの幾何学的配置関係を変化させ且つ／又はコイルを先に挙げた３ｍＡより大きな電流によって駆動することが必要になるであろう。
【００４５】
クロック発生器／コントローラ５０は、一旦起動されると、センサコイル４４を介して読み取り装置２０からの信号の周波数を検出し、それを０ボルト及び正ボルトのクロック信号のようなデジタルクロック信号に変換する。このデジタルクロック信号は、データ速度クロック信号を形成するために、設定された係数により除算される。１つの形態では、クロック発生器及びコントローラ５０は読み取り装置からの信号の周波数を検出し、それを０から３．３ボルトのクロックに変換する。このクロックは、データ速度クロックを形成するために、８、１０、１２、１４、１６又は３２などの設定係数により除算される。
【００４６】
その後、データ速度クロック信号はデータ変換器５２及び変調器手段５４へ送信される。その時点でデータ変換器５２にあるデータは使用不可能であるので、データ変換器５２からｎビットのデータサンプルをクロックアウトしなければならない（ｎはビット単位のデータ変換器５２の分解能である）。この時間中、クロック発生器及びコントローラ５０は、始動パルスを作成するためにセンサコイル４４をロードすることを変調器手段５４に告げるリセット信号を発生する。
【００４７】
１つの形態においては、データ速度クロック信号はアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）の形態をとるデータ変換器５２へ送信され、Ａ／Ｄ変換器の初期データが使用不可能である結果として、Ａ／Ｄ変換器からｎビットのデータサンプルをクロックアウトしなければならない（ｎはビット単位のＡ／Ｄ分解能である）。アナログ変換器信号をデジタル語に変換するために、データ変換器５２としてＴｅｘａｓ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　ＴＬＶ１５４８のようなマイクロパワーＡ／Ｄ変換器を使用しても良い。Ｔｅｘａｓ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　ＴＬＶ１５４８は、わずか１．０５ｍＷのパワーしか必要としない１０ビット、２．７ＶのＡ／Ｄ変換器である。変換時間は１０μＳである。これに代わる方法は、１０ビットＡ／Ｄ変換器５２が内蔵されているＭｉｃｒｏｃｈｉｐ　Ｐ１６Ｆ８７Ｘシリーズのマイクロプロセッサを使用する方法である。入力信号をＡ／Ｄの入力範囲に適合するように、又はエイリアシングを防止するように調整するために、Ａ／Ｄ変換器のフロントエンドで追加の回路を採用しても良い。変換データは変調器手段５４へ一度に１ビットずつクロックアウトされ、変換速度はナイキスト基準に適合し且つエイリアシングを防止するのに十分な速さであるように選択されるのが好ましい。典型的な速度変換器の周波数応答は１０００Ｈｚで−３ｄＢである。
【００４８】
先に述べた通り、データ変換器５２からｎビットを最初にクロックアウトしている間、制御回路は、始動パルス（例えば、１０ビット時間始動パルス）を作成するために変調器手段５４をコイル４４にロードすることを告げるリセット信号を発生する。
【００４９】
この時間までに、データ変換器５２は変換器からのアナログ信号をデータ速度クロック信号の関数としてデジタルデータ（変換器４２により機械Ｍなどのアセットから測定されたアナログ信号の個別の振幅と相関する符号化語）に変換している。
【００５０】
バッテリなしセンサ４０の変換器４２は、機械Ｍなどのアセットの物理的アセットパラメータ又は特性を測定する振動変換器、温度変換器、又はその他の変換器の形態をとることができる。変換器４２は速度ピックアップ、熱電対、圧電膜又は水晶のように自己給電されても良いし、あるいは極めて低パワーの変換器のような能動変換器であっても良い。従って、変換器４２は物理的アセットパラメータ又は特性に比例するアナログ信号を出力し、データ変換器５２はそのアナログ信号１０２をそれぞれが変換器４２により機械Ｍなどのアセットから測定されたアナログ信号１０２の個別の振幅と相関するデジタルデータ又は符号化語１０４に変換する（図３を参照）。
【００５１】
その後、データ変換器５２は、センサコイル４４上の、従って、入力パワー波形上の負荷５６を変調して、一例においては振幅変調された搬送波信号Ｓ１である変調信号Ｓ２を作成する変調器手段５４を介して、デジタルデータを読み取り装置２０へ通信する。
【００５２】
