DE19539551A1 - Measuring system and method for detecting the position of a piston - Google Patents

Measuring system and method for detecting the position of a piston

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Abstract

In a measurement system for sensing the position of a piston (6) capable of moving within a cylinder (1) to which a pressure may be applied, a position transmitter (11), for example a magnet, is linked to the piston (6) inside the cylinder (1), and a sensor (12) that may be driven outside the cylinder (1) by a drive (13, 14) along the path of displacement of the position transmitter (11) senses a signal intensity depending on its distance from the position transmitter (11). The sensor (12) is driven by a regulator (17) in such a way that it presents a maximum signal intensity. By detecting the position of the sensor (12), the position of the position transmitter (11) may be deducted.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Meßsystem zur Erfassung der Position eines in einem druckbeaufschlagbaren Zylinder bewegbaren Kolbens.The invention relates to a measuring system for detection the position of one in a pressurized cylinder movable piston.

Ein solches Meßsystem ist beispielsweise aus der Betriebsan­ leitung zu dem Siemens-Hochspannungs-Leistungsschalter 3AT2, Seite 300/6 bis 300/7 bekannt. Dort ist ein Zylinder be­ schrieben, in dem ein an der Zylinderwand dichtender Kolben gleitet und in dem auf einer Seite des Kolbens Hydrauliköl und auf der anderen Seite des Kolbens Stickstoff in Gasform vorgesehen ist. Der Zylinder dient als Energiespeicher für den Antrieb des Schalters und wird durch Einpressen von Hy­ drauliköl und entsprechendes Komprimieren des Stickstoffs mit Energie aufgeladen. Der in dem Zylinder herrschende Druck wird über Druckwächter kontrolliert und ggf. wird Hydrauliköl nachgepumpt. Die Stickstoffmenge, die in dem Zylinder vorhan­ den ist, soll konstant bleiben und es sollen sich nur Druck und Temperatur ändern. Geht jedoch Stickstoff durch die nicht idealen Dichtungen verloren, so ergibt sich bei gleichem Hy­ draulikdruck eine veränderte Stellung des Kolbens, die über mehrere ortsfeste Näherungsschalter erfaßt wird.Such a measuring system is, for example, from Betriebsan cable to the Siemens 3AT2 high-voltage circuit breaker, Pages 300/6 to 300/7 known. There is a cylinder there wrote in which a piston sealing against the cylinder wall slides and in the hydraulic oil on one side of the piston and nitrogen on the other side of the piston in gas form is provided. The cylinder serves as an energy store for the drive of the switch and is pressed in by Hy draulic oil and compressing the nitrogen accordingly Charged with energy. The pressure in the cylinder is checked by pressure switches and, if necessary, hydraulic oil pumped. The amount of nitrogen in the cylinder that is, should remain constant and there should only be pressure and change temperature. However, nitrogen doesn't go through that ideal seals are lost, the result is the same Hy draulic pressure a changed position of the piston that over several stationary proximity switches are detected.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Meßsystem der eingangs genannten Art mit einem mög­ lichst geringen konstruktiven Aufwand und geringen Kosten ei­ ne genaue und zuverlässige Positionsmessung zu ermöglichen.The present invention is based on the object a measuring system of the type mentioned with a poss lowest possible design effort and low costs ne accurate and reliable position measurement.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen mit dem Kolben verbundenen Positionsanzeiger, einen entlang der Be­ wegungsbahn des Positionsanzeigers außerhalb des Zylinders mittels eines Antriebs antreibbaren Sensors, der in Abhängig­ keit von seiner Entfernung zu dem Positionsanzeiger eine Signalstärke erfaßt, eine mit dem Sensor verbundene Regelein­ richtung, die Befehle an den Antrieb abgibt und hierdurch die Position des Sensors einstellt, in der dieser eine maximale Signalstärke erfaßt, und eine Vorrichtung zur Erfassung der Position des Sensors.The object is achieved by one with the Piston connected position indicators, one along the Be Path of the position indicator outside the cylinder by means of a drive which can be driven in dependence distance from the position indicator  Signal strength detected, a rule connected to the sensor direction that issues commands to the drive and thereby the Position of the sensor in which this a maximum Signal strength detected, and a device for detecting the Position of the sensor.

