CN102696236B - 无线传感器设备以及用于无线传送感测的物理参数的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种无线振动传感器，其适合于连接到布置有无线网络(27)以传送处理数据或控制信息的分布式工业控制系统(50)。该无线振动传感器包括至少一个传感器(10)、无线射频发射器(14)以及用于将其牢固地安装到仪器(M)或结构(S)上的基座部分(1)。该无线传感器布置有电池和蓄电设备。还描述了用于在活跃周期期间给无线传感器上电的方法。

Description

无线传感器设备以及用于无线传送感测的物理参数的方法
技术领域
本发明涉及配置有无线收发器的传感器。具体地，涉及用于监视机器的振动的无线传感器。本发明可以有利地用于对可能出现易燃易爆气体的环境中的机器进行条件监视。
背景技术
在工业安装中，分布式控制系统(DCS)或工业控制系统可以配备大量现场设备，包括传感器和仪表。通常，这种工业安装具有一个或多个控制室和计算机系统，它们通过一个或多个数据网络，诸如总线或现场总线，而连接到各种现场设备。数据网络可以包括有线和无线链路。现场设备可以包括各种类型的传感器仪表，诸如振动传感器、压力传感器、温度计以及包括诸如阀门致动器、螺线管、断路器或隔离器或开/关切换等之类的致动器的设备。诸如无线传感器的每个现场设备需要进行适当配置以执行监视个别设备的选定功能。通常特定位置处的每个无线传感器和现场设备都被给予控制系统或DCS中的标识。无线传感器也可以有无线网络中的标识。
通常，无线传感器网络(WSN)已经用来从每个节点采集几个字节(例如，温度值)。然而，由于需要大量数据(例如，4或8kB数据)用于振动分析，因而振动是对利用无线通信的监视要求更为严格的现象。对无线传感器的一个重要的技术要求是功耗。对于不从电网或其他电源供电、但是通过诸如电池或燃料电池之类的独立电源供电的传感器而言，电源的功率特性以及替换之间的有效寿命是关键因素。功耗必须足够低，使得电池在替换之间将持续1年或者几年的周期。
标题为“低功率振动传感器和无线发射器系统传感器以及无线发射器系统”、受让给CSI技术公司的US7424403描述了一种传感器系统，其感测包括振动在内的机器参数以及产生表示所感测参数的动态信号。该系统将这些信号转换为数字格式，对这些信号进行数字滤波和处理。优选为数字信号处理器DSP的处理器20确定相对该数字信号的预定数据点集合的多个电平。处理器确定峰电平值并且计算真实的均方根。该峰电平和RMS值通过系统的通信模块被无线地传送到控制协议网络。系统电源和通信模块电源是分离的，并且允许低功率操作。从电池到测量系统(不包括通信模块)的电源受控于处理器20。然而，此方法的缺陷在于在无线发射这种处理的数据之前，在传感器的处理器中分析测量结果需要额外的存储器储存、一些延迟、更多的处理功率以及使用来自电池的更多电力。当等待处理结果的操作员人工请求数据样本时，经常出现这种情况。
在诸如用于萃取、生产或处理石油、石化产品和/或汽油的安装的环境中，至关重要的是仪器符合标准以避免在存在爆炸性蒸汽时发生爆炸或者火灾。例如兼容仪器指令94/9/EC的欧洲ATEX标准(Appareils destinés àêtre utilisés en ATmosphères EXplosibles，在潜在的易爆气体环境中使用的仪器)规定了多个方面，诸如避免仪器可能变成火源。因此，所有仪器需要被完全封闭，使得汽油等通常不会进入仪器。ATEX要求还涉及避免元件可能变得足够热以致于点燃爆炸性气体或蒸汽，既包括在正常操作期间还包括在可能的故障模式中。例如，如果电池应当发生内部短路故障，则该故障不应当允许以导致火源。因此，存在这样的技术挑战，要求带有能量源的独立的无线传感器，其中该能量源具有足够的能量密度以便为传感器供电长段时间，同时还要求避免任何元件在使用或故障期间可能变热或过热。
发明内容
