CN115868089A

CN115868089A - 电气连接器

Info

Publication number: CN115868089A
Application number: CN202180051024.8A
Authority: CN
Inventors: H·施瓦格曼; K·克雷克洛; D·曼特尔
Original assignee: Turck Holding GmbH
Current assignee: Turck Holding GmbH
Priority date: 2020-08-19
Filing date: 2021-08-11
Publication date: 2023-03-28
Also published as: EP4200944A1; WO2022038018A1; DE102020121752A1; US20230369888A1

Abstract

本发明涉及一种电气连接器(10)，包括：壳体(12)；至少一个输入侧的触头(14、16、18)；至少一个输出侧的触头(20、22、24)；以及设置在所述壳体(12)之内的电路(30)；其中，所述电路(30)具有传感器装置(32)、控制装置(34)和通信接口(38)；其中，所述传感器装置(32)被设置成用于检测电气运行参数；以及所述控制装置(34)被设置成用于根据所述电气运行参数生成输出数据，并通过通信接口(38)输出所述输出数据。本发明还涉及一种用于运行具有电气连接器(10)的***的方法，其中，连接器(10)包括用于检测电气运行参数的传感器装置(32)。

Description

电气连接器

技术领域

本发明涉及一种电气连接器。本发明还涉及一种用于运行具有电气连接器的***的方法，其中，所述连接器包括用于检测一个或多个电气运行参数的传感器装置。

背景技术

在很多领域，例如制造技术和自动化技术领域使用连接器，以便将电流和其他装置相互连接。这里，一个困难之处在于，确保电缆和连接器的功能，并且在出现连接问题时快速地识别可能损坏的组件。

例如，在已知的解决方案中，给供电装置设置显示器或其他形式的信息显示方案，例如通过通信接口提供的方案，这里根据电压和电流强度的数据输出当前的功率数据。此外，当出现欠电压或过电压或者断电时，对于相关的设备可以生成诊断信息。

由于连接器可能解决的问题之一是，对连接在连接器上的电缆的供电以及电缆状态进行监控。

发明内容

本发明的目的是，提供一种电气连接器，利用它可以确保特别可靠和高效地利用已建立的电连接或现有配电网络的连接。

所述目的通过前面所述类型的具有权利要求1的特征的连接器来实现。本发明有利的设计方案和改进方案在从属权利要求中给出。

所述电气连接器包括壳体、至少一个输入侧的触头、至少一个输出侧的触头和电路，所述电路设置在壳体的内部。这里，所述电路具有传感器装置、控制装置和通信接口，所述传感器装置被设置成用于检测电气运行参数，并且所述控制装置被设置成用于根据所述电气运行参数生成输出数据，并通过通信接口输出所述输出数据。

所述电路例如可以包括供电电路、传感器电路、微处理器和远程通信模块，特别是无线电模块。

在使用已知实施形式的连接器的设备运行中，可能会在供电线路、配电器部件，例如Y形配电器，接合器或延长线，或者被供电的设备上出现损坏。结果是，设备的整个部分都可能失效，并且必须非常繁琐地，确定连接在哪个部位发生中断或者损坏影响出现在哪个部位。相应地，设备长时间地关闭。

现在，根据本发明的电气连接器可以在供电线路的相应连接部位、例如直接在连接器的管脚处，连续地测量供电管脚之间的电压和/或电流强度。此外，可以传输和/或为了以后进行输出而存储检测到的值。这在供电线路的连接器中进行，或者利用为了开始运行而预先安装的测量部位进行，例如利用具有与所述连接器相同的特性的M12转M12的测量桥进行。例如。在不同的供电点处测得的电压差可以在进一步的考察中用作评估设备运行的信息。

例如，在供电测量点处检测到的电压和/或电流差，主要可以用于：

-确保要供电的设备在运行中有足够的工作电压；

-确定供电电线上的电压降；

-持续地确定已知导线电阻的工作电流，这里，例如在测试运行中能够利用电流源的电压差确定导线电阻；

-评估随时间变化的电压降，以便例如识别负载峰值或者检测恶化的电缆质量；

-状态检测，就是说对电连接和/或数据连接，实施持续的状态检测；

-导出一个***的总设备的健康状态并且规划维护间隔；和/或

-快速定位故障源，其方式特别是定位潜在的电缆故障或电缆失效。

在自动化工业中，使用带有预制的电缆的设备连接器，以便用于为致动器和传感器传输信号和/或功率。作为例子可以举出M12连接器，这种连接器通过多个管脚和相应的导线实现与设备和相配的电缆的连接。这种连接通常是密封防水和密封防灰尘的。

这种连接例如用于，将电压源与现场设备和/或传感器连接，并且给其提供电源。这是按照所谓的星式或菊花链式分布原则进行的。在第一种情况下，要供电的设备分别通过一条通向电压源的供电线路(逻辑星形)供电。在第二种情况下，第一设备与电压源连接，并且另外的设备通过另外的供电线路成线形地连接到相应另外的设备上。所述分布原则也可以在一个设备中组合使用。

