DE4131257C2 - - Google Patents
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- DE4131257C2 DE4131257C2 DE4131257A DE4131257A DE4131257C2 DE 4131257 C2 DE4131257 C2 DE 4131257C2 DE 4131257 A DE4131257 A DE 4131257A DE 4131257 A DE4131257 A DE 4131257A DE 4131257 C2 DE4131257 C2 DE 4131257C2
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- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
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- G01L1/02—Measuring force or stress, in general by hydraulic or pneumatic means
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Eye Examination Apparatus (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen von auf eine
Unterlage einwirkendem Druck mit wenigstens einer mit einem
Fluid gefüllten geschlossenen Tasche mit flexiblen Taschenwänden,
an die ein Kapillarschlauch angeschlossen ist, an dessen
freiem Ende eine eine Druckveränderung detektierende Auswertungseinrichtung
angeschlossen ist.
Es ist bekannt, eine Druckmessung mit elektronischen Sensoren
durchzuführen, die einen auf den Sensor ausgeübten Druck in
ein elektrisches Signal umwandeln, das, gegebenenfalls nach
einer Verstärkung, über elektrische Leitungen zu einer Auswer
tungseinrichtung übertragbar ist. Derartige Sensoren sind
nicht in jedem Fall einsetzbar, da sie feste Gehäuse aufwei
sen. Darüber hinaus sind diese Sensoren relativ empfindlich.
Mit den bekannten Sensoren gelingt es beispielsweise nicht,
den von einer Person auf eine Sitzfläche oder Liegefläche aus
geübten Druck über die gesamte Fläche weitgehend fehlerfrei zu
messen, da die Sensoren mit ihren festen Gehäusen die Druck
verteilung störend beeinflussen.
Insbesondere zur Messung hoher Drücke ist es durch die DE-PS
8 82 619 und die DE 25 50 718 A1 bekannt, ein flüssigkeitsgefülltes
Kissen bzw. eine flüssigkeitsgefüllte Dose zu verformen
und die dadurch erzeugte Erhöhung des Innendrucks über einen
Kapillarschlauch an eine Meßvorrichtung weiterzuleiten.
Für die Messung der von einer Person auf eine Sitzfläche oder
Liegefläche ausgeübten Druck sind derartige Anordnungen ersichtlich
nicht geeignet.
Durch die DE 36 25 098 A1 ist es grundsätzlich bekannt, die
Verformung einer durch Druck verformten Membran optisch mit
Hilfe zweier Lichtleitfasern zu messen. Die Lichtleitfasern
sind dabei auf der vom Druck nicht beaufschlagten Seite der
Membran angeordnet.
Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung der eingangs erwähnten
Art dadurch gekennzeichnet, daß auf der Unterlage eine Vielzahl
von Taschen zu einer flächigen Matrix angeordnet ist,
deren Kapillarschläuche zusammengefaßt aus dem Meßfeld herausgeführt
und in jeweils eine Einführungsöffnung eines Kupplungsblocks
eingeführt sind und daß die Auswertungseinrichtungen
an die anderen Enden der Einführungsöffnungen angeschlossen
sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einer flächigen
Matrix von Taschen, die im Vergleich zur Unterlage nur eine
geringe Ausdehnung haben. Die Taschen können sehr klein, beispielsweise
in der Größe von etwa 2 cm×3 cm ausgebildet
sein, so daß eine praktisch punktförmige Messung für größere
Oberflächen möglich ist.
Wesentlich für die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist, daß die flexiblen Taschenwände praktisch keine oder nur
eine geringe Eigenelastizität haben, also praktisch keine
Rückstellkräfte gegen eine Verformung entwickeln. Der auf die
Tasche ausgeübte Druck wird über das Fluid zum Ende des Kapillarschlauchs
übertragen. Ist das Fluid ein Gas, beispielsweise
Luft, ist für die Übertragung die Kompressibilität des Fluids
zu berücksichtigen. Diese Berücksichtigung entfällt, wenn das
Fluid eine praktisch inkompressible Flüssigkeit ist. Ein besonderer
Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung beruht darauf,
daß sie gegenüber Temperaturen des Meßkörpers völlig unempfindlich
ausgebildet sein kann. Bei einer längeren Übertragungsstrecke
von dem die Druckeinleitung bewirkenden Meßkörper
zum Sensor kann eine Temperaturübertragung auf den Sensor wirksam
verhindert werden. Dies gilt insbesondere für luftgefüllte
Schläuche als Übertragungsmedium und für die Ausführung der
Taschen mit schlecht wärmeleitenden Kunststoffmaterialien.