本发明的目的在于解决上述一个或多个问题。这个以及其他目的通过权利要求中限定的设备而实现。
根据本发明的第一方面，描述了一种用于连接到无线网络以传送感测的物理参数的无线传感器，所述无线传感器包括至少一个振动传感器、处理器、无线射频发射器、独立且自包含的电源以及用于在仪器或结构上安装所述无线传感器的基座部分，其中无线传感器还包括蓄电设备，其布置用于存储由所述独立且自包含的电源以受限功率水平供应的电力，以及用于以超过该受限功率水平的功率水平向所述无线射频发射器供应电力。
根据本发明的一个实施例，公开了一种用于连接到无线网络以传送感测的物理参数的无线传感器，所述无线传感器包括至少一个振动传感器、处理器、无线射频发射器、独立且自包含的电源以及用于在仪器或结构上安装所述无线传感器的基座部分，其还包括模拟信号调整器处理器以及至少一个其他处理器。在另一实施例中，无线传感器包括模拟信号调整器处理器以及至少两个其他处理器。
根据本发明的另一实施例，公开了一种用于连接到无线网络以传送感测的物理参数的无线传感器，所述无线传感器包括至少一个振动传感器、处理器、无线射频发射器、独立且自包含的电源以及用于在仪器或结构上安装所述无线传感器的基座部分，其中所述无线射频发射器布置配置用于与配置成网格网络的无线网络中的其他传感器或设备的无线通信。
根据本发明的一个实施例，公开了一种用于连接到无线网络以传送感测的物理参数的无线传感器，所述无线传感器包括至少一个振动传感器、处理器、无线射频发射器、独立且自包含的电源以及用于在仪器或结构上安装所述无线传感器的基座部分，其中所述无线射频发射器布置成被连续供电并且配置用于监听来自无线网络中的其他传感器或设备的无线通信请求。
根据本发明的另一实施例，公开了一种用于连接到无线网络以传送感测的物理参数的无线传感器，所述无线传感器包括至少一个振动传感器、处理器、无线射频发射器、独立且自包含的电源以及用于在仪器或结构上安装所述无线传感器的基座部分，其中所述无线传感器还包括蓄电设备，其布置用于存储由所述独立且自包含的电源以受限功率水平供应的电力，所述无线传感器的蓄电设备包括一个或多个电容器。
根据本发明的另一实施例，公开了一种用于连接到无线网络以传送感测的物理参数的无线传感器，所述无线传感器包括至少一个振动传感器、处理器、无线射频发射器、独立且自包含的电源以及用于在仪器或结构上安装所述无线传感器的基座部分，其中所述基座部分由金属制成，并且进一步布置有紧固装置，用于将所述无线传感器固定到机器或其他结构上。此金属基座提供了牢固固定和在元件由于故障而过热时的高热容量或热吸收。在另一实施例中，由金属制成的基座部分还布置有多个承重表面，用于向基座部分施加扭力矩以及利用预定扭力矩载荷将所述无线传感器紧固到机器或其他结构。这确保了振动良好地传导到传感器。
根据本发明的一个实施例，公开了一种用于连接到无线网络以传送感测的物理参数的无线传感器，所述无线传感器包括至少一个振动传感器、处理器、无线射频发射器、独立且自包含的电源以及用于在仪器或结构上安装所述无线传感器的基座部分，其中所述无线传感器还包括顶盖，其完全覆盖内部的元件并且邻近金属基座部分，所述顶盖还包括开关和LED指示器并且将无线射频发射器和下部部分封闭起来，使得所述无线传感器的外部没有通信端口或端子。
根据本发明的另一实施例，无线传感器包括由对射频电波透明的材料制成的顶盖，该顶盖完全覆盖内部的元件并且邻近金属基座部分，并且还被构造成承受至少100kg的载荷。
无线传感器包含两个或更多个分离的低功率处理器，优选地三个处理器。无线射频收发器包含专用通信处理器、闪速存储器以及射频收发器。两个其他的低功率处理器或控制器用于给出高精度、低噪声的模拟采样。
无线振动传感器在其使用电池功率的短时段期间操作，之后是没有消耗的长时段，几天或几周。诸如锂离子电池的长寿命电池在电池能够开始输出功率之前具有上升时段，在接通时有延迟。这一困难根据本发明通过使用诸如电容器之类的功率存储或功率调整设备以补偿来自锂电池的延迟的供电而得以解决。来自电池的可用电压也通过保险电阻进行限制以符合ATEX要求，并且可用的电压不足以为无线收发器供电。再次，功率存储设备或电容器补偿受限的电压并且提供足够的功率以操作无线收发器。