更に具体的には、変調コントローラがセンサコイル４４上の負荷５６を変化させると、負荷は読み取りコイル２４に反映され、発振器信号の振幅が降下する。読み取りコイル２４の大きさは手持ち読み取り装置２０に対して妥当である限界内で最大に設定されるのが好ましい。約３５ｍｍの大きさのコイルは、大きくて、かさばることなく十分なパワー転送を実現する。
【００５３】
１つの形態においては、変調器手段５４はＡ／Ｄ変換器５２から供給されるデータに従って装置アンテナコイルで負荷を切り替える。センサコイル４４と読み取りコイル２４は変成器を形成しているため、変調器手段５４により引き起こされる負荷の変化は読み取りコイル２４において電圧の変化を発生させる。読み取りコイル２４のインピーダンスはセンサコイル４４でシフトされている負荷の関数として変化する。読み取りコイル２４には一定の電流が流されているので、この読み取りコイルのインピーダンスの変化は読み取りコイル２４の電圧の変化を発生させる。センサコイル４４の抵抗負荷又は無効負荷５６は読み取りコイル２４で変化を発生させる。読み取りコイルの電圧の変化は発振器信号の小さな変調であるとみなされる。尚、負荷５６として使用される容量性負荷はセンサコイル４４の共振周波数をシフトさせ、読み取りコイルのインピーダンスを大きく変化させることに注意すべきである。従って、共振から離れるにつれて、装置に対するパワーは降下する。これを保証するために、センサコイル４４は負荷がスイッチインされていないときは共振周波数よりわずかに高くなるように同調されるべきであり、その後、容量性負荷がスイッチインされたときには読み取り共振周波数に関して対称に降下すべきである。
【００５４】
本明細書の開示に基づいて当業者には自明であろうが、始動パルスを作成し、負荷５６をスイッチインするために単純なブール論理９０及びＦＥＴを使用しても良い。
【００５５】
先に述べた通り、デジタル形態でアセット情報（アセット名、測定ポイント名及び警報セットポイントなど）を読み取り装置に提供するために、マイクロプロセッサ５８及び／又は不揮発性メモリ５９を追加することが可能であろう。具体的には、この情報が最初に送信され（プリアンブル情報）、その後にデータサンプルが続くのが好ましく、この情報は送信される情報の中に、送信されるべき情報の語数を指示するフィールドを含むことが可能であろう。アセット情報はプラント名、トレイン名、機械名、ポイントＩＤ、測定型、連続番号、最前の校正の日付、警報型（ハイ、ロー、ウィンドウなど）、警報値、単位、フルスケール、スケールファクタ、サンプル速度、自己試験情報、並びに変換器及び／又はアセットメーカーを含むことができるであろう。マイクロプロセッサ５８としてマイクロパワーマイクロプロセッサを使用しても良く、マイクロパワーマイクロプロセッサの例としてはＴｅｘａｓ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　ＭＳＰ４３０シリーズ及びＭｉｃｒｏｃｈｉｐ　Ｐ１６Ｆ８７Ｘシリーズなどがある。１００ＫＨｚ以下のクロック速度では、これらはいずれも０．５ｍＷ以下を消散すべきである。
【００５６】
復調器手段２６は、変調器手段５４により発生された発振器信号振幅の変化を検出する。復調器手段２６の出力は、変調された発振器信号の振幅エンベロープに比例する信号である。復調器手段又はエンベロープ検出器２６は、本明細書の開示により提供される情報に基づいて当業者にはわかるように、単純なダイオードピーク又はピークピークコンデンサフィルタ検出器回路の形態をとることができる。
【００５７】
フィルタ／利得信号調整回路２８は雑音を除去し、復調器手段２６の出力を変換器測定データに対応する一連のデジタルパルスに変換する。本明細書の開示による情報に基づいて当業者には自明であろうが、フィルタ／利得信号調整回路２８として様々な回路を採用できる。
【００５８】
マイクロプロセッサはフィルタ／利得信号調整回路２８からの一連のデジタルパルスを読み取り、そのデータをデジタル語に変換する。それらの語はマイクロプロセッサ３０によりパケットとして形成され、ケーブル６２により構成される直列リンクを介してＰＤＣへ通信される。言い換えれば、マイクロプロセッサはデータ復号を実行し、ＲＳ−２３２又はその他の直列インタフェースプロトコルを介してＰＤＣ６０と通信する。
【００５９】
図１から図４を参照して説明すると、使用中及び動作中、機械Ｍなどのアセットの、振動又は温度のような物理的パラメータ又は特性を測定し、手持ちポータブルデータコレクタ６０（図１）へ送信するために、無線バッテリなし機械センサ４０はアセットに結合される。読み取り装置２０はポータブルデータコレクタ６０に結合され、バッテリなしセンサ４０の視野の外側にあるとして使用及び動作のシーケンスを開始する（図４にその概要を示す）。センサ４０は給電されておらず（無給電）、オフ状態である（図４、ブロック１１０）。