Wegen der nur teilweisen Füllung der Taschen ist eine Temperaturabhängigkeit
des Druckes innerhalb der Taschen nicht gegeben.
Für die Detektion kann vorzugsweise ein Block mit einer Vielzahl
von mit den Kapillarschläuchen kommunizierenden Bohrungen
vorgesehen sein, die an ihrem dem jeweiligen Kapillarschlauch
fernen Ende mit einer Membran verschlossen ist, die sich bei
einer Volumenverminderung in der Tasche auswölbt. Die Auswölbung
der Membran, die vorzugsweise durch einen optischen Detektor
quantitativ bestimmbar ist, stellt ein Maß für die Volumenverminderung
der Tasche, also die Erhöhung des von außen
auf die Tasche wirkenden Drucks, dar.
In einer einfachen Ausführungsform kann der optische Detektor
aus einem auf die Membran gerichteten, an eine Lichtquelle an
geschlossenen ersten Lichtleiter und einem an einen Lichtmen
gendetektor angeschlossenen zweiten Lichtleiter bestehen. Die
beiden Lichtleiter können dabei parallel zueinander auf die
Membran gerichtet sein und mit planen Stirnflächen vor der
Membran enden. Die Membran ist in diesem Fall lichtreflektie
rend ausgebildet. Mit dieser Anordnung ist der Abstand der
Membran von den planen Stirnflächen der beiden Lichtleiter
meßbar. Der Abstand der Membran von den planen Stirnflächen
der Lichtleiter verändert sich mit der veränderten Wölbung der
Membran.
In einer konstruktiv vorteilhaften Ausführungsform sind die
Lichtleiter zusammen mit dem zugehörigen Kapillarschlauch in
eine Bohrung des Blockes eingeführt. Der Kapillarschlauch und
die Lichtleiter bilden somit ein Tripel, das auf eine Seite
der abgedichtet eingespannten Membran gerichtet ist. Die
Detektion der Wölbung findet daher auf derselben Seite der
Membran statt, die von dem Kapillarschlauch beaufschlagt wird.
Eine für die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders geeignete
Tasche ist flächig ausgebildet und in einer einfachen Ausfüh
rungsform aus zwei miteinander gasdicht verbundenen flächigen
Taschenwänden gebildet. Da die Taschenwände keine eigenen
Rückstellkräfte aufweisen sollen, ist es zweckmäßig, in die
Tasche eine elastisch kompressible, die Taschenwände im druck
losen Zustand mit Abstand zueinander haltende Einlage einge
legt ist. Diese sorgt dafür, daß die Tasche im drucklosen Zu
stand eine gewisse Bauchigkeit einnimmt und daher bei der
Montage eine definierte Ausgangsposition aufweist. Die Ein
lage ist vorzugsweise aus einem Vlies gebildet.
Für die Anwendungsfälle, in denen die Druckeinwirkung auf die
Unterlage diese verformt, kann es zweckmäßig sein, neben der
Größe des Druckes auch die Tiefe der Verformung der Meßober
fläche zu messen. Sofern die Verformung eine lotrechte Kompo
nente aufweist, kann sie durch eine zusätzliche, flüssigkeits
gefüllte, gegen Druckeinwirkung geschützte und auf der Unter
lage angeordnete Tasche mit flexiblen Taschenwänden und flüs
sigkeitsgefüllten Schläuchen gemessen werden, wenn die Taschen
oberhalb des Blockes der Auswertungseinrichtung angeordnet
sind. Es entsteht dann eine Wassersäule oberhalb der Auswer
tungseinrichtung, deren Höhe von der momentanen relativen Höhe
der Tasche abhängt. Bei einer Druckausübung auf die Unterlage
wird der Druck von der Tasche ferngehalten, die Tasche nimmt
aber an der Verformung der Unterlage teil und ändert ihre
Höhe, die durch die an der Auswertungseinrichtung bestimmbaren
Änderung der Höhe der Wassersäule detektierbar ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist besondere Vorzüge auf,
wenn eine Oberfläche mit einer Vielzahl von Taschen belegt ist
und die Kapillarschläuche der Taschen an einem Block mit einer
entsprechenden Vielzahl von Bohrungen und Membranen ange
schlossen ist.
