DE3912444A1 - Neigungswinkelmessgeraet - Google Patents
NeigungswinkelmessgeraetInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Neigungswinkelmeßgerät nach dem
Oberbegriff des Anspruches 1.
Bekannt sind Wasserwaagen als Neigungswinkelmeßgeräte. Sie
enthalten als Meßsensor ein mit einer Flüssigkeit gefülltes,
allseitig geschlossenes Gehäuse in der Gestalt eines Pilzkopfes
oder eines leicht gebogenen, beidseitig geschlossenen Rohres.
Zur Neigungsanzeige dient eine auf der Flüssigkeit liegende
Gas- oder Luftblase in Bezug zu einer Markierung auf dem
durchsichtigem Gehäuse.
Andererseits ist aus der DE-PS 29 02 471
eine Anordnung zur Bestimmung eines Flüssigkeitspegels in einem
Behälter bekannt. Der Behälter besteht aus einem elektrisch
nicht leitenden Material und enthält auf der Außenfläche seiner
senkrechten Wände elektrisch leitende Beläge, die mit der
Flüssigkeit im Behälter einen oder mehrere Flüssigkeits
kondensatoren bilden. Die Kapazität dieser Flüssigkeits
kondensatoren ist von der Höhe des Flüssigkeitsstandes zwischen
den Belägen, d. h. vom Umfang der Bedeckung der Beläge durch
die durch die Gehäusewände von den Belägen getrennte Flüssigkeit
abhängig, da die Flüssigkeit als Dielektrikum mit einer
gegenüber der Dielektrizitätskonstanten der Luft hohen
Dielektrizitätskonstante dient.
Diese Kapazität wird an einem als Spannungsteiler
ausgebildeten Meßwandler in einen Spannungswert umgesetzt und
an einem in Füllhöhewerten geeichten Spannungsmesser
angezeigt, der den einzelnen Spannungswerten eine bestimmte
Füllhöhe zuordnet. Bei einer Neigung des Behälters ändert
sich die Anzeige der bekannten Anordnung in starkem Maß,
was für die Pegelmessung unerwünscht ist. Deshalb ist in der
Patentschrift vorgeschlagen, Elektrodenplatten an allen vier
Ecken des Behälters anzubringen und sie zu zwei Flüssigkeits
kondensatoren zu verbinden, um damit eine automatische
Korrektur beim Verkippen des Behälters zu erzielen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, auf der Grundlage der
bekannten Anordnung zur Bestimmung des Flüssigkeitspegels in
einem Behälter mit einfachen Mitteln ein Neigungswinkelmeßgerät
zu erstellen, das einfach zu handhaben ist und trotz eines
einfachen und robusten Aufbaues eine hohe Genauigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die Merkmale des
Anspruches 1 gelöst.
Durch die Verwendung von Flüssigkeitskondensatoren wird zur
Neigungswinkelmessung das Prinzip der Schwerkraft ausgenutzt, so
daß hierdurch automatisch eine Vorzugsrichtung festgelegt ist,
auf die sich die gemessenen Neigungswinkel beziehen. Durch
bestimmte Gestaltungen und Anordnungen der Flüssigkeitskonden
satoren in einer für die Messung benutzten Flüssigkeitskon
densatoranordnung kann das Neigungswinkelmeßgerät in besonderer
Weise an die vielfältigen Aufgaben der Neigungswinkelmessung
angepaßt werden. Die Differenzmessung der Kapazität schließt in
einfacher Weise vielfältige Fehlereinflüsse auf das
Meßergebnis aus, die beispielsweise durch einen störenden
Temperaturgang oder eine Alterung der Bauelemente auftreten.
Die Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Ausbildungen und
Ausgestaltungen der Erfindung, die insbesondere in der nach
folgenden Beschreibung näher herausgestellt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand vorteilhafter Ausführungs
beispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 ein Neigungswinkelmeßgerät in einer schematischen
Darstellung,
Fig. 2 und Fig. 3 je eine Flüssigkeitskondensatoranordnung
mit einem liegenden, balkenförmigen
Gehäuse,
Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Neigungswinkelmeßgerätes mit
einer dosenförmigen Flüssigkeitskondensatoranordnung,
Fig. 5 Diagramme a) und b) des Verlaufs der Signalwerte am
Ausgang der Kapazitätswertwandler des in Fig. 4
dargestellten Neigungswinkelmeßgerätes und
Fig. 6 einen dem in Fig. 5 dargestellten Flüssigkeits
behälter entsprechenden Flüssigkeitsbehälter mit einem
elektrisch leitenden Belag auf der ringförmigen
Gehäusewand.
