CN104812302B - 一种用于测量个体身高的长度测量装置 - Google Patents

一种用于测量个体身高的长度测量装置 Download PDF

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Abstract

本发明设计长度测量装置，具有测量滑块(4)；中空型材(2)形式的线性导轨，所述测量滑块可移动地安装在所述导轨的外部；内部滑块(6)，可移动地安装在所述导轨的内部；磁体组件，经设计用于联接使得所述内部滑块跟随所述测量滑块沿所述导轨的每个移动；声源(8)；声接收器(8)；和与其连接的控制单元(10)，用于评价声接收器(8)的输出信号，以便确定内部滑块(6)反射的第一声音信号的传播时间并且由此计算所述内部滑块沿所述导轨的位置，以及检测所述声接收器(8)的输出信号中的在沿所述导轨的已知位置反射的额外的反射声音信号，并且将其传播时间作为参考测量并入所述内部滑块的位置计算中。

Description

一种用于测量个体身高的长度测量装置
技术领域
本发明涉及一种长度测量装置，尤其是一种用于测量个体身高的长度测量装置。
背景技术
WO98/17974A1公开了一种长度测量装置。该长度测量装置未被配置成用于个体的长度测量装置。被追踪的反倒是测量滑块的位置。该长度测量装置具有中空外壳形式的线性导轨，所述测量滑块可移动地安装在其外部。在所述外壳的内部，可移动地安装有内部滑块。磁体组合体磁性连接测量滑块和内部滑块，以便所述内部滑块跟随所述测量滑块沿所述导管的每个移动。所述内部滑块与线性电位计滑动接触，以便提供与所述内部滑块位置成比例的电压信号。根据所述电位计信号，求得所述内部滑块沿所述线性导轨的位置，从而求得与其连接的测量滑块的位置。由于测量的是所述外壳内部的内部滑块的位置，诸如不再进入所述外壳内部的烟雾或粉尘等干扰因素对测量精度的影响确实减小了。所述电位计的滑动接触会产生摩擦并随时间导致磨损。为抵消此项影响，不得不使用高质量的材料，由此必然导致生产成本的上升。然而，即便在这样的情况下，所述磨损仍能导致测量精度的损失。
本发明的目的是配置一种长度测量装置，使得其提供独立于变化的环境条件的高测量精度,特别是提供能够用于长度测量校准的参考测量。
发明内容
本发明涉及一种长度测量装置，具有测量滑块；中空型材形式的线性导轨，所述测量滑块以外部可移动的方式安装在所述中空型材上，以使其能够与长度测量对象接触；内部滑块，以在所述中空型材内部可移动的方式安装；磁体组件，其与所述测量滑块和所述内部滑块磁性连接以便所述内部滑块沿所述中空型材跟随所述外部滑块的每个移动；用于测量所述内部滑块处于所述中空型材上的位置的测量单元；以及在所述中空型材外部可见的长度显示器，所述长度根据测定的所述内部滑块的位置由所述测量单元确定。
本发明尤其涉及用于测量个体身高的长度测量装置。这样的长度测量装置也被认作测距仪。典型的此类长度测量装置具有测量杆，其形成用于测量滑块(头部滑块)的垂直线性导轨。所述测量杆垂直校准并安装在墙上或固定在平台上。为了测量身高，个体站在测量杆前，然后将头部滑块在测量杆上往下推至其与待测个体的头部接触。所述测量杆上设有具有刻度线的量尺。所述测量滑块中依次设有阅读单元，其在所述测量滑块在测量杆上位移时指示刻度线，由此检测所述测量滑块的位置增量变化。刻度线的绝对高度也可以编码在所述刻度线中，以便所述头部滑块的高度可由用所述阅读单元确定，然后显示在所述测量滑块上的显示器上。
另一种用于身高的长度测量装置具有成角部件，其由进行身高测量的个体握持。所述成角部件的一个臂被举起并与待测个体的头部接触。从与所述头部接触的此臂，以直角伸出第二臂，其中举起所述成角部件的方式使得第二臂延伸以垂直地指向地板。在第二臂上设有具有超声传感器的距离测量机构，由被地板反射并返回所述超声传感器的射出的超声信号的传播时间，确定并显示与地板上方的待测个体的头部接触的第一臂的高度。此类长度测量装置的缺点之一是进行测量的个体没有保持精确对齐所述成角部件以便第二臂完全垂直地对准地板而导致的测量误差。另外的缺点是改变的环境条件(例如，空气中的尘土或其他污染物)或置于地板上的物体可能影响测量。