例如，现场设备和传感器为了运行需要运行电压，所述运行电压加上容差，约为24V的直流电压，并且每个设备在运行中要求从电压源获取确定的功率，即确定的运行电流。

目前已知的解决方案的一个缺点在于，电源必须根据现有的功率需求提前配置。为此，使用者必须知悉运行的设备的功率并且相应地设计供电。供电装置必须向设备提供足够的供应，就是说，必须提供运行功率的总和，并且所有设备的运行电压必须在要求的容差范围。但在设备中，运行电压会根据电流和线路长度而降低。设备的运行电流也与在设备上提供的直流电压的大小相关。

本发明的电气连接器例如在工业生产或物流的供电中使用。此外，也可以设想自动化和制造技术中不同的应用场合，以及在汽车领域和其他技术领域中的应用，在这些领域中必须确保满足高安全性标准和具有高可靠性。

因此，这种电气连接器有利地允许识别供电装置中或供电网的薄弱部位，特别是在出现故障之前识别。此外，还可以例如在电缆断裂时确保特别快速地对损坏部位进行诊断。此外可以实现特别是符合要求的安装并且开始运行。由此例如可以避免仓库或设备出现停顿。必要时还降低了查找故障所需的时间。此外，还避免了供电***的过大规模。

所述电气连接器可以以不同的方式构成。这里不限于可以通过单纯的插接连接的连接器，还包括其他连接器。这里可以设定，输入侧的触头能够至少部分地通过插接过程与互补的插接件连接。特别是，输入侧的触头可以以不同的方式构成，例如根据现有的标准和规范构成。例如可以通过所述连接器实现根据IP67的例如具有不同的M12编码的螺纹连接、7/8“连接或根据用于高功率要求的“M12电源”的连接。

这种电气连接器确保具有期望质量的供电，特别是在供电网中的功率需求方面的质量。这里，例如当连接器用于12V环境中时，可实现的精度可以与相应的基础设施或技术条件相关。

例如对于连接器可以确定输入和/或输出电压，例如通过测量电流强度来确定，并且由此可以计算连接器之间的电压差。以这种方式特别是可以检测电压降。此外，可以检测电缆温度，所述电缆温度例如可以指示连接的电阻，例如与温度相关的电阻。

此外，可以实施对电缆状态的监控，例如，识别损坏的电缆。

这里，例如可以将微控制器和/或存储单元和/或供电电路直接集成到所述连接器中。此外，可以设有电压测量***，例如设置在一个供电管脚上。此外，通信接口可以有线或无线地实现，例如通过无线电传输、例如蓝牙来实现。

所述至少一个输出侧的触头可以以不同的、本身已知的方式构成。可以设有多个输出侧的触头，这些触头也可以不同地构成；特别是至少一个输出侧的触头可以用于建立功率传输的电连接，并且还有至少一个输出侧的触头用于建立数据连接。

所述至少一个输出侧的触头可以被构造成，在所述输出侧的触头上连接电缆或导线；这种连接可以被构造成永久性的，例如对于钎焊或熔焊连接那样，或者可以建立可拆卸的连接，例如通过夹紧、螺纹连接或以其他本身已知的用于连接电缆的方式。在一个构成方案中，将一根电缆或一根导线连接到所述输出侧的触头上。特别是设有多根导线的一根电缆，在所述电气连接器的多个输出侧的触头上可以分别连接一根导线。在另一个实施方案中，输出侧的触头可以包括用于建立光学数据连接的接触面，特别是用于连接光学导线。

所述至少一个输入侧的触头可以以不同的、本身已知的方式构成。可以设有多个输入侧的触头，这些触头也可以不同地构成；特别是至少一个输入侧的触头可以用于建立功率传输的电连接，并且还有至少一个输入侧的触头用于建立数据连接。

所述至少一个输入侧的触头特别是被构造成，能够连接互补的连接器。所述输入侧的触头可以包括例如管脚或插口，此外所述触头可以被构造成接触面。在另一个实施方案中，输入侧的触头可以包括用于建立光学数据连接的接触面。

在另一个实施方案中，所述电路至少部分地设置在所述电气连接器的壳体之外。

这里，检测到的运行参数可以是例如分配给所述连接器和/或连接到所述连接器上的电缆或导线，和/或连接的另外的单元的值。所述运行参数特别是被选择成，代表功率和/或数据传输的特性的运行参数。

运行参数可以是不同的值，例如是电压和/或电流。此外，也可以检测其他的值作为运行参数，例如电容、电感、电阻、阻抗、频率、热特性和/或其他导线特性。

所述检测特别是按本身已知的方式进行，例如通过测量电流强度或电压的传感器元件来进行。例如可以在输入侧和输出侧的触头之间检测所述运行参数，例如通过传感器装置的串行连接或串联的传感器元件来进行。这里可以对于在输出侧的触头和输出侧的触头之间存在的连接进行所述测量。此外，电气运行参数也可以在不同的连接之间进行检测，不同的连接分别存在于分配给所述连接的输入侧的触头和输入侧的触头之间。由此，例如可以测量两个连接在连接器上的电导线之间的电势差。

在一个实施方案中，传感器装置和控制装置被设置在共同的载体上，并且所述载体被构造成由塑料注塑成的电路载体，在所述电路载体上有金属的导体线路。所述载体和/或所述电路的至少一部分可以通过3D打印法或通过增材制造的方式来制作。备选或附加地，可以使用注塑法，以便制作壳体和可选地与壳体连接的载体。

