RS65739B1 - Senzor habanja i postupak za detekciju habanja - Google Patents

Description

Opis

Oblast tehnike

[0001] Predmetni pronalazak se odnosi na senzor habanja i postupak za detekciju habanja koje se dešava objektu. Predmetni pronalazak se dalje odnosi na sistem za detekciju habanja koji sadrži senzor habanja i merni uređaj za merenje količine habanja koja se dešava objektu.

Osnov pronalaska

[0002] Postrojenja i oprema u mnogim granama industrije su podložni habanju zbog prolaska ili protoka abrazivnih materijala. Na primer, u rudarstvu, ruda može da prolazi kroz levkaste sipke na transportere, kako bi se dalje obrađivala. Ove levkaste sipke su izložene značajnom habanju usled prolaska velikih, teških i tvrdih stena. Da bi se produžio vek trajanja ovakvih postrojenja i opreme, poznato je da se potrošne habajuće ploče ili habajuće obloge fiksiraju na površine koje bi inače bile u kontaktu sa abrazivnim materijalom. Bez obzira na to da li se habajuće ploče koriste ili ne, u cilju optimalnog upravljanja i održavanja postrojenja i opreme, uobičajena je praksa da se habanje prati. Ovo može da se radi korišćenjem senzora habanja, posebno u situacijama u kojima je ručna provera fizički nemoguća ili zahteva znatno vreme obustave rada.

[0003] US 2012/043980 A1 opisuje senzor habanja koji ima električno kolo koje sadrži veći broj diskretnih elemenata (otpornika), pri čemu svaki od diskretnih elemenata ima nominalnu električnu karakteristiku (npr. isti otpor, ili kapacitivnost ili induktivnost) i tako doprinosi merljivoj električnoj karakteristici kola. Svaki diskretni element može da se električno razdvoji (tj. isključi) od električnog kola delovanjem habanja na senzor. Kao takav, kada dođe do habanja na senzoru i jedan ili više diskretnih elemenata se električno razdvoje, dolazi do promene merljive električne karakteristike celog električnog kola i izmerena promena ukazuje na količinu habanja. Međutim, samo merenje ukupne električne karakteristike električnog kola možda neće ukazati na grešku senzora, tj. napraviti razliku između scenarija kada je kvar otpornika koji doprinosi ukupnoj električnoj karakteristici posledica istrošenosti otpornika ili nekog drugog problema sa otpornikom.

[0004] WO 2020/061634 opisuje senzor habanja za upotrebu u pričvršćivačima koji detektuju habanje. Prikazano je kolo koje ima otpornike i Zener diode za merenje habanja. Međutim, sa dizajnom zasnovanim na Zener diodama zbog prirode dioda, napon preko električnog kola je proporcionalan broju Zener dioda. To znači da kako se broj Zener dioda povećava, napon se jako povećava. Stoga je teško efikasno generisati potreban napon iz tipične baterije koja može da zahteva pojačano kolo. Drugim rečima, upotreba Zener dioda u električnom kolu senzora habanja zahteva veći napon nego što tipična baterija može da obezbedi i stoga bi zahtevao pretvarač sa pojačanjem i izvor konstantne struje. Kao rezultat toga, dizajn zasnovan na Zener diodama ograničava praktičan broj uključenih elemenata. Na primer, u dizajnu zasnovanom na Zener diodama, probojni napon od 1,8 V i 70 Zener dioda za senzor habanja zahtevaju napon napajanja od 1,8 V x 70 = 126 V. To znači da postoji praktična gornja granica. Osim toga, pomeranje Zener dioda dovodi do povećane struje što dovodi do veće potrošnje energije sa negativnim efektima na vek trajanja baterije.

[0005] Anonimni autor: "Shift register - Wikipedia", 18 oktobar 2019 (2019-10-18), : Preuzeto sa interneta URL:https://en.wikipedia.org/w/index.php? title=Shift_register&oldid=921827319 opisuje pomeračke registre uopšteno.

[0006] AU 2018101 067 A4 se odnosi na senzor habajuće ploče za potrošni element kao što je habajuća obloga, koji uključuje štampanu ploču koja ima veći broj štampanih vodova na sebi. Svaki od vodova je povezan sa diskretnim ulazima mikrokontrolera ili I/O čipa na ili u blizini štampane ploče, kako bi se na taj način generisao binarni broj. Štampani vod su sa mogučnošću sekvencijalnog odvajanja putem habanja senzora, tako da se binarni broj mikrokontrolera ili I/O čipa menja.

[0007] CN 204113 978 U se odnosi na uređaj za prikaz greške prekidača istro[enosti kočnice. Uređaj za prikaz greške sadrži uređaj za detekciju signala habanja kočnice, modula za napajanje, fotoelektrične spojnice i više mikro prekidača, pri čemu je svaki mikro prekidač serijski povezan sa lampom za prikaz greške pomo'u uređaja za detekciju signala istrošenosti kočnice fotoelektrične spojnice. Svaki mikro prekidač je serijski povezan sa jednom lampom za prikaz greške. Kada je stepen habanja kočnice iznad granice, status prekidača se menja, odnosno normalno otvoreni kontakt pokretnog prekidača habanja kočnice je zatvoren. Tako lampa za prikaz greške, kada je serijski povezana, svetli kako bi se prikazalo da se javila greška nekog mikro prekidača, tako da serviser može brzo da pronađe kočnicu u obliku diska sa kvarom i da je popravi i održava, kako bi blagovremeno i efikasno rešio problem.

[0008] JP S5951229 U se odnosi na detektor habanja koji ima detektor čije je kolo otvoreno na granici habanja detektora habanja. Detektor habanja se sastoji od start-prekidača povezanog na kolo indikatora alarma kao što je lampa, i terminala detektora povezanog sa baznim terminalom tranzistora koji je obezbeđen u kolu.

Kratak opis pronalaska

Tehnički problem

[0009] Kako bi se postigla bolja indikacija greške senzora habanja, npr. da bi se bolje razlikovao scenario kada je neuspeh otpornika da doprinese ukupnoj električnoj karakteristici uzrokovan time što je otpornik istrošen ili nekim drugim problemom sa otpornikom, može da se koristi električno kolo kao što je prikazano na sl. 1 u kome se svaki otpornik pojedinačno testira. Sl.1 prikazuje konvencionalno električno kolo na bazi otpornika koje sadrži veći broj otpornika koji su poređani duž jednog voda.

[0010] Električno kolo 100 prikazano na sl.1 ima zajednički vod 110 za sve otpornike R46 do R52 i R62 do R68 i individualne linijske vodove P1 do P13 i P17 za svaki otpornik. Umesto otpornika, mogu da se koriste kondenzatori, vodovi, diode ili slično. Prema električnom kolu 100 na sl. 1, svaki otpornik se sekvencijalno napaja kad dođe na red (npr. preko linijskog voda P7 za otpornik R62) i napon na svim ostalim otpornicima se meri sekvencijalno. Dalje, takva merenja napona se koriste, na primer u algoritmu, da bi se utvrdilo da li pojedinačni otpornik nedostaje (usled habanja), da li je kratko spojen ili je izvan tolerancije.

[0011] Takvo električno kolo za senzor habanja ima, međutim, sledeće tehničke probleme. Tipičan senzor habanja bi, na primer, bio opremljen sa 70 otpornika koji moraju pojedinačno da se testiraju u nizu. Ukupno vreme merenja je stoga prilično dugo (npr. za senzor habanja sa 70 otpornika, ukupno vreme merenja je oko 0,6 sekundi). Stručnjak prepoznaje da prekid u zajedničkoj liniji nepovratno utiče na sva merenja i da senzor habanja postaje neupotrebljiv jer nema redundanse. Dalje, električno kolo ne može lako da se skalira zbog broja potrebnih vodova (zajednička linija plus pojedinačni linijski vodovi (npr.70) za svaki otpornik) i dodaje složenost, pošto je potreban jedan analogno-digitalni pretvarač, ili slično, po otporniku. Tipično, obezbeđivanje takve količine analogno-digitalnih pretvarača za senzor zahteva više od jednog programabilnog interfejs kontrolera (PIC), ili slično, što povećava troškove proizvodnje i/ili zahteve firmvera.