Dabei wird es zweckmäßig sein, zur Montage nur die Kapil
larschläuche an einen Kupplungsblock anschließen zu müssen,
von dessen anderer Seite ausgehend eine Verbindung mit Kapil
larschläuchen zu dem Block mit den Membranen hergestellt ist.
Die Verbindung zwischen dem Kupplungsblock und dem Block mit
den Membranen kann dabei fest montiert sein, so daß an dem
Block mit den Membranen auch die Lichtleiter fest montiert
sein können. Die Vermessung eines anderen Gegenstandes bedarf
daher lediglich einer neuen Anordnung und gegebenenfalls
Montage der Taschen mit den Kapillarschläuchen an den
Kupplungsblock.
Die Vielzahl der über die zweiten Lichtleiter übertragenen
optischen Signale läßt sich erfindungsgemäß schnell und durch
einen Rechner auswertbar dadurch erfassen, daß die zweiten
Lichtleiter in einer eine Matrix bildenden Halterung enden und
die Matrix von einer Videokamera abtastbar ist. Dieses erfin
dungsgemäße Prinzip erlaubt somit die praktisch gleichzeitige
Erfassung einer Vielzahl von punktförmigen, optisch darge
stellten Meßsignalen, in dem die punktförmigen optischen Meß
signale in der Matrix angeordnet und von der Videokamera abge
tastet werden. Bei Verwendung einer CCD-Kamera kann durch die
Zuordnung einer Vielzahl (beispielsweise 16×16) Pixelpunkten
zu einem punktförmigen Meßsignal eine sehr feine Intensitäts
abstufung erfaßt werden.
Die Erfindung erlaubt erstmalig eine praktisch rückwirkungs
freie Aufnahme der von einer Person ausgeübten Druckverteilung
auf eine Sitz- oder Liegefläche. Hierzu wird die entsprechende
Sitz- oder Liegefläche mit einer Vielzahl von Taschen belegt,
die beispielsweise in eine geeignete Textilhalterung einge
setzt werden.
Die Erfindung soll im folgenden anhand von in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es
zeigt:
Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung der erfindungsge
mäßen Vorrichtung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Tasche,
Fig. 3 Seitenansichten der Tasche gemäß Fig. 2 in
drei möglichen Zuständen,
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Anordnung in
einem Block mit einer Membran,
Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Teil der Anordnung
gemäß Fig. 4,
Fig. 6 eine schematische Erläuterung des Meßprinzips
mit zwei Lichtleitern,
Fig. 7 eine Kennlinie für das in Fig. 6 dargestellte
Meßprinzip,
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Anordnung
einer Vielzahl von Taschen auf einer ebenen
Unterlage,
Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Vielzahl
von Taschen auf den Oberflächen eines Würfels,
Fig. 10 eine Draufsicht auf einen Kupplungsblock,
Fig. 11 einen Vertikalschnitt durch den Kupplungsblock
gemäß Fig. 10,
Fig. 12 eine schematische Darstellung der Anordnung aus
Kupplungsblock, Meßblock und einem Block für
die Anordnung der Lichtleiter in Matrixform,
Fig. 13 eine schematische Darstellung von Auswertungs
möglichkeiten für die mit der erfindungsgemäßen
Anordnung gewonnenen Meßsignale.
