DD240251A1

DD240251A1 - DEVICE FOR MEASURING A FLUID TILT

Info

Publication number: DD240251A1
Application number: DD27960185A
Authority: DD
Inventors: Andreas Zimmermann; Thomas Dressler; Gabriele Reimann
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1985-08-12
Filing date: 1985-08-12
Publication date: 1986-10-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Messen der Neigung von Bezugsflaechen an Geraeten, Bauteilen o. ae. Sie ist insbesondere zur Justierung oder Langzeitkontrolle von Winkellagern geeignet. Ziel der Erfindung ist eine Einrichtung, die auch bei Schwingungen ausreichend genaue Messergebnisse liefert. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Messung von Flaechenneigungen zu schaffen, in der die Verwendung einer Fluessigkeit vorgesehen, jedoch die direkte Abtastung der Fluessigkeitsoberflaeche ausgeschlossen ist. Die Aufgabe wird fuer eine Einrichtung mit einem Behaelter, der teilweise mit einer Fluessigkeit gefuellt ist, einer optischen Strahlung und einem optoelektronischen Empfaenger dadurch geloest, dass zum Ablenken der optischen Strahlung ein ebener, von mindestens drei in die Fluessigkeit eintauchenden Schwimmern getragener Reflektor mit einer der Fluessigkeitsoberflaeche abgewandten verspiegelten Flaeche vorgesehen ist und dass die optische Strahlung auf die verspiegelte Flaeche des Reflektors gerichtet ist, wobei sie eine in bezug auf den Behaelter fest eingestellte Richtung aufweist.The invention relates to a device for measuring the inclination of Bezugsflaechen on equipment, components o. Ae. It is particularly suitable for the adjustment or long-term control of angular bearings. The aim of the invention is a device that provides sufficiently accurate results even with vibrations. The invention has for its object to provide a device for measuring surface slopes, in which the use of a liquid provided, however, the direct sampling of Fluessigkeitsoberflaeche is excluded. The object is achieved for a device with a container, which is partially filled with a liquid, an optical radiation and an optoelectronic receiver in that for deflecting the optical radiation, a flat reflector carried by at least three floats immersed in the liquid with a reflector Fluüberigkeitsoberflaeche facing away from mirrored surface is provided and that the optical radiation is directed to the mirrored surface of the reflector, wherein it has a fixed with respect to the Behältter direction.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, die zum Messen der Neigung von Grund- oder Be'zugsflächen an Geräten, Behältern Baukörpern, Auslegern o.a. genutzt werden kann. Insbesondere sind die Justierung und die Langzeitkontrolle von Winkellagen möglich. Die Auswertung der Meß- und Kontrollergebnisse kann elektronisch erfolgen.The invention relates to a device for measuring the inclination of basic or Be'zugsflächen on equipment, containers structures, arms o.a. can be used. In particular, the adjustment and the long-term control of angular positions are possible. The evaluation of the measurement and control results can be done electronically.

Characteristic of the known technical solutions

Neigungsmesser, die nach dem Prinzip der Abtastung einer Flüssigkeitsoberfläche arbeiten, sind aus der Literatur bekannt. So sind in der US-PS 4307516 und der US-PS 4332090 geschlossene Systeme dargestellt, in denen die Neigung der Flüssigkeitsoberfläche bestimmt wird. Nach US-PS 4307516 ist ein Gefäß teilweise mit einer lichtundurchlässigen Flüssigkeit gefüllt. Oberhalb des Flüssigkeitsspiegels sind je eine Lichtquelle für diffuses Licht und für paralleles Licht angeordnet. Im Neigungsmesser sind fünf optoelektronische Empfänger vorgesehen, einer davon über der Flüssigkeit, vier an den Seitenwänden des Gefäßes. Die Neigung wird bestimmt, indem paralleles Licht auf die Flüssigkeitsoberfläche trifft und in Richtung des einzelnen Empfängers reflektiert wird oder mit Hilfe der seitlich angebrachten Empfänger und der diffusen Strahlungsquelle, wobei jeweils einem Empfängerpaar eine Neigungsrichtung zugeordnet ist.Inclinometers operating on the principle of scanning a liquid surface are known from the literature. For example, US Pat. No. 4,305,716 and US Pat. No. 4,331,090 show closed systems in which the inclination of the liquid surface is determined. According to US-PS 4307516 a vessel is partially filled with an opaque liquid. Above the liquid level are each a light source for diffused light and arranged for parallel light. The inclinometer has five optoelectronic receivers, one above the liquid, four at the side walls of the vessel. The inclination is determined by parallel light impinging on the liquid surface and being reflected toward the individual receiver, or by means of the laterally mounted receivers and the diffuse radiation source, with a respective tilt direction associated with a pair of receivers.

