相關申請案的交叉引用

本申請案為申請?zhí)枮?4/421,245，申請日期為2015年2月15日的美國專利申請案的部分接續(xù)案(continuation-in-part；簡稱cip)，14/421,245申請案對應申請?zhí)枮閜ct/us2013/055983的pct申請案的美國國家階段，pct/us2013/055983要求2012年8月22日提交的第61/692,230號美國臨時專利申請案的權益，美國申請案14/421,245、美國臨時申請案61/692,230以及pct申請案pct/us2013/055983以全文引用的方式并入本發(fā)明中。

本說明書描述的主題的一個或多個實施例大體涉及測量技術，更具體地涉及用于測量機器運轉(zhuǎn)狀況的系統(tǒng)和方法。

背景技術：

一些工業(yè)機器(例如，機車、卡車、運土設備、風車等)包括在環(huán)境內(nèi)運轉(zhuǎn)而使得它們?nèi)淌軣釕?、扭轉(zhuǎn)應力、沖擊或振動中的一種或多種的組件(例如，機器傳動系(drivetrains))。可期望監(jiān)控組件的情況，以使得在承受嚴重損壞或永久損壞之前可對組件進行替換或修理。

有時候，由流體潤滑劑來提供潤滑和冷卻，以便增強機器的性能和/或增加機器的操作壽命。在一個具體實例中，可用齒輪系或傳動系來完成來自牽引電動機或其他機械動力提供者的速度控制。齒輪系可包括至少兩個彼此接合的齒輪。例如，第一齒輪(如小齒輪)的齒可在齒輪嚙合處接合更大齒輪的齒。齒輪可由潤滑劑(例如，油)潤滑，以便減少齒輪之間的摩擦，并且促進在操作期間產(chǎn)生的熱的耗散。為了讓齒輪被適當潤滑，指定量的潤滑劑可用于由齒輪使用。

齒輪系可包括包圍齒輪系的一個或多個零件的齒輪箱。齒輪箱具有用于保持潤滑劑的儲液器。齒輪中的至少一個可移動通過儲液器，以便潤滑齒輪并因此潤滑齒輪嚙合。齒輪中的至少一個可連接至從齒輪箱伸出的軸。為防止從儲液器或齒輪箱泄露，將軸與齒輪箱之間的接口密封。在一個具體實施例中，齒輪系可包括連接到軸的u形管(utube)，并且具有用于潤滑油的儲液器(reservoirforgrease)。

密封接口可能暴露于苛刻的條件。例如，齒輪系可能經(jīng)常暴露于大的溫差、潮濕環(huán)境、干燥環(huán)境、粗糙的灰塵或塵垢和/或復雜的振動狀態(tài)。這些條件可造成密封接口的失效，從而導致潤滑劑泄露。當可用于齒輪的潤滑劑供應不足時，機器可容易發(fā)生齒輪系或滾動元件軸承損壞，從而導致鎖定的輪軸狀態(tài)。

除具有足夠量的潤滑劑之外，可期望潤滑劑在操作期間具有足夠的質(zhì)量。例如，在儲液器中的潤滑劑可變成由水、金屬顆粒和非金屬顆粒污染的。被污染的流體可導致機器的零件受損或性能降低。此外，潤滑劑可由于重復的熱循環(huán)和粘性循環(huán)而老化，導致諸如粘性的流體性能損失。

檢查機器流體的常規(guī)方法包括流體的視覺檢查(例如，量油尺)或直接連線至系統(tǒng)的傳感器。然而，這些方法可能是不實用的和/或可能具有有限的能力。例如，由于一些機器的配置，可能難以視覺檢查流體。另外，硬連線的傳感器可不適合用于頻繁移動和/或暴露于苛刻條件的機器。

對于難以接近或進入的無線裝置，電池壽命成為一個考慮及關注點。更大的電池可能具有更長的壽命，但可能不適于應用到具有空間限制的應用上。各種傳感器的性能上的限制已經(jīng)限制了它們的應用。這些限制可包括熱阻(thermalresistance)和電流消耗(currentdraw)。自然地，傳感器使用的電流總量如果能由線纜供應就可能不相關，但在無線系統(tǒng)中電流消耗量就可能完全抑制傳感器的使用。另外，一些傳感器的熱能力已經(jīng)排除了在許多應用上考慮他們。相應地，若非經(jīng)常，存在的感測裝置通常使用具有低功率組合的低溫傳感器，特別是針對無線感測的應用。反之，具有高功率組合的低溫和高溫傳感器已經(jīng)可用于有線功率應用上。

可期望的是提供不同于目前可用的一種用于檢測機器的系統(tǒng)和方法。

技術實現(xiàn)要素：

根據(jù)實施例，提供一種用于測量機器運轉(zhuǎn)狀況的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括傳感器(asensor)、一個或多個處理器(processors)、以及操作地連接到所述一個或多個處理器的發(fā)送器(atransmitter)以及電容控制結(jié)構(gòu)(acapacitancecontrolstructure)。傳感器被配置成接觸流體并且測量所述流體的特性。所述一個或多個處理器操作地連接到所述傳感器，并且所述一個或多個處理器配置成產(chǎn)生代表由所述傳感器測量的所述流體的特性的一個或多個數(shù)據(jù)信號。所述發(fā)送器配置成無線發(fā)送所述一個或多個數(shù)據(jù)信號至遠程讀取器(remotereader)；所述電容控制結(jié)構(gòu)配置成減小所述傳感器的傳感器電容和/或從一個或多個處理器隔離所述傳感器的傳感器電容。

較佳地，所述發(fā)送器被配置成至少測量所述流體的電容，所述流體用作電介質(zhì)(dielectric)，所述一個或多個處理器配置成至少部分基于所測量的電容檢測所述流體的水平。

較佳地，所述傳感器包括被配置成至少測量所述流體的電容、電感以及電阻，所述傳感器配置成基于所測量的所述流體的電容、電感以及電阻中的至少一個檢測所述流體的一個或多個質(zhì)量。

較佳地，所述一個或多個處理器和發(fā)送器設置在殼體中，并且所述傳感器設置在固定到所述殼體的管體中，所述殼體配置成連接到容納所述流體的箱體或儲液器(atankorreservoir)，所述管體構(gòu)造成在所述殼體連接到所述箱體或儲液器時接觸所述箱體或儲液器中的流體。

更佳地，所述管體是細長形的(elongate)并且限定有軸向設置的多個孔(apertures)，所述管體構(gòu)造成經(jīng)過所述多個孔中的至少一個孔在所述管體的內(nèi)部腔室中接收流體以接觸設置在所述內(nèi)部腔室中的傳感器的電極。

更佳地，所述多個孔中的至少兩個孔相對于彼此軸向偏移。

所述的系統(tǒng)較佳地還包括操作地連接到一個或多個處理器的加速計(accelerometer)、電磁傳感器(electro-magneticsensor)、無線射頻設別設備(aradio-frequencyidentificationdevice)或時鐘(aclock)中的至少一個。

所述的系統(tǒng)較佳地還包括操作地連接到一個或多個處理器的時鐘，所述時鐘與所述一個或多個處理器配合以在確定的時間或時間間隔將所述系統(tǒng)從不活動狀態(tài)(aninactivestate)喚醒為活動狀態(tài)(anactivestate)，以測量所述流體并且基于所述流體的感測測量值發(fā)送一個或多個數(shù)據(jù)信號。

較佳地，所述系統(tǒng)為多個類似系統(tǒng)中的一個，所述一個或多個處理器和時鐘配置成喚醒所述系統(tǒng)并且控制所述系統(tǒng)在多個時間發(fā)送一個或多個數(shù)據(jù)信號，所述多個時間不同于所述多個類似系統(tǒng)中的其他系統(tǒng)的喚醒和發(fā)送時間。

所述的系統(tǒng)較佳地還包括操作地連接到所述一個或多個處理器的加速計，所述加速計與所述一個或多個處理器配合以響應于檢測到所述系統(tǒng)上的沖擊力超過預定閾值沖擊值時將所述系統(tǒng)從不活動狀態(tài)喚醒為活動狀態(tài)，所述系統(tǒng)在活動狀態(tài)中測量所述流體并且基于所述流體的感測測量值發(fā)送一個或多個數(shù)據(jù)信號。

所述的系統(tǒng)較佳地還包括操作地連接到所述一個或多個處理器的加速計，所述加速計配置成在響應于檢測到所述系統(tǒng)的缺乏運動或振動并在一個不活動時期之后將所述系統(tǒng)從不活動狀態(tài)喚醒為活動狀態(tài)，所述系統(tǒng)在活動狀態(tài)中測量所述流體并且基于所述流體的感測測量值發(fā)送一個或多個數(shù)據(jù)信號。

較佳地，所述傳感器可操作用于測量流體的流體液位、流體溫度、流體的傳導率、流體的介電常數(shù)、流體阻抗或流體粘度中的至少一個。

所述的系統(tǒng)較佳地還包括裝置主體，所述裝置主體包括存儲器(memory)，所述存儲器配置成存儲多個由所述傳感器自在不同時間獲得的多個測量值，由所述發(fā)送器發(fā)送的所述一個或多個數(shù)據(jù)信號包括至少一個測量值。

較佳地，所述流體為用于車輛的潤滑油，所述傳感器配置成經(jīng)受延長的浸入在大于100攝氏度的溫度的所述流體中，并且經(jīng)受在車輛運轉(zhuǎn)過程中的大于100g的重復的沖擊，而不使所述傳感器的運作質(zhì)量或準確度具有明顯的退化。

所述的系統(tǒng)較佳地還包括通信地連接到所述一個或多個處理器的車輛控制器，所述車輛控制器被配置成：檢測具有多個動力軸的車輛的第一動力軸相關的流體的流體液位(fluidlevel)；通過減小和/或消除到所述第一動力軸的動力來響應檢測的流體液位低于預定閾值；以及當?shù)谝粍恿S以減小的動力和/或沒有動力運轉(zhuǎn)時，使用其他動力軸運轉(zhuǎn)所述車輛。

較佳地，所述流體包括潤滑劑、燃料、冷卻劑或廢氣中的一種或多種。

在另一個實施例中，提供一種用于測量車輛中的齒輪箱殼體中的潤滑劑的液位的方法。響應于檢測的液位低于預定閾值(adeterminedthresholdvalue)，而不供應動力給車輛的其他動力軸。當對非動力軸連接到齒輪箱殼體具有低于預定閾值的檢測流體液位時，車輛使用連接到其他齒輪箱殼體的其他動力軸運轉(zhuǎn)，同時非動力軸保持沒有動力。

在另一個實施例中，提供一種用于測量機器運轉(zhuǎn)狀況的方法。所述方法包括檢測車輛中的第一齒輪箱儲液器中的潤滑劑的液位。響應于檢測的液位低于預定閾值(adeterminedthresholdvalue)，而減小和/或消除供應給與所述第一齒輪箱儲液器相關聯(lián)的所述車輛的第一動力軸的動力；以及當所述第一動力軸被供應減小的動力和/或沒有動力時，使用連接到第二齒輪箱儲液器的至少第二動力軸運轉(zhuǎn)所述車輛。所述的方法較佳地還包括發(fā)送車輛需要服務或維護的信號到維修或維護商店。

在又一個實施例中，提供一種用于測量機器運轉(zhuǎn)狀況的方法，所述方法包括：有時(fromtimetotime)從傳感器裝置的第一無線裝置產(chǎn)生一個或多個數(shù)據(jù)信號，所述第一無線裝置容納在所述傳感器裝置的裝置主體中，所述傳感器裝置配置成連接到機器并且包括被配置成與機器的運轉(zhuǎn)相關的流體相接觸，所述機器為一個機群中的一個，所述機群中的每個機器具有至少一個相應的無線裝置；以及確定何時從所述第一無線裝置產(chǎn)生所述一個或多個數(shù)據(jù)信號，以便所述第一無線裝置在不同于所述機群中的機器的其他無線裝置的時間或不同的時期產(chǎn)生所述一個或多個數(shù)據(jù)信號。