[0012] Postoji, dakle, potreba da se reše ovi tehnički problemi povezani sa senzorima habanja koji imaju prethodno navedeni dizajn na bazi otpornika kao što je prikazano na sl. 1. Ovi tehnički problemi trebalo bi da se rešavaju na način koji izbegava zahteve za većom potrošnjom energije kao kod dizajna na bazi Zener dioda iz WO 2020/061634.

Rešenje

[0013] Predmetni pronalazak je definisan priloženim nezavisnim patentnim zahtevima. Dodatni poželjni primeri izvođenja su definisani zavisnim patentnim zahtevima.

[0014] Prema jednom aspektu, senzor habanja sadrži električno kolo koje sadrži sekvencu diskretnih elemenata, pri čemu je svaki diskretni element sposoban da privremeno zadrži vrednost digitalnih podataka, pri čemu je električno kolo konfigurisano da sekvencijalno prenosi vrednost digitalnih podataka od prvog diskretnog elementa na prvoj strani senzora habanja do sledećih diskretnih elemenata ka drugoj strani senzora habanja. Svaki diskretni element može da se električno odvoji iz električnog kola, sekvencijalno u smeru od druge strane, delovanjem habanja na senzor habanja, pri čemu se broj diskretnih elemenata u sekvenci smanjuje kada dođe do habanja na senzoru habanja.

[0015] Prema drugom aspektu, postupak za detekciju habanja koje se dešava na objektu obuhvata sekvencijalni prenos vrednosti digitalnih podataka sa prvog diskretnog elementa na prvoj ivici senzora habanja, na sledeće diskretne elemente prema drugoj ivici senzora habanja. Senzor habanja sadrži električno kolo, električno kolo se sastoji od niza diskretnih elemenata, pri čemu svaki diskretni element privremeno drži vrednost digitalnih podataka, a diskretni element je električno odvojen od niza diskretnih elemenata, sekvencijalno u pravcu od druge ivice, dejstvom habanja na senzor habanja, pri čemu se broj diskretnih elemenata u sekvenci smanjuje kada dođe do habanja na senzoru habanja.

[0016] Prema drugom aspektu, sistem za detekciju habanja obuhvata jedan ili više senzora habanja i merni uređaj konfigurisan da meri količinu habanja koja se javlja na objektu na osnovu jednog ili više senzora habanja.

[0017] Prema još jednom aspektu, oprema koja je izložena habanju sadrži senzor habanja.

Kratak opis crteža

[0018] Primeri izvođenja prema predmetnom pronalasku, koji su predstavljeni u cilju boljeg razumevanja inventivnih koncepata i koje ne treba posmatrati kao da ograničavaju pronalazak, sada će biti opisani pozivajući se na slike nacrta, na kojima:

Sl. 1 prikazuje konvencionalno električno kolo na bazi otpornika koje sadrži veći broj otpornika koji su poređani duž jednog voda.

Sl. 2A i 2B prikazuju senzor habanja koji sadrži električno kolo prema jednom primeru izvođenja.

Sl. 3 prikazuje poprečni presek primera postavljanja sipke i transportera koji se koriste u rudarstvu, pri čemu je instaliran senzor habanja prema jednom primeru izvođenja.

Sl. 4A i 4B prikazuju električna kola senzora habanja koja imaju niz flip-flop elemenata kao diskretne elemente u skladu sa jednim primerom izvođenja.

Sl. 5 prikazuje primer dijagrama signal-vreme za D flip-flop element.

Sl. 6 prikazuje električno kolo senzora habanja na podlozi, prema jednom primeru izvođenja.

Sl. 7A prikazuje električno kolo i njegov izlaz preko sekvence flip-flop elemenata prema jednom primeru izvođenja.

Sl. 7B prikazuje signal-vreme dijagrame koji se odnose na sl.7A.

Sl. 8A i 8B prikazuju dizajn štampanih ploča u kombinaciji sa senzorima habanja.

Sl. 9 prikazuje električna kola senzora habanja na podlozi, prema jednom primeru izvođenja.

Sl. 10 prikazuje postupak za detekciju habanja koje se dešava na objektu prema jednom primeru izvođenja.

Sl. 11 prikazuje sistem za detekciju habanja prema jednom primeru izvođenja.

Detaljan opis

[0019] Mehanizam(i) opisani prethodno u tekstu i detaljnije u nastavku teskta, rešavaju tehničke probleme koji se javljaju u vezi sa konvencionalnim senzorima habanja. Poželjno je da se obezbedi senzor habanja koji je u stanju da precizno i postojano meri habanje koje se dešava na objektu,. pri čemu je potrebno da se izbegnu neuspešna merenja usled prekida rada senzora i da se smanji vreme merenja. Dalje, poželjno je da se obezbedi lako skalabilan senzor habanja koji ima malu dimenziju.

[0020] Sl. 2A prikazuje senzor habanja koji sadrži električno kolo prema jednom primeru izvođenja. Senzor 200 habanja može da sadrži električno kolo, pri čemu električno kolo može da sadrži sekvencu diskretnih elemenata, na primer diskretnih elemenata 210, 211, 212, 213 i 214 na sl. 2A. Senzor 200 habanja nije ograničen na pet diskretnih elemenata, već može da sadrži više ili manje diskretnih elemenata u zavisnosti od željene veličine senzora 200 habanja. Svaki diskretni element 210, 211, 212, 213 i 214 može da bude u stanju da privremeno drži digitalna vrednost podataka, kao što je "1", pri čemu električno kolo može sekvencijalno da prenosi ili pomera vrednost digitalnih podataka sa prvog diskretnog elementa 210 na prvoj ivici 220 senzora 200 habanja na sledeće diskretne elemente 211, 212, 213 i 214 prema drugoj ivici 230 senzora 200 habanja. Vrednost digitalnih podataka "1" može da bude predstavljena prvim naponom na diskretnom elementu. Poređenja radi, vrednost digitalnih podataka "0" može da bude predstavljena drugim naponom na diskretnom elementu, pri čemu je drugi napon niži od prvog napona.

[0021] Privremeno zadržavanje vrednosti digitalnih podataka znači privremeno čuvanje vrednosti digitalnih podataka pomoću diskretnog elementa. Sekvencionalno prenošenje ili pomeranje vrednosti digitalnih podataka znači izdavanje vrednosti digitalnih podataka privremeno uskladištenih u prvom diskretnom elementu i prenošenje izlazne vrednosti digitalnih podataka na sledeći drugi diskretni element koji je povezan sa prvim diskretnim elementom, pri čemu drugi diskretni element može zatim sačuvati vrednost prenetih digitalnih podataka. Prva ivica 220 može ukazivati na jedan kraj senzora 200 habanja, a druga ivica 230 može ukazivati na drugi kraj senzora 200 habanja.

[0022] Svaki diskretni element 210, 211, 212, 213 i 214 može da se električno odvoji iz električnog kola, sekvencijalno u smeru od druge ivice 230, delovanjem habanja na senzor 200 habanja, pri čemu se broj diskretnih elemenata u sekvenci smanjuje kada dođe do habanja na senzoru 200 habanja. Na primer, svaki diskretni element može da se električno odvoji iz električnog kola, sekvencijalno u smeru od druge ivice 230 ka prvoj ivici 220, delovanjem habanja na senzor 200 habanja, Kada je diskretni element električno odvojen od električnog kola, diskretni element može da bude isključen iz niza diskretnih elemenata, čime se smanjuje broj diskretnih elemenata koji postoje u sekvenci diskretnih elemenata. Ovaj broj može da bude 1, 2 (kao što je prikazano na sl.2B), ili veći broj ako dođe do većeg habanja.

[0023] Sl.2B prikazuje senzor habanja prema jednom primeru izvođenja, pri čemu se habanje dešava na senzoru habanja. Senzor 200 habanja sa sl. 2B je isti senzor habanja kao što je prikazan na sl. 2A i sadrži električno kolo sa inicijalno pet diskretnih elemenata 210, 211, 212, 213 i 214. Zbog habanja senzora 200 habanja, dva diskretna elementa 213 i 214 su električno odvojena od električnog kola što znači da su diskretni elementi 213 i 214 isključeni iz sekvence diskretnih elemenata. Dakle, broj diskretnih elemenata u sekvenci diskretnih elemenata opada sa inicijalno pet diskretnih elemenata na tri diskretna elementa.