低功耗导致长电池寿命。低功率和受约束的电压提供了自主的无线振动传感器，其满足诸如ATEX的要求并且适合于在可能发生潜在的易爆气体或蒸汽的环境中使用。
根据本发明的另一方面，公开了一种用于借助于无线传感器来感测仪器或结构的物理参数的方法，该无线传感器连接到无线网络以传送感测的物理参数数据，所述无线传感器包括至少一个振动传感器、处理器、无线射频发射器、独立且自包含的电源以及用于将所述现场设备安装到仪器或结构上的基座部分，其中物理参数数据是感测的并且数据依赖于通过无线传感器在活跃周期期间发射的所感测的参数，该方法还包括：在无线收发器中接收来自由主站控制的另一无线节点的对数据的请求；从布置用于存储由所述独立且自包含的电源以受限功率水平供应的电力的蓄电设备、以超过该受限功率水平的功率水平向无线收发器供电一段有限时间；在两个或更多个处理器中处理信号以及借助于无线收发器向无线射频网络发射原始物理参数数据。
在本发明的另一方面，公开了一种控制系统，其布置有用于传送处理数据或控制信息的无线网络以及至少一个无线传感器，所述至少一个无线传感器包括至少一个振动传感器、处理器、无线射频发射器、独立且自包含的电源以及用于在仪器或结构上安装所述无线传感器的基座部分，其中无线传感器还包括蓄电设备，其布置用于存储由所述独立且自包含的电源以受限功率水平供应的电力，以及用于在活跃周期期间以超过该受限功率水平的功率水平向所述无线射频发射器供应电力。
附图说明
通过结合附图参考下文详细描述，可以获得本发明的方法和系统的更全面理解，附图中：
图1a-图1d示出了根据本发明第一方面的无线传感器的示意性框图，其中图1a示出了整个无线传感器的外部视图，图1b示出了顶视图；图1c示出了示出无线传感器的各个元件的剖面的侧视图；以及图1d是无线传感器的相同元件的另一侧的视图；
图2示出了图1的本发明的无线传感器的示意性布局，尤其是根据本发明实施例的电路布局的示意图；
图3示出了根据本发明另一实施例的图1的本发明的无线传感器，尤其示出了多个传感器以及无线发射的数据传送到工业控制系统以进行数据存储和分析的图示；以及
图4示出了根据本发明的实施例布置用于在工业控制系统中使用的图1的本发明的无线传感器的示意性图示。
具体实施方式
图2示出了无线振动传感器的示意性框图。该图示出了振动换能器或传感器10、模拟信号调整器15、布置成具有集成的A-D转换的微处理器的两个其他的处理器16、以及主处理器17。该图还示出了无线收发器14、天线5以及电池7或其他独立电源。电阻Rs布置成串联在电池7和PCB 19上的其他元件之间。该电阻优选地是薄膜电阻器类型，其出于安全原因是优选的，因为这种类型的电阻器不会将短路作为故障模式。此保险电阻(或多个电阻)Rs限制了PCB上的元件可以从电池汲取最大电压，从而满足ATEX要求。
振动传感器10优选地是加速计。合适的振动传感器/换能器或加速计具有基于MEMS的压阻桥式换能器。其拾取来自例如机器中的滚珠轴承的振动，作为与加速计的导数成比例的电荷。此电荷被拾取并通过模拟信号调整器15进行整形以产生与振动速度(频带10Hz到1kHz)和振动包络(500Hz到10kHz)成比例的模拟信号。
具有集成的sigma-delta ADC转换器的微控制器16以大约2kHz的采样速率、在通过I2C总线递送到主处理器的两个1s数据流中对速度和包络信号进行采样。此操作以全功率和速度进行。当采样和数据递送完成时，关断提供给模拟调整器和具有集成的ADC的微控制器16的功率。各个处理器的任务被专门化。它们不是必需拥有存储器或者运行其他常规任务。除了执行它们的特定任务之外，这些处理器没有必要活跃，其中这些特定任务限制在非常短的时段内。因此，针对这些功能将功耗优化到最小。专门化处理器的另一优势在于低功率操作模式对于模拟调整器处理器或ADC处理器任一都不是必须的，因为当振动感测不活跃时功率被完全关断。类似地，来自温度传感器11的温度数据通过健壮的串行数据总线进行递送，优选地为多主串行计算机总线，诸如I2C总线。