在一个实施方案中，所述控制装置被设置成用于根据检测到的运行参数生成存储数据，并且通过存储装置存储所述存储数据。所述存储数据例如可以具有确定的数据格式。

由此，可以特别灵活地提供数据并且可以评估历史数据。特别是可以确定检测到的运行参数在时间上的演化。

这里特别是，存储装置被集成到所述电气连接器中，并且例如设置在壳体中的电路包括所述存储装置。

这里，所述输出可以以不同的方式进行。例如可以自动生成并输出所述输出数据，例如按规则的间隔，例如按时间间隔或根据一个单元开始运行的次数来进行输出，或者所述输出可以响应于调用进行，例如当检测到调用信号时，例如在外部的单元接收到相应的信号时。

在另一个实施方案中，所述控制装置被设置成用于自动地和/或在接收到请求信号时输出所述输出数据。

有利地是，由此可以灵活访问检测到的数据。

例如，所述输出可以按规则的时间间隔进行。此外，所述输出可以通过确定事件、超过/低于检测到的运行参数的阈值或以其他方式自动触发。请求信号可以以不同的方式生成并由控制装置接收，特别是通过通信接口接收。例如，请求信号可以设计成数字式的，但请求信号也可以包括模拟信号，例如包括对开关的操作或接收到确定的模拟数据信号。

在另一个改进方案中，检测到或确定的运行参数包括电压、电流强度、场强、电阻、阻抗、电感、电容、温度和/或空气湿度。

有利地是，由此可以检测运行的特别重要的参数。

例如，所述传感器装置可以被设置成用于检测温度和空气湿度。

例如，检测到的电气运行参数可以是分配给所述连接器，和/或连接在所述连接器上的电缆或导线，和/或连接的另外的单元的值。所述运行参数特别是被选择成用于描述功率和/或数据传输的特性。

所述运行参数可以是不同的值，例如电压和/或电流。此外，也可以检测其他的值作为运行参数，例如电容、电感、电阻、阻抗、频率、热特性和/或其他导线特性。例如，可以通过霍尔传感器检测场强。

在所述连接器上，特别是在电气连接器的输出侧的触头上可以连接电缆。

在一个实施方案中，一条电缆与本发明的两个电气连接器连接，所述电缆特别是以第一端部连接在第一连接器的输出侧的触头上，并以第二端部连接在第二连接器的输出侧的触头上。

在检测电气运行参数时，例如可以确定所述连接器之间的电压差，特别是根据公式U_diff ＝U₁-U₂计算电压差，U_diff表示电压差，以及U₁和U₂表示在第一或第二连接器上测得的电压。

在检测电气运行参数时，例如可以确定所述电缆的各端部之间的电阻，特别是确定第一和第二连接器之间的电阻。

例如，这种测量可以用于识别断开的导线和/或识别电缆导电性的短时间中断，例如在接触不良时出现的中断。

此外，连接在所述连接器上的导线之间的绝缘电阻可以作为运行参数被检测出来。

此外，通过各个连接在所述连接器上的导线的电流强度可以作为运行参数被检测出来。

例如，可以间接地通过围绕导线的电场或磁场实现电流的测量。这里特别是使用场传感器、电流传感器、霍尔传感器和/或其他传感器电路。

可以设定，检测到的运行参数、例如测得的电压或电流强度，和/或根据运行参数确定的值，由通信接口通过有线或无线通信传输。此时输出所述输出数据和/或能够从外部获取所述输出数据。

在一个实施方案中，所述输出数据能够通过通信接口有线和/或无线地输出。这里，所述通信接口可以被构造成无线电接口或包括无线电接口。

由此可以特别简单地获取输出。

可以使用本身已知的方法，例如蓝牙、5G、RFID、近场通信方法和/或WLAN/LAN。例如，所述通信接口可以包括在远程通信模块中。此外，可以设有天线元件，所述天线元件用于发送和/或接收用于数据连接的电磁波。

对于有线的输出，可以使用本身已知的方法，例如通过用于供电的导线提供数据，此时，对电压值进行调制，以便传输所传输的数据。

在另一个实施方案中，所述电路此外还具有存储装置，所述存储装置被设置成用于存储检测到的运行参数和/或输出数据；其中，由所述存储装置存储的数据能够通过通信接口读出。

有利地的是，由此可以特别容易地评估过去的数据。特别是不必进行持续的输出，而是仅在评估特定的起因时才请求或输出存储数据。

例如可以根据在特定的时间间隔之内检测到的运行参数，来确定存储的数据，就是说，存储数据可以涉及在所述时间间隔之内检测到运行参数的值，和/或存储在特定的时间间隔内。此外，可以通过预先确定的事件、例如外部的控制信号、出现故障、超过或低于极限值或检测到的运行参数随时间发生特定的变化时触发存储。例如，当检测到的运行参数或者由其导出的值发生快速变化或恶化时，可以触发存储。