[0024] Sl. 3 prikazuje poprečni presek primera postavke levkaste sipke i transportera koji se koriste u rudarstvu, pri čemu je ugrađen senzor habanja prema jednom primeru izvođenja. Na slici 3 su prikazane levkasta sipka 310 koja ima zid 311, i transporter 330, pri čemu stene 320 različitih veličina i oblika padaju kroz levkastu sipku 310 i prenose se na transporter 330 da bi se transportovale u cilju naknadne obrade. Na primer, u rudarstvu, ruda može da prolazi kroz levkastu sipku 310 na transporter 330 u cilju naknadne obrade. Međutim, zbog teških i tvrdih stena 320 koje padaju kroz levkastu sipku 310, levkasta sipka 310 je izložena značajnom habanju.

[0025] Da bi se zid levkaste sipke 310 zaštitio, na zid 311 levkaste sipke može da se instalira veći broj habajućih obloga ili habajućih ploča 312 (primeri opreme koja je izložena habanju) debljine 315, koje mogu lakše da se zamene ili poprave nego zid 311 levkaste sipke. Ove habajuće ploče 312 mogu da budu različite veličine i mogu da se zamene nezavisno jedna od druge, u zavisnosti od količine habanja. Međutim, takođe je moguće da se instalira samo jedna habajuća ploča 312 koja je dovoljno velika da pokrije ceo zid 311 levkaste sipke. Kada dođe do habanja habajuće ploče 312 usled teških i tvrdih stena 320 koji prolazi kroz levkastu sipku 310, debljina 315 habajuće ploče 312 može da se smanji.

[0026] Dakle, da bi precizno i kontinuirano, bez zaustavljanja procesa rudarenja, moglo da se meri habanje koje se dešava na habajućim pločama 312, senzor 340 habanja može da se instalira u habajuću ploču 312. Pomoću senzora 340 habanja , moguće je precizno i kontinuirano merenje habanja habajuće ploče 312, odnosno merenje smanjenje debljine habajuće ploče 312 zbog stena 320 koji prolaze kroz levkastu sipku 310. Ako se ne koriste habajuće ploče, senzor 340 habanja može da se instalira direktno u zid 311 levkaste sipke 310.

[0027] Senzor 340 habanja može da se instalir u pravcu debljine habajuće ploče 312 na takav način da je prva ivica 341 senzora 340 habanja usmerena ka spolja od levkaste sipke 310, a druga ivica 342 usmerena ka unutrašnjosti levkaste sipke 310. Prema tome, kada se levkasta sipka 310 istroši, posebno kada se habajuće ploče 312 i debljina 315 habajućih ploča 312 smanji, najmanje jedan diskretni element u senzoru 340 habanja može električno da se odvoji od električnog kola senzora 340 habanja, sekvencijalno u pravcu od druge ivice 342 prema prvoj ivici 341, delovanjem habanja na habajuće ploče 312, a time i na senzor 340 habanja. Dakle, broj diskretnih elemenata u sekvenci diskretnih elementi senzora 340 habanja može da se smanji kada dođe do habanja na habajućim pločama 312, a time i na senzoru 340 habanja.

[0028] Prema jednom primeru izvođenja, smanjeni broj diskretnih elemenata u senzoru 340 habanja može da ukazuje na količinu habanja. Na primer, smanjen broj diskretnih elemenata ukazuje na preostalu debljinu 315 habajućih ploča 312. Na primer, kao što je takođe prikazano na sl. 2B, ako su dva diskretna elementa električno razdvojena, onda je na osnovu predefinisanog razmaka ili rastojanja između diskretnih elemenata, preostali ili smanjeni broj diskretnih elemenata u senzoru habanja poznat, i preostala debljina habajuće opreme (kao što je habajuća ploča 312) može da se odrediti oduzimanjem od početne debljine 315 ukupne dužine dva razdvojena diskretna elementa. Ukupna ili potpuna dužina koja se odnosi na odvojene diskretne elemente može da se dobije uzimanjem u obzir veličina (fizičkog proširenja) razdvojenih diskretnih elemenata plus rastojanja između diskretnih elemenata. Količina habanja može da se bazira na ukupnoj dužini koja se odnosi na broj razdvojenih diskretnih elemenata. Ako je došlo do velike količine habanja habajućih ploča 312, tj. kada je količina habanja iznad određenog praga, proces rudarenja može da se zaustavi kako bi se obezbedile odgovarajuće mere, na primer zamena ili popravka odgovarajućih habajućih ploča 312. Dakle, mogu da se izbegnu oštećenja u vezi sa levkastom sipkom 310.

[0029] Drugim rečima, količina habanja može da se dobije iz razlike između početne debljine 315 habajuće opreme pre nego što dođe do habanja (npr. nakon što je oprema za habanje instalirana) i preostale debljine 315 nakon što je došlo do habanja, pri čemu debljina 315 može značajno da se smanji kada dođe do veće količine habanja. Na primer, debljina 315 može da se uporedi sa određenim pragom i ako je debljina 315 ispod specifičnog praga (što znači da je količina habanja iznad specifičnog praga), proces rudarenja se zaustavlja. Prema tome, tokom faze u kojoj stene 320 ne prolaze kroz otvor, habajuće ploče 312 mogu da se poprave ili zamene. Dakle, habanje koje se dešava na levkastoj sipki 310 može da se meri kontinuirano bez potrebe da se proces rudarenja zaustavi tokom merenja, pri čemu proces rudarenja mora da se zaustavi samo kada je količina habanja iznad određenog praga i, na primer, kada su mere popravke neophodne.

[0030] Kao što je prethodno objašnjeno, senzor habanja može da sadrži diskretne elemente koji privremeno drže vrednost digitalnih podataka i koji su u stanju da prenesu ili pomere vrednost digitalnih podataka na sledeći diskretni element senzora habanja. Senzor habanja prema jednom primeru izvođenja predmetnog pronalaska ne sadrži veći broj otpornika kao što je opisano u vezi sa sl. 1, nego veći broj diskretnih elemenata koji su u stanju da privremeno memorišu vrednosti digitalnih podataka (kao što su najmanje dva različita napona koji predstavljaju vrednosti digitalnih podataka „0“ i „1“) i stoga ne zahteva analogno-digitalni pretvarač, kolo za prepoznavanje, kolo za detekciju ili slično, po diskretnom elementu. Pošto se koriste diskretni elementi i analogni digitalni pretvarači, ili slično, nisu potrebni, broj vodova potrebnih u električnom kolu senzora habanja i dimenzija senzora habanja mogu da se smanje, a senzor habanja može lako da se skalira. Štaviše, vreme merenja je smanjeno kada se meri habanje, u poređenju sa senzorima habanja na bazi otpornika. Smanjenjem vremena merenja može da se štedi snaga baterije senzora habanja. Na taj način se produžava vek trajanja baterije senzora habanja usled bržih merenja. Osim toga, senzor habanja može da se napaja baterijom ili baterijskim paketom kao takvim, gde nema potrebe za pretvaračima sa pojačanjem, ili slično, koji bi povećavali napon u odnosu na napon koji obezbeđuje baterija.

[0031] Prema jednom primeru izvođenja, električno kolo senzora habanja može da se instalira direktno na objekat ili na opremu čiju količinu habanja treba meriti. Kao što je prethodno opisano, predmet ili oprema može da bude habajuća ploča ili obloga za habanje. Prema drugoj realizaciji, senzor habanja može dalje da sadrži podlogu, pri čemu električno kolo može da se podupire podlogom. Podloga se može odlagati duž putanje koja je podložna habanju. Na primer, podloga je tanak materijal bilo kog pogodnog tipa, pri čemu je električno kolo senzora habanja montirano na podlogu. Podloga koja ima električno kolo može se zatim postaviti na predmet koji je podložan habanju. Na primer, što se tiče slike 3, podloga koja ima električno kolo senzora 340 habanja je obezbeđena u ploči za habanje 312 koja je montirana na zid otvora 311 da bi se izmerila količina habanja ploče 312 koja se javlja usled prolaska kamenja 320 kroz levkastu sipku 210.

[0032] Prema drugom primeru izvođenja, diskretni elementi senzora habanja mogu biti postavljeni ili povezani serijski, tj. uzastopno, na podlogu, pri čemu se diskretni elementi senzora habanja mogu uzastopno odvojiti od podloge kako habanje napreduje duž putanja. Opet, putanja je pravac habanja, na primer putanja duž debljine habajuće ploče 312 kao što je opisano na sl. 3.