較佳地，所述第一無線裝置具有時鐘，從所述第一無線裝置產(chǎn)生的所述一個或多個數(shù)據(jù)信號基于由所述時鐘指示的預定時間進行確定，所述預定時間不同于所述機群()中的機器的其他無線裝置的其他時間。

盡管多個實施例被公開，但所描述的主題的其他實施例將從以下詳細描述中變得明顯，所述以下詳細描述示出且描述了公開的發(fā)明主題的示例性實施例。如將被理解的，發(fā)明主題能夠在各種方面進行修改，而均不偏離所描述的主體的精神和范圍。因此，附圖和詳細描述被認為本質(zhì)上是示意性的且非限制性的。

附圖說明

圖1為根據(jù)實施例的系統(tǒng)的示意圖。

圖2為根據(jù)實施例的傳動系的側(cè)視圖。

圖3為可由圖2的傳動系使用的齒輪箱的局部分解圖。

圖4為根據(jù)實施例的電容型傳感器的側(cè)視圖。

圖5為根據(jù)實施例的磁力浮子/簧片開關傳感器的示意圖。

圖6為根據(jù)實施例的加速度計的示意圖。

圖7為根據(jù)實施例形成的無線裝置的示意圖。

圖8為根據(jù)實施例形成的無線裝置的示意圖。

圖9為根據(jù)實施例的利用圖4所示傳感器的無線裝置的一部分的橫截面圖。

圖10為根據(jù)實施例的利用圖4所示傳感器的無線裝置的一部分的橫截面圖。

圖11為根據(jù)實施例的利用圖5所示傳感器的無線裝置的橫截面圖。

圖12為根據(jù)實施例形成的無線裝置的一部分的橫截面圖。

圖13為圖12的無線裝置的前視圖。

圖14為根據(jù)實施例的機車的示意圖，并且示出多個機車部件。

圖15示出根據(jù)實施例的用于從一個或多個無線裝置獲得數(shù)據(jù)信號的系統(tǒng)。

圖16為根據(jù)實施例示出一種方法的流程圖。

圖17為根據(jù)實施例的無線裝置的透視圖。

圖18為根據(jù)實施例的無線裝置的前視圖。

具體實施方式

本說明書描述的實施例的主題的一個或多個實施例涉及用于檢測機器的運轉(zhuǎn)狀況的多種系統(tǒng)和方法。本說明書描述的實施例包括可結(jié)合獲得機器的一個或多個測量值而使用的各種系統(tǒng)、組件、裝置、設備和方法。所述測量值可代表或指示機器的運轉(zhuǎn)狀況。如本說明書使用的，“機器的運轉(zhuǎn)狀況”可指作為整體的機器的運轉(zhuǎn)狀況，或機器部件(例如，元件、組件或子系統(tǒng))的運轉(zhuǎn)狀況。術語“運轉(zhuǎn)狀況”涉及部件的當前狀態(tài)或能力，和/或未來狀態(tài)或能力。例如，測量值可指示：部件未以充分的方式在運轉(zhuǎn)、被損壞、如果它繼續(xù)以指定方式運轉(zhuǎn)可能被損壞、不可能在指定環(huán)境下適當?shù)貓?zhí)行，和/或可能對機器其他部件造成損壞。

如關于車輛的實例，從車輛獲得的一個或多個測量值可指示部件(例如，傳動系(drivetrain)、齒輪箱、發(fā)動機等)中的潤滑劑為低的或具有不足的質(zhì)量。本說明書提出的實施例可產(chǎn)生基于測量值的操作計劃。例如，操作計劃可包括指令，所述指令用于停用輪軸或限制輪軸的牽引和/或制動作用。操作計劃可指示齒輪箱的哪個元件應被替換和/或機器如何操作直到齒輪箱被替換。以下更詳細描述所述操作計劃。

所述測量值可為根據(jù)本發(fā)明書描述的實施例分析的多個測量值中的一個。例如，實施例可包括分析從單個傳感器在不同時間獲得的多個測量值，以確定機器的運轉(zhuǎn)狀況。舉例而言，來自齒輪箱中單個傳感器的一系列測量值可指示潤滑劑液位已顯著改變，并且因此齒輪箱發(fā)生泄漏。實施例可包括分析來自相同類型的多個傳感器的測量值。例如，機器可包括多個齒輪箱。來自齒輪箱的振動測量值可指示齒輪箱中的一個正與其他齒輪箱不同地運轉(zhuǎn)，并且因此可被損壞或需要維護。實施例可包括分析不同類型的測量值，以確定機器的運轉(zhuǎn)狀況。例如，可鑒于齒輪被驅(qū)動的速度和/或當前環(huán)境條件來分析振動測量值。以下提出附加測量值或因素。

所述測量值可從裝置無線發(fā)射至讀取器，所述讀取器被稱為接收器。例如，代表測量值的無線電波可從無線裝置的發(fā)送器(例如，天線)發(fā)射至遠程讀取器。讀取器可為手持讀取器(例如，能夠由技術人員以單手攜帶)或以其他方式可移動的讀取器。在一些實施例中，讀取器可具有固定位置。例如，對于機器為車輛的實施例，讀取器可具有沿車輛穿過的指定路徑(例如，鐵路軌道、稱重站、收費站)的固定位置。當車輛經(jīng)過讀取器時，讀取器可詢問一個或多個無線裝置以獲得測量值。遠程讀取器也可定位在車輛上(on-board)。例如，車輛可具有從多個源接收數(shù)據(jù)的控制系統(tǒng)，所述源包括將測量值傳送至控制系統(tǒng)的一個或多個無線裝置。

當具有傳感器的裝置被讀取器詢問時，可由所述傳感器檢測或獲得測量值?？蛇x擇地或另外，傳感器可以指定間隔(例如，一次測量/小時、一次測量/分鐘等)和/或當指定事件發(fā)生時獲得數(shù)據(jù)。例如，可僅在車輛已經(jīng)被詢問后或在車輛已經(jīng)保持固定持續(xù)一定的時間量(例如，10分鐘)后，獲得測量值。在一些實施例中，無線裝置包括可存儲或記錄多個測量值的存儲單元(例如，存儲器)。無線裝置可包括與裝置成一體的電源。電源實例包括電池和能量采集裝置。能量采集裝置轉(zhuǎn)化周圍環(huán)境中的能量，諸如動能(例如，振動)、熱能和電磁能。在特定實施例中，無線裝置可包括或連接至將動能轉(zhuǎn)化成電能的振動能量采集裝置。

當結(jié)合附圖一起閱讀時，本發(fā)明主題的某些實施例的前述描述將可更好理解。對于示出多個實施例的功能塊的附圖，功能塊并不必需指示硬件與電路之間的分割。因此，例如，一個或多個功能塊(例如，控制器或存儲器)可在單件硬件(例如，通用信號處理器、微控制器、隨機存取存儲器、硬盤等)中實現(xiàn)。類似地，程序可以是獨立程序，可作為子例程并入操作系統(tǒng)中，可以是已安裝軟件包中的功能等。各種實施例并不限于附圖中示出的布置和手段。

圖1為根據(jù)一個實施例形成的系統(tǒng)100的示意圖。系統(tǒng)100可獲得代表機器102的運轉(zhuǎn)狀況的一個或多個測量值，機器102可包括一個或多個部件、元件、組件或子系統(tǒng)。機器102可為動力(motive)機器或非動力(non-motive)機器。合適的動力機器或車輛可包括公路車輛(on-roadvehicles)和非公路(off-highway)車輛(例如，不被設計或不被法律或法規(guī)允許在公路、高速公路等上行駛的車輛)。非公路車輛包括機車、采礦車輛、建筑設備、農(nóng)業(yè)設備、工業(yè)設備、海運船只等。在一些情況下，所述車輛可為存在于直接或間接地彼此連接在共同車輛系統(tǒng)(例如，列車或一排卡車)中的多個車輛中的車輛的部分。在一些實施例中，機器可為汽車或卡車。合適的非動力機器例如可為風力渦輪機或產(chǎn)生動力的渦輪機。

運轉(zhuǎn)狀況可涉及機器的指定部件的健康或狀況。所述部件的非限制性實例包括變速箱(gearbox)、齒輪箱(gearcase)、u形管(u-tube)、空氣壓縮機、渦輪增壓器或傳動系?？蓪λ鰷y量進行分析，以確定例如，部件被損壞、正不當?shù)剡\轉(zhuǎn)(例如，不充分地或一點都不正常)和/或以將導致或造成對機器102的所述部件或其他部件的較大損壞的方式操作。

在特定實施例中，基于由機器102使用的液體的數(shù)量和/或質(zhì)量和/或機器102的振動狀態(tài)可用來確定運轉(zhuǎn)狀況。例如，在一些實施例中，所述部件可為具有用于存儲潤滑劑液體的儲液器的齒輪箱。所述儲液器中液體的低液位或數(shù)量可指示齒輪箱被損壞。具體而言，低液位或數(shù)量可指示齒輪箱正泄漏液體。在其他實施例中，當部件正適當運轉(zhuǎn)時，部件可具有特定的振動狀態(tài)。例如，機械元件可在操作期間以已知或預期的方式振蕩。然而，如果機械元件被損壞或不當?shù)剡\轉(zhuǎn)，那么機械元件可具有不同的振動狀態(tài)。

如圖所示，系統(tǒng)100可包括可將數(shù)據(jù)信號無線傳送至遠程讀取器106的無線裝置104。數(shù)據(jù)信號可代表由無線裝置104獲得的測量值。為此目的，無線裝置104可包括傳感器108、處理單元110和發(fā)送器112。傳感器108被配置成測量機器102的操作參數(shù)并由此獲得測量值。在一些實施例中，傳感器108包括檢測器或傳感器114和激活器(activator)116。激活器116可提供引起由感興趣部件的響應或受感興趣部件影響的刺激(例如，聲波、光、電流等)。檢測器114可檢測由刺激引起的響應或感興趣部件對刺激的影響。例如，刺激可為被檢測以確定液體液位的聲波(例如聲納)。刺激可為由激光投射至液體中以確定多少光信號被液體吸收的光信號。另一種刺激可為電流。在其他實施例中，傳感器108不包括激活器116。而是，檢測器114可在沒有激活器提供的刺激下檢測環(huán)境中發(fā)生的聲音、振動、光、溫度、電性能或其他性能。

處理單元110可操作地連接至傳感器108。處理單元110被配置成從傳感器108接收測量信號，并且處理測量信號以提供數(shù)據(jù)信號。處理單元110可為模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)?？蛇x擇地或除adc外，處理單元110可包括將測量信號變換成數(shù)據(jù)信號的基于邏輯的裝置。隨后數(shù)據(jù)信號可被配置成由發(fā)送器112發(fā)射至讀取器106。例如，處理單元110可為計算機處理器、控制器(例如，微控制器)或基于一組或多組指令(例如，軟件)執(zhí)行操作的其他基于邏輯的裝置。處理單元110操作所基于的指令可存儲在諸如存儲器的有形且非臨時性(例如，非瞬時信號)的計算機可讀存儲介質(zhì)上。存儲器可包括一種或多種類型的存儲器，如硬盤驅(qū)動器、閃存、ram、rom、eeprom等?？蛇x擇地，指導處理單元110的操作的一組或多組指令可硬連線至處理單元110的邏輯中，如通過為處理單元110的硬件中形成的硬連線邏輯。