Ein in Fig. 1 schematisch dargestelltes Neigungswinkelmeßgerät
enthält auf einer ebenen Grundplatte 1 eine Flüssigkeitskonden
satoranordnung 2 mit zwei Flüssigkeitskondensatoren 3 und 4 und
einen zusätzlichen Flüssigkeitsbehälter 5 zwischen den beiden
Flüssigkeitskondensatoren. Der zusätzliche Flüssigkeitsbehälter
5 und die Flüssigkeitsgefäße 6 der beiden Flüssigkeitskondensa
toren 3 und 4 liegen in einer waagerechten Lage der Grundplatte
1 auf der gleichen Niveauebene 7, der Oberfläche der Grundplatte
1. Die waagerechte Lage der Grundplatte 1 ist eine Vorzugslage
der Flüssigkeitskondensatoranordnung 2. Die Senkrechte dazu ist
die Schwerkraftrichtung, die in der Fig. 1 durch den Pfeil 8
dargestellt ist und als Vorzugsrichtung der Flüssigkeitskonden
satoranordnung 2 definiert ist. Gegen diese Vorzugsrich
tung ist die Flüssigkeitskondensatoranordnung 2 um einen
Neigungswinkel Alpha verschwenkt. Die Flüssigkeitsgefäße 6 der
Flüssigkeitskondensatoren 3 und 4 enthalten auf der Außenseite
sich gegenüberliegender, parallel zur Kippebene verlaufender
Wände metallische Beläge, die mit einer vom Flüssigkeitsgefäß
umschlossenen Flüssigkeit 9 einen Flüssigkeitskondensator
bilden, in dem die Flüssigkeit das Dielektrikum des Flüssigkeits
kondensators ist. In der schematischen Darstellung der Fig. 1
sind die Gefäße 3, 4 und 5 schematisch in einem Schnitt darge
stellt. Dadurch ist nur die eine Gefäßwand 10 mit einem
metallischen Belag 11 zu sehen, während die zweite Gefäßwand 12
mit dem metallischen Belag 13 nicht dargestellt ist.
Die Flüssigkeitsgefäße der Flüssigkeitskondensatoren 3 und 4 und
des zusätzlichen Flüssigkeitsbehälters 5 sind durch eine Flüssig
keitsleitung 14 am Boden der Gefäße zu einem kommunizierenden
Flüssigkeitssystem verbunden, das zum ungehinderten Arbeiten
außerdem noch eine die Flüssigkeitsgefäße verbindende Gas- oder
Luftausgleichsleitung 15 enthält. Die beiden Flüssigkeitskonden
satoren 3 und 4 haben im Vergleich zu ihren Abmessungen einen
großen Abstand voneinander, damit eine kleine Verschwenkung der
Flüssigkeitskondensatoranordnung 2 einen großen Unterschied in
der Flüssigkeitsmenge in den beiden Flüssigkeitskondensatoren 3
und 4 hervorruft.
In dem einen Flüssigkeitskondensator 4 nimmt die Flüssigkeits
menge zwischen den Belägen 11 und 13 ab, bei dem anderen
Flüssigkeitskondensator 3 nimmt die Flüssigkeitsmenge zwischen
den Belägen 11 und 13 zu. Die Flüssigkeitsmenge zwischen
den Belägen eines Flüssigkeitskondensators ist etwa proportional
zur Kapazität des Flüssigkeitskondensators. Damit die Differenz
der Kapazität der beiden Flüssigkeitskondensatoren 3 und 4 noch
größer wird, sind die beiden sich gegenüberliegenden Beläge
jedes dieser Flüssigkeitskondensatoren 3 und 4 dreieckförmig
ausgebildet und mit einer zur Grundplatte 1 weisenden Spitze auf
die Flüssigkeitsgefäße aufgebracht.