主处理器17优选地是不具有数字信号处理器(DSP)的微控制器，诸如可从例如Texas Instruments(德州仪器)获得的微控制器，其布置用于接收HART命令。HART命令优选地使用加密或其他方式的安全传输层，诸如TTL级(隧道传输层)，进行传输。HART类型的命令从无线射频收发器14发射到主处理器，主处理器相应地执行功能。优选地，无线射频收发器14是尘埃无线Hart微粒(DustWireless Hart mote)类型，其由Dust Networks公司供应。响应优选地按照无线Hart标准中定义地进行递送，包括针对振动速度和包络的原始采样数据流、速度RMS值、包络峰峰值和温度。温度值表示由布置在无线传感器的基座部分1中的传感器11所感测的温度，并且此测量主要取决于无线传感器固定于其上的机器或结构的温度。不安排记录环境温度。
为了节约功率，当没有命令要执行时，主处理器进入低功率模式。作为低功率解决方案的一部分，仅有一个低频晶体时钟振荡器。所有操作模式都是从该振荡器导出的。时钟典型地每天一次(此间隔可以无线地配置)唤醒MCU以采样振动数据。为了节约功率，在无线传感器的处理器中不执行数据处理以得到轴承状态或其他振动状态信息。无线传感器和数据储存器中不存储历史数据，数据处理和数据分析都在一个或多个计算机中执行(参见下文结合图3和图4的描述)。
在周期的“睡眠”部分，电流消耗接近于零。然而，无线射频发射器14被连续地供电并且配置用于监听来自其他传感器、网关26或其他主站或网格网络20中的其他设备的、通过无线通信的请求。射频发射器在“监听”时的功耗非常低。在所有其他方面，传感器周期包括传感器“醒来”时的功率和命令的短时段，以及几乎完全没有功耗的长时段。诸如锂离子电池的电池在锂电池能够开始输出额定功率之前具有延迟或上升时段，这归因于启动时段中化学反应的变化的速率。这一问题通过使用功率存储设备形式的功率调整设备而得以解决。
电容器组18在锂电池未供应足够的电流这一时段期间提供附加电荷。因此最初至少通过电容器而不是直接从电池提供足够的功率来为电路供电。电容器尺寸被选择在针对区域0/1的ATEX标准(EN60079-11)为单个单体锂电池的最大电压(3，9V)所定义的最大限制内。电池(7)和电容器组(18)之间的电阻Rs限制了电子元件中故障(短路)时的功率耗散，将最大温度上升限制在该标准所允许的最大限度内。
WiMon100无线传感器的唯一的通信接口是通过无线Hart射频。该传感器被布置成完全封闭以满足ATEX的要求，这禁止了用户打开传感器。WiMon100无线传感器不需要通信端口或端子以及无线射频通信，并且因此在该无线传感器中不包含通信端口或端子。
图1a示出了完整的无线传感器的外部视图。该图示出了无线传感器9，包括上部部分或盖3、下部部分2和基座部分1。上部部分或盖3布置有LED(发光二极管)形式的指示灯4以及开-关按钮8。上部部分由塑料或合成材料制成并且适合为复合的，使得其不产生无线电干扰并且还使得其对于射频信号是透明的。同时，无线传感器必须是健壮的设备以符合ATEX要求。因此，由对RF透明的塑料材料制成的顶盖3能够根据健壮性要求承受100kg的载荷。为了简化组装，顶盖3被布置成拧到基座上，使得根据诸如IP66的标准传感器能够抵挡水冲。盖包括集成的按钮8和LED灯4。调整盖的形状和大小使得盖直径小于用于从上面将无线传感器拧到位置中的适当工具的尺寸，其通过将扳手或套筒扳手或管子扳手或其他工具放在整个传感器上以夹紧金属基座1。