Der Sensor wird durch die Regeleinrichtung mittels des An­ triebs solange an dem Zylinder entlang bewegt, bis daß er ei­ ne maximale Signalstärke nachweist und damit anzeigt, daß er bis auf den nächstmöglichen Abstand an den Positionsanzeiger herangerückt ist.The sensor is controlled by the control device using the On drives along the cylinder until it ei ne demonstrates maximum signal strength and thus indicates that he up to the closest possible distance to the position indicator has approached.

In dieser Stellung kann aus der Position des Sensors auf die Position des Positionsanzeigers in dem Zylinder geschlossen werden. Ein eventuell vorhandener Abstand zwischen Positi­ onsanzeiger und Sensor in Bewegungsrichtung des Kolbens bei maximaler Signalstärke kann zur Eichung des Meßsystems zu­ nächst ohne Druckbeaufschlagung des Zylinders ausgemessen und später im Betrieb bei Messungen berücksichtigt werden.In this position, the position of the sensor on the Position of the position indicator in the cylinder closed will. A possible distance between positi indicator and sensor in the direction of movement of the piston The maximum signal strength can be used to calibrate the measuring system next measured without pressurizing the cylinder and be taken into account during measurements later in operation.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird nur ein einziger Sensor benötigt und die Position des Kolbens kann dennoch sehr genau erfaßt werden. Es ergibt sich auch zwanglos eine automatische Funktionsprüfung des Sensors, da dieser in jeder Stellung des Kolbens in eine Position gefahren werden kann, in der er Signale empfängt. Wenn der Sensor trotz seiner Be­ wegung entlang der Bewegungsbahn des Positionsanzeigers keine Signale nachweist, so ist dies ein Hinweis auf einen Funkti­ onsmangel. Eine solche einfache Überprüfungsmöglichkeit ist bei einem System mit mehreren im Abstand voneinander festste­ henden Sensoren zur Erfassung eines Positionsanzeigers schwieriger.Due to the construction according to the invention, only one is used Sensor needed and the position of the piston can still be recorded very precisely. There is also an informal one automatic function test of the sensor, as this in every Position of the piston can be moved into a position in which he receives signals. If the sensor despite its loading movement along the movement path of the position indicator none Detects signals, this is an indication of a function lack. One such simple verification option is in a system with several fixed at a distance from each other existing sensors for detecting a position indicator more difficult.

Die Messung der Position des Sensors ist mit herkömmlichen Methoden außerhalb des druckbeaufschlagbaren Zylinders sehr einfach möglich, beispielsweise mittels eines Widerstandsab­ griffs oder durch eine der im folgenden beschriebenen Vor­ richtungen.The measurement of the position of the sensor is conventional Methods outside the pressurized cylinder very much easily possible, for example by means of a resistance  handles or by one of the before described below directions.

Aus der mittels des Meßsystems bestimmten Position des Posi­ tionsanzeigers kann auf einfache Weise das durch den Kolben abgetrennte Teilvolumen des Zylinders bestimmt werden. Es kann im Bereich des Zylinders ein Temperaturmeßsensor vorge­ sehen sein, so daß auch die Temperatur des Füllmediums als Meßgröße zur Verfügung steht.From the position of the Posi determined by means of the measuring system tion indicator can easily by the piston separated partial volume of the cylinder can be determined. It can a temperature measuring sensor in the area of the cylinder be seen so that the temperature of the filling medium as Measured variable is available.

Das Teilvolumen kann beispielsweise mit einem Gas, insbeson­ dere mit Stiffstoff gefüllt sein, das als Energiespeicher für einen Rochspannungs-Leistungsschalter dient.The partial volume can be, for example, with a gas, in particular be filled with stiff substance, which acts as an energy store for a Roch voltage circuit breaker is used.

