WO1992013397A1 - Adressieranordnung - Google Patents

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WO1992013397A1
WO1992013397A1 PCT/CH1992/000004 CH9200004W WO9213397A1 WO 1992013397 A1 WO1992013397 A1 WO 1992013397A1 CH 9200004 W CH9200004 W CH 9200004W WO 9213397 A1 WO9213397 A1 WO 9213397A1
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
    • H04B5/28—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium using the near field of leaky cables, e.g. of leaky coaxial cables
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom

Definitions

  • '5 Information is read in or to which information is output.
  • Switching point addressed one after the other, information being routed via an information conductor from the measuring probe at the location of the switching point to the cable head computer.
  • CH 89/00134 exemplary embodiments are described in which a complete switching point together with a converter for a physical phenomenon is integrated into a cable. This makes it possible to completely complete the ambient temperature and its local distribution Captured encapsulated cable and evaluated by the cable head computer.
  • FIG. 1a and 1b a particularly advantageous embodiment of the invention for information output wherein a magnetic field is modulated as a carrier signal.
  • the generation of the modulated magnetic field is shown in FIG. 1a, and a device with a relay contact for tapping the information thus generated is shown in FIG. 1b.
  • the switching point (2) in the figure is connected to the conductors of the cable by a 'crimp' system, but can also be electrically connected to the conductors of the cable in any other way.
  • the switching point decodes the signal from the information conductor (3) and converts it into a current signal which is transmitted to the excitation coil (11) through the feed lines (12).
  • the addressing technology of the individual switching points of the cable is not important here; it can be carried out according to one of the aforementioned methods.
  • addressing and supplying the switching points (2) of the cable (1) are accomplished by the two conductors (14a) and (14b).
  • Fig.1a the field lines of the field generated by the coil are drawn on one side.
  • the direction of the field generated in this way changes with the direction of current flow through the excitation coil (11), and this can be adjusted according to the signal transmitted via the information conductor, so that the field strength and direction of the physical carrier signal (7) is ultimately proportional to the information transmitted from the cable head computer (4), not shown in the figure.
  • a compensating body (15) is provided, which also has a protective effect against environmental influences.
  • This r,. is surrounded by a shield, which serves as a protective jacket against electromagnetic interference (6), and has the task of reliably shielding any interference signals that could penetrate from the outside and that could interfere with the addressing technology of the switching points (2).
  • the field lines (7) can easily penetrate the sheathing (5) and (6) and - - the compensating body (15) in the selected example, since they only shield relatively high-frequency electromagnetic radiation.
  • the physical carrier signal (7) is a static magnetic field in the example, which can easily penetrate the shielding and sheathing (5> and (6), since the materials from which they are made are not ferromagnetic.
  • One way of ensuring this permeability is to leave a small zone of the protective jacket open against electromagnetic interference and to send the corresponding information to the outside through the window (8) produced in this way.
  • FIG. 1b shows an example of how the information can be picked up on the outside of the cable (1).
  • a bracket (20) that can be completely separated from the cable is used for this purpose, which can be fastened at any location on the cable by means of clamping screws (21).
  • clamping screws (21) Of course, you will attach the bracket (20) at those points that indicate by an externally visible label (23) that a switching point (2) is located underneath.
  • the magnetic field (7) (FIG. 1) modulated according to the transmitted information then has the effect that, depending on the sign of the excitation current, the permanent magnet (24) is either attracted to the cable or is repelled by it.
  • the spring contacts (22) are opened or closed, and the information transmitted to the switching point (2) can be tapped at the ends of the spring contacts (22) that are brought out.
  • this information can also be tapped outside of the cable in any other way.
  • the permanent magnet (24) and the contact spring pair (22) one could easily use a Hall probe which converts the magnetic field strength into a voltage. This can be advantageous where mechanically moving parts cannot be used, or where analog information is to be transmitted by a proportionally modulated carrier signal.
  • the embodiment in the example in FIG. 1b has the advantage that one can do without an external power supply.
  • a mechanically operated switch or button could be connected to a permanent magnet, which, depending on
  • Hall probe can be measured, and information about the
  • Switch position can be routed to the cable head computer. 5
  • (6) are either permeable, or for which a 0 window is provided in them. So you can provide with a pair of a light emitting diode and a photo transistor, a transducer-Transmitter pair, which transmits information from the cable or brings it into it by light. This technique will be particularly recommended where there is an environment with 5 strong electromagnetic disturbances.
  • converters or transmitters are correspondingly capacitors or induction loops that receive or emit the modulated signal.