Fig. 1 zeigt eine Unterlage 1, auf der eine flächige Tasche 2
angeordnet ist. Die Unterlage 1 ist durch einen über eine
Materialschicht 3 übertragenen Druck verformt. Da die Tasche 2
aus flexiblen Taschenwänden besteht, macht sie die Verformung
mit, ohne merkliche Rückstellkräfte zu erzeugen.
An den Innenraum der Tasche 2 ist ein Kapillarschlauch 4 ange
schlossen, der in einem Block 5 endet. Der Block 5 ist mit
einer den Kanal des Kapillarschlauchs 4 fortsetzenden Bohrung
6 versehen. Die Bohrung ist auf der nicht von dem Kapillar
schlauch 4 beaufschlagten Seite durch eine Membran 7 abge
deckt, die durch einen ringförmigen Gegenhalter 8 abgedichtet
am Block 5 eingespannt ist.
Die Fig. 2 und 3 lassen den Aufbau der Tasche 2 erkennen.
Die Tasche 2 weist in Draufsicht einen rechteckigen Grundriß
auf und besteht aus zwei flächigen Folien als Taschenwände 9,
10, die an ihrem Rand umlaufend durch eine Schweißnaht 11 gas
dicht miteinander verbunden sind. Auf einer Längsseite ist
durch die Schweißnaht 11 der Kapillarschlauch 4 hindurchge
führt. In den Innenraum der Tasche 2 ist eine rechteckige Ein
lage 12 aus einem Vlies eingelegt.
Die drucklose Normalposition der Tasche 2 ist in Fig. 3A dar
gestellt. Die Einlage 12 dient als Abstandshalter für die bei
den Taschenwände 9, 10 aufgrund ihrer Normaldicke.
Durch einen auf die Tasche 2 ausgeübten Druck kann diese zu
sammengedrückt werden, wie dies in Fig. 3B gezeigt ist. Das
Zusammendrücken erfolgt maximal so weit, daß die beiden
Taschenwände 9, 10 nur noch durch die Minimalstärke der
kompressiblen Einlage 12 voneinander getrennt sind.
Fig. 3C zeigt, daß die Tasche 2 auch eine stärkere Auswölbung
aufweisen kann. Dies kann durch einen verringerten Umgebungsdruck
oder durch eine Druckerhöhung in dem abgeschlossenen
System Tasche 2/Kapillarschlauch 4, beispielsweise durch eine
Temperaturerhöhung, hervorgerufen werden (die Darstellung in
Fig. 3C ist aus Gründen der Deutlichkeit übertrieben er
folgt).
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch den Block 5. Die den Kanal 6
verschließende Membran 7 ist über eine weich-elastische Dich
tung 13 und den ringförmigen Gegenhalter 8 gegen den Block 5
geklemmt. Der Kanal 6 befindet sich am Ende einer Einfüh
rungsöffnung 14, in die nicht nur das Ende des Kapillar
schlauchs 4 sondern auch die Enden eines ersten Lichtleiters
15 und eines zweiten Lichtleiters 16 eingeführt sind. Über ei
ne Verengung geht die Einführungsöffnung 14 in den Kanal 6
über, in dem die Enden des Kapillarschlauchs 4 und der beiden
Lichtleiter 15, 16 mit geringem Spiel eingeführt sind. Die Be
festigung der Enden des Kapillarschlauchs 4 und der beiden
Lichtleiter 15, 16 in der Einführöffnung 14 und dem Kanal 6
erfolgt durch einen Kleber 17, der zur Vermeidung von Licht
verlusten zweckmäßigerweise schwarz ist.
Wie unten noch näher ausgeführt werden wird ist der erste
Lichtleiter 15 mit einer Lichtquelle und der zweite Lichtlei
ter 16 mit einer Lichtmeßeinrichtung verbunden. Eine Licht
übertragung von dem ersten Lichtleiter 15 auf den zweiten
Lichtleiter 16 erfolgt durch Reflexion an der Membran 7, wo
bei regelmäßig der normale Reflexionsfaktor einer Gummimem
bran ausreicht. Für ein verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis
kann es allerdings zweckmäßig sein, die Membran 7 mit einer
reflektierenden Beschichtung zu versehen.