此外，所述存储数据按照环形存储器的原理产生和存储。这里可以设定，始终将检测到的运行数据的值和/或根据所述运行参数确定的值，在所经过的时间段内存储，然后再将其移除。在发生特定的事件时，例如外部的控制信号、出现故障、超过或低于极限值或在检测到的运行参数在时间上发生特定的变化，可以访问存储在环形存储器上的数据，并且可以将运行参数在指定时间段上的演化进行评估。

这里时间间隔可以定义成，表示经过特定的时间段；但也可以表示发生特定数量的预先规定的事件，例如开关过程或类似事件。

在另一个改进方案中，还设有连接在所述至少一个输出侧的触头上的电缆。这里，所述电缆具有电缆参数，在存储装置中存储有所述电缆参数的值。所述电缆参数可以包括，例如，长度、电阻、电流强度，电压和/或功率的最大值、电感、电容、热值、材料特性或型号。

由此，有利地提供所连接的电缆的数据，所述数据通常是恒定的，并且已经有利地集成在制造过程中，通过简单的测量方法和/或在一次性测量之后提供。这使得可以对检测到的运行数据进行较为全面的评估。

所述电缆可以以不同的、本身已知的方式构成。特别是，所述电缆适用于传导或者传输电功率、电流、电压、信号和/或光学信号。电缆特别是可以具有多根导线，这些导线可以被构造成等效的或用于不同的传输模式。

例如，所述存储装置可以用于存储所述连接器和/或连接的电缆的信息。

例如，可以存储预制的电缆的导线长度。在这种情况下，所述电缆的长度是已知的，因此在制造带有电缆的电气连接器时，这个信息可以直接提供给存储装置。

例如，不同的生产参数和/或识别数据可以通过所述连接器和/或连接电缆存储。例如可以存储型号。

例如，可以存储连接在所述连接器上的导线的电阻，此时，所述电阻特别是在制造时在厂家处测量。

例如，在制造带有连接的电缆的连接器时，可以实施校准步骤，并且存储装置可以存储校准数据；校准数据可以是不同参数的值，所述值可以是电缆和/或连接器特有的，并且是与电缆和/或连接器和/或供电单元的运行相关的。

例如，所述存储装置可以存储连接在所述连接器上的电缆的各个导线之间的绝缘电阻，所述绝缘电阻特别是可以在制造时在厂家处，和/或在较晚的时刻，测量并存储在所述存储装置中。

例如，可以在所述存储装置中，存储关于导线电阻随温度演化的特征值。

此外，所存储的电缆参数可以这样形成，即，使得所述电缆参数可以确定另外的参数。此时，所述另外的参数不必直接检测。例如可以存储电缆的热绝缘值，并且在运行中可以确定电缆具有怎样的温度，或者说电缆释放多少热量。以这种方式例如可以及时识别电缆过热的危险。

对于电缆和/或连接器的运行，可以存储不同的电缆参数之间或者环境参数与电缆参数之间的关系。例如可以在存储装置中存储涉及连接导线的电流负载能力的参数，所述参数特别是与温度相关。例如，可以存储特征曲线的数据，通过所述特征曲线，能够根据检测到的温度确定负载能力，例如确定功率、电压和/或电流强度的最大允许值。

例如，可以在所述存储装置中相应地存储连接在所述连接器上的电缆绝缘结构的导热性，此时，特别是也可以存储所述导热性与特定安装条件的相关性的数据。

此外，还提供一种可能性，事后将另外的信息、特别是电缆参数，存储在连接器的所述存储装置中。例如，控制装置和通信接口可以被设置成用于提供操作界面，通过所述操作界面可以例如根据用户输入和/或根据由外部的单元接收到的信号检测其他信息。

存储的另外的信息例如可以涉及安装条件，所述安装条件可能影响导热性。例如导热性可能取决于，与电缆是否布设在绝缘材料中或周围的材料是否适于吸收所导出的热能。

此外，例如当可以认定环境温度是固定值时，例如在安装有空调的房间或冷藏库中时，所述另外的信息可能例如涉及环境温度。

此外，所述另外的信息可以例如涉及电流负载的单独的极限值，特别是以便能够给出在使用中提供的导线储备。此外，所述另外的信息还可以涉及电磁兼容性的参数的信息，例如，与屏蔽结构的特征相关联的信息。

此外，所述另外的信息例如可以涉及能够施加到导线和/或电缆上的电压的单独的极限值。此外，所述另外的信息可以涉及导线和/或电缆的其他极限值，例如电流强度。

此外，所述另外的信息可以例如涉及连接器和/或连接的电缆的识别数据，例如型号或类型名称、序列号、物品编号或类似的信息。

此外，还可以通过控制装置自动检测另外的数据并存储在存储装置中的，例如通过与数据库或预先规定的数据源的连接来进行。

在一个实施方案中，此外，所述电路还具有定位装置。所述输出数据特别是包含通过所述定位装置检测到的定位信息。为了实现连接器的可定位性，可以使用本身已知的方法，例如通过5G或GPS技术或通过其他方法来实现。

有利地是，由此可以便于进行维护，因为必要时可以容易地辨识故障报告或报警报告的源头。

所述定位信息适用于确定连接器和/或连接在连接器上的电缆的布置形式，特别是相对于一个初始点、例如中央单元或电压源的布置形式。例如密集型局部5G网络中，相对于发射站的位置来确定，以及借助于如传播时间和/或基于无线电信号的角度确定的方法，来确定定位信息。