發(fā)送器112可連接至處理單元110，并且可將數(shù)據(jù)信號無線傳送至讀取器106。在一些實施例中，發(fā)送器112為收發(fā)器，所述收發(fā)器發(fā)射數(shù)據(jù)信號并接受其他信號。其他信號可包括來自讀取器106的詢問信號。

在一些實施例中，傳感器108、處理單元110和發(fā)送器112位于機器內(nèi)和/或直接附接至機器，以使得傳感器108、處理單元110和發(fā)送器112彼此鄰近并形成單個裝置。傳感器108、處理單元110和發(fā)送器112可處在機器的與控制機器操作的計算系統(tǒng)分開的局部空間區(qū)域中。例如，處理單元110和發(fā)送器112可與同一部件整合，以使得處理單元110和發(fā)送器112彼此具有固定位置。處理單元110和發(fā)送器112可至少整合至共同部件(例如，電路板)上，和/或定位在連接至機器的共同儲液器或外殼內(nèi)。共同儲液器可不與機器共同延伸，并且反而可為附接至或設置在感興趣機器內(nèi)的單獨部件。僅舉例而言，處理單元110和發(fā)送器112的部件中的一些或全部可定位成彼此相距小于50cm。在各種實施例中，根據(jù)所選部件的類型和相關的應用，所述部件可彼此相距小于20cm、彼此相距小于10cm，或彼此相距小于5cm。

在一些實施例中，處理單元110和發(fā)送器112可為共同的無線射頻識別(rfid)單元(例如，標簽、芯片、卡片等)的部分。任選地，傳感器108也可為共同rfid單元的部分。在其他情況下，傳感器108與rfid單元是分開的，但可操作地連接至rfid單元，并且離rfid單元僅為短的距離。例如，傳感器108可位于rfid單元的50cm內(nèi)，并且通過線路或無線通信而通信地連接?？筛鶕?jù)可包括集成電路技術的rfid技術形成rfid單元。例如，rfid單元可為能夠進行無線通信的電子電路。在一些例子中，rfid單元可滿足一個或多個建立的rfid標準和/或指南，如由國際標準化組織(iso)、國際電工技術委員會(iec)、國際astm、dash7聯(lián)盟、全球epc、金融服務技術聯(lián)盟(fstc)形成的標準和指南，全部并入本發(fā)明作為參考。

在某些實施例中，無線裝置104不物理和電連接(例如，不通過線路或其他導體連接)至一個或多個計算機或機器中其他基于控制器的單元中的任一個。例如，在列車情況下，無線裝置104可部分設置在儲液器內(nèi)和/或附接至限定儲液器的壁，并且不物理電連接至控制列車操作的計算系統(tǒng)。在所述實施例中，來自無線裝置104的數(shù)據(jù)信號可從無線裝置104無線發(fā)射至例如車載或車下的讀取器。更具體地，可不通過電線/電纜或其他物理電連接來發(fā)射數(shù)據(jù)信號。在一個或多個實施例中，處理單元110和發(fā)送器112的至少部分可直接連接至限定儲液器的壁(例如，承受儲液器中液體的壓力和/或接觸液體的壁)，和/或連接至直接連接至壁的結(jié)構(gòu)(例如，儲液器、齒輪箱等的支撐結(jié)構(gòu))。

可由無線裝置104來發(fā)射和接收各種形式的無線通信。例如，發(fā)送器112可接收和/或發(fā)射無線電信號、光學信號、基于聲音的信號或基于磁場或電場的信號。在特定實施例中，發(fā)送器112被配置成接收和/或發(fā)射一個或多個無線電頻率的無線電信號。無線信號可沿窄無線電頻帶發(fā)射。在窄頻帶發(fā)射中，使用單載波頻率。可選擇地，無線信號可在無線電頻率頻譜內(nèi)發(fā)射。例如，在擴展頻譜發(fā)射中，信號可在無線電頻帶內(nèi)的許多不同無線電頻率上發(fā)射。根據(jù)許多調(diào)制標準中的任何一個，如跳頻擴展頻譜(fhss)、直接序列擴展頻譜(dsss)、或線性調(diào)頻擴展頻譜(css)，數(shù)據(jù)信號可被調(diào)制用于發(fā)射。

可由本說明書描述的實施例使用的一個無線通信標準為ieee802.15.4(并入本發(fā)明作為參考)。ieee802.15.4標準可在三個頻帶之一內(nèi)工作：(1)868.0-868.6mhz；(2)902-928mhz；或(3)2400-2483.5mhz。許多信道可在所述頻帶中的每一個中使用。實施例也可使用與rfid技術關聯(lián)的頻帶，如120-150khz、13.56mhz、865-868mhz、902-928mhz、2450-5800mhz或3.1-10ghz。也可使用超寬頻帶(uwb)。

在一些實施例中，數(shù)據(jù)信號和/或來自讀取器106的信號的發(fā)射范圍為約1厘米至約20米。在其他實施例中，發(fā)射范圍可為更大的，如高達100米或更多。

各種實施例可基于射頻識別(rfid)技術或與其一致。例如，無線裝置104可為無源傳感器、半無源傳感器或有源傳感器。無源傳感器可不包括電源。而是，電力可基于與讀取器的電感耦合或反向散射耦合。半無源傳感器可包括僅用于指定功能的電源。例如，電池和/或能量采集裝置可用于增加發(fā)射距離。無源傳感器和半無源傳感器可特別適用于當讀取器存在時的情況(例如，在發(fā)射范圍內(nèi)，使得傳感器可由讀取器供應電力)。有源傳感器可包括用于為多個功能(例如，檢測、接收和發(fā)射)供應電力的電源。有源傳感器可在讀取器僅接收數(shù)據(jù)信號并且不發(fā)射詢問信號的實施例中使用。

讀取器106可以可操作地連接至具有信號處理或診斷模塊120和任選地計劃模塊122的控制系統(tǒng)118。如同處理單元110一樣，模塊120、122可為計算機處理器、控制器(例如，微控制器)或基于一組或多組指令執(zhí)行操作的其他基于邏輯的裝置。模塊120、122操作所基于的指令可存儲在諸如存儲器的有形且非臨時性(例如，非瞬時信號)的計算機可讀存儲介質(zhì)上?？蛇x擇地，指導模塊120、122操作的一組或多組指令可硬連線至模塊120、122的邏輯中。模塊120、122可位于分離裝置(例如，分離處理器)上或可位于共同處理器上。

信號處理模塊120可基于由讀取器106接收的數(shù)據(jù)信號，確定機器102是否正不當?shù)剡\轉(zhuǎn)。信號處理模塊120可通過分析代表測量值的數(shù)據(jù)信號，來確定機器102是否正適當或不當?shù)剡\轉(zhuǎn)。例如，信號處理模塊120可使用提供可接受的操作范圍的查找表或其他數(shù)據(jù)庫。如果基于數(shù)據(jù)信號的測量值不在這個范圍內(nèi)，那么信號處理模塊120可確定機器102正不當?shù)剡\轉(zhuǎn)。在一些情況下，基于測量值，信號處理模塊120可能夠確定機器102的具體部件是否需要維護、修理或替換，或機器102是否需要子系統(tǒng)的檢修。

基于測量值，信號處理模塊120可要求由計劃模塊122生成操作計劃。操作計劃可改進機器102的性能和/或限制機器102的性能，以防止損壞或附加損壞。操作計劃可包括用于替換、維護、修改和/或修理機器102的一個或多個指定部件的指令。

操作計劃可基于運轉(zhuǎn)狀況，所述運轉(zhuǎn)狀況至少部分為所獲得的測量值的函數(shù)。例如，如果電容式測量值指示液體液位少于充足的，但大量保持在齒輪箱中，那么操作計劃可包括用于在第一設施處再填充液體以及隨后在位置更遠的第二設施處再密封齒輪箱的指令。然而，如果電容式測量值指示液體液位迅速減少至很少或無可測量的液體量，那么操作計劃可指導在指定設施處替換齒輪箱。

在機車或其他車輛的情況下，操作計劃可包括用于控制車輛的牽引和/或制動作用的指令。具體而言，操作計劃可部分基于機器的運轉(zhuǎn)狀況的測量值。指令可表示成沿路線的旅程的時間和/或距離的函數(shù)。在一些實施例中，根據(jù)操作計劃的指令的行進可引起車輛減少在機器的感興趣部件上的應力，這種減少是相對于在正常操作期間這個部件通常承受的應力而言。例如，操作計劃可指導車輛減少被遞送至輪軸的馬力，以便間歇地驅(qū)動輪軸，或完全停用輪軸。車輛可根據(jù)操作計劃進行自主控制，或操作計劃的指令可呈現(xiàn)至車輛操作者，以使得操作者可根據(jù)操作計劃來手動控制車輛(也稱為車輛的“指導模式”)。

在一些實施例中，當確定機器正不當?shù)剡\轉(zhuǎn)時生成的操作計劃為接替或替換另一操作計劃的“修訂”操作計劃。更具體地，由于新近獲取的測量值，控制系統(tǒng)可確定當前實施的操作計劃應被修改，并且這樣可生成修訂操作計劃以替換另一操作計劃。

操作計劃可被優(yōu)化以實現(xiàn)指定的目標或參數(shù)。如本說明書使用的，術語“優(yōu)化”(和它的形式)不意圖要求使本說明書描述的所有實施例中的特征、參數(shù)或其他對象最大化或最小化。而是，“優(yōu)化”和它的形式可包括使特征、參數(shù)或其他對象朝指定或所需的量增加或減少(視情況而定)，同時還滿足其他條件。例如，部件上的優(yōu)化應力水平可不限于完全不存在應力或絕對最小量的應力。相反，使應力水平優(yōu)化可意味著應力受到控制，同時還滿足其他條件(例如，速度極值、旅程持續(xù)時間、到達時間)。例如，可控制由部件承受的應力，以使得車輛可到達它的目的地，而部件不被嚴重損壞。

計劃模塊122可使用車輛數(shù)據(jù)、路線數(shù)據(jù)(或路線數(shù)據(jù)庫)、零件數(shù)據(jù)或旅程數(shù)據(jù)中的至少一個以生成操作計劃。車輛數(shù)據(jù)可包括關于車輛特征的信息。例如，當車輛系統(tǒng)為鐵路車輛時，車輛數(shù)據(jù)可包括鐵路車廂的數(shù)目、機車的數(shù)目、關于單個機車或機車組的信息(例如，機車的型號或類型、重量、功率描述、機車牽引傳輸?shù)男阅?、隨輸出功率變化的發(fā)動機燃料消耗(或燃料效率)、冷卻特征)、具有有效阻力系數(shù)的鐵路車輛的負載、車輛操縱規(guī)則(例如，牽引作用緩變率、最大致動作用緩變率)、鐵路車廂的內(nèi)容物、功率(節(jié)流閥)設置的下限和/或上限等。

路線數(shù)據(jù)可包括關于路線的信息，如關于沿路線的各種路段的地形或地勢的信息(例如，有效軌道坡度和曲率)、路線指定路段的速度極值、路線指定路段的最大累積排放和/或瞬時排放、交叉點(例如，鐵路交叉口)的位置、某些軌道特點(例如，凸脊、凹陷、彎路和超高)的位置、里程碑的位置以及坡度變化、側(cè)線、停車場和燃料站的位置。適當時，路線數(shù)據(jù)可為距離的函數(shù)或?qū)诼肪€的指定距離。

零件數(shù)據(jù)可包括例如關于部件壽命可操作性的歷史數(shù)據(jù)或?qū)Ｓ袛?shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)可包括針對機器上的指定速度和/或負載的基線數(shù)據(jù)。附加因素可為基線數(shù)據(jù)的部分。例如，如果潤滑劑在齒輪箱中具有指定數(shù)量，那么零件數(shù)據(jù)可包括來自以大約相等的潤滑劑液位操作的相同部件的數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)可包括部件能夠以指定速度運轉(zhuǎn)多久。

