DE102006026016A1

DE102006026016A1 - Hydrostatisch gravimetrisches Höhenmessgerät mit einer Vorrichtung zur Temperaturkompensation

Info

Publication number: DE102006026016A1
Application number: DE200610026016
Authority: DE
Inventors: Klaus Dietzsch
Original assignee: Dietzsch & Rothe Msr Technik O; Dietzsch & Rothe Msr-Technik oHG
Current assignee: DIROTEC E.K., 08060 ZWICKAU, DE
Priority date: 2006-06-01
Filing date: 2006-06-01
Publication date: 2007-12-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisch gravimetrisches Höhenmessgerät mit einer Vorrichtung zur Temperaturkompensation, welches aus einem stationären Flüssigkeitsbehälter, einem mit Flüssigkeit gefüllten Schlauch und einem Messkopf mit optischer Anzeigevorrichtung besteht, wobei der Messkopf mit einem Drucksensor und einer speichernden, vergleichenden und signalisierenden Indikatorelektronik und der referenzdurckbildende Flüssigkeitsbehälter mit einer die Flüssigkeitssäule des Messsystems gegen die Atmosphäre abgrenzenden Membran ausgestattet ist, wobei wenigstens ein mit der Indikatorelektronik verbundener Temperatursensor (1) für die direkte Erfassung der Messflüssigkeitstemperatur außerhalb des Messkopfes (2) im Schlauch (3) integriert ist. Derartige technische Einrichtungen werden in der Bauwirtschaft und in der Montagetechnik benötigt.

Description

Die Erfindung Betrifft ein hydrostatisch gravimetrisches Höhenmessgerät mit einer Vorrichtung zur Temperaturkompensation, welches aus einem stationären Flüssigkeitsbehälter, einem mit Flüssigkeit gefüllten Schlauch und einem Messkopf mit optischer Anzeigevorrichtung besteht, wobei der Messkopf mit einem Drucksensor und einer speichernden, vergleichenden und signalisierenden Indikatorelektronik und der referenzdruckbildende Flüssigkeitsbehälter mit einer die Flüssigkeitssäule des Meßsystems gegen die Atmosphäre abgrenzenden Membran ausgestattet ist.
Derartige technische Einrichtungen werden in der Bauwirtschaft und in der Montagetechnik benötigt.
Bei der Anwendung von hydrostatischen Höhenmessgeräten ist allgemein bekannt, dass Streuungen der Messdaten auf Grund der temperaturabhängigen Dichteänderung des im Schlauch befindlichen Mediums auftreten. Bisher bekannte Methoden zur Kompensation dieser Fehlerquelle nutzen einen Temperatursensor zur Erfassung der Umgebungstemperatur, welcher innerhalb oder außerhalb der elektronischen Messvorrichtung angeordnet ist. Dabei erfolgt die Kompensation des thermischen Einflusses auf die gravimetrischen Messdaten unter der Annahme einer ausreichenden Näherung bei der Aufbereitung und Verrechnung der erfassten Raumtemperatur mit dem thermischen Ausgleichsverhalten der Flüssigkeitssäule im Schlauch. Messvorrichtungen nach diesem Prinzip funktionieren daher nur unter festgelegten und genannten Bedingungen in einem definierbaren Streubereich.
Die bisher realisierte Trennung von Sensor und Medium ist mit dem Nachteil verbunden, dass die natürlich auftretenden Randbedingungen außerhalb des definierten Bereichs nicht berücksichtigt sind, wodurch diese als störende thermodynamische Einflüsse auf das System einwirken.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb im Schaffen einer technischen Lösung, mit deren Hilfe die Mängel des Standes der Technik abgebaut werden. Insbesondere geht es um eine höhere Anpassungsfähigkeit des Messsystems an wechselnde thermodynamische Einflüsse. Außerdem soll auch eine direkte Wärmestrahlung die Qualität der Messergebnisse nicht negativ beeinflussen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 3 gelöst, wobei die vorteilhaften Ausgestaltungen in den Unteransprüchen beschrieben sind. Danach besteht ein hydrostatisch gravimetrisches Höhenmessgerät mit einer Vorrichtung zur Temperaturkompensation aus einem stationären Flüssigkeitsbehälter, einem mit Flüssigkeit gefüllten Schlauch und einem Messkopf mit optischer Anzeigevorrichtung. Der Messkopf ist mit einem Drucksensor und einer speichernden, vergleichenden und signalisierenden Indikatorelektronik ausgestattet. Der referenzdruckbildende Flüssigkeitsbehälter besitzt eine die Flüssigkeitssäule des Meßsystems gegen die Atmosphäre abgrenzende Membran. Erfindungsgemäß ist außerhalb des Messkopfes im Schlauch ein Temperatursensor integriert, der der direkten Erfassung der Messflüssigkeitstemperatur dient und mit der Indikatorelektronik verbunden ist.
In einer alternativen Ausführung der Erfindung ist ein mit der Indikatorelektronik verbundener Temperatursensor außerhalb des Messkopfes im Schlauch angeordnet, der der indirekten Erfassung der Messflüssigkeitstemperatur dient.
Für die direkte Erfassung der Messflüssigkeitstemperatur ist der mit der Indikatorelektronik verbundene Temperatursensor in der Messflüssigkeit positioniert. Für die Indirekte Erfassung der Messflüssigkeitstemperatur ist dagegen der mit der Indikatorelektronik verbundene Temperatursensor im Mantel des flüssigkeitsgefüllten Schlauchs positioniert.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die im Messkopf angeordnete Indikatorelektronik mit einem zusätzlichen Softwarebaustein für die Verarbeitung der Signale des Temperatursensors zur Messwertkompensation durch Temperatureinflüsse ausgestattet ist.
Die Vorteile der Erfindung bestehen zusammengefasst darin, dass nun auch bei natürlich auftretenden thermodynamischen Ereignissen eine beachtliche Qualitätserhöhung bei der Anwendung elektronischer Schlauchwaagen erreicht werden kann. Die resultierenden Streuungen der Messergebnisse lassen sich praktisch bei beliebigen Einsatzbedingungen durch die direkte oder indirekte Messung der Temperatur der Messflüssigkeit in Größenordnungen reduzieren. Die Streuungen der Messergebisse lassen sich auch dadurch reduzieren, dass durch eine mattierte Oberflächengestaltung des Schlauchbereichs, in dem sich der Sensor befindet, Reflexionen des Sonnenlichts oder anderer energiereicher Lichtquellen vermieden werden.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
In der beigefügten Zeichnung zeigt
1 eine schematische Draufsicht auf einen Messkopf eines hydrostatisch gravimetrischen Höhenmessgerätes mit Schlauch am Messkopf und im Schlauch integriertem Temperatursensor.
Ausführungsbeispiel:
Ein hydrostatisch gravimetrisches Höhenmessgerät für schnelles und präzises Nivellieren durch eine einzige Person besteht aus einem Transportkoffer aus schlagfestem Material, in dem sich eine Schlauchhaspel für die Aufnahme des flüssigkeitsgefüllten Messschlauchs sowie die gesicherte Transportablage für den Messkopf befindet. Am Messkopf sind das Markierungslineal, die Bedienelemente, die Einstellmöglichkeiten der gewünschten Messwertauflösung sowie die optischen Anzeigeelemente angeordnet. Im Messkopf befindet sich außerdem die Indikator- und Auswerteelektronik. Zur Kompensation von temperaturbedingten Messwerstreuungen ist in der Nähe des Messkopfes im Schlauchmaterial oder in der Messflüssigkeit ein Temperatursensor, bevorzugt als Komponente der Mikrosystemtechnik, angeordnet. Die Messergebnisse des Temperatursensors stehen über einen zusätzlichen Softwarebaustein mit der Indikatorelektronik in Verbindung und ermöglichen die deutliche Reduzierung von Messwertstreuungen infolge temperaturbedingter Dichteunterschiede der Messflüssigkeit in einem kritischen Bereich des Messsystems. Damit erhöht sich sowohl der Einsatzbereich des Messsystems als auch die Präzision der gewinnbaren Messergebnisse.