Aus dem Volumen, der Temperatur und dem Druck des Stick­ stoffs, der im wesentlichen dem anstehenden Hydraulikdruck entspricht, läßt sich dann mit bekannten Konstanten die Menge des in dem Volumen vorhandenen Stickstoffs bzw. die Anzahl der Moleküle bestimmen oder zu einer Referenzmenge von Stick­ stoff in Beziehung setzen. Auf diese Weise kann beispielswei­ se mittels einer Auswerteinrichtung die noch in dem Zylinder zur Verfügung stehende Gasmenge ermittelt und entschieden werden, ob diese für die Speicherung der zum Schalten eines Hochspannungsschalters notwendigen Energie ausreicht. Reicht die Gasmenge nicht mehr aus, so kann beispielsweise ein Warnsignal abgegeben oder der Schalter gesperrt oder ausge­ schaltet werden.From the volume, the temperature and the pressure of the stick substance, which essentially corresponds to the hydraulic pressure corresponds, the set can then be made with known constants of the nitrogen present in the volume or the number determine the molecules or stick to a reference amount relate substance. In this way, for example se by means of an evaluation device that is still in the cylinder available amount of gas determined and decided whether this is for storing the for switching a High voltage switch necessary energy is sufficient. Enough the amount of gas is no longer sufficient, for example Warning signal issued or the switch locked or off be switched.

Die Vorrichtung zur Erfassung der Position des Sensors kann vorteilhaft eine Auswerteeinrichtung zur Erfassung und Aus­ wertung der von dem Regelsystem an den Antrieb abgegebenen Stellsignale und zur Bestimmung der Position des Kolbens aus dessen Ausgangsstellung und den Stellsignalen aufweisen. The device for detecting the position of the sensor can advantageously an evaluation device for recording and off evaluation of the output from the control system to the drive Control signals and to determine the position of the piston have its starting position and the control signals.  

Die Stellsignale liegen üblicherweise bereits in Form von elektrischen Signalen vor und können an eine Auswerteeinrich­ tung direkt abgegeben werden.The control signals are usually already in the form of electrical signals and can be sent to an evaluation unit tion can be delivered directly.

Es kann auch vorteilhaft vorgesehen sein, daß die Vorrichtung zur Erfassung der Position des Sensors eine Einrichtung zur Erfassung der Aktivität des Antriebs und eine Einrichtung zur Bestimmung der Position des Kolbens aus dessen Ausgangsstel­ lung und der erfolgten Aktivität des Antriebs aufweist.It can also be advantageously provided that the device a device for detecting the position of the sensor Detection of the activity of the drive and a device for Determination of the position of the piston from its starting point tion and the activity of the drive.

Die Einrichtung zur Erfassung der Aktivität des Antriebs kann beispielsweise, wenn der Antrieb einen rotierenden Motor auf­ weist, durch ein Zählwerk gebildet sein, das die Umdrehungen des Motors zählt.The device for recording the activity of the drive can for example when the drive is on a rotating motor has to be formed by a counter that records the revolutions of the engine counts.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Positionsanzeiger einen Magneten aufweist und daß der Sensor zum Nachweis von magnetischen Feldern geeignet ist.An advantageous embodiment of the invention provides that the position indicator has a magnet and that the Sensor for the detection of magnetic fields is suitable.

Solche magnetischen Felder lassen sich mittels sensibler Sen­ soren auch durch relativ dicke, metallische Zylinderwände nachweisen. Diese Art der Signalübertragung ist besonders un­ ter den harten Einsatzbedingungen eines Hochspannungs- Leistungsschalters wenig verschmutzungs- und störungsanfällig.Such magnetic fields can be detected using sensitive sensors sensors due to relatively thick, metallic cylinder walls to prove. This type of signal transmission is particularly un ter the harsh operating conditions of a high voltage Circuit breaker less susceptible to contamination and malfunction.

Es kann ein Funktionieren über Jahre hinaus gewährleistet werden.It can guarantee functioning for years to come will.

Es kann auch vorteilhaft ein Ultraschallsender zur Einstrah­ lung von Ultraschallsignalen in den Zylinder vorgesehen sein und der Sensor kann in diesem Fall ein Ultraschallsensor sein.An ultrasound transmitter can also advantageously be used for irradiation tion of ultrasonic signals can be provided in the cylinder and in this case the sensor can be an ultrasonic sensor be.

