DE102013202765B4

DE102013202765B4 - Elektrisches Messsystem

Info

Publication number: DE102013202765B4
Application number: DE102013202765.6A
Authority: DE
Inventors: Ernst Halder; Peter Dingler; Sebastian MANN; Stefan Lindner; Francesco Barbon; Alexander Kölpin; Gabor Vinci
Original assignee: Friedrich Alexander Univeritaet Erlangen Nuernberg FAU; Horst Siedle GmbH and Co KG
Current assignee: Horst Siedle GmbH and Co KG
Priority date: 2013-02-20
Filing date: 2013-02-20
Publication date: 2014-11-13
Anticipated expiration: 2033-02-21
Also published as: CN103994738A; US20140232417A1; DE102013202765A1

Abstract

Es wird ein Messsystem beschrieben, das einen Sensor zum Empfangen einer elektromagnetischen Welle und ein Führungsteil zum Führen der elektromagnetischen Welle aufweist. Das Führungsteil ist als länglich ausgebildetes, vorzugsweise metallisches Profilteil (21) ausgebildet, das in Längsrichtung einen Schlitz (26) aufweist, der zur Führung der elektromagnetischen Welle vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Messsystem mit einem Sensor zum Empfangen einer elektromagnetischen Welle und mit einem Führungsteil zum Führen der elektromagnetischen Welle.
Aus der Veröffentlichung „Promise of a Better Position” von Gabor Vinci, Stefan Lindner, Francesco Barbon, Robert Weigel und Alexander Koelpin in „IEEE Microwave Magazine November/December 2012 Supplement” geht ein Abstandsmesssytem hervor, bei dem eine elektromagnetische Welle von einem Sensor zu einem sich gegebenenfalls bewegenden Reflektor ausgesendet, dort reflektiert und dann von dem Sensor wieder empfangen wird. Aus physikalischen Größen der ausgesendeten und empfangenen Welle kann der Abstand des Reflektors von dem Sensor ermittelt werden. Die Übertragung der elektromagnetischen Welle erfolgt durch die Umgebungsluft.
Beispielsweise aus der DE 10 2010 026 020 A1 ist eine Messeinrichtung bekannt, bei der elektromagnetische Wellen in einen Hohlwellenleiter eingekoppelt und von diesem geführt werden.
Aus der US 4,375,057 ist ein Messsystem mit einem Sensor und einem Führungsteil bekannt. Das Führungsteil ist als länglicher Hohlleiter mit einem Schlitz ausgebildet. Der Schlitz ist dabei erforderlich, um eine im Inneren des Hohlleiters vorhandene Kurzschlussplatte von außen in Längsrichtung verschieben zu können.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Messsystem mit einem Sensor und einem Führungsteil zu schaffen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Messsystem nach dem Anspruch 1.
Das erfindungsgemäße Messsystem weist einen Sensor zum Empfangen einer elektromagnetischen Welle und ein Führungsteil auf. Das Führungsteil ist als länglich ausgebildetes Profilteil ausgebildet, das in Längsrichtung einen Schlitz aufweist, der zur Führung der elektromagnetischen Welle vorgesehen ist, wobei die Welle im Wesentlichen in dem Schlitz verläuft.
Das Profilteil mit dem Schlitz kann in einfacher Weise mit Hilfe eines Stranggießverfahrens und gegebenenfalls mit Hilfe eines Sägeschnitts hergestellt werden. Dabei kann ohne größeren Aufwand eine hohe Genauigkeit insbesondere der Schlitzbreite erreicht werden.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird der Schlitz von zwei einander gegenüberstehenden Stegen gebildet, wobei die beiden Stege vorzugsweise etwa parallel zueinander ausgerichtet sind. Die von den Stegen gebildete Oberfläche kann vorzugsweise eine Wölbung oder eine Schräge aufweisen und/oder der Schlitz kann zweckmäßigerweise von einer Folie abgedeckt sein.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Profilteil einen sich in Längsrichtung erstreckenden Hohlleiter auf, dem der Schlitz zugeordnet ist. Vorzugsweise besitzt der Hohlleiter im Querschnitt eine im Wesentlichen rechteckförmige Fläche, wobei in einer der den Hohlleiter räumlich begrenzenden Flächen der Schlitz enthalten ist.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Figuren.