再另一种长度测量装置具有待测个体站立其上的平台，和固定地悬挂在待测个体垂直上方的水平托架。基于超声波传播时间的距离测量机构适配于所述托架，其对准站立在所述平台上的待测个体的头部。待测个体戴有帽子以确保来自头部上面的超声波具有界限清楚的反射。根据从个体头部上面到固定地安装在待测个体垂直上方的距离测量机构之间的距离，可以从距离测量机构的悬挂高度与测定的到头部上面的距离之间的差值来计算待测个体的身高。即使这样的长度测量装置也易受故障的影响，因为改变的环境条件和在超声传感器与待测个体头部上面之间的开放的测量距离中的干扰因素可能影响测量。
根据本发明，所述测量单元具有在所述中空型材内部的声源和声接收器，以及与其连接的控制和分析单元。所述控制和分析单元经配置以激发所述声源以发出声信号并分析所述声接收器的输出信号，由此确定所述声信号被所述内部滑块反射后的传播时间并计算所述内部滑块沿所述线性导轨的位置。所述中空型材和/或所述内部滑块经设置以在另一个已知位置产生另一个反射信号。所述控制和分析单元进一步设置以捕获所述另一个反射信号并将其传播时间作为参照测量加入所述内部滑块位置的计算之中。
以此方式，基于内部测量滑块位置而获得的测量滑块的位置将不受诸如空气中的灰尘等大气环境条件变化的影响，因为在中空型材内部的测量与这些影响基本隔离。此外，通过另一个反射信号的测量，在该另一个反射信号的反射位置已知的情形下，或在与第一信号在内部滑块上反射的反射位置的距离已知的情况下，可以进行所述内部滑块位置计算的校准，这样对诸如环境温度和环境湿度等可变的环境因素也可进行补偿。
当然，在每次确定内部滑块位置时，参照测量不一定都要进行。偶尔重复参照测量就足以更新校准。
在一个有利的实施方式中，所述声源安置在所述中空型材的一端。此外，所述内部滑块是具有通路开口的环形结构。在此结构的情形中，声信号首先在所述环形滑块的下部壁面区域反射。另一个反射点在所述通路开口的上部边缘，避免面对所述声源，因为声波也会从此边缘反射回到所述声接收器。在通道开口通过所述内部滑块的轴向长度已知的情况下，可以根据两个反射信号的传播时间的差值进行长度计算的绝对校准。为了放大来自所述内部滑块的通道开口的上部边缘的所述另一个反射信号，作为示例，可以在所述上部边缘设置伸入所述通道开口的开口之中的突出部，通过所述内部滑块的通道开口的超声信号的部分在所述突出部反射。
由于另一个反射点的距离(在此情形中，所述内部滑块的轴向长度)是已知的，所述控制和分析单元在检测到第一反射声信号后可以在特定的时间窗内搜索所述另一个反射声信号，因为两个反射信号的大致间隔时间是已知的(除了那些由可变的环境温度和环境湿度引起的变化)。
在另一个有利的实施方式中，所述内部滑块也是具有通道开口的环形结构。所述控制和分析单元经设置以检测被所述内部滑块反射的声信号并测定其传播时间。此外，所述中空型材与所述声源相对的一端被壁面封闭。所述控制和分析单元经进一步设置以检测通过所述内部滑块的通道开口的并被所述中空型材相对端的壁面反射的声信号，以便根据对所述中空型材的已知长度的传播时间的传播时间测量进行所述内部滑块位置计算的校准。
在一个优选的实施方式中，产生反射声信号的断点(反射点)可设置在所述中空型材的内部壁面的预定位置，所述反射声信号可检测作为另一个反射声信号，由此确定沿所述中空型材的已知反射点的另外的传播时间。
在一个优选的实施方式中，所述长度测量装置的中空型材是完全封闭的，这样可变的大气环境因素将不再影响与其隔离的所述中空型材内部的测量。