Fig. 5 verdeutlicht die Anordnung der beiden Lichtleiter 15,
16 in dem Kanal 6. Zweckmäßigerweise schließen die beiden
Lichtleiter 15, 16 mit planen Stirnflächen 18, 19 mit der Wand
des Blocks 5 fluchtend ab, gegen die die Membran 7 gespannt
ist.
Fig. 6 verdeutlicht das Meßprinzip für die optische Abstands
messung mit den beiden Lichtleitern 15, 16. In Fig. 6 ist ein
minimaler Abstand dmin zwischen den planen Stirnflächen 18, 19
der Lichtleiter 16, 15 sowie ein maximaler Abstand dmax darge
stellt. Für den minimalen Abstand dmin ist erkennbar, daß das
aus dem Lichtleiter 15 austretende Licht durch die praktisch
unmittelbar vor der Stirnfläche 19 sitzende Membran vollstän
dig reflektiert wird, so daß praktisch kein austretendes Licht
in die Stirnfläche 18 des zweiten Lichtleiters 16 reflektiert
wird.
Für einen mittleren Abstand d1 wird ein Teil des aus dem ersten
Lichtleiter 15 austretenden Lichts in den zweiten Lichtleiter
16 reflektiert. Bei dem dargestellten Abstand dmax ist die re
flektierte Lichtmenge maximal. Für einen weit über dem Abstand
dmax liegenden Abstand d2 wird nur noch ein geringer Anteil des
aus dem ersten Lichtleiter 15 austretenden Lichts auf die
Stirnfläche 18 des zweiten Lichtleiters 16 fallen.
Daraus ergibt sich eine Kennlinie, wie sie in Fig. 7 darge
stellt ist. Für den minimalen Abstand dmin ist die reflektierte
Lichtmenge 0. Über den mittleren Abstand d1 nimmt die reflek
tierte Lichtmenge bis zu dem maximalen Abstand dmax etwa linear
zu. Danach ergibt sich ein stetiger Abfall der reflektierten
und in den zweiten Lichtleiter 16 gelangenden Lichtmenge, was
an der reflektierten Lichtmenge für den Abstand d2 in Fig. 7
verdeutlicht ist.
Für die Messung der Auswölbung der Membran 7, also für die
Messung des Abstandes der Membran von den planen Stirnflächen
18, 19 der Lichtleiter 16, 15 wird nur der zwischen den Ab
ständen dmin und dmax liegende Bereich der Kennlinie in Fig. 7
ausgenutzt.
Besondere Vorteile ergeben sich bei der Anwendung der erfin
dungsgemäßen Anordnung mit einer Vielzahl von Taschen 2, wie
sie in Fig. 8 angedeutet ist. Mit der in Fig. 8 dargestell
ten Anordnung läßt sich beispielsweise eine Sitz- oder Liege
fläche eines Stuhls, einer Matratze oder eines Bettes bezüg
lich der von einer Person ausgeübten Druckverteilung vermes
sen. Hierzu sind über die Fläche in gleichmäßigen Abständen
die Taschen 2 in Form einer flächigen Matrix verteilt. Die zu
gehörigen Kapillarschläuche 4 werden zusammengefaßt aus dem
Meßfeld herausgeführt.
Fig. 9 verdeutlich, daß auch die Oberflächen eines räumlichen
Gebildes, hier eines Würfels 20 vermessen werden können. Statt
des Würfels ist auch eine Druckmessung an den Oberflächen ei
ner Fahrzeugkarosserie denkbar, um Aussagen über den auf die
Oberfläche wirkenden Luftdruck während der Bewegung des Fahr
zeugs zu erhalten.
Fig. 10 und 11 zeigen eine vorteilhafte Vorrichtung zur
Handhabung der Vielzahl von mit den Taschen 2 verbundenen Ka
pillarschläuchen 4. Diese werden in einen Kupplungsblock 21
eingeführt und dort ebenfalls in Form einer Matrix angeordnet.