Die 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Messsystems mit einem Führungsteil, die 2a zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Führungsteils des Messsystems der 1, die 2b, 2c zeigen schematische Perspektivansichten des Führungsteils der 2a ohne und mit Reflektor, die 3a zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Führungsteils des Messsystems der 1, die 3b zeigt eine schematische Perspektivansicht des Führungsteils der 3a mit Reflektor, die 3c zeigt eine Alternative zu dem zweiten Ausführungsbeispiel der 3a, die 4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Führungsteils des Messsystems der 1, und die 5a, 5b zeigen schematische Querschnitte zu weiteren Ausführungsbeispielen des Führungsteils des Messsystems der 1.
In der 1 ist ein Messsystem 10 dargestellt, das einen Sensor 11, ein Führungsteil 12 und einen Reflektor 13 aufweist.
Bei dem Sensor 11 kann es sich um jegliche elektrische Schaltung handeln, die dazu geeignet ist, mit Hilfe eines Senders 15 eine erste elektromagnetische Welle 16 mit vorgegebenen Betriebsgrößen zu erzeugen und in Richtung zu dem Reflektor 13 zu versenden und mit Hilfe eines Empfängers 17 eine zweite elektromagnetische Welle 18 von dem Reflektor 13 zu empfangen und deren Eigenschaften zu ermitteln. Mit nicht näher dargestellten Mitteln, beispielsweise mit Hilfe eines digitalen Rechengeräts, ist der Sensor 11 weiterhin in der Lage, aus den bekannten Betriebsgrößen und den ermittelten Eigenschaften der beiden Wellen wenigstens eine vorgebbare Zielgröße zu ermitteln, bei der es sich beispielsweise um eine Phasendifferenz der versendeten Welle 16 und der empfangenen Welle 18 handeln kann. Auf der Grundlage dieser Zielgröße kann dann beispielsweise der Abstand des Reflektors 13 von dem Sensor 11 ermittelt werden.
Beispielsweise kann der Sensor 11 in vergleichbarer oder ähnlicher Weise gemäß der sogenannten Sechs-Tor Technologie aufgebaut sein, wie dies in der eingangs genannten Veröffentlichung beschrieben ist. Es wird aber ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Sensor 11 nicht zwingend auf der Sechs-Tor Technologie beruhen muss, sondern auch beliebig andersartig ausgebildet sein kann.
Das Führungsteil 12 dient der Führung der ausgesendeten ersten Welle 16 und der Führung der reflektierten zweiten Welle 18. Das Führungsteil 12 kann aus Metall, Glas, Kunststoff, Keramik oder einem sonstigen Material bestehen, das dazu geeignet ist, eine elektromagnetische Welle zu führen. Das Führungsteil 12 weist eine Längsrichtung auf, in der sich die beiden Wellen 16, 18 in entgegengesetzten Richtungen ausbreiten. Das Führungsteil 12 wird nachfolgend anhand der 2 bis 4 näher erläutert werden.
Gegebenenfalls kann zwischen dem Sensor 11 und dem Führungsteil 12 ein Koppelteil vorhanden sein, das dazu geeignet ist, die elektromagnetische Welle von dem Sensor 11 in das Führungsteil 12 einzukoppeln bzw. auszukoppeln.
Der Reflektor 13 ist derart angeordnet bzw. dem Führungsteil 12 zugeordnet, dass die ausgesendete erste Welle 16 auf den Reflektor 13 auftrifft und von diesem in der Form der zweiten Welle 18 reflektiert wird. Der Reflektor 13 kann aus Metall, Glas, Kunststoff, Keramik oder einem sonstigen Material bestehen, das dazu geeignet ist, eine elektromagnetische Welle zu reflektieren. Der Reflektor 13 ist gemäß dem Pfeil 19 in der Längsrichtung des Führungsteils 12 verschiebbar.
Es wird darauf hingewiesen, dass der Reflektor 13 nicht zwingend als Bauteil vorhanden sein muss, sondern dass die erste Welle 16 auch auf andere Art und Weise reflektiert werden kann. Es wird hierzu beispielhaft auf die Erläuterungen zur 4 verwiesen.
Zumindest das Führungsteil 12 und gegebenenfalls auch der Reflektor 13 können sich in Luft oder jeglichem anderen Medium befinden, wie beispielsweise in Öl.
Im Betrieb des Messsystems 10 wird die erste Welle 16 von dem Sensor 11 ausgesendet und von dem Führungsteil 12 zu dem Reflektor 13 geführt. Die von dem Reflektor 13 reflektierte zweite Welle 18 wird von dem Führungsteil 12 zu dem Sensor geführt und dort empfangen. Wie erläutert wurde, kann aus den Betriebsgrößen der ausgesendeten ersten Welle 16 und den Eigenschaften der empfangenen zweiten Welle 18 der Abstand des Reflektors 13 von dem Sensor 11 ermittelt werden.