传感器的基座部分1被塑形为具有布置在基座上的承重面33、34、35，其适合于夹紧传感器。在无线传感器的底部部分，存在布置有螺纹以将传感器紧固到螺栓或螺柱(未示出)的盲孔21或腔。在图1b中，基座部分1示出为简单的六边形形状，其在原理上示出了具有承重面33、34、35的六边形螺母，这些承重面可以用于将传感器与扳手、钳子或电动工具夹紧牢固以及将其紧固到螺栓、螺柱或其他合适的固定到要被监视的机器的螺纹部件。基座部分1的外部优选地被塑形为具有六边形的6个平坦面和转角，或者其他规则或定制的多边形形状，其转角被磨圆(未示出)。
图1c示出了无线传感器的一些内部元件的从某一侧的视图。图1d示出了无线传感器的相同内部元件的从另一侧的视图。该图示出了基板或PCB板19(印刷电路板)，具有诸如电容器18、带有集成的A-D转换的微处理器16以及安装在其上的主处理器17。无线收发器14和天线5也安装在该PCB板上。该图示出了电池7以及固定地定位在金属基座部分21内的振动传感器10和模拟信号调整器15的位置。电池夹持在主PCB板19上，后者继而利用夹钳13夹持在金属基座2上并且安装在第二更小的PCB板12之上，此第二更小的PCB板通过柔性带导体6电连接到主PCB板19。
两个PCB之间的柔性连接6的第一优势在于其支持更紧凑的形式，因为壳体、金属基座部分1内的空间被更好地利用。另一优势在于其允许带有振动换能器/传感器10的PCB 12相对于金属基座部分水平放置以及牢固地固定到金属基座，因此优化了振动拾取。通过柔性连接器6连接两个PCB 12、19的这种布置的优势是很显然的。此特征相比于传统的PCB 12和19之间使用线缆和插头的连接具有技术优势。柔性连接器更健壮并且不易丢失导电性。与之相比，插头是易于受振动(机械故障)和腐蚀(导电性退化)的弱连接。优选地，柔性连接器或柔性电路是柔性印刷类型的电路，其安装在包括聚酰亚胺、PEEK(聚醚醚酮)或聚醚膜的柔性塑料基板上。
金属基座部分具有巨大的热容量并且用作吸热部件以分散掉电池7在操作期间产生的任何热量。基座的热容量以及电池牢固固定到基座的方式确保了基座充当吸热部件至一定程度，使得传感器的表面温度永不会超过ATEX认证的指定阈值。基座的材料优选地是不锈钢。振动传感器10牢固地安装附着到基座部分内的PCB 12上，以提供机械振动从基座部分1到传感器10的优越传导。
无线收发器优选地是尘埃无线Hart微粒(DN2510)。DN2510微粒连接到尘埃网络专有的网格化射频网络，并且使用该网络根据无线Hart标准进行通信。其控制射频收发器，调制和解调计算机29、30中的振动存储和数据处理功能40与主处理器17之间的Hart消息。此外，独立于任何Hart行为，其持续地保持该网格化射频网络运转和健康。主要按照作为通过无线通信来自其他传感器、网关26或其他主站或无线网络20中的其他设备的请求而接收的对数据的请求，来采集数据。这些请求可以源于操作者请求。备选地或附加地，无线传感器可以依赖于根据预定传输调度以感测和发送物理参数的配置来采集数据。
两个微控制器16、17是具有高精度、低噪声的低功率微处理器。适合的微处理器可以从Texas Instruments(德州仪器)获得，其具有sigma delta高精度，这种小芯片输出较小噪声和更高准确性，以及低功耗。
无线传感器具有形成操作员界面的一个按钮8和一个LED 4，其仅用于试运行。通过在按钮上短按来打开单元。LED利用频率渐增的灯光闪烁若干秒来进行响应。通过在按钮8上长按来关断单元。4秒之后，启动去激活。当完成去激活时，LED可以布置成利用频率渐减的闪烁来闪动或闪烁几秒。
图3示出了布置用于向工业控制系统无线传送感测的数据以进行数据存储和分析的多个传感器。该图示出了多个无线传感器9、无线网格网络20以及无线网关26或路由器。该图还示出了一个或多个工作站或计算机29、30。无线网关可以借助于以太网TCP/IP连接与计算机通信。计算机与用于存储感测的物理参数的数据库42连接，这些物理参数主要是振动数据和温度数据。计算机或工作站还被布置以运行管理来自无线传感器监视的数据的计算机应用40、用于分析无线振动传感器所感测的振动数据的应用46、以及基于振动数据和分析向操作者或其他用户提供决策支持的应用44。数据分析以及原始感测的参数数据也存储在数据库42中，使得可以支持实时、时间序列和历史数据的频谱分析，允许监督振动随时间的足迹。