所述控制和分析单元优选经设置以通过TOF方法(time of flight，飞行时间)进行距离测定。此方法在现有技术中是已知的，可参看，例如，“使用二元频移键控信号和相位检测的高精度超声距离测量系统(A high accuracy ultrasonic distance measurementsystem using binary frequency shift-keyed signal and phase detection)”，S.S.Huang等，科学仪器评论(Review of Scientific Instruments),第73卷，第10期，2002年10月，第3671–3677页；“空气中高分辨率超声测距新方法(A new method for highresolution ultrasonic ranging in air)”，R.Queiros等，国际计量技术联合会第十八次世界大会(XVIII Imeko World Congress)，可持续发展的计量学(Metrology for aSustainable Development)，2006年9月17–22日，里约热内卢，巴西；以及，“鲁棒高精度超声测距系统(Robust High-Accuracy Ultrasonic Range Measurement System)”，M.M.Saad等，IEEE仪器和测量学报(IEEE Transactions on Instrumentation andMeasurement)，第60卷，第10期，2011年10月，第3334–3341页。
为了实施TOF方法，所述控制和分析单元也可以经设置用周期性的激发信号激发所述声源，叠加诸如相位跃变(phase jump)、振幅跃变(amplitude jump)、或者频率跃变(frequency jump)等特征信号性质，并且通过形成由声接收器记录的反射信号与激发信号之间的关联来计算传播时间。特别地，可以计算上述信号与之间的交叉关联(cross-correlation)，并且可以在所述交叉关联的最大值处确定所述传播时间。
在优选的实施方式中，所述磁体组件具有设在所述测量滑块上的至少一个永磁体和设在内部滑块上的一个永磁体，这些永磁体经设置使得两个永磁体以相反磁极相互指向彼此的方式对齐。优选地，在所述内部滑块和所述测量滑块上分别设置四个永磁体，使得相对于彼此的在所述测量滑块上的和所述内部滑块上的各对永磁体各自以相反磁极互相指向彼此的方式对齐。作为替代，所述磁体组件在所述测量滑块和内部滑块的一个之上仅具有一块永磁体，所述测量滑块和内部滑块的另一个包含铁磁性或顺磁性材料以便将所述测量滑块和内部滑块磁性联接。
所述内部滑块的外部尺寸优选地匹配所述中空型材的内部尺寸，这样位于所述中空型材中的所述内部滑块具有最少的活动可能性但可以滑动。所述测量滑块的内部尺寸匹配所述中空型材的外部尺寸，这样安装在所述中空型材上的所述测量滑块具有最少的活动可能性但可以滑动。
所述中空型材的内部尺寸经优选选择并且所述声源和所述控制和分析单元经优选配置使得所述中空型材的内部尺寸小于所述声音信号的声波的波长的一半。由此确保所述声音以平面波在所述中空型材中传播。具有较短波长的所述声音也可以其他模式传播，例如，可在壁面上经反射由此覆盖较长的距离。这些模式实际上具有较低的声速并且以轻微的时间偏移的方式叠加在所述平面波的信号上。所述频率基本上应当越高越好，以便获得高时间分辨率。上述条件尤其在使用具有听觉声音波长(在此及之后，听觉声音信号指的是具有人耳听得见的声音波长的信号)的声音信号的情形下可以很好地实施。
在优选的实施方式中，所述声源是超声波声源，并且所述声接收器是超声波接收器。在此情形中，所述超声波声源和所述超声波接收器尤其可以形成统一的收发器形式的超声波传感器。
在替换的实施方式中，所述声源可以具有用于产生听觉声音信号的扬声器，并且所述声接收器可以具有用于记录听觉声音信号的传声器。
附图说明
以下通过示例性实施方式与附图结合来说明本发明，其中：
图1：示出了长度测量装置的示意图；