An die nicht dargestellten metallischen Beläge 13 der
Flüssigkeitskondensatoren 3 und 4 ist ein Generator
angeschlossen, der elektrische Signale durch die
Flüssigkeitskondensatoren sendet. An den in Fig. 1 dargestellten
anderen metallischen Belag der Flüssigkeitskondensatoren 3 und 4
ist je eine Schaltungsanordnung 16 angeschlossen, die aus den
Generatorsignalen einen von der Kapazität des angeschlossenen
Flüssigkeitskondensators gesteuerten Strom- oder Spannungswert
erzeugen, d. h. als Kapazitätswertwandler den Kapazitätswert des
zugehörigen Flüssigkeitskondensators in einen dementsprechenden
Spannungswert umsetzen. Diese Strom- oder Spannungswerte werden
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel an die Differenzeingänge
einer Anzeigeanordnung 17 angelegt. so daß dort die Differenz
dieser Werte gebildet wird. Diese Differenz entspricht der
Differenz der Kapazitäten der beiden Flüssigkeitskondensatoren 3
und 4 bei einer Verschwenkung der Flüssigkeitskondensator
anordnung 2 um einen bestimmten Neigungswinkel. Die
Anzeigeanordnung 17 ordnet auf ihrer Skala 18 den gemessenen
Differenzwerten den entsprechenden Neigungswinkelwert zu, so daß
die Anzeigeeinrichtung hier zusätzlich die Aufgaben einer
entsprechenden Zuordnereinrichtung ausführt.
Die Fließfähigkeit der Flüssigkeit 9 und der Querschnitt der
Flüssigkeitsleitung 14 ist so bemessen, daß Flüssigkeitsschwin
gungen beim Verschwenken des Neigungswinkelmeßgerätes stark
gedämpft sind. Der zusätzliche Flüssigkeitsbehälter 5 soll bei
einer derart hohen Bedämpfung dafür sorgen, daß in dem
kommunizierenden System dennoch ein schneller Flüssigkeitsaus
tausch stattfindet.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einer
Flüssigkeitskondensatoranordnung sind die drei in Fig. 1
dargestellten Flüssigkeitsgefäße 5 und 6 in einem einzigen
balkenförmigen Gehäuse 19 zusammengefaßt, das die als
Dielektrikum dienende Flüssigkeit 9 umgibt. In dem Gehäuse aus
einem nicht leitenden Material sind zwei Trennkörper 20 aus
ebenfalls einem nicht leitenden Material angebracht, die das
Innere des balkenförmigen Gehäuses in drei Flüssigkeitskammern
21, 22 und 23 aufteilen, nämlich zwei Flüssigkeitskammern 21 und
23 für die Flüssigkeitskondensatoren 3 und 4 an den Bankenenden
und den zusätzlichen Flüssigkeitsbehälter 5 in der Mitte des
balkenförmigen Gehäuses 19. Die die Flüssigkeitskammern
verbindende Flüssigkeitsleitung wird durch einen Spalt 24
zwischen den Trennkörpern 20 und dem Boden 25 des balkenförmigen
Gehäuses 19 gebildet. Die Trennkörper 20 haben die Form eines
Dreieckes mit der Spitze zur Deckwand 26 des balkenförmigen
Gehäuses 19 und einem Durchlaß 27 zwischen der Spitze und der
Deckwand 26 als Luft- oder Gasausgleichsleitung zwischen den
Flüssigkeitskammern. Die Trennkörper 20 bilden durch ihre
dreieckige Form für die Flüssigkeitskondensatoren 3 und 4
Flüssigkeitskammern von dreieckigem Längsschnitt und veranlassen
bei einem Überschwappen der Flüssigkeit über die Spitze der
Trennkörper ein schnelles Ablaufen der Flüssigkeit in die
zusätzliche Flüssigkeitskammer 22. Auf die Außenseite der
senkrecht stehenden, sich gegenüberliegenden Gehäusewände 28 und
29 sind im Bereich der Balkenenden metallische Beläge 30, 31, 32
und 33 aufgebracht, von denen je zwei sich gegenüberliegende
Beläge 30, 31 bzw. 32, 33 die Platten eines Flüssigkeitskondensa
tors, nämlich der Flüssigkeitskondensatoren 3 und 4 bilden. Die
rechteckig geformten Beläge 30 bis 33 sind im dargestellten
Ausführungsbeispiel flächenmäßig größer als der Längsschnitt der
Flüssigkeitskammern der Flüssigkeitskondensatoren 3 und 4, da die
Kapazität der Flüssigkeitskondensatoren im wesentlichen durch die
Fläche des Längsschnittes der Flüssigkeit in den
Flüssigkeitskammern der Flüssigkeitskondensatoren bestimmt wird,
so daß eine einfach herzustellende Belagform gewählt werden kann.