Der Kupplungsblock weist eine Vielzahl von Einführungsöffnun
gen 22 auf, in die die Enden der Kapillarschläuche 4 einge
führt werden. Über eine konische Verengung 23 gelangen die En
den der Kapillarschläuche 4 in eine Bohrung 24, die das Maß
des Außendurchmessers der Kapillarschläuche 4 oder ein gerin
ges Untermaß aufweist. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß
die Kapillarschläuche 4 dicht in der Bohrung 24 sitzen. Die
Fixierung der Kapillarschläuche 4 in den Einführöffnungen 22
erfolgt durch einen eingefüllten Kleber 25. Die Einführöff
nung 22 und Bohrung 24 sind in einer ersten Platte 26 ausge
bildet, die durch eine analog aufgebaute Gegenplatte 27 und
eine mit den Bohrungen 24 entsprechenden Bohrungen 28 versehe
nen Flächendichtung 29 zu dem Kupplungsblock 21 vervollstän
digt wird. Die beiden Platten 26, 27 werden durch Schrauben 30
miteinander verspannt, so daß die flächige Dichtung 29
zwischen den Platten 26, 27 gepreßt wird und die Gas- und
Flüssigkeitsdichtheit des Kupplungsblocks 21 sicherstellt. In
die Öffnungen 22′, 23′, 24′ sind den Kapillarschläuchen 4 ent
sprechende Verbindungsschläuche 4′ eingesetzt, die die Verbin
dung zwischen dem Kupplungsblock 21 und dem Block 5, an dem
Membranen 7 gehalten werden, herstellen.
Eine schematische Darstellung dieser Verbindung ist in Fig.
12 zu erkennen. Vom Kupplungsblock 21 führen Schläuche 4′ zu
den einzelnen Kanälen 6 des Blockes 5. Die Kanäle 6 sind auf
der in Fig. 12 nicht erkennbaren Rückseite mit den Membranen
verschlossen. In jedem Kanal 6 ist jeweils ein erster Licht
leiter 15 und ein zweiter Lichtleiter 16 in der anhand der Fig.
4 und 5 beschriebenen prinzipiellen Anordnung einge
setzt. Die anderen Enden der ersten Lichtleiter 15 sind in ei
ner Halterung 31 zu einer rechteckigen Matrix 32 mit planen
Stirnflächen in einer Ebene endend angeordnet, so daß Licht
einer Lichtquelle 33 gleichmäßig in alle ersten Lichtleiter 15
eingespeist wird.
In einer analogen Anordnung enden die Stirnflächen der zweiten
Lichtleiter in der Halterung 31 ebenfalls in einer rechtecki
gen Matrix, die von einer Kamera 34 abgetastet wird. Wird eine
CCD-Kamera mit einer Anordnung von 720×580 Pixeln verwendet,
können 45×36 zweite Lichtleiter eingesetzt werden, so daß
für die zu messende Fläche größenordnungsmäßig 1600 Meßpunkte
zur Verfügung stehen.
Durch die Verwendung von 16×16 Pixeln für jeden Meßpunkt
sind größenordnungsmäßig 4000 Helligkeitsstufen für die Meß
werte diskriminierbar. Mit der Kamera 34 können die 1600 Meß
punkte praktisch gleichzeitig erfaßt und ausgewertet werden.
Fig. 13 verdeutlicht die Auswertung mit der Kamera 34, deren
Videosignal in einem Videorekorder 35 als Massenspeicher zwi
schengespeichert werden kann. Das Videosignal gelangt über ei
nen Analog/Digital-Wandler 36 in einen Zwischenspeicher 37 und
wird von einem Computer 38 ausgewertet, der die festgestellte
Druckverteilung auf einem Bildschirm 39 und/oder einem Drucker
40 ausgeben kann. Durch die dargestellte Auswertung mit der
Kamera 34 lassen sich somit Druckverteilungen mit einer klei
nen Abtastperiode über eine lange Zeit abspeichern und auswer
ten.
