DE4342935C2

DE4342935C2 - Height difference measuring device

Info

Publication number: DE4342935C2
Application number: DE4342935A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dietzsch
Original assignee: Dietzsch & Rothe Msr Technik O
Current assignee: Dietzsch & Rothe Msr Technik O
Priority date: 1993-03-05
Filing date: 1993-12-16
Publication date: 2000-02-24
Anticipated expiration: 2013-12-17
Also published as: DE4342935A1; DE9303202U1

Description

Die Erfindung betrifft ein Höhendifferenz-Meßgerät, welches auf der Basis der Luftdruckmessung arbeitet und aus einem stationären Flüssigkeitsbehälter, einem flüssigkeitsgefüllten Schlauch und einem Meßkopf mit optischer Anzeigevorrichtung besteht.The invention relates to a height difference measuring device, which the basis of air pressure measurement works and from one stationary liquid container, a liquid-filled one Hose and a measuring head with an optical display device consists.

Höhenmesser dieser Art sind bereits bekannt. So beschreibt die DE-OS 23 59 098 einen druckbetriebenen Präzisions-Höhenmesser als geschlossenes Flüssigkeitssystem, mit dessen Hilfe Höhenunterschiede im Einmannbetrieb zu messen sind. Hier wird ein Höhendifferenzmeßgerät beschrieben, welches aus einem Bezugsmeßgerät, welches über einen Schlauch mit einem bewegbaren Ablesemeßgerät verbunden ist, besteht. Beide benötigten Meßgeräte weisen jeweils eine verformbare Kammer mit elastischen, absolut dichten und hermetischen Wänden auf, die ohne Hohlräume oder Blasen mit einer Flüssigkeit gefüllt sind. Das Bezugsmeßgerät wird an dem Bezugspunkt fixiert und das Ablesegerät an die zu messende Stelle gebracht, wo dann auf einer Skala des Ablesemeßgerätes der jeweils angezeigte Über- oder Unterdruck zum Druck des Bezugsmeßgerätes abgelesen werden kann. Es wird das Ausdehnen oder das Zusammenziehen des Balges als Maß für die Höhenablesung angezeigt.Altimeters of this type are already known. So describes the DE-OS 23 59 098 a pressure-operated precision altimeter as a closed fluid system, with the help of which Differences in height are to be measured in one-man operation. Here will a height difference measuring device described, which consists of a Reference measuring device, which with a hose over a movable reading meter is connected. Both required measuring devices each have a deformable chamber elastic, absolutely tight and hermetic walls on the filled with a liquid without voids or bubbles. The reference measuring device is fixed at the reference point and that The reading device is brought to the place to be measured, where then on a scale of the reading measuring device or negative pressure can be read for the pressure of the reference measuring device can. It becomes the expansion or contraction of the bellows displayed as a measure of the height reading.

In diesem System besteht demzufolge ein sogenannter Vordruck, der sich nachteilig auf das Systemverhalten auswirken kann, so zum Beispiel bei vorherrschenden Temperaturunterschieden am Bezugsmeßpunkt und am Meßpunkt des Ablesegerätes. Die Temperaturkompensation ist dann unterschiedlich und führt zu Meßfehlern. Auch Langzeitwirkungen, wie thermische Reaktionen des Flüssigkeitssystems, die den Vordruck verändern, führen zu Meßungenauigkeiten.There is a so-called form in this system, that can adversely affect system behavior, so for example with prevailing temperature differences on Reference measuring point and at the measuring point of the reading device. The Temperature compensation is then different and leads to Measurement errors. Long-term effects, such as thermal reactions of the fluid system that change the form lead to Measurement inaccuracies.

