DE4031839A1

DE4031839A1 - Length measurement of relatively movable electrical conductors - uses reflection or step voltages and measurement of reflection times

Info

Publication number: DE4031839A1
Application number: DE19904031839
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Dotronic Mikroprozessortechnik 4600 Dortmund De GmbH; DOTRONIC MIKROPROZESSORTECHNIK
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1990-10-08
Filing date: 1990-10-08
Publication date: 1992-04-09

Abstract

A method of measuring the lengths of relatively movable electrical conductors involves connecting the conductors together and applying a step voltage at a defined position. The voltage returned to the point of application of the step voltage following reflection from the end of the conductor is measured and the length of the conductor is determined form the reflection time. USE/ADVANTAGE - For use in measuring the lengths of telescopic crane jibs. The method enables accurate measurements without the use of auxiliary measurment aids.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Längenmes sung von relativ zueinander verfahrbaren elektrischen Lei tern, insbesondere von teleskopierbaren Kranauslegerschüs sen.The invention is directed to a method for length measurement solution of relatively movable electric cables tern, especially of telescopic crane boom sections sen.

Teleskopierbare Ausleger gibt es in unterschiedlichen Ge staltungen. Ein Problem derartiger Ausleger besteht darin, die aktuelle Ausfahrlänge der teleskopierbaren Ausleger zu ermitteln. Hier muß ein vergleichsweise großer Aufwand be trieben werden. Entweder müssen Kabel über Kabeltrommeln mitgeschleppt werden oder andere Meßeinrichtungen müssen vorgesehen werden. Auch ist es wünschenswert die jeweilige Ausfahrlänge der Teleskope dem Kranführer unmittelbar mit teilen zu können, was immer dann problemlos ist, wenn Te leskopschüsse jeweils nur in voller Länge ausgefahren wer den und über Endschalter ihre Ausfahrbewegung beendet wird. Hier kann dann durch die Endschalter signalisiert werden, daß ein Teleskopausleger ausgefahren oder eingefah ren ist.Telescopic booms are available in different sizes events. One problem with such booms is the current extension length of the telescopic boom determine. Here a comparatively large effort must be be driven. Either cables have to be over cable drums be carried along or other measuring devices must be used be provided. It is also desirable for each Extension length of the telescopes immediately with the crane operator to be able to share whatever is easy when Te Lescope sections should only be extended to their full length and ends their extension movement via limit switches becomes. Here can then be signaled by the limit switches be that a telescopic boom extended or retracted ren is.

Längenmessungen über geschleppte Kabel, die etwa über Dreh meßgeber an Meßdosen den jeweiligen Ausfahrweg signalisie ren, sind für sich gesehen bekannt, sie haben aber erhebli che Nachteile, da sie insbesondere den äußeren Einflüssen ausgesetzt sind. Die Kabel können reißen, beschädigt wer den und dgl. mehr.Length measurements over towed cables, which are about twist sensors on load cells signal the respective extension path are known for themselves, but they have considerable che disadvantages, since they are particularly the external influences are exposed. The cables can tear, whoever is damaged that and the like. more.

Neben den hier im Vordergrund stehenden teleskopierbaren Kranauslegerschüssen gibt es auch andere relativ zueinan der verfahrbare elektrische Leiter mit hydraulischen Kol ben/Zylindereinheiten, anderer teleskopierbarer Maschinen elemente, bewegbare Brückenteile und dgl. mehr, deren Posi tion mit Hilfe der vorliegenden Erfindung dann gemessen werden kann, wenn diese Elemente als elektrische Leiter aufgefaßt werden können.In addition to the telescopic ones in the foreground There are other crane boom shots relative to each other the movable electrical conductor with hydraulic col ben / cylinder units, other telescopic machines elements, movable bridge parts and the like. The Posi tion then measured using the present invention can be if these elements as electrical conductors can be understood.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Position, d. h. die Ausfahrlänge eines oder die relative Position ei nes Leiters zu einem anderen elektrischen Leiter mit einfa chen Mitteln exakt erfassen zu können, wobei auf spezielle Meßhilfsmittel verzichtet werden kann.The object of the invention is to determine the position d. H. the extension length of one or the relative position ei nes conductor to another electrical conductor with simp Chen means to capture exactly, with special Measuring aids can be dispensed with.