图2：示出了长度测量装置在测量滑块区域的部件分解图；
图3：示出了长度测量装置在内部滑块和测量滑块区域的横截面图，其中除了设置于其中的永磁体外，滑动部件本身未被示出；
图4：示出了长度测量装置的纵向截面示意图；
图5：示出了超声传感器在发射超声信号时的激发和振铃；
图6：示出了超声传感器在其激发以发射超声信号的过程中的数字化信号，以及其后作为时间的函数的反射信号的记录；
图7：示出了激发信号与记录的作为时移的函数的反射信号的交叉关联；
图8：示出了长度测量装置的另一个实施方式的横截面示意图；
图9：示出了用于扬声器以产生听觉声音信号的激发信号的例子；
图10：示出了发出的听觉声音信号与在内部滑块的第一位置由传声器记录的反射的声音信号的交叉关联；以及
图11：示出了发出的听觉声音信号与在内部滑块的第二位置由传声器记录的反射的声音信号的交叉关联。
具体实施方式
图1示出了长度测量装置的侧面图，作为一个例子，该装置可以固定在墙上。所述长度测量装置具有作为线性导轨的中空型材2，其上以外部可移置的形式安装有载有顶板3的测量滑块4。所述测量滑块4降低直至所述顶板3停留在待测个体的头部之上。
内部滑块6以可移置的形式安装在中空型材2之中，在此示例性的实施方式中，所述中空型材2以圆环形横截面的形式出现。所述内部滑块6也以圆环形横截面的形式出现，这样所述内部滑块6具有中心通道开口16。所述内部滑块6的外部尺寸适应于所述中空型材2的内部尺寸，这样所述内部滑块6以无间隙的形式位于所述中空型材的内部，但可以滑动。相应地，所述测量滑块4的内部尺寸适应于所述中空型材2的外部尺寸，这样所述测量滑块4以无间隙的形式安装在中空型材2的外周，但可以滑动。
图3示出了通过测量滑块和内部滑块区域的中空型材2的横截面，其中测量滑块的组件和内部滑块的组件本身没有示出，但是示出了引入所述内部滑块和所述测量滑块的由多个永磁体构成的磁体组件。在内部滑块6中引入了沿外周分布的四个永磁体7，彼此以90°的间隔分布在外周。相应地，在测量滑块4中也引入了四个永磁体5，其经安排以相应的90°间隔分布在外部测量滑块周围。在此情形中，永磁体经安排使得测量滑块4和内部滑块6的永磁体5和7彼此相对地以相反磁极相互对齐。在所示的示例性实施方式中，此点通过将内部滑块的永磁体7以一个磁极(在此为北极)朝向外部安排，而永磁体5同样布置以这样的磁极(在此为北极)朝向外部安排，如此一对永磁体5和7各自彼此相对地定位以相反极相互对准。通过这种方式，测量滑块4和内部滑块6相互磁性联接。由此，内部滑块6跟随测量滑块4沿中空型材2的每个移动。在图2中，仅分别示出了永磁体5和7各自的一个。
原则上，每个滑动部件当然也可以包括多于或少于四个永磁体，例如，测量滑块4和内部滑块6分别仅有一个永磁体。甚至可以仅在内部滑块6或测量滑块4中提供一个永磁体，而另一个没有自己的磁体的滑动部件包含铁磁性或顺磁性材料，这样在内部滑块6和测量滑块4之间就建立的磁性吸引。磁体组合体的一个或多个磁体优选为永久磁体，但原则上电磁体也是可用的。
图4示出了长度测量装置的示意性剖面图以解释其运行模式。超声传感器8安排在中空型材的一端，此例中在中空型材2的内部下端。该传感器与同样有利地安置在中空型材2中(或者为简化解释的缘故，在中空型材外部)的控制和分析单元10相连接。所述控制和分析单元10产生用于超声传感器8的激发信号，于是超声传感器8发射超声信号，其在中空型材2中向上传播。所述内部滑块6具有下壁区域，其由圆环形式的滑块的下端面形成。发射的超声信号的一部分被该下壁区域反射并返回超声传感器8。超声传感器8与内部滑块6的下壁区域之间的距离可以通过测量从超声传感器8发射超声信号直至内部滑块6的下壁区域反射的信号被捕获的传播时间来计算。其中传播时间计算的细节将在下文中更详细地讨论。