[0033] Diskretni elementi mogu da budu podjednako (ili suštinski podjednako) raspoređeni u električnom kolu ili na podlozi. Podjednakim (ili suštinski jednakim) razmakom diskretnih

1

elemenata, može se poboljšati tačnost određivanja količine habanja na objektu ili opremi i olakšati proračun ili merenje količine habanja. Povećanjem broja diskretnih elemenata na fiksnoj dužini senzora habanja, preciznost se može povećati. Kada je poznat broj diskretnih elemenata koji su električno odvojeni od električnog kola delovanjem habanja na senzor habanja, broj odvojenih diskretnih elemenata može se pretvoriti u meru dužine na osnovu unapred podešenog rastojanja ili razmaka između diskretnih elemenata. Na primer, ako su tri odvojena elementa električno odvojena i diskretni elementi su podjednako raspoređeni sa razmakom od 1 mm, broj od tri odvojena diskretna elementa može da se konverujei u približno 2 mm habanja ili bilo koju drugu meru dužine. Dakle, kada je količina habanja, na primer predstavljena merom dužine, iznad praga, mere popravke ili zamene se mogu izvršiti u pogledu predmeta koji je podložan habanju. Takođe je moguće konvertovati količinu habanja u procentualne mere, pri čemu bi popravku ili zamenu trebalo izvršiti kada je količina habanja u procentima iznad praga, na primer, ako je više od 70% senzora habanja (i samim tim habajuće ploče) potrošeno.

[0034] Međutim, prema drugom primeru izvođenja, takođe je moguće da diskretni elementi nisu na jednakom rastojanju u električnom kolu ili na podlozi. Na primer, diskretni elementi mogu da budu raspoređeni na eksponencijalni ili polinomski način. Iako diskretni elementi nisu na jednakom rastojanju u električnom kolu ili na podlozi, količina habanja i dalje može da se odredi. Na primer, moguće je rasporediti diskretne elemente sa manjim razmakom u pravcu prve ivice senzora habanja i rasporediti diskretne elemente sa većim razmakom u pravcu druge ivice senzora habanja; čime se povećava rezolucija i tačnost detekcije habanja u pravcu prve ivice. U ovom slučaju, konverzija iz broja diskretnih elemenata električno odvojenih od električnog kola u količinu habanja zasniva se na varijansi u razmaku između diskretnih elemenata.

[0035] Prema jednom primeru izvođenja, diskretni elementi mogu da budu flip-flop elementi, a sekvenca flip-flop elemenata može da bude flip-flop niz ili pomerački registar. Flip-flop element može imati dva stabilna stanja i može da se koristi za memorisanje ili čuvanje informacija o stanju ili vrednosti digitalnih podataka, kao što je 0 ili 1 (predstavljeno sa dve različite vrednosti napona). Flip-flop element može da bude uređaj koji čuva ili drži jedan bit (binarnu cifru) podataka; jedno od njegova dva stanja ili bita predstavlja "1", a drugo predstavlja "0". Flip-flop element može da bude uređaj sa taktom, pri čemu takav uređaj sa taktom može da ignoriše svoje ulaze osim na prelazu namenskog takt signala. Takt signal uzrokuje da se flip-flop element ili promeni ili da zadrži (zadrži) svoj izlazni signal na osnovu vrednosti ulaznih signala na prelazu.

[0036] Sl. 4A i 4B prikazuju električna kola senzora habanja koja imaju niz flip-flop elemenata kao diskretne elemente u skladu sa jednim primerom izvođenja. Električno kolo 400 prikazano na slici 4A sadrži tri flip-flop elementa 410, ali to nije ograničavajuće. Na primer, kao što je prikazano na sl. 4B, električno kolo 400 može da sadrži više flip-flop elemenata, kao što je devet flip-flop elemenata. Dakle, električno kolo može takođe da sadrži više ili manje flip-flop elemenata 410 u zavisnosti od dimenzije opreme koja je podložna habanju. Na primer, do 70 flip-flop elemenata ili čak do 256 flip-flop elemenata može da bude povezano za senzor habanja.

[0037] Električno kolo 400 prikazano na sl. 4A ili 4B sadrži tri flip-flop elemente 410, pri čemu flip-flop elementi 410 mogu da budu D flip-flop elementi. D flip-flop element je poznat kao flip-flop element "podaci" ili "kašnjenje" koji hvata vrednost digitalnih podataka ulaznih podataka (D-ulaz) u određenom delu ciklusa takt signala, kao što je rastuća ivica takt signala (CK). Uhvaćena vrednost digitalnih podataka koja može da bude "1" ili "0" tada postaje izlaz Q. U drugim vremenima tokom ciklusa takt signala, izlaz Q se ne menja. D flip-flop element može da se posmatra kao memorijska ćelija, linija za odlaganje ili slično. Vrednost digitalnih podataka koju treba da uskladišti flip-flop element može da bude "1" ako se prva količina napona primeni na flip-flop element. Na primer, vrednost digitalnih podataka koja se čuva je "1", ako se napon između 2,4V i 5V primeni na flip-flop element. Dalje, vrednost digitalnih podataka koja se čuva može da bude "0" ako se na flip-flop element primeni druga količina napona. Na primer, vrednost digitalnih podataka koja se čuva je "0", ako se napon između 0V i 0.4V primeni na flip-flop element.

[0038] Sl.5 prikazuje primer dijagrama signal-vreme za D flip-flop element. Gornji dijagram na slici 5 prikazuje takt signal CK tokom vremena, pri čemu takt signal predstavlja vrednost digitalnih podataka „0“ ako je amplituda signala („napona“) niska, i vrednost digitalnih podataka „1“ ako je amplituda signala („napon“) visoka. Srednji dijagram na sl. 5 prikazuje signal podataka D tokom vremena, pri čemu signal podataka predstavlja vrednost digitalnih podataka „0“ ako je amplituda signala („napon“) niska, i vrednost digitalnih podataka „1“ ako je amplituda signala („napon“) visoka. Donji dijagram na sl. 5 prikazuje izlazni signal Q tokom vremena, pri čemu signal podataka predstavlja vrednost digitalnih podataka „0“ ako je amplituda signala („napon“) niska, i vrednost digitalnih podataka „1“ ako je amplituda signala („napon“) visoka.

[0039] Kao što je prikazano na sl. 5, D flip-flop elementi hvataju samo vrednost digitalnih podataka signala podataka D na rastućoj ivici takt signala CK, pri čemu uhvaćena vrednost digitalnih podataka postaje izlazni signal Q. Na padajućoj ivici takt signala CK ili u bilo kom vremenu takt signala CK, osim rastuće ivice, vrednost digitalnih podataka se zadržava ili čuva i izlazni signal ostaje nepromenjen sve dok ne stigne sledeća rastuća ivica takt signala. Ovo se može videti kada se dijagram ulaznog signala D na sl. 5 uporedi sa dijagramom izlaznog signala Q, pri čemu prva vrednost digitalnih podataka „1“ ulaznog signala D postaje izlazni signal Q, a druga i treća vrednost digitalnih podataka "1" ulaznog signala D ne postaju izlazni signal Q, jer se ne javljaju na rastućim ivicama takt signala.

[0040] Kada je obezbeđen niz flip-flop elemenata, videti takođe sl. 4A i 4B, sekvenca flipflop elemenata može da funkcioniše kao pomerački registar. Pomerački registar može da bude kaskada flip-flop elemenata, koji dele isti takt signal (CK), u kome je izlaz Q svakog flip-flop elementa povezan sa ulazom podataka D sledećeg flip-flop elementa u lancu, tj. u nizu, što rezultira kolom koje pomera za jednu poziciju vrednost digitalnih podataka ili „niz bitova“ uskladištenih u njemu. Drugim rečima, podaci prisutni na njegovom ulazu se „prebacuju“ u flip-flop element, a poslednji bit u nizu bitova se „izbacuje“ iz flip-flop elementa, pri svakom prelazu ulaza takt signala ili takt signala. Kao što je takođe prikazano na sl.4A i 4B, flip-flop elementi 410 pomeraju svoju vrednost digitalnih podataka, tj. njihov memorijski sadržaj, unapred u svakom ciklusu takt signala. Pomeranje unapred znači da flip-flop elementi 410 ili pomeraju svoju digitalnu vrednost podataka na sledeći flip-flop element ili van registra pomeranja (tj. van električnog kola) ako je flip-flop element na kraju niza flip-flop elemenata.