Der zum Druckausgleich notwendige Medienfluß zwischen zwei veränderbaren Volumen je Schlauchende sowie durch Schlauchverformung und die durch Thermik stattfindenden Verdrängungsänderungen durch den Schlauch sind reale Störgrößen, die in dieser Lösung keine Berücksichtigung finden.The flow of media between two required for pressure equalization changeable volume per hose end as well as Hose deformation and those taking place due to thermals Changes in displacement through the hose are real Disturbances that are not taken into account in this solution.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Höhendifferenz- Meßgerät so auszubilden, daß die Nachteile des bekannten Standes der Technik beseitigt werden sowie die Dichteänderung der Flüssigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur ebenso wie der Einfluß von Gaseinschlüssen auf das System oder der Flüssigkeitsverlust im Langzeitbetrieb berücksichtigt werden, um trotz angestrebter schneller Gewinnung und Auswertung von Meßergebnissen eine hohe Präzision zu erlangen. The invention has for its object a height difference Train the meter so that the disadvantages of the known State of the art are eliminated as well as the density change the liquid depending on the temperature as well the influence of gas inclusions on the system or the Fluid loss in long-term operation are taken into account, in order to obtain and evaluate To achieve high precision results.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein im Meßbereich beliebig zu fixierender Flüssigkeitsbehälter mit einem Meßkopf durch einen flüssigkeitsgefüllten Schlauch verbunden ist, wobei der Meßkopf einen Drucksensor und eine speichernde, vergleichende und gegebenenfalls signalisierende Indikatorelektronik enthält, während der referenzdruckbildende Flüssigkeitsbehälter mit einer die Flüssigkeitssäule des Meßsystems gegen die Atmosphäre abgrenzenden Membran ausgestattet ist.According to the invention the object is achieved in that an Measuring range with any liquid container to be fixed a measuring head through a liquid-filled hose is connected, the measuring head being a pressure sensor and a storing, comparing and possibly signaling Indicator electronics included while the reference pressure is forming Liquid container with a liquid column of the Measuring system against the membrane delimiting the atmosphere Is provided.

Diese Lösung bietet einerseits den Vorteil, daß vor Meßbeginn der Flüssigkeitsbehälter als Bezugspunkt für den unter jeweils wirkenden atmosphärischen Druck einfach an einem beliebigen Punkt im Meßbereich abgelegt wird.On the one hand, this solution has the advantage that before the start of the measurement the liquid container as a reference point for the under each acting atmospheric pressure simply at any Point is stored in the measuring range.

Dabei wird angenommen, daß der jeweils vorliegende atmosphärische Druck während des Meßvorganges praktisch keinen Veränderungen unterliegt und als konstante Bezugsbasis angesehen werden kann. Dazu bedarf es keiner besonderen Vorbereitungsmaßnahmen. Die im Flüssigkeitsbehälter angeordnete Membran dient dabei sowohl der Abgrenzung der Flüssigkeit im Meßsystem gegen die Atmosphäre als auch der Übertragung des atmosphärischen Druckes auf die Meßflüssigkeit.It is assumed that the present atmospheric pressure during the measuring process practically none Subject to change and as a constant reference can be viewed. No special one is required for this Preparatory measures. The one arranged in the liquid container The membrane serves both to delimit the liquid in the Measuring system against the atmosphere as well as the transmission of the atmospheric pressure on the measuring liquid.

Der Meßkopf mit angeordnetem Drucksensor bietet durch die Ausstattung mit einem Markierungslineal und einer Anzeigevorrichtung eine vorteilhafte Handhabung des Meßgerätes. Durch Anlegen des Markierungslineals an die gewünschte Referenzhöhe und Auslösen des Meßvorgangs erfolgt durch den Drucksensor die Ermittlung des anstehenden Drucks in der Wassersäule, die Umwandlung dieses Wertes in ein elektrisches Signal sowie die Weiterleitung des Signals an die Indikatorelektronik. Dort erfolgt die Weiterverarbeitung des Signals speichernd oder vergleichend, wobei in jedem Fall eine Anzeige erfolgen kann.The measuring head with the arranged pressure sensor offers through the Equipped with a marking ruler and one Display device an advantageous handling of the measuring device. By placing the marking ruler on the desired one Reference height and triggering of the measuring process is done by the Pressure sensor to determine the pressure in the Water column, converting this value into an electrical one Signal and the forwarding of the signal to the Indicator electronics. The further processing of the Signals storing or comparing, in each case a Display can take place.

Über die am Meßkopf angeordnete Anzeigevorrichtung können sowohl die absolute Höhen- und/oder Druckdifferenz zwischen der momentanen Lage des Meßkopfes und der Lage des im Meßbereich fixierten Flüssigkeitsbehälters als auch die relativen Höhen- und/oder Druckdifferenzen zwischen der momentanen Lage des Meßkopfes zu einer von der Indikatorelektronik gespeicherten Referenzlage des Meßkopfes angezeigt werden.Via the display device arranged on the measuring head both the absolute height and / or pressure difference between the current position of the measuring head and the position of the Measuring range of fixed liquid container as well relative height and / or pressure differences between the current position of the measuring head to one of the Indicator electronics stored reference position of the measuring head are displayed.