In den 2a, 2b, 2c ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Führungsteils 12 dargestellt. Es handelt sich dabei um ein länglich ausgebildetes, metallisches Profilteil 21 mit einer vorgebbaren Länge und gleichbleibendem Querschnitt. Beispielsweise kann das Profilteil 21 in einem Stranggießverfahren und gegebenenfalls mittels eines Sägeschnitts aus Aluminium hergestellt werden. Es wird allerdings darauf hingewiesen, dass es nicht zwingend erforderlich ist, dass das Profilteil 21 einen gleichbleibenden Querschnitt aufweist, sondern dass insoweit auch Abweichungen möglich sind.
Das Profilteil 21 weist einen etwa U-förmigen Querschnitt mit zwei Schenkeln 22 und einem Verbindungsteil 23 auf. Die beiden Schenkel 22 sind etwa parallel zueinander ausgerichtet und das Verbindungsteil 23 ist etwa quer dazu angeordnet. Die beiden Schenkel 22 weisen einen Abstand a voneinander auf und besitzen jeweils eine Länge l. Die beiden Schenkel 22 und das Verbindungsteil 23 schließen eine (im Querschnitt gesehen) etwa rechteckförmige erste Fläche 24 ein, die (räumlich gesehen) einen ersten Hohlleiter 24' bildet, der sich in Längsrichtung des Profilteils 21 erstreckt. Etwa mittig zwischen den beiden Schenkeln 22 ist in dem Verbindungsteil 23 eine zweite Fläche 25 vorhanden, die (im Querschnitt gesehen) etwa rechteckförmig ausgebildet ist und (räumlich gesehen) einen zweiten Hohlleiter 25' bildet, der sich in Längsrichtung des Profilteils 21 erstreckt. Die zweite Fläche besitzt eine Breite b sowie eine Höhe h. Die Rechteckformen der ersten und zweiten Fläche 24, 25 sind etwa parallel zueinander ausgerichtet. Etwa mittig zwischen den beiden Schenkeln 22 ist ein Schlitz 26 mit einer Schlitzbreite s vorhanden, über den (im Querschnitt gesehen) die erste Fläche 24 und die zweite Fläche 25 miteinander verbunden sind. Der Schlitz 26 wird von zwei einander gegenüberstehenden Stegen 27 gebildet, die etwa parallel zueinander ausgerichtet sind. Die beiden Stege 27 sind im Wesentlichen gleichartig ausgebildet und weisen eine Dicke d auf. Der Abstand der beiden Stege 27 voneinander entspricht der Schlitzbreite s des Schlitzes 26.
Der Schlitz 26 des Profilteils 21 ist zur Führung der ersten und zweiten Welle 16, 18 vorgesehen. Die Wellen 16, 18 verlaufen dabei im Wesentlichen „in” dem Schlitz 26 bzw. zwischen den beiden, den Schlitz 26 bildenden Stegen 27. Dies ergibt sich daraus, dass die Wellen 16, 18 insbesondere bei hohen Frequenzen aufgrund des Skin-Effekts im Wesentlichen nur geringfügig in die Oberfläche des metallischen Profilteils 21 eindringen. Die Wellen 16, 18 können sich damit in Längsrichtung des Profilteils 21 entlang dem Schlitz 26 ausbreiten. Der Schlitz 26 des Profilteils 21 stellt damit einen Wellenleiter für die Wellen 16, 18 dar.
Die Dimensionierung der Schlitzbreite s und gegebenenfalls auch die Dimensionierung der Dicke d der beiden den Schlitz 26 bildenden Stege 27 beeinflusst die Ausbreitung der Wellen 16, 18 entlang des Schlitzes 26. Insoweit ist insbesondere die Schlitzbreite s abhängig von den erwünschten Ausbreitungseigenschaften der Wellen 16, 18 in dem Profilteil 21.
Weiterhin sind die Dimensionierungen des Abstands a, der Länge l, der Breite b, der Höhe h, der Dicke d und der Schlitzbreite s unter anderem auch abhängig von der Frequenz der verwendeten Wellen 16, 18.