[0041] Električno kolo 400 može da sadrži specifičnu količinu vodova ili linija, pri čemu je specifična količina vodova ili linija nezavisna od ukupnog broja diskretnih elemenata (flipflop elemenata) uključenih u sekvencu. Tako se dimenzija električnog kola i senzora habanja može minimizirati, pošto se broj koloseka neophodnih za električno kolo ne povećava kada se poveća broj diskretnih elemenata (flip-flop elemenata). Tako se električno kolo i senzor habanja mogu lako skalirati, odnosno broj diskretnih elemenata može lako da se promeni bez potrebe za dodatnim vodovima, analogno-digitalnim pretvaračima ili slično.

[0042] Na primer, kao što je takođe prikazano na Sl.4A i 4B, električno kolo se sastoji od pet vodova ili linija, pri čemu je pet vodova predstavljeno vodom 420 za signal snage, vodom 440

1

za takt signal, vodom 430 za ulazni signal, vodom 450 za izlazni signal, i vodom 460 koji je povezan sa zemljom. Ulazni signal može da bude signal podataka D, izlazni signal može da bude izlazni signal Q, a takt signal može da bude takt signal CK, kao što je opisano u vezi sa sl. 4. Da bismo imali dobro funkcionisanje električnog kola, napajanje treba da se primeni na elemente flip-flopa preko voda 420, a elementi flip-flopa treba da budu povezani sa zemljom preko voda 460.

[0043] Prema jednom primeru izvođenja, izlaz Q svakog flip-flop elementa 410 može dalje da bude povezan sa diodom 470, kao što je prikazano na sl. 4A i 4B, ili sa bilo kojim drugim elementom koji ima slične funkcionalnosti. Međutim, ovo nije neophodno i električno kolo 400 možda ne sadrži diode. Dioda 470 može da bude konfigurisana na takav način da ako izlazni signal (izlaz Q) flip-flop elementa predstavlja vrednost digitalnih podataka od "1", tj. odnosi se na prvu količinu napona od, na primer, 2,4V do 5V, dioda 470 propušta struju do voda 450. Na primer, dioda 470 je Si-dioda (silicijumska dioda) koja propušta struju pri naponu većem od 0,4 V.

[0044] Osim toga, dioda 470 može da bude konfigurisana na takav način da ako izlazni signal (izlaz Q) flip-flop elementa predstavlja vrednost digitalnih podataka od "0", tj. odnosi se na drugu količinu napona od, na primer, 0V do 0,4V, dioda 470 ne propušta struju do voda 450. Na primer, dioda 470 je Si-dioda (silicijumska dioda) koja ne propušta struju pri naponu ispod 0,4 V.

[0045] Merni uređaj (nije prikazan) može da bude povezan sa vodom 450 i može da meri ili detektuje vrednost napona ili vrednost struje na vodu 450. Merenjem ili detekcijom vrednosti napona ili struje na vodu 450, merni uređaj može da otkrije da li je digitalna vrednost "1" i dalje prisutna u nizu flip-flop elemenata i na taj način može da odredi količinu habanja (kao što že biti dodatno objašnjeno u nastavku teksta). U kombinaciji sa takt signalom, merni uređaj može dalje da odredi koji flip-flop element trenutno daje na izlazu vrednost digitalnih podataka "1". Ovo je detaljnije opisano u nastavku teksta. Obezbeđivanjem dioda 470, moguće je obezbediti preciznija merenja habanja, jer diode 470 propuštaju struju samo na visokom naponu dok blokiraju pri malim pogrešnim naponima.

[0046] Sl. 6 prikazuje električno kolo senzora habanja na podlozi, prema jednom primeru izvođenja. Senzor 640 habanja može da bude senzor 200 habanja sa sl.2A i 2B ili senzor 340 habanja sa sl.3 koji sadrži podlogu 643. Primeri izvođenja podloge su objašnjena prethodno u tekstu, pri čemu podloga može da bude tanak materijal bilo kog pogodnog tipa. Podloga 643 može da bude postavljena u sipku ili habajuću ploču, na primer kao što je prikazano na sl.3, u pravcu debljine habajuće ploče, za detekciju habanja koje se dešava na habajućoj ploči zbog, na primer, teških i tvrdih stena. Na podlogu 643 može da se postavi električno kolo 610. Električno kolo 610 može da bude električno kolo kao što je opisano u vezi sa sl. 2A i 2B ili sl. 4A i 4B. Prva ivica 641 senzora habanja (ona strana senzora habanja koja nije pogođena) može da bude usmerena na spolja od sipke ili bilo koje druge opreme izložene habanju, kao što je takođe prikazano na sl. 3, a druga ivica 642 senzora habanja (pogođena strana senzora habanja) može da bude usmerena prema unutra od sipke ili bilo koje druge opreme koja je podložna habanju. Drugim rečima, druga ivica 642 može imati neposredan kontakt sa materijalom, elementima, predmetima ili slično, na primer stenama, koje dovode do habanja senzora habanja i time utiče na broj diskretnih elemenata. Druga ivica 642 senzora habanja koja je usmerena ka unutra može da bude izložena habanju, pri čemu flip-flop element prema drugoj ivici 642 može da bude električno odvojen od električnog kola u pravcu prve ivice 641, delovanjem habanja koje se dešava na senzoru habanja.

[0047] Prema jednom primeru izvođenja, količina habanja može da se odredi na osnovu broja prelaza takt signala između flip-flop elemenata u sekvenci sve dok izlaz iz sekvence flip-flop elemenata ne bude vrednost digitalnih podataka nula ( „0“), i poželjno je da ostane nula tokom specifićnog broja takt signala. Izlaz može da ima vrednost digitalnih podataka jedan („1“) sve dok je vrednost digitalnih podataka jedan („1“) prisutna u flip-flopa sekvenci (i stoga se drži u električnom kolu).

[0048] Sl. 7A prikazuje električno kolo i njegov izlaz preko sekvence flip-flop elemenata prema jednom primeru izvođenja. Električno kolo sadrži pet flip-flop elemenata, pri čemu "FF1", "FF2", "FF3", "FF4" i "FF5" predstavljaju prvi flip-flop element FF1, drugi flip-flop element FF2, treći flip-flop element FF3, četvrti flip-flop element FF4 i peti flip-flop element FF5, pet flip-flop elemenata su povezani kao niz flip-flop elemenata. Štaviše, električno kolo sadrži pet dioda D_FF1, D_FF2, D_FF3, D_FF4 i D_FF5.

[0049] Na sl.7A, ulazni signal koji predstavlja vrednost digitalnih podataka "1" šalje se u vod 430 koji detektuje ili hvata prvi flip-flop element FF1, posebno ulaz D od FF1, pri takt signalu 1, na primer na rastućoj ivici takt signala 1. Dakle, izlaz Q elementa FF1 je "1" i dioda D_FF1 propušta struju do voda 450, kao što je prethodno objašnjeno. Drugim rečima, dioda D_FF1 nakon flip-flop elementa FF1 šalje visoki izlazni signal koji predstavlja vrednost digitalnih podataka "1" na izlaz električnog kola preko voda 450. Amplituda signala koji šalje D_FF1

1

može da bude malo smanjena u poređenju sa signalom izlaza Q, ali se i dalje može smatrati visokim izlaznim signalom koji predstavlja vrednost digitalnih podataka "1". Za sve ostale flip-flop elemente FF2 do FF5, ulaz D na taktu 1 je nizak, tj. ulaz D ima vrednost digitalnih podataka "0" na taktu 1. Dakle, flip-flop elementi FF2 do FF5 imaju vrednost digitalnih podataka "0" na izlazu Q i blok dioda D_FF2 do D_FF5. Kada se diode blokiraju, struja se ne propušta. Dakle, izlaz preko niza flip-flop elemenata FF1 do FF5, odnosno ukupni izlaz preko električne struje senzora habanja penje se na vrednost digitalnih podataka "1". Merni uređaj (nije prikazan) ili bilo koji drugi uređaj koji može da meri količinu habanja, može da bude povezan sa vodom 450 i može da detektuje ili meri struju koja prolazi kroz diode D_FF1 do D_FF5.

[0050] Za sledeći takt signal 2, vrednost digitalnih podataka "1" se pomera sa flip-flop elementa FF1 na flip-flop element FF2. Dakle, pri takt signalu 2, izlaz Q FF1 je "0" dok je izlaz Q FF2 "1". Za preostale flip-flop elemente FF3 do FF5, izlaz Q je takođe "0". Dakle, izlaz preko niza flip-flop elemenata FF1 do FF5 ponovo se penje na vrednost digitalnih podataka "1" usled izlaza vrednosti digitalnih podataka "1" iz FF2. U ovom kontekstu, dioda D_FF2 propušta struju do voda 450, dok je druge diode D_FF1 i D_FF3 do D_FF5 blokiraju.