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Communication Cables (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
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  • Electrotherapy Devices (AREA)

Abstract

Schaltstellen (2) werden längs eines Kabels (1) adressiert, und es wird an die jeweils adressierte Schaltstelle Information über einen Informationsleiter (3) übertragen oder von ihr empfangen. Die Schaltstellen sind innerhalb der Kabelummantelung (5) und innerhalb der Abschirmung (6) angebracht, um sie vor Umwelteinflüssen und elektromagnetischen Störungen zu schützen. Die Informationsübertragung erfolgt durch die Kabelummantelungen (5) und/oder (6), wobei eine physikalische Grösse gemäss der zu übertragenden Information moduliert wird, für die die Ummantelungen (5) und (6) transparent sind.

Description

APRES S I ERANORDNUNG Die Erfindung bezieht sich auf eine Adressieranordnung gemäss dem Oberbegriff des Anspruch 1. In der Li teratur ' werden verschiedene derartige Adressieranordnungen beschrieben, die Schaltstellen adressieren, von denen
' 5 Information eingelesen wird, oder an die Information ausgegeben wird.
So beschreibt DE 28 00 185 C2 eine derartige Anordnung, die speziell zum Zwecke der Leckdetektion an 1 0 Fernwärmeleitungen mit Temperatur Sensoren bestückt ist, und wo der Ort des Lecks aus der Adresse derjenigen Zelle längs des Kabels ermittelt werden kann, an der eine Temperaturerhöhung gemessen wurde.
15 In DE 30 25 837 C2 wird eine Anordnung beschrieben, die durch explizi ten binären Adressenvergleich eine
Schaltstelle nach der anderen durchadressiert, wobei über einen Informationsleiter Information von der Messonde am Ort der Schaltstelle zum Kabelkopf rechner geleitet wird.
20
In CH 89/00134 wird zum Adressieren derartiger
Schaltstellen eine Anordnung aus einem Impedanzglied und einem Schalter vorgeschlagen, wobei die Gesamtimpedanz aus
Kabellängswiderstand und Schalter für die Adressierung
25 bestimmend ist. Dies vereinfacht den schaltungstechnischen
Aufwand zur Adressierung schon beträchtlich.
In CH 01 596/90-5 schliesslich wird vorgeschlagen, das Impedanzglied zur Abschwächung des Adressiersignals durch 30 eine aktive, elektronisch ausgeregelte Impedanz zu ersetzen, wodurch die gesamte Schaltstelle nur mehr Komponenten enthäl t, die sich relativ leicht in Form eines Chips ausführen lassen.
' 35 In CH 89/00134 werden Ausführungsbeispiele beschieben, in denen eine komplette Schaltstelle samt einem Wandler für ein physikalisches Phänomen in ein Kabel integriert wird. Dadurch wird es möglich, etwa die Umgebungstemperatur samt ihrer örtlichen Verteilung durch ein vollständig gekapseltes Kabel zu erfassen und durch den Kabelkopf rechner auszuwerten.
Die oben beschriebenen Anordnungen haben den Nachteil, dass keine Informationsausgabe am Ort der Schaltstellen möglich ist, ohne die Ummantelung des Kabels aufzutrennen.
Weiter führt die Beschränkung auf Messungen von physikalischen Grossen dazu, dass nur eigentliche Messauf gaben erfüllt werden können, und dass allgemeinere
Informationsein- bzw. -ausgaben nur unter Auftrennung der
Kabelummantelung und direkter Ankoppelung der
Informationsquelle bzw. -Senke an die Adressieranordnung möglich sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu überwinden, und Informationsein- bzw. - Ausgabe ohne Verzicht auf eine Schutzummantelung zu ermögl ichen.
*/*
Im Weiteren werden Besonderheiten und Ausführungsdetails anhand von zwei Figuren genauer beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1a und 1b eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zur Informationsausgabe wobei ein Magnetfeld als Trägersignal moduliert wird. Dabei wird in der Fig. 1a die Erzeugung des modulierten Magnetfeldes gezeigt, und in der Fig. 1b eine Vorrichtung mi t einem Relais - Kontakt zum Abgriff der so erzeugten Information .
*/*
Im Beispiel der Fig. 1a wird die Information aus der Schaltstelle (2) des Kabels (1 ) durch ein moduliertes Magnetfeld (7) nach aussen übertragen. Die Information, in welcher Richtung ein Strom durch die Erregerspule (11 ) geschickt werden soll, wird durch den Informationsleiter
(3) übertragen, und mittels einer geeigneten elektronischen
Schaltung in die Erregerspule (11) eingespeist.