Die vorgenannten Dimensionierungen des Profilteils 21 können nunmehr derart gewählt werden, dass in dem Schlitz 26 sich möglichst nur ein erster Mode der Wellen 16, 18 ausbildet, und dass in dem von der ersten und zweiten Fläche 24, 25 gebildeten ersten und zweiten Hohlleiter 24', 25' sich möglichst keine Moden höherer Ordnung der Wellen 16, 18 ausbilden.
Handelt es sich bei dem Sensor 11 beispielsweise um einen Radarsensor und liegt die Frequenz der erzeugten elektromagnetischen Welle damit im Frequenzbereich von beispielsweise etwa 24 GHz, so kann der Abstand a beispielsweise etwa 20 mm, die Länge l beispielsweise etwa 10 mm, die Breite b und die Höhe h beispielsweise etwa 5 mm, die Dicke d beispielsweise etwa 1 mm und die Schlitzbreite s beispielsweise etwa 0,5 mm betragen. Die Länge des Profilteils 21 in Längsrichtung ist weitgehend beliebig und kann beispielsweise etwa 1 m betragen.
Es wird darauf hingewiesen, dass das Profilteil 21 nicht zwingend vollständig aus Metall bestehen muss. Es kann auch ausreichend sein, dass im Wesentlichen nur die beiden den Schlitz 26 bildenden Stege 27 und gegebenenfalls die den zweiten Hohlleiter 25' (räumlich) begrenzenden Flächen metallisch ausgebildet sind oder metallisierte Oberflächen besitzen.
Gemäß der 2c ist der Reflektor 13 etwa quaderförmig ausgebildet. Die Breite und Höhe des Reflektors 13 entspricht dabei im Wesentlichen dem Abstand a und der Länge l der beiden Schenkel 22 des Profilteils 21. Die vorstehenden Dimensionierungen des Reflektors 13 und des Profilteils 21 sind dabei derart aneinander angepasst, dass der Reflektor 13 in Längsrichtung des Profilteils 21 verschiebbar ist. Bei den oben genannten beispielhaften Dimensionierungen des Profilteils 21 können die Dimensionierungen des Reflektors 13 beispielsweise um etwa 0,1 mm kleiner vorgesehen sein als die entsprechenden Dimensionierungen des Profilteils 21, so dass zwischen dem Profilteil 21 und dem Reflektor 13 jeweils ein Spalt vorhanden ist.
In Längsrichtung des Profilteils 21 weist der Reflektor 13 eine Tiefe t auf. Diese Tiefe t beeinflusst die Reflexion der ersten Welle 16 und damit die Erzeugung der zweiten Welle 18. Die Tiefe t ist damit abhängig von den erwünschten Ausbreitungseigenschaften der zweiten Welle 18. Weiterhin ist die Tiefe t abhängig von der Schlitzbreite s des Profilteils 21.
Der Reflektor 13 kann vollständig aus Metall, beispielsweise aus Aluminium hergestellt sein. Es ist aber auch möglich, dass eine oder mehrere der Oberflächen des Reflektors 13 mit einer Metallschicht versehen sind.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Reflektor 13 nicht in den Bereich des Schlitzes 26 des Profilteils 21. Die dem Schlitz 26 zugewandte Oberfläche des Reflektors 13 ist somit im Wesentlichen eben. Dies ist in der 2a dargestellt.
Wie erläutert wurde, breitet sich die erste Welle 16 in bzw. entlang dem Schlitz 26 ausgehend von dem Sensor 11 in Richtung zu dem Reflektor 13 aus. Im Bereich des Reflektors 13 wird die erste Welle 16 dahingehend von dem Reflektor 13 beeinflusst, dass sie teilweise reflektiert wird und dass sie sich teilweise in dem Schlitz 26 weiter fortbewegt. Es entsteht somit einerseits die reflektierte zweite Welle 18, die sich in dem Schlitz 26 in Gegenrichtung zu dem Sensor 11 ausbreitet, sowie eine dritte Welle, die sich an dem Reflektor 13 vorbei in dem Schlitz 26 in Richtung zu dem fernen Ende des Profilteils 21 weiterbewegt.
Die Aufteilung der ersten Welle 16 in die zweite Welle 18 und die dritte Welle hängt dabei, wie bereits erwähnt wurde, unter anderem von der Tiefe t des Reflektors 13 und gegebenenfalls der Schlitzbreite s des Profilteils 21 ab. Weiterhin hängt diese Aufteilung von demjenigen Spalt ab, der entlang dem Schlitz 26 zwischen dem Profilteil 12 und dem Reflektor 13 vorhanden ist.