In Fig. 3 ist ein balkenförmiges Gehäuse 34 einer
Flüssigkeitskondensatoranordnung 2 dargestellt, die im Wesentli
chen der in Fig. 2 dargestellten Flüssigkeitskondensatoranordnung
entspricht. Das balkenförmige Gehäuse 34 enthält einen
metallischen Gehäuserahmen 35, auf dem die aus einem nicht
leitenden Material bestehenden senkrechten Längswände 28 und 29
befestigt sind und mit dem die Trennkörper 20 einstückig verbun
den sind. Die vordere Längswand 28 ist in der Fig. 3 abgenommen
dargestellt. Entlang dieser Trennwand 28 sind in die Trennkörper
20 Rinnen 15 als Gas- oder Luftausgleichsleitungen des kommuni
zierenden Systems eingelassen. Die Form der metallischen Beläge
30 bis 33 auf den beiden Längswänden 28 und 29 entspricht dem
Längsschnitt der Flüssigkeitskammern 21 und 23 der Flüssigkeits
kondensatoren und deckt sich mit diesem Längsschnitt. Diese
Beläge bilden mit dem metallischen Rahmen 35 einen Flüssig
keitskondensator, von denen die Flüssigkeitskondensatoren einer
Flüssigkeitskammer zu einem einzigen Flüssigkeitskondensator
zusammengeschaltet sind.
Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild eines Neigungswinkelmeßgerätes
mit einer Flüssigkeitskondensatoranordnung 2, die einen einzigen
dosenförmigen Flüssigkeitsbehälter 36 enthält. Dieser besteht aus
zwei sich gegenüberliegenden scheibenförmigen, kreisrunden
Gehäusewänden 37 und 38, die durch eine ringförmige Gehäusewand
39 miteinander verbunden sind. Die kreisrunden Gehäusewände 37 und
38 enthalten auf ihrer Außenseite je zwei elektrisch leitende
Beläge 30, 31 und 32, 33, die je die Form einer halben
Kreisfläche aufweisen und auf der Außenseite der Gehäusewand
durch eine bandförmige Trennfläche 40 bzw. 41 voneinander
getrennt sind. Die Anordnung der elektrisch leitenden Beläge 30
und 32 auf der einen Gehäusewand 37 und der Beläge 31 und 33 auf
der anderen Gehäusewand 38 ist rotationssymmetrisch bezüglich des
Mittelpunktes 42 auf den Gehäusewänden. Die beiden bandförmigen
Trennflächen 40 und 41 sind senkrecht zueinander angeordnet. Der
Flüssigkeitsbehälter 36 ist etwa zur Hälfte mit einer Flüssigkeit
9 gefüllt, die als Dielektrikum für die von den elektrisch
leitenden Belägen 30 bis 33 gebildeten Flüssigkeitskondensatoren
dient.
Die elektrisch leitenden Beläge 30 bis 33 sind über Leitungen mit
den Umschaltkontakten 43 bis 46 eines elektronischen Umschalters
47 verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind gerade
die beiden Beläge 31 und 33 der hinteren Gehäusewand über die
Umschalter 43 und 44 zu einem Belag verbunden und bilden mit den
Belägen 30 und 32 der in der Darstellung vorderen Gehäusewand 37
zwei Flüssigkeitskondensatoren 3 und 4, die über die Umschalter
45 und 46 mit dem Ausgang je eines Kapazitätswertwandlers
16 verbunden sind. Die Kapazitätswertwandler bilden aus der über
Signale eines an die verbundenen Beläge 31 und 33 angeschlossenen
Generators 49 einen dem Kapazitätswert der an diese
angeschlossenen Flüssigkeitskondensatoren entsprechenden
Spannungswert. Die Kapazitätswerte der Flüssigkeitskondensatoren
sind jedoch direkt abhängig vom Neigungswinkel Alpha der
Flüssigkeitskondensatoranordnung 2 gegen die durch die
Richtung der Schwerkraft definierte Vorzugsrichtung 8. Dabei
nimmt im dargestellten Ausführungsbeispiel das Neigungswinkelmeß
gerät die waagerechte Lage ein, wenn die bandförmige Trennfläche
40 der vorderen Gehäusewand 37 der Flüssigkeitskondensatoranord
nung 2 senkrecht, d. h. in der Vorzugsrichtung 8 verläuft.