图4示出了具有连接有多个无线传感器9a、9m、9s、9t的无线数据网格网络20的控制系统。该图还示出了分布式控制系统50，其具有无线数据网络20、有线现场总线23和无线路由器或网关26。DCS可以具有一个或多个有线数据网络25，其上可以连接工业控制器24、中央控制系统计算机28、操作者工作站29和工程工作站30。可以连接诸如阀门A之类的仪器和监视和/或控制仪器，例如通过现场总线23直接连接到控制系统计算机28或者经由工业控制器24连接到控制系统或DCS。
图4还示出了布置成安装在诸如石油化工厂或类似的工序安装中的台子、墙或框架的结构上的第一无线传感器9s。第二无线传感器9a布置成固定在致动器或阀门上。第三无线传感器9m布置成安装在电动机M上。第四无线传感器9p示出为与压力测量仪表P布置在一起。从无线传感器9到控制系统DCS的无线通信可以通过如下执行：无线传感器与中央局或网关26直接通信，或者经由其他无线传感器来发送传输，诸如可以利用网格网络或利用某些无线传感器网络WSN来进行。
取决于所使用的通信协议以及无线网格网络20的配置，无线传感器可以与DCS或其他类型的工业控制直接通信。通信可以根据预定时间调度来配置。通信也可以根据HART或WHART标准来配置，并且对数据的请求可以由菊花链或其他无线网络中的其他节点向无线传感器无线传送。无线传感器在处理器之一(117或17)的非易失性数据存储存储器中存储识别该无线节点的数据，例如在无线网络中标识其的MAC地址(媒体接入控制地址)，以及可选地在控制系统50中标识其的唯一名称或标签名称。
在本发明的优选实施例中，提供了振动传感器(9m)形式的无线传感器。这是安装在电动机上的小型自治传感器单元9m，电动机例如是给泵、风扇或致动器供电的AC电动机。该单元包括振动换能器元件(优选地是加速计)、模拟滤波、A/D转换以及到计算机的无线射频通信。原始振动数据经由中央局或网关26无线地传送到计算机以进行数据处理、分析和数据存储。计算机可以连接在控制系统50、过程控制系统或自动化系统中。控制系统计算机执行必要的数据分析并且使得数据可用于潜在的用户。
优选的独立的电源是锂亚硫酰氯电池。代替地也可以使用其他类型的锂离子电池。可选地可以使用基于其他元素或复合物的化学电池。代替地也可以使用诸如微型燃料电池的其他独立电源，以在自治无线传感器或仪表中产生电力。
在仪器或结构上安装或紧固无线传感器的可能对于现场设备的测量和/或其他功能至关重要。安装在泵或电动机上的振动传感器要求永久类型地附着到电动机或结构上。振动传感器可以利用螺纹紧固件来安装或固定到位，并且旋紧到预定扭矩值。此预紧安装提供了更好的振动从泵或电动机框架或外壳到传感器基座中的传导。
无线传感器9可以布置成无线LAN的节点，和/或可以是另一种无线节点，其运行适合于工业环境的任何无线电协议，与蓝牙特别兴趣小组(SIG)发布的任何标准、IEEE-802.11的任何变体、WiFi、超宽带(UWB)、ZigBee或IEEE-802.15.4、IEEE-802.13或等同物、无线HART标准、等等相兼容。
应当注意，尽管上面描述了本发明的示例性实施例，但是可以对无线传感器进行多种变形和修改，尤其是对所描述的功耗元件，这可以对所公开的方案进行而不偏离所附权利要求中所限定的本发明的范围。

Claims (30)

1.一种无线传感器(9，9a，9s，9t)，用于连接到无线网络(20)以传送感测的物理参数，所述无线传感器包括至少一个振动传感器(10)、处理器、无线射频发射器(14)、独立且自包含的电源(7)以及用于将所述无线传感器安装到仪器(M)或结构(S)上的基座部分(1)，其特征在于：所述基座部分(1)由金属制成，用作吸热部件，并且所述电源(7)固定在所述无线传感器的基座部分(1)内部，所述无线传感器(9)还包括蓄电设备(18)，其布置用于存储由所述独立且自包含的电源(7)以受限功率水平供应的电力，以及以超过所述受限功率水平的功率水平向所述无线射频发射器(14)供应电力一段有限时间。