旅程數(shù)據(jù)可包括關于指定任務或旅程的信息，如旅程的開始和結(jié)束時間、開始和結(jié)束位置、屬于指定路線的路線數(shù)據(jù)(例如，隨里程碑、速度極值變化的有效軌道坡度和曲率)、旅程的累積和/或瞬時排放上限、允許用于旅程的燃料消耗、歷史旅程數(shù)據(jù)(例如，在沿指定路線的先前旅程中使用多少燃料)、所需的旅程時間或持續(xù)時間、機務人員(使用者和/或操作者)識別、機務人員輪班期滿時間、指定路段的功率(節(jié)流閥)設置的下限和/或上限等。在一個實施例中，計劃模塊122包括諸如由通用電氣公司開發(fā)的tripoptimizer^tm系統(tǒng)的軟件應用程序或系統(tǒng)。

圖2為根據(jù)一個實施例的傳動系(或最終傳動)150的側(cè)視圖。傳動系150包括牽引發(fā)動機152、第一(或小齒輪)齒輪154、第二齒輪156和齒輪箱158的基部部分或殼體160。齒輪箱158的頂部部分或殼體162如圖3中所示。如圖2中所示，第一齒輪154和第二齒輪156在齒輪嚙合164處彼此接合。在傳動系150的操作期間，牽引發(fā)動機152通過使連接至第一齒輪154的輪軸(未示出)繞旋轉(zhuǎn)軸線166旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動第一齒輪154。第一齒輪154可例如在圖2所示的逆時針方向上旋轉(zhuǎn)。由于在齒輪嚙合164處的接合，第一齒輪154使第二齒輪156在順時針方向上繞旋轉(zhuǎn)軸線168旋轉(zhuǎn)。第二齒輪156連接至隨第二齒輪156旋轉(zhuǎn)的輪軸(未示出)。第二齒輪156的輪軸連接至隨輪軸旋轉(zhuǎn)的車輪(未示出)。車輪接合表面(例如，鐵路或軌道)，以移動機器。

齒輪箱158包括用于保持潤滑劑液體180(例如，油)的儲液器172。齒輪箱158具有填充或入口端口186和排出或出口端口188。液體180可通過填充端口186被提供至儲液器172，并且通過排出端口188排出。

如圖2所示，第二齒輪156具有沿第二齒輪156的邊緣174的齒176。當液體180被保持在齒輪箱158內(nèi)時，液體180可具有填充液位184。圖2示出第一填充液位184a和第二填充液位184b。第二填充液位184b低于第一填充液位184a。在一些實施例中，當傳動系150正適當運轉(zhuǎn)時，液體180的數(shù)量與第一填充液位184a相關聯(lián)，以使得第二齒輪156的邊緣174充分浸沒或浸浴在液體180內(nèi)。然而，當填充液位降低至例如填充液位184b時，邊緣174和齒176可被不充分地潤滑。當齒輪箱158具有泄漏時，可發(fā)生這類情況。

圖3為齒輪箱158的局部分解圖，并且示出在基部部分160和頂部部分162連接至傳動系以包圍第一齒輪154和第二齒輪156之前的基部部分160和頂部部分162。如圖所示，齒輪箱158可包括被設置尺寸以分別接收第一齒輪154和第二齒輪156(圖2)的第一齒輪接收開口190和第二齒輪接收開口192。齒輪接收開口190、192可由開口邊緣193-196限定，并且基部部分160和頂部部分162可沿殼體邊緣197、198彼此接合。

當傳動系150被完全構(gòu)造且為可操作的時，開口邊緣193-196沿可密封界面接合傳動系150的部分。殼體邊緣197、198也可沿可密封界面彼此連接。然而，在傳動系150的操作期間，界面可變成損壞的或磨損的，以致于界面不再充分密封。例如，當傳動系150為機車的部分時，開口邊緣193-196或殼體邊緣197、198可變得磨損、損壞或分離，以致于使液體180從儲液器172逃逸。相應地，液體180的量可減少，以致于填充液位184(圖2)降低。

本說明書描述的實施例可被配置成檢測液體180的量已減少。此外，由于基部部分160和頂部部分162的磨損、損壞或分離，齒輪箱158(或它的部分)可展現(xiàn)不同的振動特征。例如，當傳動系150以第一速度被驅(qū)動時，關于傳動系150充分密封并且具有足夠的填充液位184的齒輪箱可展現(xiàn)第一振動狀態(tài)。然而，當傳動系150以第一速度被驅(qū)動時，關于傳動系150不充分密封和/或具有不足夠的填充液位184的齒輪箱可展現(xiàn)不同于第一振動狀態(tài)的第二振動狀態(tài)。本說明書描述的實施例可被配置成檢測和測量不同振動狀態(tài)。在某些實施例中，如本說明書描述的那些的無線裝置至少部分設置在儲液器172內(nèi)和/或直接附接至齒輪箱158的部分。例如，無線裝置的至少一部分可直接固定或附接至齒輪箱158的壁，如限定儲液器172的壁。在一些實施例中，無線裝置物理和電連接至機器的其他部件，如控制機器操作的計算系統(tǒng)。

除液體液位和振動外，實施例可檢測其他特征。例如，其他測量值可涉及液體的質(zhì)量(例如，污染程度)。污染物可包括水、金屬顆粒和/或非金屬顆粒。此外，實施例不限于傳動系或傳動系的齒輪箱。例如，對于傳動系可獲得的測量值也可被獲得用于渦輪增壓器、空氣壓縮機、發(fā)動機等。也可通過本說明書描述的無線裝置來測量機器的其他部件。

圖4-6分別示出傳感器202、212、222。在一些實施例中可為換能器(transducer)的傳感器可為本說明書描述的一些無線裝置的一部分。每個傳感器可測量(例如，檢測)鄰近所述傳感器的環(huán)境中的指定特性或特征，并且提供代表所測量的特性或特征的信號。由傳感器提供的信號可為測量值。

可由傳感器獲得各種類型的測量值。一些非限制性實例包括液體電容、液體溫度和/或機器某些零件的溫度、液體的流體傳導(fluidconduction)、液體的介電常數(shù)、液體的損耗因數(shù)、液體的阻抗、液體的粘度(viscosity)或機械元件的振動。測量值可由傳感器直接獲得(例如，溫度)，或可在使用由傳感器提供以計算指定測量值的信息后獲得所述指定測量值。例如，可基于由傳感器獲得的多個液位測量值來計算液體粘度。

實施例可包括測量和傳送僅單個測量值(例如，電容(capacitance，簡稱c))或多個測量值(例如，電感(inductance，簡稱l)、電容和電阻(resistance，簡稱r)或“l(fā)cr”)的單個無線裝置。然而，在一個實施例中，單個無線裝置可測量和傳送多個類型的測量值(例如，液體電容、液體溫度、傳感器溫度、齒輪箱的沖擊和/或振動等)。在一個實施例中，無線裝置可具有多個傳感器，并且這些傳感器可具有多個類型。

在示例性實施例中，傳感器202可測量液體的電容，所述液體諸如為油箱(例如，齒輪箱)中的潤滑劑。這樣的傳感器202可稱為電容式液位探針202。液位探針202的橫截面201也在圖4中示出，以供參考。液位探針202在前端208與后端210之間縱向延伸。液位探針202包括內(nèi)部或測量電極204和外部或參考電極(referenceelectrode)206。如圖所示，在內(nèi)電極204和外電極206之間存在空間205。在空間205內(nèi)存在的材料的電容可由液位探針202測量，所述材料可為液體和氣體中的一種或兩者的組合。其他合適的材料可包括具有懸浮固體(suspendedsolids)或溶解材料(dissolvedmaterials)的液體和/或氣體。合適的液體可包括極性液體(例如水)、非極性液體(例如油)或兩者的組合(例如乳劑(emulsions))。在一些實施例中，保持液體的油箱的壁可用作參考電極。

液位探針202可浸入到由油箱保持的液體中。例如，前端208可插入到液體中。當前端208被浸沒時，液體可流動到空間205中，從而改變空間205內(nèi)液體對氣體的比率。這樣，由于空間205內(nèi)的液體液位改變，測量的電容可改變。如果液體為潤滑劑，那么隨著液體的量或液位減少，電容的測量值減小。隨著液體的量或液位增加，電容的測量值可增大。

液位探針202可確定液體的質(zhì)量。更具體地，液位探針202可基于電容測量值來檢測液體中污染物的量或百分比率。例如，污染物檢測可基于液體的介電損耗因數(shù)。一般來說，損耗因數(shù)為所施加頻率、液體溫度、液體組成(例如，所需的液體組成)和污染物的函數(shù)。損耗因數(shù)可基本上獨立于基礎電容或液體液位。

在一些情況下，機器的移動可導致液體的位移，所述位移可在測量值中引入誤差。因此，在一些實施例中，僅當機器或它的部件靜止(例如，不活動)時才激活液位探針202。為此目的，加速度計或其他慣性類型的傳感器可為包括液位探針202的無線裝置的部分或可操作地連接至所述無線裝置。加速度計可確定機器是在不活動或靜止狀態(tài)中，以使得可由液位探針202獲得測量值。

如圖5所示，傳感器212包括主體浮子(bodyfloat)214和簧片開關(reedswitch)216。主體浮子214包括被設置尺寸和形狀以接收簧片開關216的空腔218。主體浮子214基于儲液器中的液體液位而沿簧片開關216(例如，垂直地)漂浮。主體浮子214包括永磁體220，并且簧片開關216包括一個或多個磁致動開關(未示出)。隨著主體浮子214上下移動，永磁體220可激活或去激活開關(例如，分別在簧片開關216中閉合或斷開電路)。激活的開關指示主體浮子214處于指定液位，并且因此液體處于指定液位。

如以上描述的，一個或多個實施例可包括為加速度計的傳感器系統(tǒng)。圖6示出被參考作為加速度計222的一個這樣的傳感器系統(tǒng)。合適的加速度計222可為微電子機械系統(tǒng)(mems)三軸加速度計。加速度計222可被用于多種功能，從運動到?jīng)_擊(impact)到振動(vibration)。例如，加速度計222可連接至諸如油箱的機械元件以確定機械元件是否已保持靜止指定的時間量。在一些實施例中，響應于外部觸發(fā)器(externa1trigger)，例如確定機械元件已保持靜止指定的時間量，獲得其他測量值(例如，液體液位)。

可選擇地或另外，加速度計222可檢測由機械元件經(jīng)歷的振動狀態(tài)。例如，加速度計222可獲得在x-軸、y-軸和z-軸中每一個上的每秒許多的沖擊測量值和振動測量值。例如，加速度計222可能夠記錄在x-軸、y-軸和z-軸中每一個上的每秒數(shù)百個或數(shù)千個數(shù)據(jù)點。

圖7為根據(jù)一個實施例形成的無線裝置300的示意圖。無線裝置300包括傳感器301-304、處理單元306(例如，微處理器)、發(fā)送器308、內(nèi)部時鐘310(例如，實時時鐘晶體)和存儲器312(例如，非易失性存儲器)。無線裝置300具有裝置主體315，在一些實施例中所述裝置主體315可包括印刷電路板(pcb)或小片(例如，半導體晶片)。在所示的實施例中，裝置主體315包括傳感器303、304、處理單元306、發(fā)送器308、內(nèi)部時鐘310和存儲器312。然而，在替代性實施例中，無線裝置300可具有彼此連接的多個主體(例如，多個小片)并且/或者本說明書描述的部件可與裝置主體315是分離的。傳感器301和302可通過例如線路316來可操作地連接至裝置主體315。在其他實施例中，傳感器301、302可無線連接至裝置主體315。