Auch hierdurch ist die Lokalisierung eines Positionsanzeigers möglich, der im Inneren eines Zylinders mit einem Kolben ver­ bunden ist. Als Positionsanzeiger kann in diesem Fall bereits eine Kolbenfläche dienen, die im Ultraschallbild eine scharfe Reflexionskante bildet.This is also the location of a position indicator possible, the ver inside a cylinder with a piston is bound. In this case, it can already serve as a position indicator  serve a piston surface that is sharp in the ultrasound image Reflecting edge forms.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zur Er­ fassung der Position eines in einem druckbeaufschlagbaren Zy­ linder bewegbaren Kolbens, bei dem mit dem Kolben ein Positi­ onsanzeiger verbunden ist und mittels einer Regeleinrichtung ein Sensor, der in Abhängigkeit von seiner Entfernung zu dem Positionsanzeiger eine Signalstärke erfaßt, entlang der Bewe­ gungsbahn des Positionsanzeigers außerhalb dem Zylinders mittels eines Antriebs derart angetrieben wird, daß eine Po­ sition des Sensors eingestellt wird, an der dieser eine ma­ ximale Signalstärke mißt und daß danach die Position des Sen­ sors erfaßt und hieraus die Position des Kolbens bestimmt wird.The invention also relates to a method for He version of the position of a pressurized Zy less movable piston, in which a positive position with the piston onsanzeiger is connected and by means of a control device a sensor that, depending on its distance from the Position indicators detected a signal strength along the movement path of the position indicator outside the cylinder is driven by a drive such that a Po sition of the sensor is set, at which this a ma ximal signal strength measures and that afterwards the position of the Sen sors detected and from this the position of the piston determined becomes.

Die Erfindung umfaßt außerdem ein Verfahren zur Erfassung der innerhalb eines Zylinders gespeicherten Gasmenge, bei dem zu­ nächst mittels des obengenannten Verfahrens die Position des Kolbens erfaßt wird und aus der Position des Kolbens das Gas­ volumen bestimmt und aus dem auf den Kolben wirkenden Hy­ draulikdruck der Gasdruck bestimmt sowie die Temperatur ge­ messen wird und daß aus den Größen Druck, Temperatur und Vo­ lumen die innerhalb des Zylinders befindliche Gasmenge be­ stimmt oder zu einer Referenzgasmenge in Beziehung gesetzt wird.The invention also includes a method for detecting the amount of gas stored within a cylinder, at which too next, the position of the Piston is detected and the gas from the position of the piston volume determined and from the Hy acting on the piston Draulikdruck determines the gas pressure and the temperature ge will measure and that from the quantities pressure, temperature and Vo lumen the amount of gas inside the cylinder true or related to a reference gas quantity becomes.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrie­ ben.In the following, the invention is illustrated by means of an embodiment shown in a drawing and then described ben.

Dabei zeigtIt shows

Fig. 1 schematisch das erfindungsgemäße System mit einer ersten Vorrichtung zur Erfassung der Position des Sensors, Fig. 1 shows schematically the inventive system comprising a first device for detecting the position of the sensor,

Fig. 2 das erfindungsgemäße Meßsystem mit einer zweiten Vor­ richtung zur Erfassung der Position des Sensors, Fig. 2 measuring system according to the invention with a second pre direction for detecting the position of the sensor,

Fig. 3 eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung zur Erfas­ sung der Position des Sensors. Fig. 3 shows a further embodiment of the device for capturing the position of the sensor.

In der Fig. 1 ist ein Hydraulikzylinder 1 für den Antrieb eines nicht dargestellten Hochspannungs-Leistungsschalters dargestellt. Ein erster Bereich 2 des Zylinders 1 ist mit ei­ nem Hydrauliköl gefüllt. Der Zylinder 1 weist zwei Anschlüsse 3, 4 auf, wobei an den einen Anschluß 3 eine Hydraulikpumpe 5 angeschlossen ist, die das Hydrauliköl mit einem bestimmten, einstellbaren Druck von mehreren Bar beaufschlagt. Mit an­ steigendem Druck wandert der Kolben 6 innerhalb des Zylinders 1, um dem Hydrauliköl Platz zu machen und verringert dabei das Gasvolumen 7, das beispielsweise mit Stickstoff gefüllt ist. Dabei entspricht der Gasdruck in dem Gasvolumen 7 im we­ sentlichen dem anstehenden Hydraulikdruck, da der Kolben 6 frei beweglich ist. Der Kolben 6 ist mittels Dichtungen 8, 9 an der Innenwand des Zylinders 1 abgedichtet.In FIG. 1, a hydraulic cylinder 1 is shown a high-voltage power switch, not shown, for the drive. A first area 2 of the cylinder 1 is filled with a hydraulic oil. The cylinder 1 has two connections 3 , 4 , a hydraulic pump 5 being connected to the one connection 3 , which acts on the hydraulic oil with a certain, adjustable pressure of several bars. With increasing pressure, the piston 6 travels within the cylinder 1 to make room for the hydraulic oil and thereby reduces the gas volume 7 , which is filled with nitrogen, for example. The gas pressure in the gas volume 7 corresponds essentially to the hydraulic pressure present, since the piston 6 is freely movable. The piston 6 is sealed by means of seals 8 , 9 on the inner wall of the cylinder 1 .