1: Temperatursensor
2: Messkopf
3: Schlauch

Claims

Hydrostatisch gravimetrisches Höhenmessgerät mit einer Vorrichtung zur Temperaturkompensation, bestehend aus einem stationären Flüssigkeitsbehälter, einem mit Flüssigkeit gefüllten Schlauch und einem Messkopf mit optischer Anzeigevorrichtung, wobei der Messkopf mit einem Drucksensor und einer speichernden, vergleichenden und signalisierenden Indikatorelektronik und der referenzdruckbildende Flüssigkeitsbehälter mit einer die Flüssigkeitssäule des Meßsystems gegen die Atmosphäre abgrenzenden Membran ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein mit der Indikatorelektronik verbundener Temperatursensor (1) für die direkte Erfassung der Messflüssigkeitstemperatur außerhalb des Messkopfes (2) im Schlauch (3) integriert ist.
Hydrostatisch gravimetriesches Höhenmessgerät mit einer Vorrichtung zur Temperaturkompensation nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Indikatorelektronik verbundener Temperatursensor (1) für die direkte Erfassung der Messflüssigkeitstemperatur in der Messflüssigkeit positioniert ist.
Hydrostatisch gravimetrisches Höhenmessgerät mit einer Vorrichtung zur Temperaturkompensation, bestehend aus einem stationären Flüssigkeitsbehälter, einem mit Flüssigkeit gefüllten Schlauch und einem Messkopf mit optischer Anzeigevorrichtung, wobei der Messkopf mit einem Drucksensor und einer speichernden, vergleichenden und signalisierenden Indikatorelektronik und der referenzdruckbildende Flüssigkeitsbehälter mit einer die Flüssigkeitssäule des Meßsystems gegen die Atmosphäre abgrenzenden Membran ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein mit der Indikatorelektronik verbundener Temperatursensor (1) für die indirekte Erfassung der Messflüssigkeitstemperatur in der Nähe des Messkopfs (2) positioniert ist.
Hydrostatisch gravimetrisches Höhenmessgerät mit einer Vorrichtung zur Temperaturkompensation nach dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Indikatorelektronik verbundener Temperatursensor (1) für die indirekte Erfassung der Messflüssigkeitstemperatur im Mantel des flüssigkeitsgefüllten Schlauchs (3) positioniert ist.
Hydrostatisch gravimetrisches Höhenmessgerät mit einer Vorrichtung zur Temperaturkompensation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die im Messkopf (2) angeordnete Indikatorelektronik mit einem Softwarebaustein für die Verarbeitung der Signale des Temperatursensors für die Messwertkompensation durch Temperatureinflüsse ausgestattet ist.