合適的傳感器301可為液位探針，如參考圖4描述的液位探針202。傳感器301可插入到機器的液體(例如，潤滑劑)中。傳感器302可為能獲得液體溫度的溫度計。傳感器可為加速度計，或可為能測定無線裝置300的裝置主體315的溫度的另一溫度計。傳感器301-304中的每一個可通信連接至處理單元306，并且可將信號傳送至處理單元306。所述信號可代表由傳感器檢測的特性或特征。

處理單元306可將數(shù)據(jù)(例如，基于從傳感器獲得的信號的數(shù)據(jù))存儲或記錄在存儲器312中。在一些實施例中，處理單元306可查詢傳感器301-304并由此要求來自傳感器301-304的測量值。所述查詢可按確定的次數(shù)或響應于指定事件的發(fā)生而發(fā)生。例如，查詢可按內(nèi)部時鐘310確定的每小時發(fā)生一次，直到例如無線裝置300被讀取器(未示出)詢問。在這種情況下，處理單元306可查詢傳感器301-304以獲得許多數(shù)據(jù)點。例如，可在詢問后幾乎連續(xù)地提供數(shù)據(jù)點。處理單元306也可從存儲器312接收數(shù)據(jù)。從傳感器301-304和/或存儲器312接收的數(shù)據(jù)可被轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)信號，所述數(shù)據(jù)信號由發(fā)送器308傳送至讀取器。

無線裝置300可被表征為有源或半無源裝置。例如，無線裝置300可包括電源320，如電池(例如，鋰亞硫酰氯電池)和/或動能采集裝置。無線裝置300可利用電源320來增加發(fā)送器308的發(fā)射范圍。在這類實施例中，讀取器可位于遠離無線裝置300的數(shù)十或數(shù)百米處。除發(fā)送器308外，電源320可用于將電力供應至無線裝置300的其他部件，如傳感器301-304或處理單元306。

圖8為根據(jù)一個實施例形成的無線裝置350的示意圖。無線裝置350可為無源裝置，以使得通過與讀取器(或一些其他非內(nèi)部電源)的電感耦合或反向散射耦合來為無線裝置350供應電力。如圖所示，無線裝置350包括傳感器351-354、處理單元356和發(fā)送器358。無線裝置300具有裝置主體365，所述裝置主體365在所示實施例中包括傳感器353、354、處理單元356和發(fā)送器358?？赏ㄟ^集成電路技術來形成裝置主體365。例如，裝置主體365可包括一個或多個印刷電路板(pcb)。傳感器351和352可通過例如線路366來可操作地連接至裝置主體365。類似于無線裝置300(圖7)，傳感器351-354可分別為液位探針、外部溫度計、加速度計和內(nèi)部溫度計。

在一些實施例中，處理單元356比處理單元306(圖7)執(zhí)行更少的來自傳感器351-354的信號的計算或轉(zhuǎn)換。例如，處理單元356可為將來自傳感器351-354的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的adc。數(shù)字信號可為隨后由發(fā)送器358發(fā)射的數(shù)據(jù)信號。在所示的實施例中，處理單元356僅可在由讀取器(未示出)詢問后才查詢傳感器351-354。更具體地，來自讀取器的詢問信號可為處理單元356供應電力，以查詢傳感器351-354并發(fā)射數(shù)據(jù)信號。

圖9為附接至油箱401的壁402的無線裝置400的一部分的橫截面圖。油箱401可固定到機器。根據(jù)所述油箱的類型和目的，不同的液體可以容納在其中。合適的液體可包括潤滑劑(lubricant)、燃料(fuel)、冷卻劑(coolant)、廢氣(exhaustgases)等。如圖9所示，通過由壁402的內(nèi)螺紋406在壁402中限定填充端口404。填充端口404可提供從油箱401的外部408至儲液器410的通路。儲液器410用于保持液體。

如圖所示，無線裝置400包括傳感器412、裝置主體414和連結(jié)傳感器412與裝置主體414的中間電纜部分416。無線裝置400可包括可通過一個或多個緊固件420固定至裝置主體414并附接至壁402的連接部件418。在所示實施例中，連接部件418包括互補于并且可旋轉(zhuǎn)地接合壁402的螺紋406的互補螺紋422。在其他實施例中，可使用將連接部件418附接至油箱的合適的方法，如閂鎖、干涉配合(例如，插塞)和/或粘合劑。

為裝配無線裝置400，可將連接部件418可旋轉(zhuǎn)地接合至壁402。可通過連接部件418的開口424和填充端口404插入傳感器412和電纜部分416。如圖所示，連接部件418具有面向遠離壁402的方向的配合面428。電纜部分416具有配合端426，所述配合端426位于油箱401的外部408中，并且可被擠壓朝向配合面428，而墊圈430位于其間。裝置主體414具有接收電纜部分416的端部的電纜開口432。可使用緊固件420將裝置主體414固定至電纜部分416和連接部分418。如圖所示，電纜部分416包括允許進入儲液器410的填充通道436。在操作期間，可在電纜部分416的配合端426處用插塞438來關閉填充通道436。

傳感器412可與圖4中描述的液位探針202相同。可在圖9中示出傳感器412的后端440。后端440連接至將傳感器412通信連接至裝置主體414的線路442。在其他實施例中，傳感器462可類似于或等同于傳感器212(圖5所示)。電纜部分416可包圍線路442并保護線路442免于周圍環(huán)境的影響。如圖所示，線路442沿裝置主體414終止在接觸環(huán)444處。傳感器412可通過線路442和接觸環(huán)444將信號發(fā)射至裝置主體414。裝置主體414可處理和發(fā)射代表由傳感器412獲得的測量值的數(shù)據(jù)信號。裝置主體414可包括集成電路單元415。盡管未示出，裝置主體414的集成電路單元415可具有處理單元、電源、內(nèi)部時鐘、附加傳感器和/或發(fā)送器，如以上描述的那些。在一些實施例中，集成電路部件415可為rfid單元或低功率無線局域網(wǎng)裝置(lowpowerwi-fidevice)。

圖10為無線裝置450的一部分的橫截面圖，所述無線裝置450連接至油箱451的壁452。無線裝置450可包括與無線裝置400(參考圖9描述)類似的特征。例如，無線裝置450可包括傳感器462、裝置主體464和連結(jié)傳感器462與裝置主體464的中間電纜部分466。無線裝置450可包括通過一個或多個緊固件470直接固定至裝置主體464和電纜部分466的連接部件468。在所示的實施例中，連接部件468以與其它連接部件類似的方式可旋轉(zhuǎn)地接合至壁452。

為裝配無線裝置450，可將連接部件468可旋轉(zhuǎn)地接合至壁452?？赏ㄟ^連接部件468和壁452的填充端口454插入傳感器462和電纜部分466。裝置主體464可被包裹在電纜部分466的配合端476內(nèi)。如圖所示，連接部件468具有面向遠離壁452的方向的配合面478。因此，可使用緊固件470將電纜部分466和裝置主體464固定至連接部件468?？蓪⑸w主體480定位在電纜部分466上，以使裝置主體464保持在蓋主體480與連接部件468之間。電纜部分466可不包括允許進入儲液器的填充通道。

在圖10中示出傳感器462的后端490。后端490連接至將傳感器462通信連接至裝置主體464的線路492。如圖所示，線路492在連接至裝置主體464的觸點494、495處終止。裝置主體464可包括在所示實施例中為rfid單元的集成電路部件465。傳感器462可通過線路492將信號發(fā)射至集成電路部件465。發(fā)送器

圖11為無線裝置500的一部分的橫截面圖。無線裝置500可在一些方面類似于本發(fā)明的其他無線裝置400。然而，如圖11所示，無線裝置500利用傳感器502附接至油箱508的壁506的連接部件504，所述油箱508在所示實施例中為齒輪箱。

無線裝置500包括通過支撐基部510和中間梁512可操作地連接至傳感器502的裝置主體530。支撐基部510設置在連接部件504的開口514內(nèi)。梁512在傳感器502和支撐基部510之間延伸并且連結(jié)傳感器502和支撐基部510。梁512可由例如不銹鋼制造，并且可為通信連接裝置主體530和傳感器502的線路518提供通道516。

支撐基部510包括面向遠離油箱508的方向的配合面520。配合面520在其上具有觸點524、525。觸點524可為接觸墊片，并且觸點525可為在接觸墊片周圍延伸的接觸環(huán)。裝置主體530可旋轉(zhuǎn)地接合至連接部件504。裝置主體530包括安裝表面532，所述安裝表面532面向配合面520并且具有被配置成接合觸點524、525的對應觸點。更具體地，當裝置主體530旋轉(zhuǎn)以接合連接部件504時，裝置主體530的安裝表面532可向前朝向配合面520，以使得裝置主體530的觸點壓靠并接合觸點524、525。

因此，可使裝置主體530通信連接至傳感器502。類似于以上描述的裝置主體，裝置主體530可包括具有處理單元和發(fā)送器(未示出)的集成電路部件515。任選地，集成電路部件515可包括存儲器、內(nèi)部時鐘和一個或多個其他傳感器。集成電路部件515可將來自傳感器502(或存儲器或其他傳感器)的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號。數(shù)據(jù)信號隨后可被發(fā)射至讀取器(未示出)。在一些實施例中，集成電路部件515被形成為rfid單元。

圖12和圖13分別為無線裝置550的一部分的橫截面圖和前視圖。無線裝置550可包括通過線路554通信連接的傳感器(未示出)和裝置主體552。裝置主體552被固定到連接至油箱560(圖13)的外表面的面板556。圖12和圖13示出不需要沿裝置主體552的電觸點以電連接傳感器的實施例。而是，來自傳感器的線路554(圖12)可延伸通過將傳感器機械連接至油箱560的密封件562。如同無線裝置400(圖9)一樣，無線裝置550可允許通過插塞568進入填充端口566。盡管未示出，但裝置主體552可包括如以上描述的那些的處理數(shù)據(jù)信號并且發(fā)射數(shù)據(jù)信號的集成電路部件。集成電路部件可為直接連接至線路554之一的rfid單元。

圖14為鐵路車輛的示意圖，在這個實施例中，所述鐵路車輛為機車600，并且示出可包括諸如本說明書描述的無線裝置的一個或多個無線裝置的機車600的多個部件。例如，機車600可包括各自具有齒輪箱602的多個傳動系601。機車600還可包括發(fā)動機604、可操作地連接至發(fā)動機604的渦輪增壓器606和空氣壓縮機608。每個部件可具有可操作地連接至其的本說明書描述的無線裝置中的一個或多個。例如，齒輪箱602和發(fā)動機604可具有以上描述的無線裝置中的至少一個。具體而言，齒輪箱602和發(fā)動機604中的每一個可具有包括液體潤滑劑的儲液器。渦輪增壓器606和空氣壓縮機608可使用加速度計。

如圖所示，機車600還可包括車載控制系統(tǒng)610?？刂葡到y(tǒng)610可控制機車600和任選地直接或間接連接至機車600的其他機車的牽引作用和/或制動作用?？刂葡到y(tǒng)610的操作可基于從機車操作者接收的輸入和/或來自例如控制塔、調(diào)度設施等的遠程輸入。此外，控制系統(tǒng)610可從機車600的各種部件接收輸入。在一些情況下，輸入可為通過無線通信接收的數(shù)據(jù)信號。例如，齒輪箱602、發(fā)動機604、渦輪增壓器606和空氣壓縮機608的無線裝置可將數(shù)據(jù)信號無線傳送至控制系統(tǒng)610。控制系統(tǒng)610可包括用于接收無線數(shù)據(jù)信號的讀取器612?？刂葡到y(tǒng)610可包括類似于圖1描述的信號處理模塊120和計劃模塊122的信號處理模塊和計劃模塊。計劃模塊可基于接收的輸入而產(chǎn)生機車600的操作計劃。