2.根据权利要求1的设备，其特征在于：所述无线传感器包括模拟信号调整器(15)，用于处理来自振动传感器(10)的模拟信号。
3.根据权利要求1的设备，其特征在于：所述无线传感器(9)包括模拟信号调整器处理器(15)和至少一个其他处理器(16，17)。
4.根据权利要求1的设备，其特征在于：所述无线传感器(9)包括模拟信号调整器处理器(15)和至少两个其他处理器(16，17)。
5.根据权利要求1的设备，其特征在于：所述无线传感器包括微处理器(16)，其布置用于对源于所述振动传感器(10)的模拟信号进行模数转换。
6.根据权利要求1的设备，其特征在于：所述无线传感器包括处理器(17)，其布置用于处理源于所述振动传感器(10)的经数字化处理的信号。
7.根据权利要求1的设备，其特征在于：所述无线射频发射器(14)被布置以配置用于与配置成网格网络的无线网络(20)中的其他传感器(9)或设备(26)通信。
8.根据权利要求1的设备，其特征在于：所述无线射频发射器(14)被布置成被连续供电并且被配置用于监听来自无线网络(20)中的其他传感器或设备的无线通信请求。
9.根据权利要求1的设备，其特征在于：所述无线传感器包括连接的温度传感器(11)，使得所述温度传感器所进行的温度测量通过所述无线射频发射器(14)传送到无线网络。
10.根据权利要求1的设备，其特征在于：所述无线传感器的所述电源(7)是锂离子电池。
11.根据权利要求1的设备，其特征在于：所述无线传感器的所述蓄电设备(18)包括一个或多个电容器。
12.根据权利要求1的设备，其特征在于：所述无线传感器包括顶盖(3)，其完全覆盖内部的各个元件(10-19)并且邻近金属基座部分(1)，所述顶盖还包括开关(8)和LED指示器(6)并且封闭下部部分(2，1)，使得没有到外部的开口。
13.根据权利要求1的设备，其特征在于：所述无线传感器包括顶盖(3)，其完全覆盖内部的各个元件(10-19)并且邻近金属基座部分(1)，所述顶盖还包括开关(8)和LED指示器(6)并且封闭所述无线射频发射器(14)和下部部分(2，1)，使得所述无线传感器的外部没有通信端口或端子。
14.根据权利要求1的设备，其特征在于：所述无线传感器包括由对射频电波透明的材料制成的顶盖(3)，所述顶盖完全覆盖内部的各个元件(10-19)并且邻近金属基座部分(1)，并且还被构造成承受至少100kg的载荷。
15.根据权利要求1的设备，其特征在于：由金属制成的所述基座部分(1)还被布置有紧固装置(21)，用于将所述无线传感器固定到机器或其他结构。
16.根据权利要求1的设备，其特征在于：由金属制成的所述基座部分(1)还被布置有多个承重表面(33-35)，用于向所述基座部分施加扭力矩以及利用预定扭力矩载荷将所述无线传感器紧固到机器或其他结构。
17.根据权利要求1的设备，其特征在于：存储在所述无线传感器的处理器的存储设备中的设置数据包括用于将所述无线传感器识别为无线网格网络(20)的节点的信息和/或控制系统(50)中的唯一设备名称。
18.一种用于借助于无线传感器(9，9a，9s，9t)来感测仪器或结构的物理参数的方法，所述无线传感器连接到无线网络(27)以传送感测的物理参数数据，所述无线传感器包括至少一个振动传感器(10)、处理器、无线射频发射器(14)、独立且自包含的电源(7)以及用于将所述无线传感器安装到仪器(M)或结构(S)上的基座部分(1)，其中物理参数数据是感测的并且数据依赖于通过所述无线传感器在活跃周期期间发射的所感测的参数，其特征在于：所述基座部分(1)由金属制成，用作吸热部件，并且所述电源(7)固定在所述无线传感器的基座部分(1)内部，
-在所述无线收发器(14)中接收来自由主站(26)控制的另一无线节点的对数据的请求；