【００６０】
読み取り装置がバッテリなしセンサのセンサコイル４４の視野の中に入ると（図４、ブロック１１２）、センサコイル４４へパワーが転送され、電圧と電流が発生される。発生された電圧がバッテリなしセンサ４０を起動するのに適するレベルに達すると、センサは起動し、オンされる（図４、ブロック１１２）。
【００６１】
起動後、クロック発生器／コントローラ５０は入力信号又は送信信号Ｓ１の周波数を検出又は回復し始める（図４、ブロック１１４）。有効なクロックが回復又は検出されたとき、クロック発生器／コントローラ５０はクロックパルスを線路９８を介してＡ／Ｄ変換器５２へ送信し始めると共に、始動指示信号を変調器手段５４へ（例えば、線路９４を介してブール論理９０へ）送信し始める。図４のブロック１１４を参照。
【００６２】
Ａ／Ｄ変換器からクロックアウトされる最初のデータは有効ではない。この時間中、始動指示信号は線路９２（図３）に保持されており、変調器手段５４は始動パルスを読み取り装置２０へ送信する（図４、ブロック１１４）。
【００６３】
最初の変換が完了した後、変換器４２からのアナログ信号の有効な変換が開始される。
【００６４】
マイクロプロセッサ５８及び／又は不揮発性ＲＡＭメモリ５９（設けられている場合）からのアセット情報などのあらゆる情報は第１のデータ値より前に送信されることが可能である（図４、ブロック１１６）。
【００６５】
最初の変換が完了した後、Ａ／Ｄ変換器５２は変換器４２からのアナログ信号を変換し続け、その結果を変調器手段５４へクロックアウトする。変調器手段５４は、読み取り装置２０がバッテリなしセンサ４０の付近から離されて、パワーの供給がなくなるまで、アナログ信号と相関するデータを読み取り装置２０に戻す（図４、ブロック１１８）。
【００６６】
アセット情報（送信された場合）及び感知又は測定された物理的アセットパラメータ又は特性と相関するアナログ信号と相関する情報は読み取り装置２０へ返送され、そこで復調され、ＰＤＣ６０へ通信される（図４、ブロック１２０）。
パワーの供給がなくなると、バッテリなしセンサ４０はオフ状態に戻る（図４、ブロック１２２）。
【００６７】
永久的に装着されている変換器に給電するその他の方法には光学的パワー転送又は物理的接点などがあると考えられる。しかし、光学的パワー転送も、接点も汚染された機械装置環境の中ではそれほど有効ではない。また、接点には、接続を成立させるまでに時間がかかるという欠点もある。
【００６８】
更に、以上本発明を説明したが、以上記載し且つ特許請求の範囲により記載された本発明の真の趣旨から逸脱せずに数多くの構造上の変形及び適応実施できることは明白なはずである。
【００６９】
特許請求の範囲に示されている図中符号は本発明の範囲を狭めようとするのではなく、本発明の理解を容易にすることを意図したものである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】アセット（例えば、回転機械）と、アセットを監視し、保護し且つ／又は管理するためのポータブルデータコレクタとの間に無線通信するように挿入されている、本発明に従った無線バッテリなしアセットセンサ／通信システムの斜視図。
【図２】本発明に従った無線バッテリなしアセットセンサ／通信システムの機能図。
【図３】本発明に従った無線バッテリなしアセットセンサ／通信システムの概略機能図。
【図４】本発明に従った無線バッテリなしアセットセンサ／通信システムの使用及び動作のフローチャート。
【符号の説明】
【００７１】
１０…無線バッテリなしアセットセンサ／通信システム、２０…読み取り装置、２１…ハウジング、２２…発振器手段、２４…読み取りコイル、２６…復調器手段、２８…フィルタ／利得信号調整回路、３０…マイクロプロセッサ、３２…内部バッテリ、４０…バッテリなしセンサ、４１…ハウジング、４２…変換器、４６…電子回路、４８…電力整流器／調整器、５０…クロック発生器／コントローラ、５２…データ変換器、５４…変調器手段、５６…負荷、５８…マイクロプロセッサ、５９…不揮発性メモリ、６０…ポータブルデータコレクタ（ＰＤＣ）、６２…ケーブル、９０…ブール論理、１０２…アナログ信号、１０４…符号化語
【図４】
2004133893.tif 000003
【図１】
2004133893.tif 000004
【図２】
2004133893.tif 000005
【図３】
