[发明专利]用于跟踪容器中的位置和过程参数的传感器装置

权利要求书

1.一种传感器装置，包括壳体(10)，其中，所述壳体(10)包括：

(a)位置确定单元(1)，包括加速度计和压力传感器，

(b)微控制器单元(3)，包括被配置为用于确定所述传感器装置的位置的软件算法，

(c)电力管理单元(5)，

(d)过程参数传感器(2)，以及

(e)通信单元(4)，适合于与用户接口通信；以及

其中，(b)中的所述软件算法能够确定所述传感器装置在包括液体介质、壁以及搅拌器的容器中的所述位置，其中算法是包括以下步骤的算法：

(i)从项(a)的所述位置确定单元(1)采样关于压力和加速度的数据；以及

(iia)基于在步骤(i)中采样的压力数据确定所述传感器装置在所述容器的液体介质中的浸没深度，并且从而确定所述传感器装置在所述容器的液体介质中的垂直位置，其中在越高的压力与所述传感器装置在所述容器的液体介质中的增加的浸没深度相关的意义上，压力与深度相关；以及

(iib)：基于在所述步骤(i)中采样的加速度计数据确定所述传感器装置在所述容器的液体介质中的水平位置，其中第一加速度曲线从接触所述搅拌器的所述传感器装置得到，并且第二加速度曲线从接触所述容器的壁的所述传感器装置得到，并且其中所述第一加速度曲线和所述第二加速度曲线是不同的，并且所述算法能够识别该差异，并且从而确定装置何时接触所述搅拌器或接触所述容器的壁。

2.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，项(a)的所述位置确定单元(1)还包括陀螺仪，并且所述软件算法还包括以下步骤：

(iii)从项(a)的所述位置确定单元(1)中的所述陀螺仪采样关于角速度的数据；以及

(iv)：经由权利要求1的项(b)的所述微控制器单元(3)确定所述传感器装置的位置，其中，在权利要求1的所述步骤(i)中采样的加速度计数据和在步骤(iii)中采样的陀螺仪数据，通过使用如在权利要求1的步骤(iib)中确定的当所述装置接触所述搅拌器时的先前确定的位置以及当所述装置接触所述容器的壁时的先前确定的位置来计算所述传感器装置的当前位置的过程，连续地计算移动的所述传感器装置在所述容器的液体介质内的位置、定向以及速度(移动方向和速度)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其中，所述壳体(10)为两部分形式。

4.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其中，所述壳体(10)由生物相容性产品制成，所述生物相容性产品包括金属、木材、竹子以及塑料，例如包括聚醚醚酮(PEEK)和聚芳醚酮(PAEK)的有机热塑性聚合物塑料。

5.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其中，所述壳体(10)包括数据存储单元和/或所述传感器装置的重量为1g到500g。

6.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其中，所述过程参数传感器(2)包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器选自由pH传感器、氧气传感器、折射率传感器、细胞密度传感器以及温度传感器组成的组。

7.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其中，所述传感器装置被成形为球体和/或所述传感器装置的大小是直径从1mm到100cm的大小。

8.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其中，所述压力传感器选自由应变计压力传感器、电容式压力传感器、压电式压力传感器、压阻式应变计传感器、压电式传感器以及压电电阻桥式传感器组成的组。

9.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其中，所述加速度计选自惯性传感器，例如MEMS惯性传感器。

10.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其中，所述电力管理单元(5)包括能充电电池和/或其中，所述通信单元(4)是无线的。