Mit einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird die se Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Tei le der elektrischen Leiter, wie die Kranauslegerschüsse oder dgl., elektrisch leitend miteinander derart verbunden werden, daß sich für einen an einer definierten Stelle des Leiters aufgegebenen Spannungsspung ein durchgehender elek trischer Leiter bis zum Ende der Leitung ergibt, wobei nach Aufgabe des Spannungsspunges an der Aufgabenstelle die Rückkehr der Reflektion gemessen und über die Reflek tionszeit die Länge des Leiters bestimmt wird.With a method of the type mentioned at the beginning se object achieved according to the invention in that the Tei le of the electrical conductors, like the crane boom sections or the like., electrically connected to one another in this way be that for a at a defined point of the Conductor voltage drop a continuous elec tric conductor to the end of the line, where after giving up the voltage jump at the task point the return of the reflection measured and over the reflect tion time the length of the conductor is determined.

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß sich ein Spannungsspung in einem elektrischen Leiter in Art ei ner Welle fortpflanzt und ggf. am Ende reflektiert wird. Ist nämlich ein Ende einer Leitung kurzgeschlossen, kommt es zu einer Totalreflektion mit dem Reflektionsfaktor R = -1, wobei die Spannung auf der gesamten Leitung dann 0 ist. Ist die Leitung an ihrem Ende offen, so kommt es eben falls zu einer Totalreflektion, dort mit dem Reflektions faktor R = +1 , was zu einer Verdoppelung der Spannung auf der gesamten Leitung führt.The invention makes use of the knowledge that a voltage step in an electrical conductor in the manner of egg ner wave propagated and possibly reflected at the end. If one end of a line is short-circuited, comes there is a total reflection with the reflection factor R = -1, where the voltage on the entire line is then 0 is. If the line is open at the end, it just happens if to a total reflection, there with the reflection factor R = +1, causing the voltage to double of the entire line.

Möglich ist auch am Ende der Leitung eine Impedanz gleich dem Wellenwiderstand der Leitung anzuschließen, so daß dann die Leitung reflektionsfrei abgeschlossen ist, d. h. die Spannungswelle wird am Ende nicht reflektiert, der Re flektionsfaktor R ist dann gleich 0. Diese Zusammenhänge nutzt die Erfindung zur Längenmessung, derart, daß die ent sprechenden Leiter erfindungsgemäß mit einem Spannungs spung beaufschlagt werden.An impedance is also possible at the end of the line connect the characteristic impedance of the line so that then the line is completed reflection-free, d. H. the voltage wave is not reflected in the end, the Re The flexion factor R is then 0. These relationships uses the invention for length measurement, such that the ent speaking conductor according to the invention with a voltage be charged.

In Ausgestaltung ist zur Messung der Teleskopierlänge von Kranauslegern vorgesehen, daß als elektrischer Leiter an jedem Kranauslegerschuß eine elektrisch isolierte Leiter bahn herangezogen wird, wobei die Leiterbahn über Schleif leiter oder dgl. zu einer Gesamtleitung herangezogen und die Leitungslänge über die Reflektion eines Spannungsspun ges gemessen wird.One embodiment is for measuring the telescopic length of Crane booms provided that as an electrical conductor Each crane boom section has an electrically insulated ladder path is used, the conductor track over grinding head or the like the line length over the reflection of a voltage spun is measured.

Zweckmäßig ist es auch, wenn die Reflektion sowohl bei un terteleskopierten Auslegern, wie auch bei voll teleskopier ten Auslegern gemessen wird, diese Meßdaten gespeichert und die Reflektionswerte bei jeder Zwischenausfahrlänge ge messen mit den zuvor ermittelten Meßgrößen verglichen und zur Definition der Ausfahrlänge umgerechnet werden.It is also useful if the reflection at both Tere telescopic booms, as with fully telescopic this boom is measured, this measurement data is saved and the reflection values at each intermediate extension length measure with the previously determined measured variables and can be converted to define the extension length.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchfüh rung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Messung der Te leskopierlänge von Kranauslegern, wobei sie eine derartige Vorrichtung dadurch auszeichnet, daß sie als auf jedem Kranauslegerschuß angebrachte elektrisch isolierte Leiter bahn ausgebildet ist, wobei die Leiterbahnabschnitte über Schleifleiter elektrisch leitend miteinander verbunden sind, mit einem Generator zur Erzeugung eines Spannungs spunges und einer Meßeinrichtung und Auswerteinrichtung zur Messung der Reflektionszeit und der Umrechnung in die entsprechende Teleskopierlänge.The invention also relates to a device for performing tion of the inventive method for measuring the Te reading length of crane booms, being such Device characterized in that it is as on each Crane boom shot attached electrically insulated ladder track is formed, with the conductor track sections over Contact conductor connected to each other in an electrically conductive manner are, with a generator for generating a voltage spunges and a measuring device and evaluation device for measuring the reflection time and the conversion into the corresponding telescopic length.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei spielsweise näher erläutert. Diese zeigt inThe invention is below with reference to the drawing explained in more detail, for example. This shows in

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines teleskopierba ren Auslegerarmes, Fig. 1 is a simplified representation of a teleskopierba ren cantilever arm,

Fig. 2 eine prinzipiell elektrische Schaltung in Art eines Ersatzschaltbildes. Fig. 2 is a basic electrical circuit in the manner of an equivalent circuit diagram.