Die US-PS 4332090 offenbart einen Neigungsmesser, der teilweise mit einer transparenten Flüssigkeit gefüllt ist und am Behälterboden eine reflektierende Schicht aufweist. Über der Flüssigkeit sind eine Lichtquelle und ein Empfänger angeordnet. Von der Quelle abgestrahltes paralleles Licht wird an der Flüssigkeitsoberfläche gebrochen, vom Behälterboden reflektiert, beim Austritt aus der Flüssigkeit wiederum gebrochen und trifft dann auf den Empfänger.U.S. Patent No. 4,331,090 discloses an inclinometer partially filled with a transparent liquid and having a reflective layer on the container bottom. Above the liquid, a light source and a receiver are arranged. Parallel light emitted from the source is refracted at the surface of the liquid, reflected from the bottom of the container, refracted at the exit of the liquid, and then strikes the receiver.

Beide Lösungen haben den Nachteil, daß Neigungen nur bei völliger Schwingungsfreiheit der Flüssigkeit mit ausreichender Genauigkeit gemessen werden können.Both solutions have the disadvantage that inclinations can be measured only with complete freedom from vibration of the liquid with sufficient accuracy.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist eine Einrichtung zur Neigungsmessung, die auch bei auftretenden Schwingungen Meßergebnisse mit ausreichender Genauigkeit liefert. Die Einrichtung soll mit relativ geringem technischem Aufwand realisierbar sein.The aim of the invention is a device for inclination measurement, which provides measurement results with sufficient accuracy even when vibrations occur. The device should be feasible with relatively little technical effort.

Essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Messung von Flächenneigungen zu schaffen, in der die Verwendung einer Flüssigkeit vorgesehen, jedoch die unmittelbare Abtastung der Flüssigkeitsoberfläche ausgeschlossen ist. Diese Aufgabe wird für eine Einrichtung mit einem Behälter, der teilweise mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, einer optischen Strahlung, die in unterschiedliche, bestimmten Neigungen entsprechende Richtungen abgelenkt wird und einen optoelektronischen Empfänger, der im Bereich der abgelenkten optischen Strahlung angeordnet ist, dadurch gelöst, daß zum Ablenken der optischen Strahlung ein ebener, von mindestens drei in die Flüssigkeit eintauchenden Schwimmern getragener Reflektor mit einer der Flüssigkeitsoberfläche abgewandten verspiegelten Fläche vorgesehen ist und daß die optische Strahlung auf die verspiegelte Fläche des Reflektors gerichtet ist, wobei sie eine in bezug auf den Behälter fest eingestellte Richtung aufweist.The invention has for its object to provide a device for measuring surface slopes, in which the use of a liquid provided, but the immediate sampling of the liquid surface is excluded. This object is achieved for a device comprising a container which is partially filled with a liquid, an optical radiation which is deflected in different directions corresponding to certain inclinations and an opto-electronic receiver which is arranged in the region of the deflected optical radiation, in that for deflecting the optical radiation a flat reflector carried by at least three floats immersed in the liquid is provided with a reflective surface facing away from the surface of the liquid and that the optical radiation is directed to the mirrored surface of the reflector, with respect to the container fixed direction has.

Der Reflektor kann dabei innerhalb des Behälters angeordnet sein. Vorteilhafterweise sollte der Behälter im Bereich der Flüssigkeit in miteinander kommunizierende Kammern geteilt sein, wobei jeder Schwimmer einer gesonderten Kammer zugeordnet ist. Als optoelektronischer Empfänger kann ein Flächenempfänger mit einzelnen, in einem Raster angeordneten Empfangselementen vorgesehen sein.The reflector can be arranged inside the container. Advantageously, the container should be divided in the region of the liquid in mutually communicating chambers, each float is associated with a separate chamber. As optoelectronic receiver, a surface receiver can be provided with individual, arranged in a grid receiving elements.

Die Vorteile dieser Lösung bestehen darin, daß auch bei auftretenden Schwingungen Meßwerte mit ausreichender Genauigkeit erfaßt werden und daß die Einrichtung mit relativ geringem technischem Aufwand realisierbar ist.The advantages of this solution are that even with occurring vibrations measured values are detected with sufficient accuracy and that the device with relatively little technical effort can be realized.

embodiment

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigenThe invention will be explained below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show

Fig. 1: die Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Lösung Fig. 2: einen Schnitt durch den FlüssigkeitsbereichFig. 1: the schematic diagram of the solution according to the invention Fig. 2: a section through the liquid region