从超声传感器8发射的超声信号的一部分经中心通道开口16通过内部滑块6，并进一步在中空型材中传播。在示例性的实施方式中，中空型材在相对侧被壁12封闭。通过内部滑块6的超声信号最终被壁12反射并通过内部滑块的通道开口16再次返回超声传感器8。传播时间也可以由此部分的超声信号确定。由于从超声传感器8到中空型材的壁12的绝对距离是已知的，可以因此从传播时间的测量来进行距离测定的校准。
基本上，另外的反射信号也可以用于这样的校准；例如，部分超声信号也在通道开口16的上端被反射。若已知在中空型材纵向的内部滑块6的轴向长度，由传播时间进行的距离测定校准可以根据在内部滑块6的下壁区域反射的超声信号与在内部滑块的通道开口16的上端反射的超声信号之间的传播时间差来实现。为了放大通道开口16上部边缘的反射，也可以在此上部边缘设置向内突出的壁区，这样在通道开口16的上端就形成了朝向内部的肩部。通常，在中空型材的内部也可以设置其他间断点，其用于反射由超声传感器8发射的超声信号，并且，当其沿中空型材的位置已知时，由传播时间测量进行的距离测定校准也可以根据其相应的传播时间来进行。
图5示出了超声传感器8的激发信号的振幅与此超声传感器随后的振铃(脉冲后震动)作为时间的函数。所述控制和分析单元10用五个具有25微秒(1/40kHz)持续期的脉冲激发超声传感器8，之后相位跃变180°，并且跟着五个进一步的具有相同脉冲长度的脉冲。相位跃变180°示出在脉冲序列的第五和第六脉冲之间的增加的间隔。如图所示，所述超声传感器然后继续振铃一段时间。
发射的超声信号的特征点(其同样被显示在反射信号中)被用于计算距离。这样的特征点可以是，例如，相位跃变，振幅跃变，或频率跃变。从超声传感器发射超声信号后记录的信号将被采样并且在与超声频率(例如，fS＝500kHz)相比更高的采样率下数字化。如果在记录的反射信号的采样点处获得了发射信号的特征点，可由此计算传播时间。如果在反射信号中获得特征点(在发射信号中出现特征点的采样点)的采样点的数量为Ns，由以下方程可得到反射点的距离L：
在此情形中，NS是在反射信号中发现特征点的采样点的数量，从发射信号的特征点的采样点计数；c1是声速；并且fs是采样频率，例如，fs＝500kHz。
在这样测量的情形中，理论分辨率由采样频率确定，并且fs＝500kHz的结果如下：
这样的精度对于确定个体身高的长度测量而言是可以接受的。
为了找到反射信号中发射信号的特征点，例如，可以计算交叉关联。在采样数字化信号时，用于离散系统的交叉关联可以如下描述：
S是由超声传感器接收的数字化信号，W是对应于发射信号的数字化函数，M是预先确定的采样点的数量，其对应于窗口长度。当表征发射信号的函数的位移恰好精确地导致反射信号时，交叉关联F最大，这样发射信号的特征点与反射信号的特征点将保持一致。
图6示出了图5示出的激发之后作为时间的函数的超声传感器的输出。在所述超声传感器的激发和振铃之后，在大约6ms的初始时间内没有记录到反射。在大约6ms到10ms的时间期间，超声传感器的输出振幅被第一反射增强。图7示出了发射信号与反射信号之间作为时移函数的交叉关联。所述交叉关联在大约6.2ms达到其最大值。所述交叉关联的此最大值用于确定反射的传播时间。
在此情形中，该反射发生在所述内部滑块的下壁区域。以同样的形式，可以记录来自中空型材上端的再一个反射，作为例子，并且该再一个反射的传播时间也可以通过形成交叉关联来确定。由于超声传感器到此再一个反射的距离或者到所述第一反射的距离是已知的，作为传播时间函数的距离测量可以由这样的参考测量进行绝对的校准。
图8示出了长度测量装置的另一个实施方式的横截面示意图，其中为简化起见，测量滑块未在中空型材的外部示出。在中空型材的内部，能够产生听觉声音信号的扬声器20位于其下端。在本申请中，听觉声音信号应理解为具有可听范围声音波长的信号。
被控制和分析单元激发的扬声器20产生的听觉声音信号具有短的声音脉冲，听起来像短的“爆裂声”。该声波到达测量滑块下端的传播时间以及从扬声器到端壁并返回传声器的传播时间可以通过回声来确定，所述回声由内部滑块的下端区域的反射产生，以及作为例子的中空型材的端壁的反射产生，由此内部滑块盐中空型材长轴的位置可以与用于校准的参考测量一起导出。