圖15示出根據(jù)一個實施例的用于從一個或多個無線裝置獲得數(shù)據(jù)信號的系統(tǒng)700。圖16示出可由系統(tǒng)700實行或執(zhí)行的方法750的流程圖。在一些實施例中，機車600可實行或執(zhí)行方法750。系統(tǒng)700和方法750可采用本說明書討論的各種實施例的結(jié)構(gòu)或方面。在一些實施例中，方法750的某些步驟可省略或添加、某些步驟可組合、某些步驟可同時執(zhí)行、某些步驟可并行執(zhí)行、某些步驟可分裂成多個步驟、某些步驟可按不同順序執(zhí)行，或某些步驟或步驟系列可按迭代方式再執(zhí)行。同樣，不要求系統(tǒng)700包括本說明書描述的每個實施例的每個特征。

參考圖15，系統(tǒng)700包括車輛系統(tǒng)702(例如，列車)，所述車輛系統(tǒng)702包括機車組704。機車組704可包括連接(物理地或邏輯地(physicallyorlogically))至一個或多個鐵路車輛的至少一個機車。例如，圖15示出包括第一機車706和第二機車708以及鐵路車廂710的機車組704。在其他實施例中，車輛系統(tǒng)702可包括更多的鐵路車廂710。機車706和708中的每一個可包括各自受一個或多個無線裝置監(jiān)控的多個部件。例如，機車706、708中的每一個可包括發(fā)動機、渦輪增壓器、空氣壓縮機和如本說明書描述的那些的多個齒輪箱。

如圖15所示，車輛系統(tǒng)702正接近指定讀取位置715。讀取位置715在所示實施例中為維護設施。然而，讀取位置715可為能夠從機車接收無線數(shù)據(jù)信號的各種其他位置。例如，讀取位置715可為車站、燃料站、路旁位置、鐵路站場入口點或出口點、軌道的指定區(qū)段等。讀取位置715包括多個讀取器716。每個讀取器716通信連接(例如，無線或通過通信線路)至控制系統(tǒng)720?？蛇x擇地或另外地，手持讀取器724可由個人攜帶并且用于接收數(shù)據(jù)信號。讀取器724可與控制系統(tǒng)720進行數(shù)據(jù)信號傳送。

控制系統(tǒng)720可包括如圖1描述的信號處理模塊120和計劃模塊122的信號處理模塊和計劃模塊。例如，控制系統(tǒng)720可產(chǎn)生包括用于操作車輛系統(tǒng)702和其他類似車輛系統(tǒng)的指令的操作計劃。

方法750可包括從機器的一個或多個無線裝置接收(在752處)數(shù)據(jù)信號。在所示實施例中，機器為車輛系統(tǒng)702或機車704、706中的一個。然而，本說明書描述的實施例不必限于機車。機器可具有帶移動機械元件或零件的一個或多個部件。例如，機器可具有傳動系、發(fā)動機、空氣壓縮機和/或渦輪增壓器。數(shù)據(jù)信號可代表部件的運轉(zhuǎn)狀況的測量值。舉例而言，測量值可為振動測量值、液體電容、液體溫度、液體的流體傳導、液體介電常數(shù)、液體阻抗或液體粘度中的至少一個。在特定實施例中，測量值代表齒輪箱的振動狀態(tài)或齒輪箱中保持的潤滑劑的液體情況。

接收操作(在752處)可包括在具有固定位置的一個或多個固定讀取器處接收數(shù)據(jù)信號。例如，讀取器716可具有關于軌道730的固定位置。讀取器716可位于離軌道730的指定距離處，以使得讀取器716能夠接收數(shù)據(jù)信號。接收操作(在752處)可包括通過諸如手持讀取器724的一個或多個可移動讀取器來接收數(shù)據(jù)信號。在替代實施例中，所述接收操作可通過車載(on-board)控制系統(tǒng)發(fā)生。

方法750可包括基于數(shù)據(jù)信號確定(在754處)機器部件是否正在不當?shù)剡\轉(zhuǎn)。例如，控制系統(tǒng)720可分析數(shù)據(jù)信號和任選地其他輸入，以確定部件是否正充分地運轉(zhuǎn)。如果部件正在不當?shù)剡\轉(zhuǎn)，那么方法750可包括產(chǎn)生(在755處)基于數(shù)據(jù)信號的操作計劃和/或購買計劃或維護計劃。操作計劃可為可替換當前實施的操作計劃的新的(或修訂的)操作計劃。方法750可包括向部件提供維護(在756處)或替換(在758處)部件元件中的至少一個。

在實施例中，提供一種包括可設置在機器的儲液器內(nèi)的傳感器的系統(tǒng)(例如，監(jiān)控系統(tǒng))，所述機器具有由儲液器中的液體潤滑的活動件。傳感器測量液體以確定儲液器中的液體的數(shù)量或質(zhì)量。所述系統(tǒng)可包括可操作地連接至傳感器的裝置主體。裝置主體具有連接至傳感器并且可產(chǎn)生代表液體測量值的第一數(shù)據(jù)信號的處理單元。裝置主體包括可將第一數(shù)據(jù)信號無線傳送至遠程讀取器的發(fā)送器。

參考圖17，傳感器裝置800被示出包括殼體802和浸量尺部分(dipstickportion)804。所述浸量尺部分804具有與所述殼體802間隔開的遠端806。所述殼體802包括基部810和帽蓋部812。一系列的緊固件814將所述帽蓋部固定到基部。

所述浸量尺部分804具有多個沿著所述浸量尺部分804的長度設置的多個孔(apertures)820。這些孔820用作排氣孔以在油流入所述浸量尺部分804的內(nèi)部腔室822中時緩解壓力(relievepressure)，將參照圖18進行更具體地描述。所述孔820在本發(fā)明中被稱為排氣孔。在示出的實施例中，排氣孔中的至少一些被限定在所述浸量尺部分804的相對側(cè)上。在相對側(cè)上的排氣孔可沿著所述浸量尺部分804的長度相對于彼此軸向偏置(offset)以通過減少脆弱點或失效點。所述排氣孔可如所示的為相同尺寸，或者可相對于彼此具有不同尺寸。所述排氣孔的數(shù)量、尺寸和布置可至少部分由專用(application-specific)參數(shù)確定。所述浸量尺部分804也限定至少一個臨近遠端806定位的液體進入孔824。每個液體進入孔824構(gòu)造成提供允許液體進入所述浸量尺部分804的內(nèi)部腔室822的進入開口。

所述殼體802構(gòu)造成用于容納流體的箱體或儲液器。在運轉(zhuǎn)期間當以垂直方式定向時，所述浸量尺部分804以其遠端接近或進入將被測試的流體容積中。在一個實施例中，接觸所述浸量尺部分804的流體可通過所述至少一個流體進入孔流入所述內(nèi)部腔室。所述浸量尺部分804中的壓力由穿過所述排氣孔的氣體損耗來緩解。氣體的釋放允許位于內(nèi)部腔室中的流體升高到對應在所述箱體或儲液器中的流體的流體液位。

參考圖18，所述傳感器裝置的所述浸量尺部分804被顯示為具有表示排氣孔和流體進入孔分別可設置的位置的疊加圓820和824的橫斷面剖視圖。所述浸量尺部分804可包括圓柱形外管840，所述外管840容納絕緣襯套844中的同心設置線842。襯套線被耐化學腐蝕和電絕緣的內(nèi)管846(例如非導電管)包圍。所述內(nèi)管由一種或多種塑料或其他聚合物，例如聚四氟乙烯(ptfe)等。至少一個o形環(huán)墊圈848可圍繞電極850放置。間隔元件852為圍繞電極850的o形環(huán)墊圈提供密封和支撐。另一個間隔件860設置在遠端處以固定和支撐所述電極的遠端和密封所述內(nèi)管和外管的底部。因此，進入內(nèi)部腔室的流體流經(jīng)流體進入孔。用作間隔元件的合適的材料包括一種或多種塑料或其他聚合物，例如ptfe和/或聚醚醚酮(peek)等。容積或空隙856徑向限定在所述電極的外表面858和所述外管840的內(nèi)表面862之間。進入所述浸量尺部分804的內(nèi)部腔室822的流體流動通過所述容積。彈性聚硅酮類(siliconeelastomers)，例如硅橡膠(sylgard，可由美國道康寧商業(yè)地提供)，可依需被使用。

帽蓋部和基部可由金屬形成。然而未顯示的，釬焊位于所述帽蓋部和基部之間的接頭產(chǎn)生比焊接更強的金屬部件之間的結(jié)合。緊固件而非定位焊(tackweld)已經(jīng)也被用在高沖擊環(huán)境(highimpactenvironment)以阻止殼體被破壞。所述電子封裝可被在所述殼體內(nèi)密封或設定以減小沖擊力的影響以及殼體內(nèi)的部件上的震動。

寄生電容(straycapacitance)控制結(jié)構(gòu)可用在所述傳感器裝置上。在一個實施例中，g11板(plate)可被添加以減小或消除寄生電容。所述板被設置在所述殼體和所述浸量尺部分804之間。例如，所述板固定到所述殼體的基部。替換地，所述寄生電容控制結(jié)構(gòu)可被彎曲以至少部分地圍繞殼體的圓周延伸到至少部分地圍繞保持在殼體中的電子封裝。在另一替代的實施例中，電子封裝可以固定在所述殼體的帽蓋部中，并且所述寄生電容控制結(jié)構(gòu)是延伸穿過并被保持在限定在帽蓋部和所述殼體的基部的界面處。用于寄生電容控制裝置的合適的材料可包括多層陶瓷電容或其他具有合適的容許值的材料。由于寄生電容控制裝置，所述電子封裝的電容可從傳感器電容隔離?？商娲?，所述電子封裝的電容可被補償用于被隔離的替代和相對于所述傳感器電容的減小。

在示出的實施例中，所述電極為連續(xù)的傳感器，并且是細長形的還延伸了所述浸量尺部分804大部分的長度。所述電極為連續(xù)的傳感器可運作以提供經(jīng)過所述襯套線的信號。所述電信號的電特性(例如幅值(magnitude)、信號強度(signalstrength)、振幅(amplitude))可與所述流體接觸的電極的表面面積的量成比例。也就是，當流體液位高時，比流體液位低時與流體接觸的電極的比例更大，并且經(jīng)過導線的所得信號可更強。替換地，替代所述長形的電極或在所述長形的電極之外，所述傳感器可包括一系列安裝在支撐件上的分散的電極。所述分散的電極可沿著所述浸量尺部分804的軸向長度間隔開。在這種布置中，每個電極可構(gòu)造成在流體液位足夠高到接觸相應電極時發(fā)出信號。如此，可通過關注哪個電極正在傳送指示與流體接觸的信號來判斷流體液位?？蛇x地，多個線可用于從多個電極傳送電信號，或者多路復用器(multiplexer)可用于沿著信號線傳送信息。來自傳感器的所述電信號的電特性可基于與流體接觸的電極的數(shù)量而改變。例如，信號強度在與流體發(fā)送信號接觸的電極的數(shù)量增加時可在通常分散的水平或數(shù)量上增加。

在另一實施例中，除了在所述管中的容積中的流體的出現(xiàn)和數(shù)量之外，所述傳感器可用于測量流體的其他參數(shù)。這些其他參數(shù)可包括流體的溫度、壓力、電導率(conductivity)、電阻(resistance)、粘性(viscosity)或渾濁度(turbidity)中的一個或多個。其他參數(shù)仍然可包括一定的污染物或成分(contaminantsorconstituents)的存在或出現(xiàn)，例如碳、水、油、石油產(chǎn)物和/或副產(chǎn)物、硫、金屬、礦物質(zhì)、以及生物材料。污染物或成分的出現(xiàn)可用于確定流體的健康和/或壽命。例如，汽油產(chǎn)物和/或副產(chǎn)物可指示用于確定油、汽油或其他汽油基流體的壽命的流體的退化。水的濃度可指示石油基流體的健康。例如當流體是氣體(gas)時，所測量的參數(shù)可包括氧、氧化氮(nitrogenoxide)、硫化合物(sulfurcompounds)、有機磷酸鹽(organo-phosphates)和/或氰酸鹽(cyanates)等成分。