这里，所述定位信息与所述连接器的电子或通信单元相关联；例如，所述定位信息可以通过集成的定位装置检测，或者在另外的实施方案中以其他方式提供，例如其方式是，在安装连接器时输入所述定位信息。例如，确定并存储相对于一个或多个基准位置的定位信息。此外，可以描述式地形成所述定位信息，例如“在另一个元件X旁边”、“在柜Y中”或者以其他方式参照其他元件来描述。

根据所述定位信息可以例如对导线的拓扑结构进行识别，或者由涉及单根导线的拓扑结构可以确定整个(电压)供应网络的拓扑结构。例如可以根据测得的电流强度和/或电压的差，确定各个节点处、特别是在配电站处，由于连接的设备发生的功率消耗的大小。

例如，对于用于状态检测或用于监控电缆连接的方法可以使用所述电气连接器。这里，电缆连接可以被设置成用于传输数据和/或电功率。

这里，例如可以进行特征值的计算，并且可以检查是否存在确定的报警条件。这里，特别是将检测到的运行参数与确定的阈值相比较并且在超过或低于所述阈值时输出报警。

可以预先规定阈值，通过所述阈值定义报警条件。此外还可以动态地确定所述阈值，例如根据检测到的运行参数和/或环境参数，例如，温度、湿度或对连接设备的要求来确定。

这里，对检测到的运行参数的处理和对报警条件的检测可以通过连接器的电路来进行。

备选或附加地，可以通过外部的存储和/或计算单元来进行处理，此时，检查是否存在报警条件。这种外部的存储和/或计算单元例如可以被构造成现场总线设备或现场控制装置。

例如可以识别，检测到的电流强度何时突然降低或在连接的导线上发生电压下降。这表明例如连接在下游的现场总线设备、传感器或其他连接的装置发生故障。

可以根据检测到的运行参数的时间上的演化，来确定对导线状态的评估。这里，例如评估检测到的导线电阻，例如，检测电缆特性的变化，这种变化是由于持续的老化、机械损伤和/或电缆例如在与液体、如雨水接触时发生的升温或冷却引起的。

可以基于电压下降在时间上的演化确定对导线状态的评估。这里也可以识别电缆特性的变化，这种变化由于老化、由于机械损伤或由于电缆例如在与液体、如雨水接触时发生的升温或冷却引起。

本发明的电气连接器与所连接的设备之间可以建立通信，所述设备例如是现场总线设备、通信单元，例如转换器、连接的传感器、电源或其他设备。在通信时，特别是在所述连接器和所述设备之间存在数据连接。此外，在通信时，还在所述连接器与外部的单元之间建立数据连接和/或可以通过所述连接器在不同的接入和/或连接的单元之间建立数据连接。

在一个实施例中，例如，当确定的连接的设备的运行导致连接在连接器上的导线发生过载时，可以通过所述连接器输出消息。此时可以关闭所述设备，特别是通过集成的或外部的控制装置自动关闭。此外，可以设定，在输出这种关于存在危险过载的消息时，所述设备将其耗电降至最低，例如通过关闭I/O来实现，并且输出关于所出现的故障状态的报告。

在另一个示例中，向电源装置传输关于电缆的负载能力的消息。所述电源装置可以据此降低输出的电流强度，或者为了安全起见实施关断，或者触发报警或者触发报警消息的输出。

此外，可以在连接器本身上进行电流/电压状态的显示，例如通过LED和/或其他显示装置进行显示。

例如，LED发绿光则表明电压和电流强度位于预先规定的极限值之内。LED发橙光或黄光，则可以指示存在危险的过载或者危险的过电压或欠电压。LED发红光可以指示，超过了规定的极限值。在另外的示例中可以设置其他形式的输出。

在一个实施方案中，设定通信协议，多个连接器通过所述通信协议相互通信；所述通信可以直接进行或间接地通过中央单元、例如外部的控制单元或包括在外部的控制单元中的元件进行。这里，例如可以在不同的电缆之间对测得的运行参数进行比较，特别是用于识别导线的拓扑结构。例如可以确定测得的电流或电流强度的差。接下来可以确定，在各个节点处由于所连接的设备发生的功率消耗的大小。这使得可以特别简单和高效地监控设备和/或电缆。

在一个实施方案中可以设定，当确定存在紧急状态时，输出报警报告，并且所述报警报告可以包含定位信息。特别是可以包括通过连接器的定位装置检测到的定位信息。

在一个实施方案中可以设定，识别导线和/或连接器中的感应干扰，特别是感应电压，所述感应电压例如由于外部的场导致，以及例如由相邻布设的导线或电机引起。

在一个实施方案中可以设定，通过异常的耗电模式识别连接设备的功能故障。这里，例如可以识别到，设备耗电的时间曲线变化，例如跳跃式地变化，或者可以识别到超过或低于预先规定的极限值。所述识别例如对于本身没有相应的保护或诊断装置的耗电器可能是有利的，以便例如识别和/或诊断机械上受阻的电机或发生故障的加热元件。