Claims (14)
1. Vorrichtung zum Messen von auf eine Unterlage (1) einwir
kendem Druck mit wenigstens einer mit einem Fluid gefüllten
geschlossenen Tasche (2) mit flexiblen Taschenwänden
(9, 10), an die ein Kapillarschlauch (4) angeschlossen
ist, an dessen freiem Ende eine eine Druckveränderung detektierende
Auswertungseinrichtung angeschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß auf der Unterlage (1) eine
Vielzahl von Taschen (2) zu einer flächigen Matrix angeordnet
ist, deren Kapillarschläuche (4) zusammengefaßt
aus dem Meßfeld herausgeführt und in jeweils eine Einführungsöffnung
(22) eines Kupplungsblocks (21) eingeführt
sind und daß die Auswertungseinrichtungen an die anderen
Enden der Einführungsöffnungen (22) angeschlossen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Auswertungseinrichtungen durch mit den Kapillarschläuchen
(4, 4′) kommunizierende Bohrungen (6) eines
Blockes (5) gebildet sind, die an ihrem dem Kapillarschlauch
(4, 4′) fernen Ende mit einer Membran (7) verschlossen
sind, die sich bei einer Volumenverminderung in
der Tasche (2) auswölbt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen
optischen Detektor (15, 16) für die Auswölbung der Mem
bran (7).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der optische Detektor aus einem auf die Membran (7) ge
richteten, an eine Lichtquelle (33) angeschlossenen
ersten Lichtleiter (15) und einem an einen Lichtmengende
tektor (34) angeschlossenen zweiten Lichtleiter (16) be
steht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Lichtleiter (15, 16) parallel zueinander auf
die Membran (7) gerichtet sind und mit planen Stirn
flächen (19, 18) unmittelbar vor der Membran enden.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Membran (7) lichtreflektierend be
schichtet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Lichtleiter (15, 16) zusammen mit
dem zugehörigen Kapillarschlauch (4, 4′) in eine Bohrung
(6) des Blocks (5) eingeführt sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Tasche (2) aus zwei miteinander
gasdicht verbundenen flächigen Taschenwänden (9, 10) ge
bildet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß in die Tasche (2) eine elastischkom
pressible, die Taschenwände (9, 10) im drucklosen Zustand
mit Abstand zueinander haltende Einlage (12) eingelegt
ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einlage (12) aus einem Vlies besteht.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß eine zusätzliche, flüssigkeitsgefüll
te, gegen Druckeinwirkung geschützte, auf der Unterlage
(1) angeordnete Tasche (2) mit flexiblen Taschenwänden
(9, 10) oberhalb des Blockes (5) der Auswertungseinrich
tung angeordnet ist und so durch Ausnutzung des hydrosta
tischen Drucks zur Bestimmung der relativen Höhe der
Tasche (2) dient.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kapillarschläuche (4, 4′) einer
Vielzahl von Taschen (2) an einen Block (5) mit einer
entsprechenden Vielzahl von Bohrungen (6) und Membranen
(7) angeschlossen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Taschen (2) mit ihren Kapillarschläuchen (4) an einen
Kupplungsblock (21) angeschlossen sind und daß ausgehend
von dem Kupplungsblock (21) eine Verbindung mit Kapil
larschläuchen (4′) zu dem Block (5) mit den Membranen (7)
hergestellt ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß die zweiten Lichtleiter (16) mit ihren En
den in einer Halterung (31) eine Matrix bilden, die von
einer Videokamera (34) abtastbar ist.
Priority Applications (7)
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ES92115789T ES2081017T3 (es) | 1991-09-17 | 1992-09-16 | Dispositivo para la medida de presion que actua sobre una base. |
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DK92115789.7T DK0533119T3 (da) | 1991-09-17 | 1992-09-16 | Apparat til måling af et på et underlag virkende tryk |
EP92115789A EP0533119B1 (de) | 1991-09-17 | 1992-09-16 | Vorrichtung zum Messen von auf eine Unterlage einwirkendem Druck |
US08/038,945 US5357804A (en) | 1991-09-17 | 1993-03-29 | Device including a planar matrix of fluid filled bags for measuring pressure acting on a support |
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