[0051] Prethodna procedura se takođe ponavlja za FF3, FF4 i FF5.

[0052] Međutim, na taktu 6 i svim narednim taktovima, ako ih ima, izlaz preko niza flip-flop elemenata FF1 do FF5 sada se menja u "0". Ovo se dešava zbog činjenice da električno kolo sadrži samo pet flip-flop elemenata i flip-flop element FF5 pomera vrednost digitalnih podataka "1" iz električnog kola na taktu 6.

[0053] Električno kolo može da sadrži samo pet flip-flop elemenata ili može da sadrži više od pet flip-flop elemenata tokom proizvodnje, pri čemu su flip-flop elementi posle FF5 bili električno odvojeni dejstvom habanja na senzoru habanja. Pošto vrednost digitalnih podataka "1" na taktu 6 i svim sledećim taktovima više nije prisutna u nizu flip-flop elemenata FF1 do FF5, izlaz preko niza flip-flop elemenata postaje nula. Drugim rečima, struja se ne prenosi preko voda 450 jer sve diode D_FF1 do D_FF5 blokiraju, tj. u stanju su blokiranja. Ako je merni uređaj povezan sa vodom 450, merni uređaj možda ne može da izmeri ili detektuje bilo koju struju koja se prenosi preko voda 450.

[0054] Kako bi se sada odredila količina habanja pomoću, na primer, mernog uređaja povezanog sa vodom 450, broj prelaza takt signala se može računati sve dok se izlaz preko niza flip-flop elemenata FF1 do FF5 ne promeni na nulu („0“), i poželjno je da ostane nula

1

tokom određenog broja takt signala. Na primer, ako je specifičan broj takt signala jedan, broj prelaza takt signala se računa korišćenjem detektovane struje koju prenosi vod 450, sve dok se izlaz niza flip-flop elemenata ne promeni na nulu u jednom takt signalu. Izbrojani broj prelaza takt signala može zatim da se uporedi sa očekivanim brojem prelaza takt signala. Ako je, međutim, specifični broj takt signala veći od jedan, broj prelaza takt signala se računa sve dok izlaz niza flip-flop elemenata ne bude nula tokom specifičnog broja narednih taktova. Na primer, ako je određeni broj taktova tri, broj prelaza takt signala se broji sve dok izlaz sekvence flip-flop elemenata ne bude nula tokom tri naredna takt signala. Posmatranjem specifičnog broja narednih takt signala i zaustavljanjem brojanja prelaza takt signala kada je izlaz niza flip-flop elemenata nula tokom specifičnog broja takt signala, obezbeđuje se tačno merenje količine habanja čak i ako postoje greške u vezi sa flip-flop elementima. Na primer, ako D_FF2 na sl.7A ne radi ispravno i stoga ne prenosi visoki signal na izlaz preko voda 450, ali D_FF3 zatim ispravno prenosi visoki signal na izlaz preko voda 450 i ako je specifičan broj narednih taktova postavljen na vrednost veću od jedan, brojanje prelaza takt signala se ne zaustavlja iako se izlaz niza flip-flop elemenata nakratko manja u nulu zbog greške u D_FF2.

[0055] Prema tome, senzor habanja takođe može da bude konfigurisan da detektuje da li je došlo do greške u vezi sa najmanje jednim flip-flop elementom niza flip-flop elemenata. Na primer, može doći do greške u diodi, kao što je prethodno objašnjeno, greške u vezi sa prenosom signala preko vodova, ili greška u samom flip-flop elementu. Štaviše, senzor habanja može ne samo da otkrije da li je došlo do greške ili ne, već takođe može da otkrije poziciju unutar električne struje na kojoj se greška dogodila. Na primer, uzimajući u obzir izlaz niza flip-flop elemenata u kombinaciji sa taktnim signalom ili taktnim prelazima, može se odrediti kada se izlaz niza flip-flop elemenata nakratko promeni u "0" i ponovo u " 1" i samim tim na koji element flip-flopa može uticati greška. Ako se zna tačna poziciju greške, električno kolo senzora habanja može lako da se popravi na brz način.

[0056] Na primer, ako je tokom proizvodnje 70 flip-flop elemenata povezano da formiraju senzor habanja, očekivani broj prelaza takt signala je 70. U poređenju sa konvencionalnim dizajnom zasnovanim na otporniku (kao što je prikazano na slici 1) koji ima 70 pojedinačnih otpornika, ukupno vreme merenja je manje od 0,1 sekunde i samim tim značajno smanjeno. Kada je izbrojani broj prelaza takt signala manji od očekivanog broja prelaza takt signala, na primer manji od 70 prelaza takt signala, utvrđuje se da je došlo do habanja senzora habanja i da su neki od flip-flop elemenata bili električno odvojeni dejstvom nositi.

1

[0057] Na slici 7A, broj prelaza takt signala je pet i stoga je moguće utvrditi da je pet flip-flop elemenata još uvek prisutno u električnom kolu senzora habanja. Ako je tokom proizvodnje, na primer, ukupno 10 flip-flop elemenata spojeno da formiraju električno kolo senzora habanja i sada se utvrdi da je ostalo samo pet flip-flop elemenata, količina habanja se može odrediti pomoću informaciju o rastojanju ili razmaku između elemenata flip-flopa zajedno sa informacijom da pet flip-flop elemenata više nije prisutno, odnosno nedostaje, u električnom kolu zbog, na primer, električnog razdvajanja usled habanja. Broj flip-flopova koji nedostaju može, na primer, da se konvertuje u meru dužine, procentualnu vrednost, ili slično, kako bi se odredila količina habanja koja se dešava na objektu kao što je habajuća ploča, habajući sloj ili slično.

[0058] Sl. 7B prikazuje dijagrame signal-vreme u vezi sa sl. 7A. Ona prikazuje dijagram za takt signal CK i izlazne signale za svaki flip-flop element FF1, FF2, FF3, FF4 i FF5. Q1 je izlaz FF1, Q2 je izlaz FF2, Q3 je izlaz FF3, Q4 je izlaz FF4 i Q5 je izlaz FF5. Q je ukupan izlaz sekvence flip-flop elemenata na vodu 450. D2 je ulaz FF2, D3 je ulaz FF3, D4 je ulaz FF4 i D5 je ulaz FF5. Kao što se može videti na dijagramima signal-vreme, izlazni signal koji predstavlja vrednost digitalnih podataka „1“ se pomera sa jednog flip-flop elementa na sledeći flip-flop element sa rastućom ivicom takt signala CK. Za ukupni izlaz, izlazni signali svih flip-flop elemenata FF1 do FF5 se sumiraju. Kako bi se odredila količina habanja, broj prelaza takt signala može da se broji sve dok se izlaz preko niza flip-flop elemenata FF1 do FF5 ne promeni na nulu, poželjno tokom specifičnog broja takt signala.

[0059] Kao što je prethodno opisano, količina habanja može da se odredi pomoću mernog uređaja ili merne jedinice povezane sa vodom 450. Merni uređaj i električno kolo mogu da formiraju senzor habanja, ili senzor habanja može da sadrži samo električno kolo, pri čemu merni uređaj i senzor habanja koji sadrži električno kolo, formiraju sistem za detekciju habanja.

[0060] Međutim, takođe je moguće da je senzor koji sadrži predajnu jedinicu povezan sa vodom 450 koja detektuje struju koja se prenosi preko voda 450 i prenosi podatke neophodne za detekciju i merenje habanja na spoljni uređaj, tj. na uređaj koji je izvan habanja. senzor. Spoljašnji uređaj tada može otkriti ili izmeriti količinu habanja. Spoljni uređaj je povezan ili bežično ili žicom na senzor habanja.

[0061] Kao što je prethodno opisano, pošto je količina vodova nezavisna od ukupnog broja flip-flop elemenata uključenih u sekvencu, dimenzija električnog kola i senzora habanja može

1

da se minimizira. Ovo je takođe korisno za dizajn štampanih ploča (PCB) kao što je prikazano na sl.8A i 8B.