为了评估检测到的运行参数，可以采用机器学习领域或人工智能领域的方法。特别是，以这种方式识别功率消耗的异常模式。在这种情况下，可以通过外部的单元进行评估。机器学习方法可以根据检测到的运行参数的历史值进行训练。

此外可以设定，当满足预先规定的条件时，例如超过或低于预先规定的极限值或检测到的运行参数发生跳跃式变化时，使导线中断。导线的中断可以以本身已知的保护性关断的形式实施，此时，例如所述电气连接器所包括的电路进行中断和/或触发中断。为此，可以设有开关，所述开关按本身已知的方式构成，例如构造成半导体器件，备选或附加地可以设有电保险装置。

此外可以在连接器中，针对特别是短时间的供电中断，设置电子装置的保险装置。例如，为此可以设置缓冲电容器。

此外，特别是针对短时间的供电中断可以设置连接器中的电子装置的供电的保险装置，例如以便可以在供电中断时产生和输出报警报告。

所述***包括电缆，所述电缆具有第一电缆端部和第二电缆端部，所述第一和/或第二电缆端部与根据本说明书的电气连接器的输出侧的触头连接。

所述***使用根据本发明的电气连接器，并且因此具有与所述电气连接器相同的优点。

此外可以设定，第一电缆端部与根据本说明书的第一电气连接器连接，而第二电缆端部与根据本说明书的第二电气连接器连接。此外可以设定，在第一和第二电气连接器之间存在数据连接，通过所述数据连接可以发送和/或接收，通过第一和/或第二连接器检测和生成的数据，特别是检测到的运行参数。

在用于运行具有电气连接器的***的方法中，所述连接器具有用于检测电气运行参数的传感器装置，在检测到的运行参数与阈值之间进行比较，并且根据比较的结果生成并输出输出数据。特别是可以通过所述电气连接器包括的控制装置执行所述比较。

所述连接器特别是根据本说明书构造的。特别是可以设有第一和第二连接器，所述第一和第二连接器与电缆的第一或第二端部连接并且是根据本说明书构造的。

可以基于控制信号触发所述输出数据的生成和/或输出。这种控制信号可以例如由外部的单元接收。

所述方法特别是设计成用于运行所述装置。因此，所述方法具有与根据本发明的装置相同的优点。

在检测到的运行参数与阈值之间进行比较时，特别是检查是否存在一个条件。根据是否满足所述条件，以及以何种方式满足所述条件来生成所述输出数据。

用于比较的阈值可以预先规定成固定的或者动态地确定，例如在迭代式地实施所述方法期间动态地确定。

特别是，在比较时，可以考虑将***典型的、例如与时间相关的或预先规定的期望值和/或在过去检测到的运行参数的值用作阈值。

此外，在比较检测到的运行参数时可以考虑采用一个或多个阈值和/或可以检测并在比较时考虑一个或多个运行参数。

运行参数与阈值的比较可以以不同的方式进行：检测到的运行参数可以直接与预先规定的固定的或动态确定的阈值相比较；此时，输出数据根据是否超过或低于所述阈值生成。

备选或附加地，可以确定检测到的运行参数随时间和/或随另一个值发生的变化，并且在比较时使用所述变化；此时输出数据根据所述变化的进展情况来生成。例如可以将检测到的运行参数关于时间和/或关于另一个变量的一阶、二阶和/或三阶导数可用于比较，以便识别例如快速或突然的变化，这种变化可能意味着出现损坏，或者以便识别渐变式的变化，例如在出现磨损或老化现象时发生的变化。

通过所述方法，可以例如监控通过所述连接器建立的用于功率和/或数据传输的连接。特别是可以根据功率需求设置多个连接器以及由此实现的供电网络，和/或可以识别出异常情况。例如可以根据检测到的运行参数检测到连接的电缆和/或接入的设备的电气特性的快速变化。

此外，可以根据比较的结果触发对异常情况的反应措施，例如关闭、控制功率消耗、输出报警信号或有控制地关闭供电网络中的部件。此外，通过所述方法还可以监控供电网络的状态，特别是所使用的部件的工作能力方面的状态。

附图说明

下面参考附图详细说明的本发明。其中：

图1示出所述电气连接器的一个实施例；以及

图2示出所述***的一个实施例。

具体实施方式

参考图1来说明所述电气连接器的一个实施例。

在第一实施例中，所述电气连接器10具有壳体12，在所述壳体中设置输入侧的触头14、16、18和输出侧的触头20、22、24。

此外，所述连接器10还包括电路30，在这个实施例中，所述电路同样设置在壳体12中。

此外，所述连接器10还包括传感器装置32、控制装置34、存储装置36、定位装置37和通信接口38。

在另外的实施例中，可能还包括另外的装置，特别是这些装置32、34、36、37、38中某些装置可能缺少和/或这些装置中的某些装置以另外的方式组合。

在该实施例中，传感器装置32、控制装置34、存储装置36、定位装置37和通信接口28包括在所述电路30中。特别是，这些装置可以设置在一个电路板上和/或一个共同的构件上。