另外向回參考圖17，導線與設置在殼體的帽蓋部和基部內(nèi)的腔體內(nèi)的電子封裝(未圖示)通信。所述電子封裝例如可包括本發(fā)明所公開的用于傳送由一個或多個傳感器產(chǎn)生的電信號的傳送的一個或多個無線設備。在各種實施例中，電子封裝也包括加速計、時鐘、電磁傳感器(例如霍爾效應傳感器)和/或rfid傳感器。這些設備可用于將傳感器裝置從“睡眠”或“關閉”模式喚醒而使傳感器裝置收集數(shù)據(jù)和/或傳送所收集的數(shù)據(jù)。所述時鐘允許傳感器裝置以可選確定的時間間隔收集數(shù)據(jù)和/或傳送所收集的數(shù)據(jù)。所述時間間隔可基于需求頻率或期望的電池壽命/供電使用率(adesiredbatterylife/poweruserate)。

在設定中，例如電子封裝的無線設備可喚醒和傳送電信號的時間與傳感器裝置所連接的車輛或機器的其他無線設備傳送相應電信號的時間偏移開，或者對于其他無線設備在不同的頻率。

這個交錯通信(staggeringcommunications)可減輕頻寬約束并且可減小多個設備之間干擾的機會。在一個實施例中，無線設備在傳送數(shù)據(jù)之前首先確認是否存在其他無線設備以特定頻率或頻率范圍傳送。

可替代地或另外地，無線設備可響應于觸發(fā)器或刺激而傳送。合時的觸發(fā)器可基于電子封裝上的設備類型。例如，如果加速計設置在所述電子封裝上，在傳感器裝置上超過指定閾值的振動(例如沖擊力)可為觸發(fā)器。所述觸發(fā)器可通過無線設備上的塞子(tap)觸發(fā)。并且，所述觸發(fā)器可基于感測設備(例如轉(zhuǎn)動傳感器裝置或振動傳感器裝置)的運動。如果傳感器裝置連接到車輛，然后當車輛運動或停止時，或者如果車輛經(jīng)歷顛簸，所述收集/傳送過程可被觸發(fā)。如果電磁傳感器出現(xiàn)，依照期望觸發(fā)無線設備收集和/或傳送傳感信息的磁場或電場可被應用。類似地，如果rfid傳感器出現(xiàn)時，經(jīng)過rf發(fā)送器可喚醒傳感器裝置。

在一方面，發(fā)送器被配置成當讀取器詢問發(fā)送器時被讀取器供電。

在一方面，系統(tǒng)包括被配置成將電力供應至發(fā)送器用于發(fā)射數(shù)據(jù)信號的電源。電源可包括例如電池和/或能量采集裝置。

傳感器可至少部分浸沒在液體中。

在一方面，測量值為液體電容、液體溫度、液體的流體傳導、液體介電常數(shù)、液體阻抗或液體粘度中的至少一個。

在一方面，裝置主體被配置成附接至機器的壁，其中所述壁至少部分地限定儲液器。

在一方面，傳感器和裝置主體共同形成第一無線裝置。系統(tǒng)還可包括第二無線裝置，所述第二無線裝置被配置成獲得并且無線傳送代表不同儲液器的測量值的第二數(shù)據(jù)信號。

在一方面，傳感器被配置成設置在機車的齒輪箱中，所述齒輪箱具有儲液器。

在一方面，發(fā)送器被包括在射頻識別(rfid)元件中。

在一方面，傳感器、處理單元和發(fā)送器共同形成第一無線裝置。系統(tǒng)還可包括第二無線裝置，所述第二無線裝置被配置成獲得并且無線發(fā)射代表不同儲液器的測量值的數(shù)據(jù)信號。系統(tǒng)可包括信號處理模塊。信號處理模塊可被配置成基于數(shù)據(jù)信號，通過比較第一無線裝置的數(shù)據(jù)信號與第二無線裝置的數(shù)據(jù)信號來確定機器是否正不當?shù)剡\轉(zhuǎn)。

在一個實施例中，流體是齒輪箱潤滑劑并且所述傳感器/電極測量所述潤滑劑目前的量。在運轉(zhuǎn)過程中，傳感器的無線裝置可將潤滑劑的液位值(或水平值)傳送到車輛控制器和/或車外(o年board)服務中心。響應于接收到傳感器讀出在由傳感器裝置監(jiān)控的齒輪箱中的低潤滑劑狀況的指示，所述車輛控制器可移除對用于相關齒輪箱的對軸的動力和/或扭矩的供應進行響應。在多軸系統(tǒng)，車輛可使用其他軸繼續(xù)沿著行程或任務。與具有低潤滑劑的齒輪箱相關的軸的隔離可能對于與其他機車在一個編組中的機車是有利的。其他行為也可響應于檢測到低的潤滑劑狀況而發(fā)起，例如要求或列出日程表進行車輛的維護(例如進入商店下其中計劃有維護或維修服務的訂單)。另外，車輛可被引導以從先前任務繞道以形成到維修和維護商店，為添加潤滑劑或處理其他導致低潤滑劑問題。

在一方面，數(shù)據(jù)信號被配置成發(fā)射至手持讀取器。在另一方面，數(shù)據(jù)信號被配置成發(fā)射至沿鐵路軌道定位的固定讀取器。在又一方面，數(shù)據(jù)信號被配置成發(fā)射至位于機車上的車上讀取器。

在一方面，傳感器包括被配置成檢測流體電容的多導體電容式傳感器。流體可起電介質(zhì)的作用，其中液體液位影響檢測的電容。在另一方面，傳感器包括主體浮子和被配置成檢測主體浮子的位置的位置傳感器。位置傳感器可包括例如簧片開關。

在一個實施例中，提供一種包括傳感器的系統(tǒng)(例如，監(jiān)控系統(tǒng))，所述傳感器被配置成接合至傳動系的機械元件，以獲得機械元件的振動狀態(tài)的測量值。測量值代表傳動系的運轉(zhuǎn)狀況。系統(tǒng)包括具有可操作地連接至傳感器的處理單元的裝置主體。處理單元被配置成產(chǎn)生代表測量值的第一數(shù)據(jù)信號。裝置主體還包括被配置成將第一數(shù)據(jù)信號無線傳送至遠程讀取器的發(fā)送器。

在一方面，系統(tǒng)包括被配置成將電力供應至發(fā)送器用于發(fā)射數(shù)據(jù)信號的電源。

在一方面，系統(tǒng)包括存儲器。存儲器被配置成記錄在不同時間獲得的多個測量值。發(fā)送器被配置成發(fā)射包括這些測量值的數(shù)據(jù)信號。

在一方面，傳感器、處理單元和發(fā)送器共同形成第一無線裝置。系統(tǒng)可包括第二無線裝置，所述第二無線裝置被配置成獲得并且無線發(fā)射基于不同傳動系的測量值的數(shù)據(jù)信號。

在一方面，裝置主體包括射頻識別(rfid)單元。rfid單元可具有處理單元和發(fā)送器。

在一個實施例中，一種方法(例如，用于監(jiān)控機器運轉(zhuǎn)狀況的方法)包括從具有傳動系的機器的無線裝置接收數(shù)據(jù)信號。無線裝置包括直接連接至傳動系的裝置主體。裝置主體包括用于無線發(fā)射數(shù)據(jù)信號的發(fā)送器。數(shù)據(jù)信號可基于傳動系的運轉(zhuǎn)狀況的測量值。所述方法還包括響應于確定傳動系正不當?shù)剡\轉(zhuǎn)，產(chǎn)生信號以安排傳動系的維護或傳動系元件的替換中的至少一個。

在一方面，測量值代表齒輪箱的振動狀態(tài)或齒輪箱中保持的潤滑劑的液體情況。

在一方面，測量值為齒輪箱的振動測量值、由齒輪箱存儲的潤滑劑的電容、潤滑劑溫度、潤滑劑的流體傳導、潤滑劑介電常數(shù)、潤滑劑阻抗或潤滑劑粘度中的至少一個。

在一方面，從多個無線裝置接收數(shù)據(jù)信號。這些數(shù)據(jù)信號是基于共同類型的測量值。

在一方面，在手持讀取器處接收數(shù)據(jù)信號。

在一方面，機器為機車，并且在沿鐵路軌道定位的固定讀取器處接收數(shù)據(jù)信號。

在一方面，機器為機車，并且在位于機車上的讀取器處接收數(shù)據(jù)信號。

在一方面，方法還包括根據(jù)第一操作計劃操作機器和產(chǎn)生基于運轉(zhuǎn)狀況的第二操作計劃。

在實施例中，一種系統(tǒng)(例如，監(jiān)控系統(tǒng))包括被配置成從具有傳動系的機器的無線裝置接收數(shù)據(jù)信號的信號處理模塊。數(shù)據(jù)信號是基于傳動系的運轉(zhuǎn)狀況的測量值。信號處理模塊被配置成基于數(shù)據(jù)信號來確定傳動系是否正不當?shù)剡\轉(zhuǎn)。任選地，所述系統(tǒng)還包括被配置成產(chǎn)生基于運轉(zhuǎn)狀況的操作計劃的計劃模塊。

在另一實施例中，一種系統(tǒng)(例如，無線液體監(jiān)控系統(tǒng))包括傳感器、處理單元和發(fā)送器。傳感器被配置成設置在機器的儲液器內(nèi)，所述機器具有由儲液器中的液體潤滑的活動件。傳感器被配置成獲得代表儲液器中液體的數(shù)量或質(zhì)量中的至少一種的液體測量值。處理單元可操作地連接至傳感器并且被配置成產(chǎn)生代表液體測量值的第一數(shù)據(jù)信號。發(fā)送器可操作地連接至處理單元，并且被配置成將第一數(shù)據(jù)信號無線傳送至遠程讀取器。

發(fā)送器在系統(tǒng)的另一實施例中，可選擇地或另外，系統(tǒng)可設置在機器中(并且當安裝時實際設置在機器中)，所述機器包括車輛或其他被供應電力的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)包括儲液器、活動件和一個或多個計算機或除處理單元外的其他基于控制器的單元(例如，車輛控制器)。所述系統(tǒng)可不物理電連接(例如，不通過線路或其他導體連接)至所述一個或多個計算機或機器中其他基于控制器的單元中的任一個。因此，第一數(shù)據(jù)信號可僅從系統(tǒng)無線發(fā)射至讀取器或其他處，并且不通過線路/電纜或其他物理電連接進行發(fā)射。

在系統(tǒng)的另一實施例中，可選擇地或另外，處理單元和發(fā)送器鄰近彼此共同定位(例如，至少部分集成至共同電路板上，定位在設置于機器內(nèi)的共同箱/外殼內(nèi)-也就是說，共同箱/外殼不與機器的外部主體/結(jié)構(gòu)共同延伸，而是位于外部主體/結(jié)構(gòu)內(nèi)-和/或處理單元和發(fā)送器的一些或全部部件例如位于彼此的10cm內(nèi)，彼此的5cm內(nèi)等)，和/或處理單元和發(fā)送器的至少部分直接連接至儲液器的壁(例如，承受儲液器中液體的壓力和/或接觸液體的壁)和/或連接至直接連接至這種壁的結(jié)構(gòu)(例如，儲液器、齒輪箱等的支撐結(jié)構(gòu))。