图8中为简化目的而未示出的控制和分析单元经配置以激活扬声器20发射听觉声音信号的短脉冲。此脉冲在中空型材的内部传播，并且被传声器22捕获。此脉冲进一步传播并入射到内部滑块6的下部边缘，其反射所述听觉声音信号的部分。此脉冲被反射的部分然后返回并入射到传声器22。所述内部滑块6还具有通道16，以允许所述听觉声音信号脉冲的部分通过所述内部滑块6。该部分然后进一步在中空型材2中传播，直至入射到端壁12并在其上反射，反射的部分再次通过内部滑块6的通道16并最终再次到达传声器22。传声器22与端壁12之间的距离是常数并且是已知的，这样距离测量的绝对校准可以通过测量端壁12反射的信号的传播时间来进行。
在此示例性实施方式中，穿过内部滑块6的通道16经设计使得面向远离扬声器20的通道16的端部反射的声音越小越好，以此防止损耗并获得端壁12上的最大反射。在替代的实施方式中，通道16也可以设计成第一示例性实施方式那样，使得面向远离扬声器20的通道16的端部发生第二反射，这样在每种情况中，捕获内部滑块6反射的声波的双重信号，其中此双重信号的信号间隔可以与已知的内部滑块6的轴向长度关联，由此获得距离测定的绝对校准。
图9示出了用于扬声器的激发信号作为时间的函数的例子。选自该信号使得扬声器持续不断地开启然后关闭；也就是说，示出的正的和负的半波并非是正弦波，而是经修改使得在正的半波的开始处的斜率和在负的半波的结束处的斜率都为零。如果扬声器在开始处突然启动或在结束处突然停止，将激发不期望的谐波。图9中信号的脉冲持续时间为0.375ms。
在此实施例中，在激发信号和用传声器记录的信号之间形成了交叉关联。由此提供的交叉关联示出于图10和图11。在图10中的情形中，内部滑块位于相当接近传声器的位置。在此情形中，出现了交叉关联的第一最大值30，其反映了扬声器20与传声器22之间的距离。交叉关联的第二最大值32对应于内部滑块的下壁区域反射的第一声音信号。在此示出的实例中，所述滑块位于相当接近传声器的位置，这样内部滑块6反射的第一声音信号在相当短的延迟时间后再次入射于传声器。交叉关联的第三最大值34对应于中空型材的端壁12反射的听觉声音信号，据其可导出扬声器20和端壁12之间以及返回传声器22的传播时间。
图11示出了对应于图10的交叉关联，其中内部滑块在此情形中位于距离传声器22较远的位置，这样到交叉关联的第二最大值32的时间延迟相应地也较大。
在交叉关联的第一最大值30处的直接信号与对应于第二最大值32的第一回声之间的传播时间Tmeas可以从源自听觉声音信号在内部滑块6的下端壁区域的反射的交叉关联来确定。此外，可以确定在交叉关联的第一最大值30的直接信号与端壁12的回声之间的传播时间Tref，其对应于交叉关联的第三最大值34。对于距离，可以应用以下公式：
其中C是声速，Dmeas是传声器与内部滑块之间的距离，以及Dref是传声器与端壁12之间的距离。
因此，可用下式获得所求的距离：
标记列表：
2 中空型材
3 顶板
4 测量滑块
5 在测量滑块中的永磁体
6 内部滑块
7 在内部滑块中的永磁体
8 超声传感器
10 控制和分析单元
12 端壁
20 扬声器
22 传声器
30 听觉声音信号
32 内部滑块反射的信号
34 端壁反射的信号

Claims (35)