2004133893.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成15年8月25日(2003.8.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フリースペースを介して信号を送信する送信手段（２２、２４）、及び前記送信手段に動作結合され、前記送信信号の変化を検出し、前記検出された変化をデジタル値に変換し、前記デジタル値をポータブルデータコレクタへ送信する検出手段（２６、２８、３０）を組み合わせて具備する読み取り装置（２０）と、
アセットに動作結合され、物理的アセットパラメータを測定し、それと相関するアナログ信号（１０２）を出力する変換器（４２）、前記送信信号を受信し、その信号からパワーを取り出すパワー取り出し手段（４８）、前記パワー取り出し手段と前記変換器の双方に動作結合され、前記アナログ信号をサンプリングし、前記アナログ信号を前記測定された物理的アセットパラメータと相関するデジタル化信号（１０４）にデジタル化するサンプリング／デジタル化手段（５２）、および、前記サンプリング／デジタル化手段に接続され、前記受信された送信信号を前記測定された物理的アセットパラメータと相関する前記デジタル化信号の関数として変調して、前記読み取り装置から送信される前記送信信号を変化させることにより変調送信信号を作成する変調手段（５４）を組み合わせて具備するバッテリなしセンサ（４０）とを組み合わせて、
前記読み取り装置の前記検出手段（２６）は前記変調送信信号を検出して、それをデジタル値に変換し、前記デジタル値を更に処理するためにポータブルデータコレクタ（６０）へ送信するアセットパラメータ感知通信システム。
【請求項２】
前記フリースペースを介して信号を送信する手段及び前記送信信号を受信する手段は、オープンエアインタフェースを使用する２つの同調コイル（２４、４４）を含み、２つの同調コイルを使用するオープンエアインタフェースを介して前記測定された物理的アセットパラメータと相関するパワー及びデータを転送する請求項１記載のアセットパラメータ感知通信システム。
【請求項３】
センサコイル（４４）及び読み取りコイル（２４）から構成され、オープンエアインタフェースを使用して、フリースペースを介して信号を送信し、オープンエイアインタフェースを介して測定された物理的アセットパラメータ及びパワーと相関するデータを無線送信する２つの同調コイル（２４、４４）と、
アセットに動作結合され、物理的アセットパラメータを測定し、それと相関するアナログ信号（１０２）を出力する変換器（４２）と、
前記センサコイルに動作結合され、前記送信信号からパワーを取り出すパワー取り出し手段（４８）と、
前記パワー取り出し手段と前記変換器の双方に動作結合され、前記アナログ信号をサンプリングし、前記アナログ信号を前記測定された物理的アセットパラメータと相関するデジタル化信号にデジタル化するサンプリング／デジタル化手段（５２）と、
前記サンプリング／デジタル化手段に接続され、前記送信信号に変化を起こすように、前記送信信号を前記測定された物理的アセットパラメータと相関する前記デジタル化信号の関数として変調する変調手段（５４）と、
前記読み取りコイルに動作結合され、前記測定された物理的アセットパラメータの関数としてアセットを監視するために、前記送信信号の前記変化を検出し、前記検出された変化をデジタル値に変換し、前記デジタル値をポータブルデータコレクタへ送信する検出手段（２６、２８、３０）とを組み合わせて具備するアセットパラメータ感知通信システム。
【請求項４】
アセットは機械である請求項２又は請求項３記載のアセットパラメータ感知通信システム。
【請求項５】
前記測定される物理的アセットパラメータはアセットにより発生される振動信号である請求項４記載のアセットパラメータ感知通信システム。
【請求項６】
バッテリなしセンサ（４０）及び読み取り装置（２０）を組み合わせて具備し、
前記読み取り装置（２０）は、
ほぼ一定の周波数を有する時変波形を発生する発振器手段（２２）と、
前記発振器手段に動作結合され、フリースペースを介して信号を送信する読み取りコイル（２４）と、
前記読み取りコイルに動作結合され、前記送信信号の振幅の変化を検出する復調器手段（２６）と、
前記復調器手段に動作結合され、前記送信信号の振幅の検出された変化を一連のデジタルパルスに変換する信号調整回路（２８）と、
前記信号調整回路に動作結合され、前記信号調整回路からの前記一連のデジタルパルスをデジタル語に変換し、前記デジタル語を結合されているポータブルデータコレクタ（６０）へ送信する第１のマイクロプロセッサ（３０）とを組み合わせて具備し、