在系統(tǒng)的另一實施例中，所述流體為用于車輛的潤滑油，潤滑油在運轉(zhuǎn)過程中可處于高于100攝氏度(degreescelsius)的溫度。所述傳感器配置成經(jīng)受延長浸入在所述流體中，并且經(jīng)受在車輛運轉(zhuǎn)過程中的大于100g(例如，100倍的重力)重復的沖擊，而不使所述傳感器的測量性能具有明顯的退化。

在系統(tǒng)的另一實施例中，可選擇地或另外，發(fā)送器被配置成將第一數(shù)據(jù)信號無線傳送至遠程讀取器，所述遠程讀取器包括：位于機器內(nèi)的遠程讀取器(例如，如果機器為車輛，那么遠程讀取器位于車輛內(nèi))；位于機器路線的路旁的遠程讀取器；便攜的(手持或以其他方式能夠由人類操作者攜帶的)遠程讀取器。

在一個實施例中，用于測量機器運轉(zhuǎn)狀況的系統(tǒng)包括傳感器、一個或多個處理器、發(fā)送器和電容控制結(jié)構(gòu)。所述傳感器被配置成接觸流體并且測量所述流體的特性。所述一個或多個處理器操作地連接到所述傳感器。所述一個或多個處理器配置成產(chǎn)生代表由所述傳感器測量的所述流體的特性的一個或多個數(shù)據(jù)信號。所述發(fā)送器操作地連接到所述一個或多個處理器。所述發(fā)送器配置成無線發(fā)送所述一個或多個數(shù)據(jù)信號至遠程讀取器。所述電容控制結(jié)構(gòu)配置成減小所述傳感器的傳感器電容和/或從一個或多個處理器隔離所述傳感器的傳感器電容。

在一方面，所述發(fā)送器被配置成至少測量所述流體的電容，所述流體用作電介質(zhì)，所述一個或多個處理器配置成至少部分基于所測量的電容檢測所述流體的水平或液位。

在一方面，所述傳感器包括被配置成至少測量所述流體的電容、電感以及電阻，所述傳感器配置成基于所測量的所述流體的電容、電感以及電阻中的至少一個檢測所述流體的一個或多個質(zhì)量。

在一方面，所述一個或多個處理器和發(fā)送器設置在殼體中，并且所述傳感器設置在固定到所述殼體的管體中，所述殼體配置成連接到容納所述流體的箱體或儲液器，所述管體構(gòu)造成在所述殼體連接到所述箱體或儲液器時接觸所述箱體或儲液器中的流體。

在一方面，所述管體是細長的細長形的并且限定有軸向設置的多個孔，所述管體構(gòu)造成經(jīng)過所述多個孔中的至少一個孔在所述管體的內(nèi)部腔室中接收流體以接觸設置在所述內(nèi)部腔室中的傳感器的電極。

在一方面，所述多個孔中的至少兩個孔相對于彼此軸向偏置。

在一方面，所述的系統(tǒng)還包括操作地連接到一個或多個處理器的加速計、電磁傳感器、無線射頻設別設備或時鐘中的至少一個。

在一方面，所述的系統(tǒng)還包括操作地連接到一個或多個處理器的時鐘，所述時鐘與所述一個或多個處理器配合以在確定的時間或時間間隔將所述系統(tǒng)從不活動狀態(tài)喚醒為活動狀態(tài)，以測量所述流體并且基于所述流體的感測測量值發(fā)送一個或多個數(shù)據(jù)信號。

在一方面，所述系統(tǒng)為多個類似系統(tǒng)中的一個，所述一個或多個處理器和時鐘配置成喚醒所述系統(tǒng)并且控制所述系統(tǒng)在多個時間發(fā)送一個或多個數(shù)據(jù)信號，所述多個時間不同于所述多個類似系統(tǒng)中的其他系統(tǒng)的喚醒和發(fā)送時間。

在一方面，所述的系統(tǒng)還包括操作地連接到所述一個或多個處理器的加速計，所述加速計與所述一個或多個處理器配合以響應于檢測到所述系統(tǒng)上的沖擊力超過預定閾值沖擊值時將所述系統(tǒng)從不活動狀態(tài)喚醒為活動狀態(tài)，所述系統(tǒng)在活動狀態(tài)中測量所述流體并且基于所述流體的感測測量值發(fā)送一個或多個數(shù)據(jù)信號。

在一方面，所述的系統(tǒng)還包括操作地連接到所述一個或多個處理器的加速計，所述加速計配置成在響應于檢測到所述系統(tǒng)的缺乏運動或振動并在一個不活動時期之后將所述系統(tǒng)從不活動狀態(tài)喚醒為活動狀態(tài)，所述系統(tǒng)在活動狀態(tài)中測量所述流體并且基于所述流體的感測測量值發(fā)送一個或多個數(shù)據(jù)信號。

在一方面，所述傳感器可操作用于測量流體的流體液位、流體溫度、流體的傳導率、流體的介電常數(shù)、流體阻抗或流體粘度中的至少一個。

在一方面，所述的系統(tǒng)還包括裝置主體，所述裝置主體包括存儲器，所述儲液器配置成存儲多個由所述傳感器自在不同時間獲得的多個測量值，由所述發(fā)送器發(fā)送的所述一個或多個數(shù)據(jù)信號包括至少一個測量值。

在一方面，所述流體為用于車輛的潤滑油，所述傳感器配置成經(jīng)受在大于100攝氏度的溫度的所述流體中的延長的浸入，并且經(jīng)受在車輛運轉(zhuǎn)過程中的大于100g重復的沖擊，而不使所述傳感器的運作質(zhì)量或準確度具有明顯的退化。

在一方面，所述的系統(tǒng)還包括通信地連接到所述一個或多個處理器的車輛控制器。所述車輛控制器被配置成檢測具有多個動力軸的車輛的第一動力軸相關的流體的流體液位；并通過減小和/或消除供應到所述第一動力軸的動力來響應檢測的流體液位低于預定閾值；以及當?shù)谝粍恿S以減小的動力和/或沒有動力運轉(zhuǎn)時，使用其他動力軸運轉(zhuǎn)所述車輛。

在一方面，16.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，所述流體包括潤滑劑、燃料、冷卻劑或廢氣中的一種或多種。

在一個實施例中，用于測量機器運轉(zhuǎn)狀況的方法包括檢測車輛中的第一齒輪箱儲液器中的潤滑劑的液位；通過減小和/或消除供應給與所述第一齒輪箱儲液器相關聯(lián)的所述車輛的第一動力軸的動力，來響應檢測的液位低于預定閾值；以及當所述第一動力軸被供應減小的動力和/或沒有動力時，使用連接到第二齒輪箱儲液器的至少第二動力軸運轉(zhuǎn)所述車輛。

在一方面，所述的方法還包括發(fā)送車輛需要服務或維護的信號到維修或維護商店。

在一個實施例中，用于測量機器運轉(zhuǎn)狀況的方法包括有時或偶爾從傳感器裝置的第一無線裝置產(chǎn)生一個或多個數(shù)據(jù)信號，所述第一無線裝置容納在所述傳感器裝置的裝置主體中，所述傳感器裝置配置成連接到機器并且包括被配置成與機器的運轉(zhuǎn)相關的流體相接觸，所述機器為一個機群中的一個，所述機群中的每個機器具有至少一個相應的無線裝置。所述方法還確定何時從所述第一無線裝置產(chǎn)生所述一個或多個數(shù)據(jù)信號，以便所述第一無線裝置在不同于所述機群中的機器的其他無線裝置的時間或不同的時期產(chǎn)生所述一個或多個數(shù)據(jù)信號。

在一方面，所述第一無線裝置具有時鐘，從所述第一無線裝置產(chǎn)生的所述一個或多個數(shù)據(jù)信號基于由所述時鐘指示的預定時間進行確定，所述預定時間不同于所述機群中的機器的其他無線裝置的其他時間。

應了解，在本說明書中，以單數(shù)形式列舉并且通過字詞“一”或“一個”引出的元件或步驟并不排除多個所述元件或步驟，除非明確指出此類排除情況。另外，并不希望將引用本發(fā)明的主題的“一個實施例”解釋為排除同樣涵蓋所列舉的特征的另外實施例的存在。此外，除非有與此相反的明確說明，否則“包括”、“包含”或“具有”(或類似術語)具有特定屬性的一個元件或具有特定屬性的多個元件的實施例可包括不具有所述特定屬性的其他這類元件。

如本說明書中所使用，術語如“系統(tǒng)”、“模塊”或“控制器”可包括操作以執(zhí)行一個或多個功能的硬件和/或軟件。例如，系統(tǒng)、模塊或控制器可包括計算機處理器或其他基于邏輯的裝置，所述裝置基于存儲在有形且非瞬時性計算機可讀存儲介質(zhì)(例如，計算機存儲器)上的指令來執(zhí)行操作。或者，系統(tǒng)、模塊或控制器可包括硬連線裝置，所述硬連線裝置基于所述裝置的硬連線邏輯來執(zhí)行操作。附圖中所示的系統(tǒng)、模塊和控制器可表示基于軟件或硬連線指令操作的硬件、指導硬件執(zhí)行所述操作的軟件或其組合。

如本說明書使用的，術語如“可操作地連接”、“操作性地連接”、“可操作地聯(lián)接”、“操作性地聯(lián)接”等指示兩個或更多個部件以使能或允許部件中的至少一個執(zhí)行指定功能的方式相連接。例如，當兩個或更多個部件可操作地連接時，可存在允許部件彼此通信、允許一個部件控制另一部件、允許每個部件控制另一部件和/或使部件中的至少一個能夠以指定方式操作的一個或多個連接(電連接和/或無線連接)。

應理解本說明書描述的主題在其應用上不限于在本說明書的描述中提及的或其附圖中示出的結(jié)構(gòu)細節(jié)和元件布置。本說明書描述的主體能夠有其他實施例，并且以各種方式實踐或執(zhí)行。另外，應理解，本說明書使用的詞組和術語用于進行說明，而不應視為限制。本說明書使用“包括”、“包含”或者“具有”及其變體表示涵蓋此后列出的項目和其等效物及另外的項目。

應理解，以上描述意圖進行說明，而不是進行限制。例如，上述實施例(和/或所述實施例的方面)可彼此組合使用。除此之外，可進行許多修改，以在不脫離本發(fā)明主題范圍的情況下使特定情況或材料適合于本發(fā)明描述的主題的教義。雖然本說明書中所描述的材料和涂層的尺寸和類型旨在定義公開主題的參數(shù)，但是它們決不是限制性的，并且是示例性實施例。閱讀以上描述時，所述領域的普通技術人員將明白許多其他實施例。因此，應參照所附權利要求書以及這些權利要求有權要求的等效物的完整范圍來確定本發(fā)明主題的范圍。在隨附的權利要求書中，術語“包括(including)”和“其中(inwhich)”用作相應術語“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的簡明英語等效物。此外，在以下權利要求中，術語“第一”、“第二”和“第三”等僅作為標簽使用，且并非意圖對其對象強加數(shù)值要求。另外，以下權利要求書的限制并未采用手段加功能格式書寫，而且并非旨在根據(jù)35u.s.c.§112第六段進行解釋，除非并且直到此類權利要求書限制明顯使用其中缺乏進一步結(jié)構(gòu)的功能陳述的詞組“用于……的裝置”。

本說明書使用各個實例來公開本發(fā)明主題的若干實施例，同時也讓所述領域的技術人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明主題的實施例，包括制造并使用任何裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行所涵蓋的任何方法。本發(fā)明主題的保護范圍由權利要求書界定，并可包括所述領域的一般技術人員想出的其他實例。如果其他此類實例的結(jié)構(gòu)要素與權利要求書的字面意義相同，或如果此類實例包括的等效結(jié)構(gòu)要素與權利要求書的字面意義無實質(zhì)差別，則此類實例也在權利要求書的范圍內(nèi)。