Gegebenenfalls kann an dem dem Sensor 11 gegenüberliegenden, fernen Ende des Profilteils 21 ein Abschlussteil vorhanden sein, das dazu geeignet ist, die vorgenannte dritte Welle möglichst reflektionsfrei zu absorbieren oder auf sonstige Weise zu beeinflussen, beispielsweise umzuleiten.
Alternativ ist es möglich, dass der Reflektor 13 sich teilweise oder vollständig in den Schlitz 26 des Profilteils 21 hinein erstreckt. In diesem Fall ist es möglich, dass die erste Welle 16 im Wesentlichen vollständig reflektiert wird, so dass kein Abschlussteil erforderlich ist.
In dem Ausführungsbeispiel der 2c ist in der dem Schlitz 26 abgewandten Oberfläche des Reflektors 13 eine ovale Ausnehmung 29 enthalten. In diese Ausnehmung 29 kann ein Stift oder dergleichen eingreifen, mit dem der Reflektor 13 in Längsrichtung des Profilteils 21 verschoben werden kann. Aufgrund der ovalen Ausbildung der Ausnehmung 29 muss der Stift dabei nicht exakt in Längsrichtung verschoben werden, sondern kann ein Spiel quer zur Längsrichtung aufweisen.
Wird das Messsystem 10 zur Abstandsmessung verwendet, so kann der Reflektor 13 über den vorgenannten Stift mit einem zu vermessenden Bauteil verbunden werden. Die von dem Messsystem 10 erfassbare Messstrecke entspricht dann der Länge des Profilteils 21.
In den 3a, 3b ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Führungsteils 12 dargestellt. Es handelt sich dabei um ein metallisches Profilteil 31 mit einer vorgebbaren Länge und gleichbleibendem Querschnitt. Beispielsweise kann das Profilteil 31 in einem Stranggießverfahren und gegebenenfalls mit einem Sägeschnitt aus Aluminium hergestellt werden.
Das Profilteil 31 der 3a, 3b entspricht weitgehend dem Profilteil 21 der 2a, 2b, 2c. Im Unterschied zum Profilteil 21 weist das Profilteil 31 keine Schenkel 22 auf und ist deshalb (im Querschnitt gesehen) nicht U-förmig, sondern rechteckförmig ausgebildet, wobei diese Rechteckform des Profilteils 31 im Wesentlichen dem Verbindungsteil 23 des Profilteils 21 entspricht.
Im Hinblick auf das Profilteil 31 der 3a, 3b wird somit auf die Erläuterungen zu dem Profilteil 21 der 2a, 2b, 2c verwiesen. Ebenfalls wird darauf hingewiesen, dass in den 3a, 3b dieselben Bezugszeichen verwendet sind wie in den 2a, 2b, 2c.
Im Unterschied zum Profilteil 21 der 2a, 2b, 2c entstehen bei dem Profilteil 31 der 3a, 3b im Wesentlichen keine Moden höherer Ordnung der Wellen 16, 18 außerhalb des Profilteils 31, also insbesondere (in der 3a) oberhalb des Schlitzes 26.
In der 3c ist ein Führungsteil 33 dargestellt, das alternative und zusätzliche Merkmale im Vergleich zu dem Führungsteil 21 der 3a aufweist.
So ist die von den Stegen 27 gebildete Oberfläche 34 des Profilteils 33 mit einer Wölbung 35 versehen. Die Wölbung 35 erstreckt sich quer zur Längsrichtung des Profilteils 33. Die Wölbung 35 ist in der 3c nicht maßstäblich dargestellt und kann insbesondere auch flacher ausgebildet sein.
Mit Hilfe der Wölbung 35 kann erreicht werden, dass Flüssigkeiten, beispielsweise Wassertropfen, auf der Oberfläche 34 des Profilteils 33 nicht stehen bleiben, sondern weitgehend von sich aus ablaufen.
Anstelle der Wölbung 35 können auch eine oder mehrere Schrägen oder dergleichen vorhanden sein, mit deren Hilfe das vorstehende Abfließen von Flüssigkeiten in entsprechender Weise erreichbar ist.
Der Schlitz 26 kann mit einer geeigneten Abdeckung verschlossen sein.
Beispielsweise ist eine Folie 36 auf der Oberfläche 34 des Profilteils 33 aufgebracht. Die Folie 36 erstreckt sich in Längsrichtung des Profilteils 33. Die Folie 36 ist quer zur Längsrichtung zumindest im Bereich des Schlitzes 26 vorhanden und deckt diesen vollständig ab. Die Folie 36 muss aber nicht die gesamte Oberfläche 34 abdecken. Die Folie 36 kann beispielsweise auf das Profilteil 33 aufgeklebt sein.