[0062] Sl. 8A i 8B prikazuju dizajn štampanih ploča (PCB) u kombinaciji sa senzorima habanja. Sl. 8A prikazuje PCB dizajn za PCB 820A sa konvencionalnim senzorom habanja koji sadrži, na primer, otpornike, kao što je takođe opisano u vezi sa sl. 1. Sl. 8B prikazuje dizajn za PCB 820B sa senzorom habanja u skladu sa jednim primerom izvođenja predmetnog pronalaska kako je opisano u vezi sa sl.2 do 7.

[0063] Kao i kod senzora 810A habanja sa sl. 8A, količina vodova zavisi od količine otpornika koji se koriste za tačke merenja, pri čemu dimenzija senzora 810A habanja i električnog kola mogu dramatično da se povećaju. Na primer, obično se koristi do 70 otpornika u jednom senzoru 810A habanja što rezultira sa oko 71 vodova za senzor habanja. Zbog velike količine vodova u senzoru 810A habanja, potrebna je čvrsta PCB 820A.

[0064] Međutim, ako se koristi senzor 810B habanja kakv je prikazan na sl. 8B, pri čemu je senzor 810B habanja senzor habanja u skladu sa jednim primerom izvođenja predmetnog pronalaska, količina vodova je nezavisna od ukupnog broja flip-flop elemenata uključenih u sekvencu. Stoga, iako je, na primer, 70 flip-flop elemenata povezano tako da formiraju senzor 810B habanja, broj vodova po električnom kolu ostaje pet (videti takođe opis u vezi sa sl.4A i 4B). Dakle, dimenzija senzora 810B habanja svedena na minimum, čime je omogućena jednostavna upotreba standardnih PCB tehnologija. Štaviše, zbog male količine vodova po električnom kolu u senzoru 810B habanja, mali konektor 830B može da se koristi za povezivanje senzora 810B habanja sa PCB 820B.

[0065] Prema drugom primeru izvođenja, senzor habanja kao što je prethodno opisan može dalje da sadrži najmanje jedno dodatno električno kolo tako da senzor habanja sadrži dva ili više električnih kola. Dva ili više električnih kola mogu da budu nezavisna jedno od drugog. Dva ili više električnih kola mogu da budu paralelno povezana, kao što je takođe prikazano na sl. 8B, konkretno u senzoru 810B habanja koji sadrži dva paralelna električna kola na podlozi. Dva ili više električnih kola mogu da budu ili identične strukture ili neidentične strukture.

[0066] Kako dimenzija električnog kola može da se svede na minimum ako se smanji broj vodova koji se koriste u električnom kolu, više od jednog električnog kola može da bude uključeno u senzor habanja, što dovodi do redundantnosti. Na ovaj način, čak i kada dođe do prekida ili problema u jednom električnom kolu, senzor habanja i dalje može da obezbedi

1

ispravna i tačna merenja habanja zahvaljujući redundantnosti. Na ovaj način, stope kvarova kad su u pitanju senzori habanja mogu da se smanje.

[0067] Sl. 9 prikazuje električna kola senzora habanja na podlozi, prema jednom primeru izvođenja. Kao što je prikazano na sl.9, senzor 940 habanja može da sadrži podlogu 943, pri čemu su dva električna kola 910 i 912 postavljena na podlogu 943. Podloga može da bude podloga opisana u vezi sa sl. 6 ili sl. 8B. Električna kola 910 i 912 mogu da budu električna kola opisana prethodno u vezi sa bilo kojim primerom izvođenja. Na sl.9, električna kola 910 i 912 su identična po strukturi; međutim, električna kola 910 i 912 mogu da budu neidentične strukture i mogu, na primer, da sadrže različit broj flip-flop elemenata, ili slično. Podloga 943 može da bude postavljena u sipku ili habajuću ploču, na primer kao što je prikazano na sl.3, u pravcu debljine habajuće ploče, kako bi se detektovalo habanje koje se javlja na habajućoj ploči usled, na primer, teških i tvrdih stena. Prva ivica 941 senzora habanja može da bude usmerena ka spolja od sipke ili bilo koje druge opreme koja je podložna habanju, kao što je takođe prikazano na sl. 3, a druga ivica 942 senzora habanja može da bude usmerena na unutra od sipke ili bilo koje druge opreme koja je podložna habanju. Druga ivica 942 senzora habanja koja je usmerena ka unutra može da bude izložena habanju, pri čemu flip-flop element prema drugoj ivici 942 može električno da se razdvoji od električnog kola u pravcu prve ivice 941, delovanjem habanja koje se dešava na senzoru habanja.

[0068] Na sl. 9, dva električna kola 910 i 912 su postavljena paralelno na jednoj strani podloge 843. Međutim, prema drugom primeru izvođenja, jedno od električnih kola može da bude postavljeno na prednjoj strani podloge 943 dok je drugo električno kolo postavljeno na zadnjoj strani podloge 943.

[0069] Sl. 10 prikazuje postupak za detekciju habanja koje se dešava na objektu prema jednom primeru izvođenja. Postupak može da obuhvata sekvencijalno prenošenje (S1010) vrednosti digitalnih podataka sa prvog diskretnog elementa na prvoj ivici senzora habanja na sledeće diskretne elemente prema drugoj ivici senzora habanja. Senzor habanja može da bude senzor habanja u skladu sa bilo kojim primerom izvođenja opisanim u vezi sa sl. 2 do 9. Na primer, senzor habanja može da sadrži električno kolo, pri čemu električno kolo sadrži sekvencu diskretnih elemenata, pri čemu svaki diskretni element privremeno zadržava vrednost digitalnih podataka. Diskretni element može da bude električno odvojen od sekvence diskretnih elemenata, sekvencijalno u smeru od druge ivice, delovanjem habanja na senzor

2

habanja, pri čemu se broj diskretnih elemenata u sekvenci smanjuje kada dođe do habanja na senzoru habanja.

[0070] Sl. 11 prikazuje sistem za detekciju habanja prema jednom primeru izvođenja. Sistem 1100 za detekciju habanja može da sadrži jedan ili više senzora 1110 habanja u skladu sa bilo kojim primerom izvođenja koji je opisan u vezi sa sl. 2 do 9, i merni uređaj 1120. Merni uređaj može meriti količinu habanja koja se javlja na objektu na osnovu jednog ili više senzora habanja. Merni uređaj 1120 može da bude merni uređaj kao što je prethodno opisan.

[0071] Sistem za detekciju habanja može da bude implementiran pomoću jednog uređaja (pogledajte isprekidane linije) ili može da bude implementiran na distribuiran način. Ako je sistem za detekciju habanja implementiran na distribuiran način, senzor 1110 habanja i merni uređaj 1120 mogu da buduimplementirani kao odvojeni uređaji ili jedinice, pri čemu senzor 1110 habanja može da prenosi do mernog uređaja 1120, bilo bežično ili preko žice, sve podatke i informacije neophodne da bi merni uređaj izmerio količinu habanja koje se dešava na objektu. Da bi se preneli potrebni podaci i informacije, senzor 1110 habanja može dodatno da sadrži predajnu jedinicu (nije prikazana), dok merni uređaj 1120 može da sadrži prijemnu jedinicu (nije prikazana) da bi mogao da primi neophodne podatke i informacije.

[0072] Prema jednom primeru izvođenja, merni uređaj 1120 može da bude brojač konfigurisan da broji određeni broj takt signala, sve dok izlaz jednog ili više senzora habanja ne bude vrednost digitalnih podataka "0" za specifičan broj takt signala. Za dalje detalje u vezi sa izlazom senzora habanja, posebno izlazom preko niza flip-flop elemenata, upućuje se na Sl.7A i 7B opisane prethodno.

[0073] Senzor habanja kao što je opisano na Sl. 2 do 11 mogu biti uključene u bilo koju opremu koja je podložna habanju. Na primer, senzor habanja je uključen u habajuću ploču, oblogu za habanje, šipku za habanje ili slično, pri čemu se habajuća ploča, obloga za habanje, šipka za habanje ili slično postavlja na opremu ili postrojenje koje je podložno habanju. Na primer, oprema ili postrojenje koje je podložno habanju je oprema ili postrojenje koje se koristi u rudarskoj industriji, kao što je levkasta sipka.

[0074] Prema drugom primeru izvođenja, senzor habanja može da bude direktno uključen u kućište, zid, dno ili slično postrojenje ili opremu koja je izložena habanju. Na primer, senzor habanja je uključen direktno u zid levkaste sipke koja se koristi u rudarskoj industriji ili bilo kojoj drugoj opremi koja se koristi u rudarskoj industriji koja je izložena habanju.