In Figur 1 ist ein Behälter 1 teilweise mit einer Flüssigkeit 2 gefüllt. Zum Empfang einer abgelenkten optischen Strahlung 3 ist ein optoelektronischer Empfänger 4 vorhanden. Zum Ablenken der optischen Strahlung 3 ist ein ebener, von drei in die Flüssigkeit 2 ,eintauchenden Schwimmern 5 getragener Reflektor 6 vorgesehen, der eine der Flüssigkeitsoberfläche abgewandte verspiegelte Fläche 7 aufweist. Die optische Strahlung 3 ist auf die verspiegelte Fläche 7 gerichtet, wobei sie eine in bezug auf den Behälter 1 fest eingestellte Richtung aufweist. Im Bereich der Flüssigkeit 2 ist der Behälter 1 durch Trennwände 8 in miteinander kommunizierende Kammern geteilt, wobei jeder der drei Schwimmer einer gesonderten Kammer zugeordnet ist. Wird die z. B. an einem Gerät befestigte Einrichtung geneigt, bleibt die Oberfläche der Flüssigkeit 2 senkrecht zum Vektor der Erdbeschleunigung ausgerichtet. Das gleiche gilt für den von der Flüssigkeit 2 getragenen Reflektor 6. Die Verkippung des Behälters 1 gegenüber Reflektor 6 ist ein Maß der zu ermittelnden Neigung. Mit der Verkippung des Reflektors 6 wird die Ablenkrichtung der optischen Strahlung 3 verändert und damit auch das vom Empfänger 4 abgegebene Signal. Ist als Empfänger 4 ein Punktempfänger vorgesehen, gibt das Empfängersignal Auskunft über das Vorhandensein einer einjustierten Winkellage. Bei Verwendung eines Flächenempfängers kann aus dem Auswandern der optischen Strahlung 3 aus dem Zentrum der Empfängerfläche ein Meßwert für die Neigung gewonnen werden.In FIG. 1, a container 1 is partially filled with a liquid 2. To receive a deflected optical radiation 3, an optoelectronic receiver 4 is present. For deflecting the optical radiation 3, a flat reflector 6 is provided, which is supported by three floats 5 immersed in the liquid 2 and has a mirrored surface 7 facing away from the liquid surface. The optical radiation 3 is directed to the mirrored surface 7, wherein it has a fixed with respect to the container 1 direction. In the area of the liquid 2, the container 1 is divided by partition walls 8 into mutually communicating chambers, each of the three floats being associated with a separate chamber. If the z. B. inclined device attached to a device, the surface of the liquid 2 is aligned perpendicular to the vector of gravitational acceleration. The same applies to the reflector 6 carried by the liquid 2. The tilt of the container 1 with respect to the reflector 6 is a measure of the inclination to be determined. With the tilting of the reflector 6, the deflection of the optical radiation 3 is changed and thus also the signal emitted by the receiver 4. If a point receiver is provided as the receiver 4, the receiver signal provides information about the presence of a calibrated angular position. When using a surface receiver, a measured value for the inclination can be obtained from the migration of the optical radiation 3 from the center of the receiver surface.

Schwingungen, vom Gerät auf den Behälter 1 und die Flüssigkeit 2 übertragen, werden beim Übergang von der Flüssigkeit 2 auf den Reflektor 6 gedämpft, so daß die Verfälschung der Meßergebnisse nicht oder nur in zulässigen Grenzen erfolgt. Eine weitere Schwingungsdämpfung wird durch die Teilung des Behälters 1 in kommunizierende Kammern und die Zuordnung jedes Schwimmers 5 zu einer gesonderten Kammer erreicht.Vibrations transmitted from the device to the container 1 and the liquid 2 are attenuated during the transition from the liquid 2 to the reflector 6, so that the falsification of the results is not or only within acceptable limits. Another vibration damping is achieved by the division of the container 1 in communicating chambers and the assignment of each float 5 to a separate chamber.

Zur Vermeidung von Temperatureinflüssen ist es denkbar, die Temperatur der Flüssigkeit durch einen Regelkreis konstant zu halten.To avoid temperature influences, it is conceivable to keep the temperature of the liquid constant by means of a control circuit.

Claims

Invention claim:

1. A device for measuring a surface inclination with a container which is partially filled with a liquid, an optical radiation which is deflected in different directions corresponding to certain inclinations and an optoelectronic receiver which is arranged in the region of the deflected optical radiation, characterized in that for deflecting the optical radiation there is provided a planar reflector carried by at least three floats immersed in the liquid and having a mirrored surface facing away from the liquid surface and the optical radiation directed towards the mirrored surface of the reflector, with respect to the reflector Container has fixed set direction.

2. Device for measuring a surface inclination according to item 1, characterized in that the reflector is disposed within the container.

3. Device for measuring a surface inclination according to item 1 and 2, characterized in that the container is divided in the region of the liquid in mutually communicating chambers, each float is associated with a separate chamber.

4. A device for measuring a surface inclination according to item 1 to 3, characterized in that a surface receiver is provided with individual, arranged in a grid receiving elements as optoelectronic receiver.

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