Bei einem Verschwenken des Neigungswinkelmeßgerätes mit
zunehmendem Neigungswinkel Alpha erzeugen die
Kapazitätswertwandler 16 einen Verlauf der Werte ihrer Ausgangs
spannung, der im Diagramm a) der Fig. 5 durch die Kurven 49 und
50 dargestellt ist. Der Ausgang der beiden Kapazitätswertwandler
16 ist über Entkopplungselemente 51 an den Signaleingang 52 einer
Schwellwertschaltung 53 angeschlossen, die beim Überschreiten
eines bestimmten in ihr eingestellten Schwellwertes U(SW) des
Signals an ihrem Signaleingang 52 ein Umschaltsignal S für den
elektronischen Umschalter 47 erzeugt. Dieses Umschaltsignal S,
das beispielsweise jeweils beim Überschreiten eines Neigungs
winkels von 60 Grad erzeugt wird, schaltet die aus den Elementen
43 bis 47 gebildete elektronische Umschaltanordnung 54 in den
anderen Schaltzustand, der durch die gestrichelte Lage der
elektronischen Umschaltkontakte 43 bis 46 dargestellt
ist. In diesem Schaltzustand sind die beiden Beläge 30 und 32
der anderen Gehäusewand 37 mit dem Generator 48 verbunden,
während die beiden Beläge 31 und 33 der hinteren Gehäusewand 38
mit denen der vorderen Gehäusewand 37 je einen Flüssigkeitskon
densator bilden und mit den beiden Kapazitätswertwandlern 16
verbunden sind. In dieser Lage wird bei dem dargestellten
Neigungswinkelmeßgerät mit dem Neigungswinkel Alpha die Winkelab
weichung von der Senkrechten gemessen. Der Verlauf der Werte der
Ausgangsspannung der Kapazitätswertwandler 16 für diese Messung
ist im Diagramm b) der Fig. 5 durch die Kurven 55 und 56
dargestellt. Der Signalverlauf des an den Signalausgang 52
gelangenden Signales U(w) bei waagerechter Neigungswinkelmessung
und des Signales U(s) bei senkrechter Neigungswinkelmessung in
Abhängigkeit vom Neigungswinkel Alpha ist in Fig. 5 durch die
dick ausgezogene Kurve 57 dargestellt. Die gestrichelten Ab
schnitte dieser Kurve kennzeichnen die Umschaltungen in die
jeweils andere Umschaltstellung der Umschaltanordnung 54 durch
die Umschaltsignale S der Schwellwertschaltung 53.
Die am Ausgang der beiden Kapazitätswertwandler 16 erzeugten
Spannungswerte werden außerdem den Differenzeingängen einer
Differenzbildungsschaltung 58 zugeführt. Dem Differenzwert D(u)
ordnet ein Zuordner 59 in Abhängigkeit vom Schaltzustand der
Umschaltanordnung 54 einen Neigungswinkelwert zu, der auf einem
Display 60 des Neigungswinkelmeßgerätes angezeigt wird.
Fig. 6 zeigt einen dem in Fig. 5 dargestellten
Flüssigkeitsbehälter entsprechenden Flüssigkeitsbehälter, bei dem
die ringförmige Gehäusewand 39, die die beiden kreisrunden
Gehäusewände 37 und 38 miteinander verbindet, einen metallischen
Belag 61 aufweist, mit dem die elektrisch leitenden Beläge 30 bis
33 auf den kreisrunden Gehäusewänden 37 und 38 je einen
Flüssigkeitskondensator bilden. Der Generator 48 ist an den Belag
61 der ringförmigen Gehäusewand 39 angeschlossen, während die
Umschalter 62 und 63 der Umschaltanordnung 54 in der einen
Schaltstellung der Umschaltanordnung die beiden Beläge (30, 32)
der einen Gehäusewand (37) und in der anderen Schaltstellung
der Umschaltanordnung die beiden Beläge (31 und 33) der anderen
Gehäusewand (38) an die beiden Kapazitätswertwandler 16
anschließen.