在另外的实施例中，这些装置32、34、36、37、38没有或没有完全包括在电路30中。这些装置还可以至少部分地设置在所述壳体12之外。

在这个示例中，每个输出侧的触头20、22、24分别与连接在所述连接器10上的电缆40的一根导线42、44、46连接。此时，这个实施例涉及的电导线42、44、46用于传输数据和/或电功率。在这个实施例中，电缆40的一个端部41与所述连接器10连接。

输出侧的触头20、22、24与电路30连接。这些连接在图1中仅示意性示出。还可以设置其他电路和连接，特别是并联和/或串联的电路。

输入侧的触头14、16、18也与电路30连接。这些连接在图1中也仅示意性地示出；这里还可以设置其他电路和连接，特别是并联和/或串联的电路。

所述连接器12被构造成，以本身已知的方式建立导线42、44、46和输入侧的触头14、16、18的对应关系。例如，电缆40可以通过所述连接器10连接到一个设备(未示出)上和/或可以将多个电缆40相互连接。

在这个实施例中，导线42、4、46被构造成导电的，并且被构造成用于传输电功率和/或数据信号。

在另外的实施例中可以设定，至少个别导线42、44、46仅被构造成用于传输电功率或电数据信号。此外，至少一个导线42、44、46可以被构造成用于光学传输数据，特别是被构造成光导体或玻璃纤维。

在这个实施例中，所述存储装置36包括非易失性数据存储器。所述数据存储器可以通过控制装置34来操控，以便存储这里的数据和/或调用已存储的数据。此外也可以处理和/或删除存储在所述存储装置36上的数据。

在这个实施例中，进一步设定，通过所述通信接口38至少暂时地建立与外部单元50的数据连接52。这种连接可以以不同的本身已知的方式建立，例如通过蓝牙、近场通信/RFID、G5或其他移动无线电网络、WLAN或通过其他标准、特别是通过无线电信号传输建立。

在另外的实施例中，可以在通信接口38和外部单元50之间建立有线的数据连接52。特别是也可以设定，所述数据连接52能通过至少一根连接在输出侧的触头20、22、24上的导线42、44、46建立；特别是，这里可以将用于传输数据的信号叠加到用于功率传输的电流上。

在这个实施例中，进一步设定，所述定位装置37适于检测关于连接器10的定位的信息。这可以以不同的方式实现，例如通过GPS、5G或通过其他方法实现。检测到的关于连接器10的定位的信息可以涉及例如全局坐标系之内的绝对位置或者所述信息可以涉及相对于初始位置的相对位置，例如相对于中央的控制单元的相对位置。

在另一个实施例中，所述连接器10还包括输出单元(未示出)。所述输出单元可以例如构造成显示单元并且例如包括显示器和/或发光元件。例如可以包括发光二极管(LED)，所述发光二极管的发光状态能通过控制装置34来控制。特别是可以控制光参数，例如亮度、光色或闪烁频率。

参考图2来说明***的实施例。这里，特别是以所述电气连接器的上面说明的实施例为出发点。

在这个实施例中设定，所述电缆40在第一端部41'上与第一连接器10'连接，并且在第二端部41”上与第二连接器10”连接。每个连接器10'、10”，以及它们与电缆40的连接基本上如上面参考图1说明的那样构成。由这两个连接器10'、10”还可以建立与外部单元50的数据技术的连接51'、52”。

参考图1和图2来说明所述方法的一个实施例。这里，特别是以上面参考图1和图2的说明为出发点。

在所述方法的这个实施例中，在使用电缆40来传输电功率和/或数据时，通过传感器装置32检测电气运行参数。

在这个实施例中，检测到的运行参数包括电压、电流强度、电阻、阻抗、电感、电容、温度和/或空气湿度。

在这个实施例中，检测到的电气运行参数包括通过电缆40传输或者在电缆40的两根导线42、44、46传输的电压和电流强度。

在这个实施例中，控制装置34根据检测到的运行参数生成输出数据。然后，所述输出数据通过通信接口38输出，这里，所述输出数据在该实施例中传输给外部单元50。

这里，在该实施例中设定，通过所述输出数据执行所谓的“状态检测”，就是说，监控电缆40、其导线42、44、46、连接器10、10'、10”和/或整个***的状态。因此，所述输出数据这样生成，即，使得可以持续地监控所述***和/或其各个部件的与功率和/或数据传输相关的参数。

在这个实施例中，特别是，监控检测到的运行参数是否超过或低于预先规定的极限值。如果检测到这样的事件，例如非预期的电压下降，则输出报警信号并且将其传输给外部单元50。此时，所述外部单元可以生成控制信号，通过所述控制信号引入保护措施，例如关闭由于出现电压下降可能发生损坏的单元。

可以定义不同的事件，在发生所述事件时触发报警信号或警告信号并且可以触发不同的措施。

例如可能检测到导线特性的逐渐的或突然的变化，例如在电缆40发生损坏时，在出现确定的外部状况时，例如出现特定的温度时，或者在出现由于老化引起的变化时。

在这个实施例中，控制装置34被设置成用于根据检测到的运行参数生成存储数据，并且通过存储装置36存储所述存储数据。这里，所述存储数据被构造成在特定的时间段内存储并调用检测到的运行数据。这使得可以再现并评估运行参数随时间的演化，例如确定运行参数以多快的速度变化和/或何时/以怎样的频率出现确定的事件，例如偏离阈值。