1.一种用于测量个体身高的长度测量装置，所述长度测量装置具有测量滑块(4)；中空型材(2)形式的线性导轨，所述测量滑块可移置地安装在所述中空型材的外部以允许所述测量滑块与需要测量长度的个体的头部接触；内部滑块(6)，可移置地安装在中空型材的内部，以便所述内部滑块跟随所述测量滑块沿所述中空型材的每个移动；测量单元，用于测量所述内部滑块沿所述中空型材的位置；以及在所述中空型材外部空间可见的长度显示器，所述长度根据测定的所述内部滑块的位置由所述测量单元确定，其特征在于，用磁体组件(5,7)磁性联接所述测量滑块和内部滑块，所述测量单元具有声源(8；20)；声接收器(8；22)；和与所述测量单元连接的控制和分析单元(10)，所述控制和分析单元(10)经设置以激发所述声源(8；20)发射声音信号并分析声接收器(8；22)的输出信号，由此确定内部滑块(6)反射的第一声音信号的传播时间并且由此计算所述内部滑块沿所述中空型材的位置，其中所述控制和分析单元(10)还经设置以捕获所述声接收器(8；22)的输出信号中另外的反射声音信号，其在沿所述中空型材的已知位置反射，或者在到第一反射声音信号的反射位置的已知距离处反射，并且将其传播时间作为参考测量并入所述内部滑块的位置计算中。
2.根据权利要求1的长度测量装置，其特征在于，所述声源(8；20)和声接收器(8；22)安置在所述中空型材(2)的端部区域，所述控制和分析单元(10)经设置以确定面对所述声源的内部滑块(6)的下壁区域处反射的声音信号的传播时间，并且所述内部滑块具有环形结构，所述环形结构的轴向具有通道开口(16)，其中所述控制和分析单元(10)经设置以记录在面对远离声源(8；20)的所述通道开口的端部反射的并作为另外的反射声音信号返回所述声接收器(8；22)的声音信号。
3.根据权利要求1的长度测量装置，其特征在于，所述声源(8；20)安置在所述中空型材(2)的端部区域，并且所述控制和分析单元(10)经设置以确定面对所述声源的内部滑块的下壁区域处反射的声音信号的传播时间，所述内部滑块(6)具有环形结构，所述环形结构的轴向具有通道开口(16)，并且所述中空型材(2)在所述声源对面的端部被端壁(12)封闭，其中所述控制和分析单元经设置以记录从所述声源(8；20)发射的声音信号，所述声音信号通过所述内部滑块(6)的所述通道开口(16)，被所述中空型材的对面封闭端上的所述端壁(12)反射并且返回所述声接收器(8；22)后作为另外的反射信号。
4.根据权利要求1的长度测量装置，其特征在于，在所述中空型材的预定位置处设置用于声音信号反射的间断点，并且所述控制和分析单元经设置以捕获作为所述声接收器的输出信号中的另外的的反射信号的在所述间断点反射的声音信号，并将其传播时间作为参考测量并入所述内部滑块位置的计算中。
5.根据权利要求2的长度测量装置，其特征在于，在所述中空型材的预定位置处设置用于声音信号反射的间断点，并且所述控制和分析单元经设置以捕获作为所述声接收器的输出信号中的另外的的反射信号的在所述间断点反射的声音信号，并将其传播时间作为参考测量并入所述内部滑块位置的计算中。
6.根据权利要求3的长度测量装置，其特征在于，在所述中空型材的预定位置处设置用于声音信号反射的间断点，并且所述控制和分析单元经设置以捕获作为所述声接收器的输出信号中的另外的的反射信号的在所述间断点反射的声音信号，并将其传播时间作为参考测量并入所述内部滑块位置的计算中。
7.根据权利要求1的长度测量装置，其特征在于，所述中空型材(2)被完全封闭，以便所述中空型材(2)的内部与环境隔绝。
8.根据权利要求2的长度测量装置，其特征在于，所述中空型材(2)被完全封闭，以便所述中空型材(2)的内部与环境隔绝。
9.根据权利要求3的长度测量装置，其特征在于，所述中空型材(2)被完全封闭，以便所述中空型材(2)的内部与环境隔绝。
10.根据权利要求4的长度测量装置，其特征在于，所述中空型材(2)被完全封闭，以便所述中空型材(2)的内部与环境隔绝。
11.根据权利要求5的长度测量装置，其特征在于，所述中空型材(2)被完全封闭，以便所述中空型材(2)的内部与环境隔绝。
12.根据权利要求6的长度测量装置，其特征在于，所述中空型材(2)被完全封闭，以便所述中空型材(2)的内部与环境隔绝。
13.根据权利要求1的长度测量装置，其特征在于，所述控制和分析单元经设置以通过TOF(飞行时间)方法进行距离测定。