Der Zylinder 1 weist einen weiteren Anschluß 4 auf, an den ein mittels des Hydrauliköls betätigbarer Antriebszylinder angeschlossen ist, der nicht dargestellt ist. Zur Betätigung des Antriebszylinders wird schlagartig über ein Ventil Hy­ drauliköl aus dem Zylinder 1 abgelassen. Als Energiespeicher dient dabei das sich ausdehnende kompressible Gas in dem Gas­ volumen 7. Das Hydrauliköl ist wegen seiner weitgehenden In­ kompressibilität für sich kaum in der Lage, Energie in nen­ nenswertem Maß zu speichern.The cylinder 1 has a further connection 4 , to which a drive cylinder which is actuable by means of the hydraulic oil and which is not shown is connected. To actuate the drive cylinder draulic oil is drained suddenly from the cylinder 1 via a valve Hy. The expanding compressible gas in the gas volume 7 serves as an energy store. Due to its extensive compressibility, hydraulic oil is hardly capable of storing energy to any significant degree.

Ein Druckwächter 10 überwacht den Hydraulikdruck und steuert zum Nachpumpen von Hydrauliköl die Pumpe 5 an.A pressure switch 10 monitors the hydraulic pressure and controls the pump 5 to replenish hydraulic oil.

Es muß verhindert werden, daß Gas aus dem Gasvolumen 7 ent­ weicht, da mit abnehmender Gasmenge die Fähigkeit zur Ener­ giespeicherung abnimmt. It must be prevented that gas escapes from the gas volume 7 , since the ability to store energy decreases as the amount of gas decreases.

Dies ist insbesondere deshalb wichtig, da Hochspannungs-Lei­ stungsschalter sehr wartungsfreundlich sind und oft über Jahre nicht gewartet zu werden brauchen.This is particularly important because high voltage lei switch are very easy to maintain and often over Years do not need to be maintained.

Es ist daher notwendig, die in dem Gasvolumen 7 verbliebene Gasmenge zu bestimmen.It is therefore necessary to determine the amount of gas remaining in the gas volume 7 .

Die Anzahl der Gasmoleküle, die sich im Gasvolumen 7 befin­ den, läßt sich aus dem Volumen, dem herrschenden Druck und der Temperatur bei Kenntnis der Gaskonstante unter Berück­ sichtigung der Gasgleichung bestimmen. Da der Druck im wesent­ lichen unter Zuhilfenahme eines Druckwächters 10 bestimmbar und auch die Temperatur meßbar ist, bleibt lediglich die Po­ sition des Kolbens 6 und damit das Gasvolumen zu bestimmen, um danach aus den gegebenen Größen die Gasmenge in dem Gas­ volumen 7 berechnen zu können.The number of gas molecules that are in the gas volume 7 can be determined from the volume, the prevailing pressure and the temperature with knowledge of the gas constant, taking into account the gas equation. Since the pressure in wesent union can be determined with the aid of a pressure switch 10 and the temperature can be measured, only the position of the piston 6 and thus the gas volume remains to be determined, in order to then be able to calculate the amount of gas in the gas volume 7 from the given quantities .

Zu diesem Zweck ist an dem Kolben 6 als Positionsanzeiger ein Magnet 11 befestigt, dessen Magnetfeld wenigstens teilweise durch die Wand des Zylinders 1 hindurchgreift und von einem Sensor 12 registriert wird. Der Sensor 12 ist auf einer Spindel 13 durch Drehung der Spindel 13 mittels eines Motors 14 verschiebbar. Dabei ist der Sensor 12 in einer Halterung 15 befestigt, die durch eine Stange 16 bei Betätigung der Spindel 13 gegen Mitdrehen gesichert ist.For this purpose, a magnet 11 is attached to the piston 6 as a position indicator, the magnetic field of which at least partially extends through the wall of the cylinder 1 and is registered by a sensor 12 . The sensor 12 is displaceable on a spindle 13 by rotating the spindle 13 by means of a motor 14 . The sensor 12 is fastened in a holder 15 which is secured against rotation by a rod 16 when the spindle 13 is actuated.