[0075] Pronalazak je opisan u vezi sa određenim realizacijama i primerima koji u svim aspektima imaju za cilj da budu više ilustrativni nego restriktivni. Stručnjaci će ceniti da će mnoge različite kombinacije hardvera, softvera i/ili firmvera biti pogodne za praktikovanje ovog pronalaska.

[0076] Štaviše, druge implementacije pronalaska će biti očigledne stručnjacima u ovoj oblasti iz razmatranja specifikacije i prakse pronalaska koji je ovde otkriven. Namera je da se specifikacija i primeri smatraju samo primerima. U tom cilju, treba razumeti da inventivni aspekti leže u manje nego svim karakteristikama samo jedne prethodno otkrivene implementacije ili konfiguracije. Dakle, pravi obim pronalaska je naznačen sledećim patentnim zahtevima.

Claims (17)

Patentni zahtevi

1. Senzor (200, 340, 640, 810B, 940) habanja, koji sadrži:

električno kolo (400, 610, 910, 912) koje sadrži sekvencu diskretnih elemenata (210, 211, 212, 213, 214), pri čemu je svaki diskretni element (210, 211, 212, 213, 214) Z adaptiran da privremeno drži vrednost digitalnih podataka, naznačen time što je električno kolo (400, 610, 910, 912) konfigurisano da sekvencijalno prenosi vrednost digitalnih podataka od prvog diskretnog elementa (210) na prvoj strani (220, 341, 641) senzora (200, 340, 640, 810B, 940) habanja do sledećih diskretnih elemenata (211, 212, 213, 214) ka drugoj strani (230, 342, 642) senzora (200, 340, 640, 810B, 940) habanja,

pri čemu je svaki diskretni element (210, 211, 212, 213, 214) konfigurisan za električno odvajanje od električnog kola (400, 610, 910, 912), sekvencijalno u smeru od druge strane (230, 342, 642) ka prvoj strani (220, 341, 641), delovanjem habanja na senzor (200, 340, 640, 810B, 940) habanja, pri čemu je Z senzor (200, 340, 640, 810B, 940) habanja raspoređen tako da se broj diskretnih elemenata (210,

211, 212, 213, 214) u sekvenci smanjuje kada se habanje dešava na senzoru (200, 340, 640, 810B, 940) habanja i

smanjen broj diskretnih elemenata (210, 211, 212, 213, 214) predstavlja indikaciju količine habanja.

2. Senzor (200, 340, 640, 810B, 940) habanja prema patentnom zahtevu 1, koji dalje

sadrži podlogu (643, 943) u stanju da se rasporedi duž putanje izložene habanju, pri čemu je električno kolo (400, 610, 910, 912) podržano podlogom (643, 943).

3. Senzor (200, 340, 640, 810B, 940) habanja prema patentnom zahtevu 2, naznačen time što su diskretni elementi (210, 211, 212, 213, 214) postavljeni u seriji na podlozi (643, 943) tako da se diskretni elementi (210, 211, 212, 213, 214) sekvencijalno odvajaju od podloge (643, 943) kako se habanje propagira duž putanje.

2

4. Senzor (200, 340, 640, 810B, 940) habanja prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 3, naznačen time što se diskretni elementi (210, 211, 212, 213, 214) nalaze na jednakom rastojanju u električnom kolu (400, 610, 910, 912).

5. Senzor (200, 340, 640, 810B, 940) habanja prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 4, naznačen time što su diskretni elementi (210, 211, 212, 213, 214) flip-flop elementi (410), a sekvenca flip-flop elemenata (410) je flip-flop niz ili pomerački registar.

6. Senzor (200, 340, 640, 810B, 940) habanja prema patentnom zahtevu 5, naznačen time što su flip-flop elementi (410) konfigurisani da pomeraju svoje vrednosti digitalnih podataka napred pri svakom ciklusu takt signala.

7. Senzor (200, 340, 640, 810B, 940) habanja prema bilo kom od patentnih zahteva 5 - 6, naznačen time što električno kolo (400, 610, 910, 912) sadrži specifičnu količinu vodova, pri čemu je specifična količina vodova nezavisna od ukupnog broja flip-flop elemenata uključenih u sekvencu.

8. Senzor (200, 340, 640, 810B, 940) habanja prema patentnom zahtevu 7, naznačen time što električno kolo sadrži pet vodova, pri čemu, pet vodova su vod (420) za signal snage, vod (440) za takt signal, vod (430) za ulazni signal, vod (450) za izlazni signal i vod (460) povezan sa zemljom.

9. Senzor (200, 340, 640, 810B, 940) habanja prema bilo kom od patentnih zahteva 5 do 8, naznačen time što je senzor habanja raspoređen tako da količina habanja može da se odredi na osnovu broja prelaza takt signala između flip-flop elemenata (410) u sekvenci sve dok izlaz preko sekvence flip-flop elemenata ne bude vrednost digitalnih podataka nula, poželjno preko specifičnog broja taktova.

10. Senzor (200, 340, 640, 810B, 940) habanja prema patentnom zahtevu 9, naznačen time što je senzor (200, 340, 640, 810B, 940) habanja konfigurisan da detektuje da li je, ili nije, došlo do greške u vezi sa najmanje jednim flip-flop elementom (410) sekvence flip-flop elemenata (410).

11. Senzor (200, 340, 640, 810B, 940) habanja prema patentnom zahtevu 10, naznačen time što je senzor (200, 340, 640, 810B, 940) habanja dodatno konfigurisan da detektuje poziciju u okvirima električne struje u kojoj je došlo do greške.

12. Senzor (200, 340, 640, 810B, 940) habanja prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 11, koji dalje sadrži dodatno električno kolo tako da senzor (940) habanja sadrži dva električna kola (910, 912), pri čemu su dva električna kola (910, 912) nezavisna jedno od drugog.

13. Senzor (200, 340, 640, 810B, 940) habanja prema patentnom zahtevu 12, naznačen time što su dva električna kola (910, 912) paralelno povezana.

14. Postupak za detekciju habanja koje se dešava objektu, pri čemu postupak obuhvata:

sekvencijalni prenos (S1010) vrednosti digitalnih podataka od prvog diskretnog elementa (210) na prvoj strani (220, 341, 641) senzora (200, 340, 640, 810B, 940) habanja, do sledećih diskretnih elemenata (211, 212, 213, 214) ka drugoj strani (230, 342, 642) senzora (200, 340, 640, 810B, 940) habanja,

pri čemu senzor (200, 340, 640, 810B, 940) habanja sadrži električno kolo (400, 610, 910, 912),

električno kolo (400, 610, 910, 912) sadrži sekvencu diskretnih elemenata (210, 211, 212, 213, 214), pri čemu svaki diskretni element (210, 211, 212, 213, 214) privremeno drži vrednost digitalnih podataka, i

pri čemu je diskretni element (210, 211, 212, 213, 214) električno razdvojen od sekvence diskretnih elemenata (210, 211, 212, 213, 214), sekvencijalno u smeru od druge strane (230, 342, 642) ka prvoj strani (220, 341, 641), delovanjem habanja na senzor (200, 340, 640, 810B, 940) habanja, pri čemu se broj diskretnih elemenata (210, 211, 212, 213, 214) u sekvenci smanjuje kada se habanje dešava na senzoru (200, 340, 640, 810B, 940) habanja i pri čemu smanjeni broj diskretnih elemenata (210, 211, 212, 213, 214) predstavlja indikaciju količine habanja.

15. Sistem za detekciju habanja koji sadrži:

jedan ili više senzora (200, 340, 640, 810B, 940) habanja prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 13; i

2

merni uređaj konfigurisan za merenje količine habanja koja se dešava na objektu, na osnovu jednog ili više senzora (200, 340, 640, 810B, 940) habanja.

16. Sistem za detekciju habanja prema patentnom zahtevu 15,

naznačen time što je merni uređaj brojač konfigurisan da broji određeni broj takt signala sve dok izlaz jednog ili više senzora (200, 340, 640, 810B, 940) habanja ne bude vrednost digitalnih podataka nula, za specifičan broj takt signala.

17. Oprema izložena habanju, koja sadrži:

senzor (200, 340, 640, 810B, 940) habanja prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 13.

2