Die Folie 36 ist insbesondere sehr dünn ausgebildet. Insoweit ist die Darstellung in der 3c nicht maßstäblich. Die Folie 36 ist aus einem Material mit einer Dielektrizitätskonstante hergestellt, die derart gewählt ist, dass der Einfluss der Folie 36 auf das Messsystem 10 möglichst gering ist. Weiterhin ist die Folie 36 derart ausgebildet, dass sie weitgehend dispersionsfrei ist.
Mit Hilfe der Folie 36 kann der Schlitz 26 verschlossen und damit vor dem Eindringen von Schmutz oder Flüssigkeiten oder dergleichen geschützt werden. Gegebenenfalls kann der von der Fläche 25 gebildete Hohlleiter 25' mittels der Folie 36 vollständig nach außen abgedichtet werden.
Anstelle der Folie 36 können auch sonstige Mittel vorhanden sein, mit deren Hilfe ein Eindringen von Schmutz oder gar eine Abdichtung des Hohlleiters 25' erreichbar sind. Beispielsweise kann das gesamte Profilteil 31 von einem Schrumpfschlauch umgeben sein oder der Hohlleiter 25' kann mit einem Füllmaterial ausgegossen sein. Diese Mittel können derart ausgebildet sein, dass sie eine geringe Benetzbarkeit ihrer Oberfläche/n aufweisen (sogenannter Lotus-Effekt).
Die Wölbung 35 und/oder die Folie 36 können einzeln oder gemeinsam bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen vorhanden sein.
Ist die Wölbung 35 und/oder die Folie 36 vorhanden, so ist es gegebenenfalls erforderlich, den Reflektor 13 auf seiner der Wölbung 35 bzw. der Folie 36 zugewandten Fläche in entsprechender Weise anzupassen.
In der 4 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des Führungsteils 12 dargestellt. Es handelt sich dabei um ein metallisches Profilteil 41 mit einer vorgebbaren Länge und gleichbleibendem Querschnitt. Beispielsweise kann das Profilteil 41 in einem Stranggießverfahren und gegebenenfalls mittels eines Sägeschnitts aus Aluminium hergestellt werden.
Das Profilteil 41 der 4 entspricht weitgehend dem Profilteil 21 der 2a, 2b, 2c. Im Unterschied zum Profilteil 21 sind bei dem Profilteil 41 die beiden Schenkel 22 über ein Brückenteil 42 miteinander verbunden.
Im Hinblick auf das Profilteil 41 der 4 wird somit auf die Erläuterungen zu dem Profilteil 21 der 2a, 2b, 2c verwiesen. Ebenfalls wird darauf hingewiesen, dass in der 4 dieselben Bezugszeichen verwendet sind wie in den 2a, 2b, 2c.
Der Reflektor 13 kann bei dem dritten Ausführungsbeispiel der 4 in dem ersten Hohlleiter 24' (im Querschnitt gesehen: erste Fläche 24) oder in dem zweiten Hohlleiter 25' (im Querschnitt gesehen: zweite Fläche 25) untergebracht sein. An dem Reflektor 13 kann eine Stange oder dergleichen angebracht sein, die ebenfalls in dem jeweiligen Hohlleiter 24', 25' untergebracht ist. Die Länge der Stange kann dabei derart vorgesehen sein, dass sie über das dem Sensor 11 gegenüberstehende, ferne Ende des Profilteils 41 hinausragt und dort mit einem zu vermessenden Bauteil verbunden werden kann.
Alternativ kann das dritte Ausführungsbeispiel der 4 als Füllstandsmesssystem verwendet werden. In diesem Fall ist das Profilteil 41 etwa vertikal ausgerichtet und in den beiden Hohlleitern 24', 25' des Profilteils ist eine Flüssigkeit enthalten, deren Füllstand gemessen werden soll. Das dem Sensor 11 gegenüberliegende, ferne Ende des Profilteils 41 befindet sich unterhalb und der Sensor 11 oberhalb der Oberfläche der Flüssigkeit. Ein Reflektor 13, wie er bisher erläutert wurde, ist nicht vorhanden. Stattdessen wirkt die Oberfläche der Flüssigkeit als Reflektor. Die erste Welle 16 wird an der Oberfläche der Flüssigkeit teilweise reflektiert und teilweise durchgelassen. Es entsteht somit aus der ersten Welle 16 an der Oberfläche der Flüssigkeit die reflektierte zweite Welle 18 und die durchgehende dritte Welle, wie dies im Zusammenhang mit der 2c erläutert wurde.