14.根据权利要求2的长度测量装置，其特征在于，所述控制和分析单元经设置以通过TOF(飞行时间)方法进行距离测定。
15.根据权利要求3的长度测量装置，其特征在于，所述控制和分析单元经设置以通过TOF(飞行时间)方法进行距离测定。
16.根据权利要求4的长度测量装置，其特征在于，所述控制和分析单元经设置以通过TOF(飞行时间)方法进行距离测定。
17.根据权利要求5的长度测量装置，其特征在于，所述控制和分析单元经设置以通过TOF(飞行时间)方法进行距离测定。
18.根据权利要求6的长度测量装置，其特征在于，所述控制和分析单元经设置以通过TOF(飞行时间)方法进行距离测定。
19.根据权利要求7的长度测量装置，其特征在于，所述控制和分析单元经设置以通过TOF(飞行时间)方法进行距离测定。
20.根据权利要求8的长度测量装置，其特征在于，所述控制和分析单元经设置以通过TOF(飞行时间)方法进行距离测定。
21.根据权利要求9的长度测量装置，其特征在于，所述控制和分析单元经设置以通过TOF(飞行时间)方法进行距离测定。
22.根据权利要求10的长度测量装置，其特征在于，所述控制和分析单元经设置以通过TOF(飞行时间)方法进行距离测定。
23.根据权利要求11的长度测量装置，其特征在于，所述控制和分析单元经设置以通过TOF(飞行时间)方法进行距离测定。
24.根据权利要求12的长度测量装置，其特征在于，所述控制和分析单元经设置以通过TOF(飞行时间)方法进行距离测定。
25.根据前述权利要求1-24中任一项的长度测量装置，其特征在于，所述控制和分析单元(10)经设置以利用叠加有特征信号性质的周期性激发信号激发所述声源，并且通过形成由所述声接收器记录的反射信号与所述激发信号之间的关联来计算传播时间。
26.根据权利要求25的长度测量装置，其特征在于，所述特征信号性质是相位跃变、振幅跃变或频率跃变。
27.根据权利要求25的长度测量装置，其特征在于，所述控制和分析单元(10)经设置以计算交叉关联以及确定在所述交叉关联的最大值处的传播时间。
28.根据权利要求26的长度测量装置，其特征在于，所述控制和分析单元(10)经设置以计算交叉关联以及确定在所述交叉关联的最大值处的传播时间。
29.根据前述权利要求1-24中任一项的长度测量装置，其特征在于，所述磁体组件(5,7)具有所述测量滑块(4)上的至少一个永磁体和所述内部滑块(6)上的一个永磁体，并且这些永磁体经安置以便两个永磁体的相反磁极以相互面对彼此的方式对齐。
30.根据权利要求29的长度测量装置，其特征在于，在所述内部滑块(6)上的四个永磁体(7)和所述测量滑块(4)上的四个永磁体(5)相互之间经安置使得所述测量滑块上的和所述内部滑块上的各对永磁体各自以相反磁极互相面向彼此的方式相对于彼此对齐。
31.根据权利要求1-24中任一项的长度测量装置，其特征在于，所述磁体组件具有在所述测量滑块和内部滑块之一上的永磁体，并且所述测量滑块和内部滑块中的另一个含有铁磁性或顺磁性材料。
32.根据前述权利要求1-24中任一项的长度测量装置，其特征在于，选择所述中空型材(2)的内部尺寸并且配置所述声源和所述控制和分析单元使得所述控制和分析单元(10)预先确定声音信号的频率以便所述中空型材的内部尺寸小于所述声音信号波长的一半。
33.根据前述权利要求1-24中任一项的长度测量装置，其特征在于，所述声源是超声波源并且所述声接收器是超声波接收器。
34.根据权利要求33的长度测量装置，其特征在于，所述超声波源和超声波接收器优选由收发器形式的一体化的超声波传感器(8)形成。
35.根据权利要求1-24中任一项的长度测量装置，其特征在于，所述声源具有用于产生听觉声音信号的扬声器(20)，并且所述声接收器具有用于记录听觉声音信号的传声器(22)。
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