Der Sensor 12 kann beispielsweise ein Hall-Sensor sein.The sensor 12 can be a Hall sensor, for example.

Durch Betätigung des Motors 14 kann der Sensor 12 an dem Zy­ linder 1 entlang bewegt werden. Dabei kann laufend die Inten­ sität des Magnetfeldes gemessen und somit eine Intensitäts­ verteilung erfaßt werden. Die höchste magnetische Feldstarke wird an der Position des Magneten 11 gemessen.By actuating the motor 14 , the sensor 12 can be moved along the cylinder 1 . The intensity of the magnetic field can be measured continuously and thus an intensity distribution can be detected. The highest magnetic field strength is measured at the position of the magnet 11 .

Es ist nun eine Regeleinrichtung 17 vorgesehen, die Befehle über eine Leitung 18 an den Motor 14 abgibt und gleichzeitig die jeweils nachgewiesene Magnetfeldintensität von dem Sensor 12 registriert. Der Motor wird solange betätigt, bis daß eine maximale Magnetfeldintensität von dem Sensor 12 registriert wird. In dieser Situation wird davon ausgegangen, daß der Sensor 12 dem als Positionsanzeiger dienenden Magneten 11 ge­ nau gegenübersteht.A control device 17 is now provided, which issues commands via a line 18 to the motor 14 and at the same time registers the respectively detected magnetic field intensity by the sensor 12 . The motor is operated until a maximum magnetic field intensity is registered by the sensor 12 . In this situation, it is assumed that the sensor 12 is exactly opposite the magnet 11 serving as a position indicator.

Durch ein an dem Motor 14 angebrachtes Zählwerk 19 wird die durch den Motor 14 übertragene Bewegung registriert und es kann somit an dem Zählwerk 19 direkt die Position des Sensors 12 abgelesen werden. Hierdurch ist direkt die Position des Magneten 11 bzw. des Kolbens 6 bestimmbar. Mittels eines Tem­ peratursensors 20 ist außerdem die Gastemperatur in dem Gas­ volumen 7 bestimmbar. Es stehen somit die Größen Volumen, Temperatur des Gases und Gasdruck sowie die Art des Gases zur weiteren Bestimmung der Gasmenge zur Verfügung. Es kann zu diesem Zweck eine automatische Vorrichtung vorgesehen sein, die mit einem Druckwächter 10, dem Temperatursensor 20 und dem Zählwerk 19 des Motors verbunden ist und automatisch de­ ren Meßwerte einliest sowie unter Berücksichtigung der gege­ benen, von der Gasart abhängigen Konstanten die Gasmenge be­ stimmt und bei Unterschreiten einer vorgegebenen unteren Grenze der Gasmenge eine Warnung ausgibt oder den Hochspan­ nungs-Leistungsschalter blockiert oder ausschaltet.The movement transmitted by the motor 14 is registered by a counter 19 attached to the motor 14 and the position of the sensor 12 can thus be read directly from the counter 19 . As a result, the position of the magnet 11 or the piston 6 can be determined directly. By means of a temperature sensor 20 , the gas temperature in the gas volume 7 can also be determined. The variables volume, temperature of the gas and gas pressure as well as the type of gas are thus available for further determination of the gas quantity. For this purpose, an automatic device can be provided, which is connected to a pressure switch 10 , the temperature sensor 20 and the counter 19 of the engine and automatically reads in the measured values and, taking into account the given constants which are dependent on the gas type, the gas quantity is determined and if the gas quantity falls below a predetermined lower limit, issues a warning or blocks or switches off the high-voltage circuit breaker.

In den Fig. 2 und 3 sind Elemente, die in gleicher Form bereits in der Fig. 1 dargestellt sind, mit gleichen Bezugs­ zeichen versehen.In FIGS. 2 and 3, elements that are represented in the same form already in the Fig. 1, provided with the same reference.

Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 2 wird die Position des Sensors 2 ebenso geregelt wie bei der Ausführungsform ge­ mäß Fig. 1.In the embodiment according to FIG. 2, the position of the sensor 2 is regulated in the same way as in the embodiment according to FIG. 1.

In diesem Fall wird die Position des Sensors 12 nicht über ein Zählwerk an dem Motor 14 registriert, sondern mittels ei­ ner handelsüblichen Ultraschallentfernungsmeßeinrichtung 21, die an dem Zylinder 1 ortsfest angeordnet ist und die Entfer­ nung zu dem Sensor 12 bzw. zu der Halterung 15 bestimmt und zur weiteren Bestimmung der Gasmenge zur Verfügung stellt.In this case, the position of the sensor 12 is not registered via a counter on the motor 14 , but by means of a commercially available ultrasound distance measuring device 21 , which is arranged in a stationary manner on the cylinder 1 and determines the distance to the sensor 12 or to the holder 15 and for further determination of the amount of gas available.

Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 3 wird die Position des Sensors 12 nicht durch Messung an dem Sensor selbst, son­ dern durch Registrierung der an den Motor 14 gerichteten Be­ fehle vorgenommen. Zu diesem Zweck ist eine Auswerteeinrich­ tung 22 zur Erfassung und Auswertung der von dem Regelsystem 17 an den Antrieb abgegebenen Stellsignale vorgesehen, in der aus den Stellsignalen die jeweilige Position des Sensors 12 bestimmt und für eine weitere Bestimmung der Gasmenge in dem Gasvolumen 7 zur Verfügung gestellt wird.In the embodiment according to FIG. 3, the position of the sensor 12 is not carried out by measuring the sensor itself, but rather by registering the commands directed to the motor 14 . For this purpose, an evaluation device 22 is provided for detecting and evaluating the control signals output by the control system 17 to the drive, in which the respective position of the sensor 12 is determined from the control signals and made available for a further determination of the gas quantity in the gas volume 7 becomes.

Es kann sich bei dem Motor 14 beispielsweise um einen Schrittmotor handeln, der durch einzelne Stellimpulse jeweils um einen definierten Winkel weitergedreht wird. Mit einem solchen Schrittmotor ist eine besonders genaue Steuerung des Sensors 12 und eine zuverlässige Registrierung der Bewegung und entsprechende Erfassung der Stellung des Sensors 12 mög­ lich.The motor 14 can be a stepper motor, for example, which is rotated further by a defined angle by means of individual actuating pulses. With such a stepper motor, particularly precise control of the sensor 12 and reliable registration of the movement and corresponding detection of the position of the sensor 12 is possible.

Claims (7)