Es wird darauf hingewiesen, dass die vorstehend erläuterte Füllstandsmessung in entsprechender Weise auch bei den anderen beschriebenen Ausführungsbeispielen zur Anwendung kommen kann.
In den 5a und 5b sind weitere Ausführungsbeispiele des Führungsteils 12 der 1 dargestellt. Es handelt sich dabei um Profilteile 51, 52, die dem Profilteil 31 der 3a, 3b, 3c ähnlich sind. Insbesondere ist bei den Profilteilen 51, 52 jeweils der von der Fläche 25 gebildete Hohlleiter 25' und der Schlitz 26 in entsprechender Weise vorhanden, wie dies bei dem Profilteil 31 der Fall ist. Insoweit wird auf die Erläuterungen zu den 3a, 3b, 3c verwiesen.
Zusätzlich ist bei den Profilteilen 51, 52 ein von einer Fläche 53 gebildeter Referenz-Hohlleiter 53' vorhanden, der in der 5a beispielhaft versetzt zu dem Hohlleiter 25' und in der 5b beispielhaft unterhalb des Hohlleiters 25' angeordnet ist. Es versteht sich, dass der Referenz-Hohlleiter 53' auch andersartig im Hinblick auf den Hohlleiter 25' angeordnet sein kann.
Der Referenz-Hohlleiter 53' kann beispielsweise eine rechteckige Querschnittsfläche aufweisen, deren Abmessungen größer oder kleiner als diejenigen des Hohlleiters 25' sein können. Der Referenz-Hohlleiter 53' weist keinen Schlitz auf.
An dem dem Sensor 11 gegenüberliegenden fernen Ende des Profilteils 51, 52 können Mittel vorhanden sein, um die Referenzwelle zu reflektieren.
In den von der Fläche 53 gebildeten Referenz-Hohlleiter 53' kann eine Referenzwelle eingekoppelt und geführt werden, die insbesondere der ersten Welle 16 entspricht. Die Referenzwelle wird von dem Reflektor 13 nicht beeinflusst. Die Referenzwelle wird am fernen Ende des Profilteils 51, 52 reflektiert und wieder zu dem Sensor 11 zurückgeführt und dort empfangen.
Alternativ ist es möglich, dass das im Zusammenhang mit den 2a, 2b, 2c bereits erwähnte Abschlussteil derart ausgebildet ist, dass die ebenfalls bereits erwähnte dritte Welle aus dem Hohlleiter 25' in den Hohlleiter 53' umgeleitet wird. Die umgeleitete dritte Welle wird dann in dem Referenz-Hohlleiter 53' zu dem Sensor 11 zurückgeführt und dort empfangen.
Mit Hilfe der Referenzwelle kann eine Referenzmessung durchgeführt werden, mit deren Hilfe eine Kompensation beispielsweise von temperaturabhängigen Längenänderungen und/oder sonstigen Veränderungen des Profilteils 51, 52 vorgenommen werden kann.
Es versteht sich, dass der vorstehend erläuterte Referenz-Hohlleiter 53' und die damit erreichbare Referenzmessung bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen zur Anwendung kommen kann.
Eine weitere Möglichkeit zur Durchführung einer Referenzmessung besteht bei den Ausführungsbeispielen der 2 bis 4 darin, am fernen Ende des Profilteils 21, 31, 41 einen weiteren Sensor anzuordnen. Dieser Sensor kann einerseits nur zum Empfangen der dritten Welle vorgesehen sein, wobei dann diese dritte Welle als Referenzwelle dient.
Andererseits kann der weitere Sensor zusätzlich auch zum Senden von Wellen vorgesehen sein, so dass im Ergebnis zwei Messsysteme entstehen, die ausgehend von unterschiedlichen Enden des Profilteils 21, 31, 41 in entgegengesetzte Richtungen arbeiten. In diesem Fall sind somit zwei einander entgegengesetzte Wellen vorhanden. Vorzugsweise können die beiden Messsysteme abwechselnd betrieben werden, so dass Differenzberechnungen im Hinblick auf den Abstand bzw. die Position des Reflektors 13 innerhalb des Profilteils 21, 31, 41 ausführbar sind.
