DE3825298A1 - Verfahren und anordnung eines sensors fuer bewegung und erschuetterung mehrdimensional bei vorzugsweise geringer signalstaerke - Google Patents
Verfahren und anordnung eines sensors fuer bewegung und erschuetterung mehrdimensional bei vorzugsweise geringer signalstaerkeInfo
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- G01D5/28—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with deflection of beams of light, e.g. for direct optical indication
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Description
Zur Erfassung und Wandlung von Erschütterung
und Bewegung sind zahlreiche Anordnungen bekannt, die
eine Trägheitsmasse mit beweglicher Befestigung auf unter
schiedliche Weise beobachten und abfragen, wenn die
Befestigung bewegt wird. Eine mehrdimensionale Arbeitsweise
erfordert vielfach mehrere Trägheitsmassen mit mehreren
Abfragesystemen. Den Bekannten haftet der Nachteil an,
daß Rückstellkräfte und Lagerkräfte mit mehreren Bauteilen
dargestellt werden müssen, womit eine Erschwerung der Eichung
und eine Verringerung der Laufzeitkonstanz verbunden ist.
Die folgende Erklärung erfolgt vereinfacht am Beispiel
einer Trägheitsmasse aus Quecksilber um das Verständnis
zu erleichtern.
Quecksilber in geringer Menge bildet kleine "Perlen" unter
dem Einfluß von Oberflächenspannung und Schwerkraft. Die
Oberflächenkrümmung bleibt dabei in Ruhelage für jeden
kleinen Teil der Oberfläche konstant und nach Bewegung
reproduzierbar. Über eine konkav gekrümmte Unterlage, auf
welcher die Perle ruht, wird die zu messende Meßgröße
als Bewegung und oder Erschütterung auf die Perle einge
koppelt. Dadurch verändert sich die Krümmung und die
Lage der kleinen Oberflächenteile. Mit Lichtstrahl
werden ausgewählte Flächenteile der Oberfläche in
bekannter Weise reflektorisch abgefragt, und die so
gewonnenen Signale werden nach Phase, Amplitude, Frequenz
und Zeit abgefragt. Die nachfolgende Auswertung ergibt
alsdann Ausgangssignale für Richtung, Stärke, Frequenz
und Häufigkeit der als Bewegung und oder Erschütterung
eingespeisten Meßgröße.
Die Auswertung mehrerer abgeleiteter Komponenten eines
Signals ist Stand der Technik und bedarf hier keiner
detaillierten Beschreibung. Die Ausgabe der aufbereiteten
Signale an das Sinnessystem des Menschen und oder die
Ausspeisung von Zahlenwerten für die einzelnen Komponenten
geschieht ebenfalls nach dem Stand der Technik angepaßt
an die Aufgabenstellung.
Es werden also an einer Trägheitsmasse (Perle) ohne mechanische
Hilfsmittel beliebige Richtungskomponenten berührungslos
mittels Lichtstrahl gewonnen. Diese Lichtsignale werden
entweder über Lichtleiter zur Umwandlung in elektrische
Signale weitergeleitet, oder aber am Ort des Sensors
unmittelbar in bekannter Weise umgewandelt. Die Störsicherheit
ist groß, weil im Kleinsignalbereich und in der Weiterleitung
ausschließlich Licht und dessen Modulation und Vergleich
mit dem Referenzlicht benutzt wird, wobei die Phasenauswertung
ganz außerordentlich hohe Ansprechempfindlichkeiten
erlaubt.
Die Anwendung anderer Stoffe als Quecksilber in dieser
Funktion ist vorgesehen. Weiterhin ist vorgesehen, die
Perle zur Schonung der Oberfläche im Vacuum oder in
einem Schutzgasvolumen anzuordnen. Die Anwendung anderer
Stoffe als Trägheitsmasse erlaubt auch die Auswertung
mittels hindurchtretenden Lichts. Die Lagerung der
Trägheitsmasse in umgebender Flüssigkeit ist vorgesehen.
Da das Volumen der Trägheitsmasse Einfluß hat auf das
Resonanzverhalten des Sensors ist vorgesehen, das Auflager
der Trägheitsmasse mit einem dünnen Kanal zu versehen,
durch welchen das Volumen der Trägheitsmasse durch Hinzu-
oder Abpumpen verändert werden kann.
Bei der Lichtabtastung ist vorgesehen, Licht oder lichtähn
liche Strahlung unterschiedlicher Farbe oder Wellenlänge
für die einzelnen Richtungskomponenten anzuwenden, um
die Kanaltrennung zu verbessern.
Der besonders einfache und räumlich kleine Aufbau dieser
mehrdimensionalen Sensoren ermöglicht die Integration
in die Leitkabel ohne Kontaktstecker oder Ähnliches.
Damit wird geringer Aufwand und Ausschluß von oft
bedeutenden Fehlerquellen erreicht.
Es ist weiterhin vorgesehen, die Lichtsignale im Sensor
zu wandeln, diese elektrisch zu verstärken, wenn nötig
in Lichtsignale zurückzuwandeln und als starke, kaum
störanfällige Signale weiterzuleiten.