-从布置用于存储由所述独立且自包含的电源(7)以受限功率水平供应的电力的蓄电设备(18)、以超过该受限功率水平的功率水平向所述无线收发器(14)供电一段有限时间；
-在两个或更多个处理器(15，16)中处理信号以及借助于所述无线收发器(14)向射频网络(20)发射原始物理参数数据。
19.根据权利要求18的方法，其特征在于：借助于所述振动传感器(10)中生成的模拟信号来感测振动，在ADC处理器(16)中将所述模拟信号转换为数字信号，以及借助于所述无线收发器(14)向无线网络(20)发送包含未处理的振动数据的所述数字信号。
20.根据权利要求18的方法，其特征在于：向所述无线收发器(14)发送无线信号以及无线地配置用于由所述无线传感器(9)进行参数感测或测量采集的间隔。
21.根据权利要求18的方法，其特征在于：在所述无线收发器(14)中接收来自由根据HART或WHART协议配置的主站或网关(26)控制的另一无线节点的请求，其请求感测所述物理参数以及将所述物理参数经由无线发射器发送到网络。
22.根据权利要求18的方法，其特征在于：在所述无线收发器(14)中接收根据预定传输调度来感测和发送所述物理参数的请求。
23.一种在布置有无线网络(20)的分布式工业控制系统(50)中用于测量和传送振动数据和/或温度信息的无线传感器(9，9a，9m，9s，9t)的使用，所述无线传感器包括独立且自包含的电源(7)、振动传感器(10)、无线射频发射器(14)以及用于将所述无线传感器安装到仪器(M)或结构(S)上的第一基座部分(1)，其中所述基座部分(1)由金属制成，用作吸热部件，并且所述电源(7)固定在所述无线传感器的基座部分(1)内部，所述无线传感器(9)还包括蓄电设备(18)，其布置用于存储由所述独立且自包含的电源(7)以受限功率水平供应的电力，以及以超过所述受限功率水平的功率水平向所述无线射频发射器(14)供应电力一段有限时间。
24.一种分布式工业控制系统(50)，其布置有用于传送处理数据或控制信息的无线网络(20)以及至少一个无线传感器(9，9a，9m，9s，9t)，所述无线传感器包括至少一个振动传感器(10)、处理器、无线射频发射器(14)、独立且自包含的电源(7)以及用于将所述无线传感器安装到仪器(M)或结构(S)上的基座部分(1)，其特征在于所述基座部分(1)由金属制成，用作吸热部件，并且所述电源(7)固定在所述无线传感器的基座部分(1)内部，所述无线传感器(9)还包括蓄电设备(18)，其布置用于存储由所述独立且自包含的电源(7)以受限功率水平供应的电力，以及在活跃周期期间以超过所述受限功率水平的功率水平向所述无线射频发射器(14)供应电力一段有限时间。
25.根据权利要求24的系统，其特征在于：所述无线网络(20)被布置与HART或无线HART标准兼容。
26.根据权利要求24的系统，其特征在于：所述无线网络(20)被布置成配置为无线网格网络。
27.根据权利要求24的系统，其特征在于：所述系统包括数据库(42)，用于存储传送自一个或多个无线传感器(9)的感测的振动和/或温度测量参数。
28.根据权利要求24的系统，其特征在于：所述系统包括一个或多个计算机和/或工作站(29，30)，其配置用于与计算机应用(46)一起使用以对感测的振动和/或温度参数进行数据分析。
29.根据权利要求24的系统，其特征在于：所述系统包括一个或多个计算机和/或工作站(29，30)，其配置用于与计算机应用(44)一起使用以对感测的振动和/或温度参数进行管理。
30.根据权利要求24的系统，其特征在于：所述系统包括一个或多个计算机和/或工作站(29，30)，其配置用于与计算机应用(44)一起使用以基于来自下列组中的任意而向用户或操作者提供决策支持：实时感测的振动和/或温度参数；存储的感测参数；对感测参数的实时数据分析；对存储的感测参数的数据分析，实时、时间序列和历史数据的频谱分析。
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