In Fig. 1 ist ein allgemein mit 1 bezeichneter Kranausle ger dargestellt mit einem ersten Grundteleskop 2 und drei weiteren teleskopierbaren Kranauslegerschüssen 3, 4 und 5.In Fig. 1, a crane boom generally designated 1 is shown with a first basic telescope 2 and three further telescopic crane boom sections 3 , 4 and 5 .

Die Kranauslegerschüsse sind insgesamt mit elektrischen Leiterbahnen, z. B. entsprechenden Stromschienen, ausgestat tet, die je das Bezugszeichen 6 tragen. Diese Leiterbahnen 6 sind beispielsweise über Schleifleiter 7 elektrisch lei tend miteinander verbunden.The crane boom sections are overall with electrical conductor tracks, for. B. corresponding busbars, tet, each bearing the reference numeral 6 . These conductor tracks 6 are electrically connected to each other, for example, via conductor 7 .

An einer definierten Stelle des stationären Grundtelesko pes 2 ist eine Einleit- bzw. Aufgabestelle 8 vorgesehen für einen Spannungsspung, erzeugt durch einen symbolisch dargestellten Generator 9. Zur Messung und Auswertung der Reflektionszeit dieses Spannungsspunges auf den Leitern 6 ist eine Meßeinrichtung, allgemein mit 10 bezeichnet, vor gesehen und zur Darstellung der sich errechneten und ermit telten Teleskopierlänge ein Anzeigegerät, allgemein mit 11 bezeichnet. At a defined point of the stationary base telescope 2 , an introduction or drop point 8 is provided for a voltage step, generated by a symbolically represented generator 9 . For measuring and evaluating the reflection time of this voltage jump on the conductors 6 , a measuring device, generally designated 10, is seen before and to display the calculated and determined telescopic length, a display device, generally designated 11.

In Fig. 2 ist ein Ersatzschaltbild bezeichnet mit Leiter bahnpaaren 6, 6′ mit zugeordneten Abschlußwiderständen 12, 12′, 12′′ und der Aufgabe des Eingangsimpulses 8 und der Abnahme des reflektierten Signales 8′.In Fig. 2, an equivalent circuit is designated with conductor pairs 6 , 6 'with associated terminating resistors 12 , 12 ', 12 '' and the task of the input pulse 8 and the decrease in the reflected signal 8 '.

Natürlich ist die beschriebene Erfindung in vielfacher Hin sicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So kann eine elektrische Kupplung auch anders als über Schleifleiter vorgesehen sein. Die elektrischen Leiterbah nen werden als Stromschienen ausgebildet sein, je nach Bau weise können auch die Gehäuse der Teleskopausleger selbst dazu herangezogen werden oder aber auch die Ausfahrlängen der Schubhydraulik und dgl. mehr.Of course, the described invention is in many ways change view without leaving the basic idea. So an electrical coupling can also be different than Contact conductor can be provided. The electrical conductor rail NEN will be designed as busbars, depending on the construction the housing of the telescopic boom itself can be wise can be used or the extension lengths the thrust hydraulics and the like. More.

Claims

1. A method for measuring the length of relatively movable electrical conductors ver, in particular telescopic pier boom sections, characterized in that the electrical conductors, such as the boom sections or the like, are electrically connected to one another in such a way that for a at a defined point of the Leader abandoned voltage jump results in a continuous electrical conductor to the end of the line, whereby after the voltage jump at the task point the return of the reflection is measured and the length of the conductor is determined via the reflection time.

2. The method according to claim 1 for measuring the telescopic length of crane booms, characterized, that as an electrical conductor on each crane boom section ne electrically insulated conductor track is used where for the conductor track via conductor rails or the like to one Total line used and the line length over the Reflection of a voltage surge is measured.

3. The method according to claim 2, characterized, that the reflection both in un-telescopic boom ge measure as well as measured with fully telescopic booms is saved, this measurement data and the reflection values measured at each intermediate extension length with the previous ones average measured variables compared and to define the off distance to be converted.

4. Device for measuring the telescopic length of Kranaus layers, characterized in that it is designed as an electrically insulated conductor track ( 1 ) attached to each crane boom section ( 2-5 ), the conductor track sections ( 6 ) via conductor rails ( 7 ) being electrically conductive with one another are connected to a generator ( 9 ) for generating a voltage jump and a measuring device ( 10 ) and evaluation device ( 11 ) for measuring the reflection time and the conversion into the corresponding telescopic length.