在这个实施例中，存储装置36存储检测到的运行数据和/或输出数据。这里，由存储装置36存储的数据能够通过通信接口38读出。

在这个实施例中，此外还自动地、例如以规则的间隔或在出现确定的事件之后，和/或随着接收到请求信号而输出所述输出数据，特别是通过向外部单元50传输来输出。这种请求信号在该实施例中特别是由外部单元50产生并通过数据连接传输给连接器10。

在这个实施例中，所述输出数据能通过通信接口38无线地输出。备选或附加地，在另外的实施例中，可以进行有线的输出，例如通过连接的电缆40的导线42、44、46输出。

此外，在这个实施例中，所述电缆40还具有电缆参数并且所述电缆参数存储在所述存储装置36中。例如，可以将电缆40和/或单根导线42、44、46的长度、电阻、电流强度，电压和/或功率的最大值、电感、电容、热值、材料特性和/或型号存储在存储装置36中。

这便于根据检测到的运行参数确定其他的值，例如电缆40的升温，并且可以确保不会超过或低于确定的特有的极限值。

例如可以通过在制造电缆和/或连接器时进行的测量来确定所述电缆参数。此外，可以设置校准步骤，在所述校准步骤中将电缆参数存储在所述存储装置36中。

在当前实施例中设定，所述电缆参数对于使用者基本上不可改变地存储在存储装置36中。

在另外的实施例中设定，所述电缆参数可以至少部分地事后改变，此时，例如控制装置34提供操作接口，可以通过数据连接52'、52”访问所述操作接口，并且所述操作接口允许进行相应的输入。这里，此外还可以设置鉴权步骤，以便确保使用者具有向存储装置36上进行相应的写操作的权限。

在这个实施中，所述输出数据包括定位信息，所述定位信息通过定位装置37检测。所述定位信息在该示例中这样形成，即，在输出报警或警告信号时、在电缆40失效时或在其他起因时可以简单地定位电缆40和/或所述连接器10、10'、10”，例如以便可以进行修理。

附图标记列表

10、10'、10” 连接器

12 壳体

14 输入侧的触头

16 输入侧的触头

18 输入侧的触头

20 输出侧的触头

22 输出侧的触头

24 输出侧的触头

30 电路

32 传感器装置

34 控制装置

36 存储装置

37 定位装置

38 通信接口

40 电缆

41'、41” 电缆端部

42 导线

44 导线

46 导线

50 外部单元

52、52'、52” 数据连接

Claims

1.一种电气连接器(10)，包括：

壳体(12)；

至少一个输入侧的触头(14、16、18)；

至少一个输出侧的触头(20、22、24)；以及

设置在所述壳体(12)之内的电路(30)；其中，

所述电路(30)具有传感器装置(32)、控制装置(34)和通信接口(38)；其中，

所述传感器装置(32)被设置成用于检测电气运行参数；以及

所述控制装置(34)被设置成用于根据所述电气运行参数生成输出数据，并通过通信接口(38)输出所述输出数据。

2.根据权利要求1所述的电气连接器(10)，其特征在于，所述控制装置(34)被设置成用于根据检测到的运行参数生成存储数据，并且通过存储装置(36)存储所述存储数据。

3.根据上述权利要求中任一项所述的电气连接器(10)，其特征在于，所述控制装置(34)被设置成用于自动地和/或在接收到请求信号时，输出所述输出数据。

4.根据上述权利要求中任一项所述的电气连接器(10)，其特征在于，检测到的运行参数包括电压、电流强度、场强、电阻、阻抗、电感、电容、温度和/或空气湿度。

5.根据上述权利要求中任一项所述的电气连接器(10)，其特征在于，所述输出能够通过通信接口(38)有线和/或无线地输出。

6.根据上述权利要求中任一项所述的电气连接器(10)，其特征在于，所述电路还具有存储装置(36)，所述存储装置被设置成用于存储检测到的运行参数和/或输出数据；其中，由所述存储装置(36)存储的数据能够通过通信接口(38)读出。

7.根据上述权利要求中任一项所述的电气连接器(10)，其特征在于，具有连接在所述至少一个输出侧的触头(20、22、24)上的电缆(40)，所述电缆(40)具有电缆参数，所述电缆参数的值被存储在所述存储装置(36)中。

8.根据上述权利要求中任一项所述的电气连接器(10)，其特征在于，所述电路(30)还具有定位装置(37)，所述输出数据特别是包含通过所述定位装置(37)检测到的定位信息。

9.具有电缆(40)的***，所述电缆具有第一电缆端部(41')和第二电缆端部(41”)，所述第一电缆端部(41')和/或第二电缆端部(41”)与根据上述权利要求中任一项所述的电气连接器(10)的输出侧的触头连接。

10.用于运行具有电气连接器(10)的***的方法，所述连接器(10)包括用于检测电气运行参数的传感器装置(32)，在所述方法中：

在检测到的运行参数和阈值之间进行比较；以及

根据比较的结果生成并输出所述输出数据。