In einem anderen Ausführungsbeispiel ist die ringförmige
Gehäusewand 39 des in Fig. 6 dargestellten Flüssigkeitsbehälters
36 aus einem Metall hergestellt.
Bezugszeichenliste
1 Grundplatte
2 Flüssigkeitskondensatoranordnung
3 Flüssigkeitskondensator
4 Flüssigkeitskondensator
5 zusätzlicher Flüssigkeitsbehälter
6 Flüssigkeitsgefäß
7 Niveauebene
8 Vorzugsrichtung
9 Flüssigkeit
10 Gefäßwand
11 metallischer Belag
12 Gefäßwand
13 metallischer Belag
14 Flüssigkeitsleitung
15 Gas- oder Luft-Ausgleichsleitung
16 Kapazitätswertwandler
17 Anzeigeanordnung (Zuordnereinrichtung)
18 Skala
19 balkenförmiges Gehäuse
20 Trennkörper
21 Flüssigkeitskammer
22 Flüssigkeitskammer
23 Flüssigkeitskammer
24 Spalte
25 Boden
26 Deckwand
27 Durchlaß
28 senkrechte Längswände
29 senkrechte Längswände
30 metallische Beläge
31 metallische Beläge
32 metallische Beläge
33 metallische Beläge
34 balkenförmiges Gehäuse
35 metallischer Gehäuserahmen
36 Flüssigkeitsbehälter
37 Gehäusewände
38 Gehäusewände
39 ringförmige Gehäusewand
40 bandförmige Trennfläche
41 bandförmige Trennfläche
42 Mittelpunkt
43 Umschaltkontakte
44 Umschaltkontakte
45 Umschaltkontakte
46 Umschaltkontakte
47 elektronischer Umschalter
48 Generator
49 Kurve (für 3)
50 Kurve (für 4)
51 Entkopplungselement
52 Signalausgang
53 Schwellwertschaltung
54 Umschaltanordnung
55 Kurve
56 Kurve
57 Kurve
58 Differenzbildungsschaltung
59 Zuordner
60 Display
61 Belag
62 Umschalter
63 Umschalter
α Neigungswinkel
2 Flüssigkeitskondensatoranordnung
3 Flüssigkeitskondensator
4 Flüssigkeitskondensator
5 zusätzlicher Flüssigkeitsbehälter
6 Flüssigkeitsgefäß
7 Niveauebene
8 Vorzugsrichtung
9 Flüssigkeit
10 Gefäßwand
11 metallischer Belag
12 Gefäßwand
13 metallischer Belag
14 Flüssigkeitsleitung
15 Gas- oder Luft-Ausgleichsleitung
16 Kapazitätswertwandler
17 Anzeigeanordnung (Zuordnereinrichtung)
18 Skala
19 balkenförmiges Gehäuse
20 Trennkörper
21 Flüssigkeitskammer
22 Flüssigkeitskammer
23 Flüssigkeitskammer
24 Spalte
25 Boden
26 Deckwand
27 Durchlaß
28 senkrechte Längswände
29 senkrechte Längswände
30 metallische Beläge
31 metallische Beläge
32 metallische Beläge
33 metallische Beläge
34 balkenförmiges Gehäuse
35 metallischer Gehäuserahmen
36 Flüssigkeitsbehälter
37 Gehäusewände
38 Gehäusewände
39 ringförmige Gehäusewand
40 bandförmige Trennfläche
41 bandförmige Trennfläche
42 Mittelpunkt
43 Umschaltkontakte
44 Umschaltkontakte
45 Umschaltkontakte
46 Umschaltkontakte
47 elektronischer Umschalter
48 Generator
49 Kurve (für 3)
50 Kurve (für 4)
51 Entkopplungselement
52 Signalausgang
53 Schwellwertschaltung
54 Umschaltanordnung
55 Kurve
56 Kurve
57 Kurve
58 Differenzbildungsschaltung
59 Zuordner
60 Display
61 Belag
62 Umschalter
63 Umschalter
α Neigungswinkel
Claims (13)
1. Neigungswinkelmeßgerät
- - mit einer aus wenigstens zwei Flüssigkeitskondensa toren bestehenden Flüssigkeitskondensatoranordnung, die die Schwerkraftrichtung als eine Vorzugsrichtung aufweist und deren Flüssigkeitskondensatoren eine zwischen zwei Kondensatorbelägen bewegliche Flüssigkeit als Dielektrikum enthalten und eine ver änderliche, vom Winkelbetrag einer Verschwenkung der Flüssig keitskondensatoranordnung aus der Vorzugsrichtung abhängige Kapazität erzeugen,