1. Meßsystem zur Erfassung der Position eines in einem druck­ beaufschlagbaren Zylinder (1) bewegbaren Kolbens (6), gekennzeichnet durch einen mit dem Kol­ ben (6) verbundenen Positionsanzeiger (11), einen entlang der Bewegungsbahn des Positionsanzeigers (11) außerhalb des Zy­ linders (1) mittels eines Antriebs (13, 14) antreibbaren Sensors (12), der in Abhängigkeit von seiner Entfernung zu dem Positionsanzeiger (11) eine Signalstärke erfaßt, eine mit dem Sensor verbundene Regeleinrichtung (17), die Befehle an den Antrieb (13, 14) abgibt und hierdurch die Position des Sensors (12) einstellt, an dem dieser eine maximale Signal­ stärke erfaßt, und eine Vorrichtung (19, 21, 22) zur Erfas­ sung der Position des Sensors.1. Measuring system for detecting the position of a in a pressurizable cylinder ( 1 ) movable piston ( 6 ), characterized by a with the Kol ben ( 6 ) connected position indicator ( 11 ), one along the path of movement of the position indicator ( 11 ) outside the Zy Lindner ( 1 ) by means of a drive ( 13 , 14 ) driven sensor ( 12 ) which detects a signal strength depending on its distance from the position indicator ( 11 ), a control device ( 17 ) connected to the sensor, the commands to the drive ( 13 , 14 ) and thereby adjusts the position of the sensor ( 12 ) at which it detects a maximum signal strength, and a device ( 19 , 21 , 22 ) for detecting the position of the sensor. 2. Meßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (22) zur Erfassung der Position des Sensors (12) eine Auswerte-Einrichtung zur Erfassung und Auswertung der von dem Regelsystem (17) an den Antrieb (13, 14) abgege­ benen Stellsignale und zur Bestimmung der Position des Kol­ bens (6) aus dessen Ausgangsstellung und den Stellsignalen aufweist.2. Measuring system according to claim 1, characterized in that the device ( 22 ) for detecting the position of the sensor ( 12 ) has an evaluation device for detecting and evaluating the from the control system ( 17 ) to the drive ( 13 , 14 ) Control signals and for determining the position of the piston ( 6 ) from its starting position and the control signals. 3. Meßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (19, 21) zur Erfassung der Position des Sen­ sors (12) eine Einrichtung zur Erfassung der Aktivität des Antriebs (13, 14) und eine Einrichtung zur Bestimmung der Po­ sition des Kolbens (6) aus dessen Ausgangsstellung und der erfolgten Aktivität des Antriebs (13, 14) aufweist.3. Measuring system according to claim 1, characterized in that the device ( 19 , 21 ) for detecting the position of the sensor ( 12 ), a device for detecting the activity of the drive ( 13 , 14 ) and a device for determining the position of the Has piston ( 6 ) from its initial position and the activity of the drive ( 13 , 14 ). 4. Meßsystem nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionsanzeiger (11) einen Magneten aufweist und daß der Sensor (12) zum Nachweis von magnetischen Feldern geeig­ net ist.4. Measuring system according to claim 1 or one of the following, characterized in that the position indicator ( 11 ) has a magnet and that the sensor ( 12 ) is suitable for detecting magnetic fields net. 5. Meßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (12) ein Ultraschallsensor ist und das zusätzlich ein Ultraschallsender zur Einstrahlung von Ultraschallsigna­ len in den Zylinder (1) vorgesehen ist.5. Measuring system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sensor ( 12 ) is an ultrasonic sensor and that an ultrasonic transmitter is also provided for irradiating ultrasound signals in the cylinder ( 1 ). 6. Verfahren zur Erfassung der Position eines in einem druck­ beaufschlagbaren Zylinder bewegbaren Kolbens (6), dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Kolben (6) ein Positionsanzeiger (11) verbunden ist und daß mittels einer Regeleinrichtung (17) ein Sensor (12) entlang der Bewegungsbahn des Positionsanzeigers (11) außer­ halb des Zylinders (1) mittels eines Antriebs (13, 14) derart angetrieben wird, daß eine Position des Sensors (12) eingestellt wird, an der dieser eine maximale Signalstärke mißt und daß danach die Position des Sensors (12) erfaßt und hieraus die Position des Kolbens (6) bestimmt wird.6. A method for detecting the position of a piston ( 6 ) movable in a pressurizable cylinder, characterized in that a position indicator ( 11 ) is connected to the piston ( 6 ) and that a sensor ( 12 ) is along by means of a control device ( 17 ) the movement path of the position indicator ( 11 ) outside of the cylinder ( 1 ) by means of a drive ( 13 , 14 ) is driven such that a position of the sensor ( 12 ) is set at which it measures a maximum signal strength and that after that the position of the Sensor ( 12 ) is detected and from this the position of the piston ( 6 ) is determined. 7. Verfahren zur Erfassung der innerhalb eines Zylinders (1) gespeicherten Gasmenge, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst mittels des Verfahrens gemäß Anspruch 6 die Position des Kolbens (6) erfaßt wird, daß aus der Position des Kolbens (6) das Gasvolumen bestimmt wird, daß aus dem auf den Kolben (6) wirkenden Hydraulikdruck der Gasdruck bestimmt wird, daß die Temperatur gemessen wird und daß aus den Größen Druck, Temperatur und Volumen die innerhalb des Zylinders (1) be­ findliche Gasmenge bestimmt und/oder zu einer Referenzgasmenge in Beziehung gesetzt wird.7. A method for detecting the amount of gas stored within a cylinder ( 1 ), characterized in that the position of the piston ( 6 ) is first detected by means of the method according to claim 6, that the gas volume is determined from the position of the piston ( 6 ). that from the hydraulic pressure acting on the piston ( 6 ) the gas pressure is determined, that the temperature is measured and that from the quantities of pressure, temperature and volume, the gas quantity inside the cylinder ( 1 ) is determined and / or in relation to a reference gas quantity is set.
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