Claims (13)
1. Verfahren und Anordnung eines Sensors für Bewegung und
Erschütterung mit Einkopplung der Meßgröße auf
eine Trägheitsmasse und Abfrage der Reaktion der
Trägheitsmasse mittels Licht oder lichtähnlicher
Strahlung,
dadurch gekennzeichnet, daß als Trägheitsmasse ein Stoff
benutzt wird, der unter Einwirkung von Schwerkraft und
Oberflächenspannung eine definierte Oberflächengestalt
annimmt, daß diese Oberfläche durch Einwirkung der
Meßgröße verformt wird, und daß diese Verformung
eindimensional oder mehrdimensional mittels Licht oder
lichtähnlicher Strahlung reflektorisch und oder absorbtiv
und oder beugend abgetastet wird, und daß aus diesen
Signalen Intensität, Richtung, Frequenz und oder Zeitfolge
der Meßgröße bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet,
daß als Trägheitsmasse Quecksilber benutzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet,
daß die Menge des als Trägheitsmasse benutzten Stoffes
so gering ist, daß sich durch Schwerkraft und Oberflächen
spannung eine kugelähnliche Perle definierter und
reproduzierbarer Oberflächenform ergibt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und anderen Ansprüchen, weiterhin
dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitsmasse im
Vacuum angeordnet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 und anderen Ansprüchen, weiterhin
dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitsmasse in
einem Schutzgasvolumen angeordnet ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 und anderen Ansprüchen, weiterhin
dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitsmasse in
einer Flüssigkeit angeordnet ist derart, daß sich die
nach Schwerkraft und Oberflächenspannung charakteristische
Form einstellt.
7. Verfahren nach Anspruch 1 und anderen Ansprüchen, weiterhin
dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstimmung des Resonanz
verhaltens der Trägheitsmasse deren eigene Masse
abgestimmt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 und anderen Ansprüchen, weiterhin
dadurch gekennzeichnet, daß zur Vergrößerung oder Verklei
nerung der Trägheitsmasse im Auflager der Trägheitsmasse
ein Kanal angebracht ist, durch welchen Trägheitsmasse
zugeführt oder abgeführt wird zwecks Massenabstimmung.
9. Verfahren nach Anspruch 1 und anderen Ansprüchen, weiterhin
dadurch gekennzeichnet, daß die Abfrage mittels
Strahlung unterschiedlicher Farbe oder Wellenlänge
erfolgt zur Besserung der Kanaltrennung.
10. Verfahren nach Anspruch 1 und anderen Ansprüchen, weiterhin
dadurch gekennzeichnet, daß zur Abfrage modulierte oder
nicht modulierte Strahlung benutzt wird oder eine
Mischung von beidem.
11. Verfahren nach Anspruch 1 und anderen Ansprüchen, weiterhin
dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor in das Anschluß
kabel unter Vermeidung von Steckkontakten fest integriert
ist.
12. Verfahren nach Anspruch 1 und anderen Ansprüchen, weiterhin
dadurch gekennzeichnet, daß die an der Trägheitsmasse
gewonnenen Lichtsignale im Originalzustand über Licht
leiter weitergeleitet werden bis zur entfernteren weiteren
Aufbereitung und Auswertung.
13. Verfahren nach Anspruch 1 und anderen Ansprüchen, weiterhin
dadurch gekennzeichnet, daß die an der Trägheitsmasse
gewonnenen Lichtsignale in der Baueinheit des Sensors
mit bekannten Mitteln verstärkt und dann erst über
Lichtleiterkabel oder elektrisch leitende Kabel weiter
geleitet werden bis zur entfernteren weiteren Aufbereitung
und Auswertung.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19883825298 DE3825298A1 (de) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | Verfahren und anordnung eines sensors fuer bewegung und erschuetterung mehrdimensional bei vorzugsweise geringer signalstaerke |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3825298A1 true DE3825298A1 (de) | 1990-02-01 |
Family
ID=6359538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19883825298 Ceased DE3825298A1 (de) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | Verfahren und anordnung eines sensors fuer bewegung und erschuetterung mehrdimensional bei vorzugsweise geringer signalstaerke |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3825298A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29505867U1 (de) * | 1995-04-05 | 1996-04-11 | Bandsom, Hubertus, Dipl.-Ing., 48432 Rheine | Kraftfahrzeug-Anhebungsalarmanlage |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3044343A (en) * | 1958-04-17 | 1962-07-17 | Fontguyon Marie Pierre Poit De | Optical instrument of the reflection type |
| US4068222A (en) * | 1974-11-07 | 1978-01-10 | U.S. Philips Corporation | Circuit arrangement for automatic level control for optical sensors with pulsed radiation, for example for surveillance equipment |
| US4214485A (en) * | 1978-06-07 | 1980-07-29 | Paul J. Berger | Electro-mechanical transducer |
| US4414541A (en) * | 1981-05-29 | 1983-11-08 | Techne Electronics Limited | Motion sensing system |
| US4683753A (en) * | 1985-10-18 | 1987-08-04 | Dana Corporation | Vibration detector |
-
1988
- 1988-07-26 DE DE19883825298 patent/DE3825298A1/de not_active Ceased
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