前記バッテリなしセンサ（４０）は、
アセットに動作結合され、物理的アセットパラメータを測定し、それと相関するアナログ信号を出力する変換器（４２）と、
前記読み取りコイルから前記送信信号を受信するセンサコイル（４４）と、
前記センサコイルに接続され、前記受信された送信信号からパワーを取り出すパワー取り出し手段（４８）と、
サンプリング手段（５２）及び変調手段（５４）を含み、前記パワー取り出し手段に接続されて、前記パワー取り出し手段により給電される回路手段（４６）とを組み合わせて具備し、
前記サンプリング手段は前記変換器に接続され、前記アナログ信号をサンプリングし、前記アナログ信号を前記測定された物理的アセットパラメータと相関するデジタル化信号にデジタル化し、
前記変調手段は前記サンプリング手段及び前記センサコイルに接続され、前記受信された送信信号を前記デジタル化信号の関数として変調して、変調信号を作成し、前記バッテリなしセンサが前記読み取り装置からパワーを無線で受信し且つ前記読み取り装置へ情報を無線送信するために前記送信信号を使用するように、前記読み取り装置へ前記測定された物理的アセットパラメータと相関するデータを送信し、
前記変調信号は前記送信信号の振幅に前記変化を発生させ、アセットを前記測定された物理的アセットパラメータの関数として監視するために、前記変化は前記変調器手段により検出され、前記信号調整回路により変換され、前記第１のマイクロプロセッサにより変換され、且つ前記第１のマイクロプロセッサによりポータブルデータコレクタへ送信されるアセットパラメータ感知通信システム。
【請求項７】
前記バッテリなしセンサは、符号化アセット情報が格納されるメモリ（５９）と、前記メモリ及び前記変調手段に動作結合され、前記変調手段が前記送信信号を前記符号化アセット情報の関数として変調して、前記符号化アセット情報と相関する情報を送信し、それにより、前記バッテリなしセンサがフリースペースを介して送信される前記送信信号を操作することによりパワーを受信すると同時に、情報を通信するように、前記メモリから前記符号化アセット情報を読み取り、前記符号化アセット情報を前記変調手段に供給するプロセッサ手段（５８）とを更に含む請求項６記載のアセットパラメータ感知通信システム。
【請求項８】
アセットパラメータを感知し、通信する方法において、
物理的アセットパラメータを感知するためにアセットにバッテリなしセンサ（４０）を装着する過程と、
前記バッテリなしセンサに隣接して読み取り装置（２０）を保持することにより前記バッテリなしセンサに給電し、前記読み取り装置から前記バッテリなしセンサへ信号を無線送信する過程と、
前記バッテリなしセンサによって物理的アセットパラメータを感知し、それらをデジタル化する過程と、
前記無線送信される信号を前記デジタル化物理的アセットパラメータの関数として前記バッテリなしセンサによって変調する過程と、
前記バッテリなしセンサ（４０）が前記読み取り装置（２０）からの前記無線送信信号により無線で給電され、且つ前記読み取り装置（２０）からの前記無線送信信号を変調することにより前記読み取り装置（２０）へ情報を無線送信するように、前記感知された物理的アセットパラメータと相関するデータを前記バッテリなしセンサによって前記読み取り装置（２０）へ送信する過程とから成る方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
更に具体的には、読み取り装置２０は、発振器手段２２が読み取りコイル２４を流れる定電流を切り替える一定の周波数の時変波形を形成することにより、バッテリなしセンサ４０に給電するために使用される。読み取りコイル２４を流れる電流は、パワー入力／通信コイル又はセンサコイル４４を介してリンクする磁束を発生し、バッテリなしセンサ４０に給電する時変電磁無線周波数（ＲＦ）波又は信号（搬送波信号とも呼ばれる）を発生する。読み取りコイル２４を流れる電流は、更に、読み取りコイル２４の並列インピーダンスに比例する電圧を発生する。尚、周波数は、例えば、最小限でデータビット当たり８サイクルの所望のデータ転送速度でデータ信号に対して搬送波として機能できるほど十分に高くなければならないことに注意すべきである。多くの用途について１ＭＨｚの周波数が適切である。




【外国語明細書】
2004133893.tif 000007
2004133893.tif 000008
2004133893.tif 000009
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