Die Schaltstelle (2) ist in der Fig. durch ein 'Crimp' - System mit den Leitern des Kabels verbunden, kann jedoch auch auf eine beliebige, andere Weise elektrisch mit den Leitern des Kabels verbunden werden.
Die Schaltstelle dekodiert, sobald sie adressiert wurde, das Signal des Informationsleiters (3) und setzt dieses in ein Stromsignal um, das durch die Zuleitungen (12) an die Erregerspule (11) übertragen wird.
Die Adressierungstechnik der einzelnen Schaltstellen des Kabels ist hierbei nicht von Bedeutung; sie kann gemäss einer der vorerwähnten Methoden vorgenommen werden. Im Ausführungsbeispiel der Fig.1a wird angenommen, dass Adressierung und Versorgung der Schaltstellen (2) des Kabels (1) durch die zwei Leiter (14a) und (14b) bewerkstelligt werden.
In der Fig.1a sind die Feldlinien des Feldes, das durch die Spule erzeugt wird, auf einer Seite eingezeichnet. Die Richtung des so erzeugten Feldes ändert mit der Stromflussrichtung durch die Erregerspule (11), und diese kann gemäs des über den Informationsleiter übertragenen Signals eingestellt werden, sodass schliesslich die Feldstärke und -richtung des physikalischen Trägersignals (7) proportional zur übertragenen Information ist, die von dem, in der Figur nicht gezeigten Kabelkopfrechner (4) ausgesendet wird.
Die Erregerspule (11) besteht im Beispiel aus einem Spulenkörper (10) und einem ferromagne tischen Medium (13), das sich verstärkend auf das magnetische Signal (7) auswirkt .
Im Falle dass die Schaltstellen (2) des Kabels (1) zyklisch adressiert werden, ist es vorteilhaft, dieses ferromagnetische Medium (13) aus einem Material mit besonders grosser Hysterese herzustellen, sodass die magnetische Information auch dann aussen am Kabel abgreifbar ist, wenn der Erregerstrom nicht fliesst. Die 5 übermittelte Information wird dabei im Medium (13) gespeichert, und die Intervalle zwischen wiederholten Adressiervorgängen der Schaltstelle können derart überbrückt werden.
10 Um die sich durch den Spulenkörper (10), die Erregerspule
(11) und das ferromagnetische Medium (13) ergebenden
Dickenunterschiede des Kabels auszugleichen wurde im
Beispiel ein Ausgleichskörper (15) vorgesehen, der zugleich eine Schutzwirkung gegenüber Umwelteinflüssen hat. Dieser r ,. wird von einer Abschirmung umgeben, die als Schutzmantel gegen elektromagnetische Störungen (6) dient, und die Aufgabe hat, eventuelle Störsignale, die von aussen eindringen könnten, und die die Adressier technik der Schaltstellen (2) stören könnte, zuverlässig abzuschirmen.
20 Weiter ist ein Schutzmantel gegen Umwelteinflüsse (5) vorgesehen, der verhindert, dass z.B. Feuchtigkeit in das Innere des Kabels eindringen kann.
Die Feldlinien (7) können die Ummantelungen (5) und (6) und - - den Ausgleichskörper (15) im gewählten Beispiel problemlos durchdringen, da diese nur relativ hochfrequente elektromagnetische Strahlung abschirmen. Beim physikalischen Trägersignal (7) hingegen handelt es sich im Beispiel um ein statisches Magentfeld, das die 0 Abschirmungen und Ummantelungen (5> und (6) problemlos durchdringen kann, da die Materialien, aus denen sie bestehen, nicht ferromagnetisch sind.
Es ist jedoch selbstverständlich möglich, und je nach 5 Anwendung vorzuziehen, anstelle eines derart modulierten Magnetfeldes ein anderes physikalisches Trägersignal zu modulieren. Beispiele dafür sind etwa hochfrequente elektromagnetische Felder, wobei jedoch der Schutzmantel gegen elektromagnetische Störungen (6) derart ausgelegt werden muss, dass das Trägersignal die Kabelummantelungen durchdringen kann. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Information nach aussen durch moduliertes Licht zu übertragen, wobei selbstverständlich gewährleistet sein muss, dass die Kabelummantelungen im verwendeten Frequenzbereich durchsichtig sind.
Eine Möglichkei t, diese Durchlässigkei t zu gewährleisten besteht darin, eine kleine Zone des Schutzmantels gegen elektromagnetische Störungen offenzulassen, und durch das derart erzeugte Fenster (8) die entsprechende Information nach aussen zu schicken .
Die Fig. 1b zeigt ein Beispiel, wie die Information aussen am Kabel (1 ) abgegriffen werden kann. Dazu dient eine vom Kabel vollkommen trennbare Halterung (20), die mi ttels Klemmschrauben (21 ) an jedem beliebigen Ort des Kabels befestigt werden kann. Natürlich wird man die Halterung (20) an solchen Stellen anbringen, die durch eine aussen sichtbar angebrachte Kennzeichnung (23) anzeigen, dass darunter eine Schaltstelle (2) si tzt .