- - mit einem Kapazitätswertwandler, der einen von der Kapazität der Flüssigkeitskondensatoren abhängigen Strom- oder Spannungswert erzeugt,
- - und mit einer Zuordnereinrichtung, die den erzeugten Strom- oder Spannungswerten zugeordnete, der Verschwenkung entsprechende Winkelbeträge enthält,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß bei einer Verschwenkung (a) der Flüssigkeitskonden satoranordnung (2) in einer bestimmten Richtung aus der Vorzugsrichtung (8) die Kapazität des anderen Flüssigkeitskondensators (4) abnimmt,
- - daß jedem Flüssigkeitskondensator ein Kapazitätswertwandler (16) zugeordnet ist,
- - und daß die Zuordnereinrichtung (17) der jeweils der Differenz der von den Kapazitätswertwandlern erzeugten Strom- oder Spannungswerten zugeordnete, den Verschwenkungen der Flüssigkeitskondensatoranordnung entsprechende Winkelbeträge enthält und eine dem Winkelbetrag der Verschwenkung entsprechende Anzeige erzeugt.
2. Neigungswinkelmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitskondensatoranordnung (2)
zwei bezüglich der Vorzugsrichtung (8) auf der gleichen
Niveauebene (7) angeordnete Flüssigkeitskondensatoren (3, 4)
enthält, die einen im Vergleich zu ihren Abmessungen großen
Abstand voneinander aufweisen und deren Flüssigkeitsgefäße (6)
auf der Niveauebene durch eine Flüssigkeitsleitung (14)
miteinander verbunden sind und die außerdem durch eine Luft- oder
Gasleitung (15) miteinander verbunden sind.
3. Neigungswinkelmeßgerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch
wenigstens einen zusätzlichen Flüssigkeitsbehälter (5), der in
die Flüssigkeitsleitung (14) und die Luft- oder Gasausgleichs
leitung (15) geschaltet ist.
4. Neigungswinkelmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsbehälter der Flüssig
keitskondensatoranordnung (2) ein balkenförmiges, eine dielek
trische Flüssigkeit (9) umschließendes Gehäuse (19) ist,
dessen sich gegenüberliegende, etwa senkrechte Längswände
(28, 29) aus einem nichtleitenden Material bestehen und auf
deren Außenseite im Bereich von deren Längsenden je einen
metallischen Belag einer bestimmten Form aufgebracht enthalten,
von denen je zwei sich gegenüberliegende Beläge
(30, 31, 32, 33) die Platten eines Flüssigkeitskondensators
(3, 4) bilden.
5. Neigungswinkelmeßgerät nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß in den Flüssigkeitsbehälter (19) wenigstens
zwei Trennkörper (20) eingebracht sind, die mit den etwa
senkrechten, sich gegenüberstehenden Längswänden (28, 29) die
Flüssigkeitskammern (21, 23) der beiden
Flüssigkeitskondensatoren (3, 4) bilden.
6. Neigungswinkelmeßgerät nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Trennkörper (20) und ein die Längswände
(28, 29) verbindender Gehäuserahmen (35) aus Metall bestehen
und mit den Belägen (30, 31, 32, 33) auf den beiden Längswänden
die beiden Flüssigkeitskondensatoren (3, 4) bilden.
7. Neigungswinkelmeßgerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Trennkörper (20) zur Deckwand (26)
des balkenförmigen Gehäuses (19) hin spitzwinkelig ausgebildet
sind.
8. Neigungswinkelmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet,
- - daß die Flüssigkeitskondensatoranordnung einen einzigen Flüssigkeitsbehälter (36) enthält, der etwa zur Hälfte mit einer dielektrischen Flüssigkeit (9) gefüllt ist und zwei sich gegenüberliegende rotationssymmetrische Gehäusewände (37, 38) aufweist,
- - daß auf die Außenseite der beiden Gehäusewände je zwei gleich geformte, rotationssymmetrisch um 180 Grad um den Mittelpunkt (42) der Gehäusewände versetzte, elektrisch leitende Beläge (30, 32, 31, 33) so aufgebracht sind, daß die Trennlinie (40) der Beläge (30, 32) der einen Gehäusewand (37) um 90 Grad gegenüber der Trennlinie (41) der beiden Beläge (31, 33) der anderen Gehäusewand (38) gedreht ist, und
- - daß die beiden Beläge (30, 32) der einen der beiden Gehäusewände (37) gegen die beiden elektrisch zusammengeschalteten Beläge (31, 33) der anderen Gehäusewand (38) die Platten zweier Flüssigkeitskondensatoren (3, 4) bilden.
9. Neigungswinkelmeßgerät nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet,
- - daß ein Schwellwertschalter (53) beim überschreiten eines bestimmten Strom- oder Spannungswertes (Usw), der einen bestimmten Winkelbetrag (sw) einer Verschwenkung der Flüssigkeitskondensatoranordnung (2) aus deren Vorzugsrichtung (8) entspricht, eine Umschaltanordnung (54) in den anderen Schaltzustand umschaltet, und
- - daß in einem Schaltzustand der Umschaltanordnung die elektrisch leitenden Beläge (31, 33) der einen rotationssymmetrischen Gehäusewand (38) und im anderen Schaltzustand der Umschaltanordnung die Kondensatorbeläge (30, 32) der anderen rotationssymmetrischen Gehäusewand (37) zu einem gemeinsamen Belag zusammengeschaltet sind.
10. Neigungswinkelmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet,
- - daß die Flüssigkeitskondensatoranordnung einen einzigen Flüssigkeitsbehälter (36) enthält, der etwa zur Hälfte mit einer dielektrischen Flüssigkeit (9) gefüllt ist und zwei sich gegenüberliegende rotationssymmetrische Gehäusewände (37, 38) aufweist,
- - daß die beiden rotationssymetrischen Gehäusewände durch einen Gehäuserahmen (39) verbunden sind, der aus einem elektrisch leitendem Metall besteht oder einen elektrisch leitenden Außenbelag (61) aufweist,
- - daß auf die Außenseite der beiden Gehäusewände je zwei gleichgeformte, rotationssymmetrisch um 180 Grad um den Mittelpunkt der Gehäusewände versetzte, elektrisch leitende Beläge (30, 32, 31, 33) so aufgebracht sind, daß die Trennlinie (40) der Beläge (30, 32) der einen Gehäusewand (37) um 90 Grad gegenüber der Trennlinie (41) der beiden Beläge (31, 33) der anderen Gehäusewand (38) gedreht ist, und
- - daß die einzelnen Beläge auf den beiden rotationssymmetrischen Gehäusewänden je einen Flüssigkeitskondensator mit dem Gehäuserahmen des Flüssigkeitsbehälters bilden.
11. Neigungswinkelmeßgerät nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet,
- - daß ein Schwellwertschalter (53) beim Überschreiten eines bestimmten Strom- oder Spannungswertes (Usw), der einen bestimmten Winkelbetrag (sw) einer Verschwenkung der Flüssigkeitskondensatoranordnung (2) aus deren Vorzugsrichtung (8) entspricht, eine Umschaltanordnung (54) in den anderen Schaltzustand umschaltet, und
- - daß in einem Schaltzustand der Umschaltanordnung die elektrisch leitenden Beläge (30, 32) der einen rotationssymmetrischen Gehäusewand (37) und im anderen Schaltzustand der Umschaltanordnung die Kondensatorbeläge (31, 33) der anderen rotationssymmetrischen Gehäusewand (38) an die beiden, je einem Flüssigkeitskondensator zugeordneten Kapazitätswertwandler (16) angeschlossen sind.
12. Neigungswinkelmeßgerät nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die sich gegenüberliegenden
rotationssymmetrischen Gehäusewände (37, 38) eben und kreisrund
sind und sich parallel gegenüberstehen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893912444 DE3912444A1 (de) | 1989-04-15 | 1989-04-15 | Neigungswinkelmessgeraet |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19893912444 DE3912444A1 (de) | 1989-04-15 | 1989-04-15 | Neigungswinkelmessgeraet |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3912444A1 true DE3912444A1 (de) | 1990-10-18 |
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ID=6378768
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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DE (1) | DE3912444A1 (de) |
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8131 | Rejection |