In diesen Fällen mit zwei Sensoren ist also kein Referenz-Hohlleiter wie in den 5a, 5b erforderlich.
Es wird darauf hingewiesen, dass bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen die Erzeugung der ersten Welle 16 nicht zwingend von dem Sensor 11 ausgeführt werden muss. Stattdessen ist es möglich, dass die erste Welle 16 unabhängig von dem Sensor 11 erzeugt wird und auf irgendeine Art und Weise in den Schlitz 26 des Profilteils 21, 31, 41 eingekoppelt wird. Entsprechendes gilt für den vorgenannten weiteren Sensor.
Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen nicht nur die Wellen 16, 18 vorhanden sein können, sondern dass eine Mehrzahl von Wellen mit unterschiedlichen Frequenzen vorhanden sein können, die in entsprechender Weise in dem Schlitz 26 geführt sind. Dies kann insbesondere im Hinblick auf eine eindeutige Ermittlung des Abstands zwischen dem Sensor 11 und dem Reflektor 13 erforderlich sein.

Claims

Messsystem (10) mit einem Sensor (11) zum Empfangen einer elektromagnetischen Welle (18) und mit einem Führungsteil (12), wobei das Führungsteil (12) als länglich ausgebildetes Profilteil (21, 31, 41) ausgebildet ist, das in Längsrichtung einen Schlitz (26) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (26) zur Führung der elektromagnetischen Welle (18) vorgesehen ist, wobei die Welle (18) im Wesentlichen in dem Schlitz (26) verläuft.
Messsystem (10) nach Anspruch 1, wobei der Schlitz (26) von zwei einander gegenüberstehenden Stegen (27) gebildet ist.
Messsystem (10) nach Anspruch 2, wobei die beiden Stege (27) etwa parallel zueinander ausgerichtet sind.
Messsystem (10) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei der Abstand der beiden Stege (27) eine Schlitzbreite (s) des Schlitzes (26) vorgibt.
Messsystem (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die von den beiden Stegen (27) gebildete Oberfläche (34) eine Wölbung (35) oder eine Schräge aufweist.
Messsystem (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Schlitz (26) abgedeckt ist, insbesondere mit einer Folie (36).
Messsystem (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Profilteil (21, 31, 41) einen sich in Längsrichtung erstreckenden Hohlleiter (25') aufweist, dem der Schlitz (26) zugeordnet ist.
Messsystem (10) nach Anspruch 7, wobei der Hohlleiter (25') im Querschnitt eine im Wesentlichen rechteckförmige Fläche (25) besitzt, und wobei in einer der den Hohlleiter (25') räumlich begrenzenden Flächen der Schlitz (26) enthalten ist.
Messsystem (10) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei der Schlitz (26) etwa mittig zu dem Hohlleiter (25') ausgerichtet ist.
Messsystem (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Profilteil (21, 31, 41) einen etwa rechteckförmigen Querschnitt besitzt.
Messsystem (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Profilteil (21, 41) einen sich in Längsrichtung erstreckenden weiteren Hohlleiter (24') aufweist, dem der Schlitz (26) zugeordnet ist.
Messsystem (10) nach Anspruch 11, wobei die Hohlleiter (24', 25') über den Schlitz (26) miteinander verbunden sind.
Messsystem (10) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei das Profilteil (21, 41) einen etwa U-förmigen Querschnitt mit zwei Schenkeln (22) aufweist.
Messsystem (10) nach Anspruch 13, wobei das Profilteil (41) ein Brückenteil (41) aufweist, über das die beiden Schenkel (22) miteinander verbunden sind.
Messsystem (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Reflektor (13) vorhanden ist, der dem Schlitz (26) des Profilteils (21, 31, 41) zugeordnet ist, und der in Längsrichtung des Profilteils (21, 31, 41) verschiebbar ist.
Messsystem (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Profilteil (21, 31, 41) und vorzugsweise auch der Reflektor (13) aus einem Metall, insbesondere aus Aluminium besteht/bestehen.
Messsystem (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Sensor (11) zum Erzeugen einer elektromagnetischen Welle (16) vorgesehen ist, und wobei die von dem Sensor empfangene elektromagnetische Welle (18) durch Reflexion der erzeugten elektromagnetischen Welle (16) entsteht.
Messsystem (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein weiterer Sensor zum Empfangen einer elektromagnetischen Welle vorhanden ist, und wobei die beiden Sensoren den Enden des Profilteils (21, 31, 41) zugeordnet sind.