Das, gemäss übertragener Information modulierte Magnetfeld (7) (Fig. 1 ) bewirkt dann, dass je nach Vorzeichen des Erregerstroms der Permanentmagnet (24) entweder zum Kabel angezogen, oder von ihm abgestossen wird. Dadurch werden die Federkontakte (22) geöffnet bzw. geschlossen, und die an die Schaltstelle (2) übermi ttelte Information kann an den herausgeführten Enden der Federkontakte (22) abgegriffen werden.
Selbstverständlich kann der Abgriff dieser Information ausserhalb des Kabels auch auf beliebige andere Weise erfolgen . Man könnte beispielsweise ohne weiteres anstelle des Permanentmagneten (24) und des Kontaktfederpaares (22) eine Hallsonde nehmen, die die magnetische Feldstärke in eine Spannung umsetzt. Dies kann dort von Vorteil sein, wo mechanisch bewegte Teile nicht einsetzbar sind, oder wo analoge Information durch ein proportional moduliertes Trägersignal übertragen werden soll . Die Aus führungs form im Beispiel der Fig. 1b hat hingegen den Vorteil, dass man ohne externe Spannungsversorgung ausgekommen kann.
5 Selbstverständlich ist es möglich, die Richtung des
Informationsflusses umzudrehen. So könnte etwa ausserhalb des Kabels ein mechanisch betätigter Schalter oder Taster mit einem Permanentmagneten verbunden sein, der je nach
Stellung die Feldrichtung umdreht. Das Feld könnte Ig anschliessend ohne Schwierigkeiten unter der
Kabelummantelung, am Ort der Schaltstelle durch eine
Hallsonde gemessen werden, und die Information über die
Schalterstellung kann an den Kabelkopf rechner geleitet werden . 5
Weiter ist es selbstverständlich möglich, andere Wandler -
Transmi tter paare zur Modulation von anderen physikalischen
Grossen einzusetzen, für die die Kabelummantelungen (5) und
(6) entweder durchlässig sind, oder für die in diesen ein 0 Fenster vorgesehen ist. So kann man mit einer Paarung von einer Leuchtdiode und einem Fototransistor ein Wandler- Transmi tterpaar vorsehen, das durch Licht Information aus dem Kabel überträgt oder in es hineinbringt. Diese Technik wird sich insbesondere dort empfehlen, wo man ein 5 elektromagnetisch stark gestörtes Umfeld vorfindet.
Eine weitere, einfache Möglichkei t eines Wandler Transmitterpaares besteht in der kapazitiven und induktives Ein- bzw. Auskopplung von Information durch die Q Kabelummantelungen (5) und (6) . Wandler bzw. Transmi tter sind in diesem Falle entsprechend Kondensatoren oder Induktionsschleifen, die das modulierte Signal empfangen bzw. aussenden .
Diese Ein- bzw. Auskopplungsarten haben den Vorteil dass sie Information mit grosser Gewschwindigkeit übertragen können, und sie sind daher auch besonders im Zusammenhang mi t Datenverarbeitung vorteilhaft.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Adressieranordnung längs eines Kabels ( 1 ) , wobei Schaltstellen (2) adressiert werden, die über mindestens einen Informationslei ter (3) mi t einem Kabelkopf rechner (4) verbunden sind, über den Information zu - bzw. von der ^ adressierten Schaltstelle (2) gelei tet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltstellen (2) vollständig in das Kabel ( 1 ) integriert und von Schutz- Ummantelungen gegen Umwel teinflüsse (5) und/oder gegen elektromagnetische Störungen (6) geschützt sind, dass Mi ttel vorhanden sind, um die Informationsübertragung zu bzw. von der Schal tstelle (2) auf ein physikalisches Trägersignal (7) zu modulieren, und dass die Schutz- Ummantelungen (5) und/oder (6) des Kabels ( 1 ) für das physikalische Trägersignal durchlässig sind.
2. Adressieranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Orte, an denen Informationseingabe- bzw. -Ausgabeschal tstellen (2) angebracht sind, von aussen sichtbar gekennzeichnet sind.
3. Adressieranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Schutz- Ummantelungen (5) und/oder (6) im Bereich der Schaltstellen Fenster (8) aufweisen, die für das physikalische Trägersignal ( 7) durchlässig sind.
./.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2651284A1 (de) * 1976-11-10 1978-05-11 Gerhard Walter Prof Dr Seulen Bruchsicherung fuer schlauch- oder rohrleitungen
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CH682030A5 (de) 1993-06-30
EP0520052A1 (de) 1992-12-30
DE59206774D1 (de) 1996-08-22
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