Das Längenmaß des flüssigkeitsgefüllten Schlauches sollte wenigstens dem Abstand zwischen dem im Meßbereich fixierten Flüssigkeitsbehälter und der möglichen entferntesten Lage des Meßkopfes im Meßbereich entsprechen.The length of the liquid-filled hose should be at least the distance between the one fixed in the measuring range Liquid container and the possible most distant location of the Correspond to the measuring head in the measuring range.

Vorteilhaft ist auch die Ausstattung des Meßkopfes mit einer signalisierenden optischen und/oder akustischen Einrichtung zur besseren Überwachung des Erreichens der Referenzhöhe.It is also advantageous to equip the measuring head with a signaling optical and / or acoustic device for better monitoring of reaching the reference height.

Das Begrenzen der Signaldauer über einen geeigneten Baustein innerhalb des Meßkopfes dient lediglich der Begrenzung des Energiebedarfs für die Signalgebung.Limiting the signal duration using a suitable module within the measuring head only serves to limit the Energy requirements for signaling.

Nachstehend soll diese Lösung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.This solution is based on an exemplary embodiment are explained in more detail.

Dabei zeigt dieThe shows

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Kennzeichnung der Verknüpfung der einzelnen Elemente des Meßgerätes und Fig. 1 is a block diagram to identify the link between the individual elements of the measuring device and

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Meßgerätes. Fig. 2 is a schematic representation of the measuring device.

Design example:

Ein Höhendifferenz-Meßgerät wird in einem Wohnraum zur Ermittlung der Soll-Oberkante einer umlaufenden Fliesenfläche eingesetzt.A height difference measuring device is used in a living room Determination of the target upper edge of a circumferential tile surface used.

Das Höhendifferenz-Meßgerät besteht dabei aus einem Flüssigkeitsbehälter 1 mit einer Membranfläche von 100 Quadratzentimeter. Die Membran 7 grenzt die im Meßgerät enthaltene Flüssigkeit gegen die Atmosphäre ab. Ein Meßkopf 2 ist mit dem Flüssigkeitsbehälter 1 mittels flüssigkeitsgefülltem Schlauch 3 verbunden. Der Schlauch 3 besitzt für diesen Anwendungsfall eine Länge von 10 m. Der Meßkopf 2 ist mit einem Drucksensor 4 für den Druckerfassungsbereich von -0,1 bar bis +0,7 bar ausgestattet. Die Auflösegenauigkeit ist auf je 1 mm Höhendifferenz ausgebildet.The height difference measuring device consists of a liquid container 1 with a membrane area of 100 square centimeters. The membrane 7 delimits the liquid contained in the measuring device from the atmosphere. A measuring head 2 is connected to the liquid container 1 by means of a hose 3 filled with liquid. The hose 3 has a length of 10 m for this application. The measuring head 2 is equipped with a pressure sensor 4 for the pressure detection range from -0.1 bar to +0.7 bar. The resolution accuracy is designed to 1 mm height difference.

Weiterhin besitzt der Meßkopf 2 ein Markierungslineal 8, mit dessen Hilfe erforderliche Markierungen am Meßobjekt 9 vorgenommen werden. Furthermore, the measuring head 2 has a marking ruler 8 , with the aid of which necessary markings are made on the measurement object 9 .

Die im Meßkopf 2 enthaltene Indikatorelektronik 5 ist sowohl mit dem Drucksensor 4 als auch mit der Anzeigevorrichtung 10 und mit der Signaleinrichtung 12 verbunden, die ihrerseits mit einem Baustein zur zeitlichen Signalbegrenzung 13 gekoppelt ist.The indicator electronics 5 contained in the measuring head 2 are connected both to the pressure sensor 4 and to the display device 10 and to the signaling device 12 , which in turn is coupled to a module for temporal signal limitation 13 .

Die Funktion der Einzelelemente des Höhendifferenz-Meßgerätes ergibt sich aus der beispielhaft beschriebenen Anwendung. Der Meßbereich ist ein Raum in einem Rohbau, der Abmessungen von 12 m Länge und 8 m Breite aufweist.The function of the individual elements of the height difference measuring device results from the application described as an example. The measuring range is a room in an unfinished building, the dimensions 12 m long and 8 m wide.

Das Meßobjekt 9 sind die Wände dieses Raumes mit einer Höhe von 3,1 m. Es ist vorgesehen, in einer Höhe von 2 m über dem Niveau des noch nicht fertiggestellten Fußbodens die Höhe für den oberen Abschluß einer Wandbekleidung aus Keramikfliesen zu markieren.The measurement object 9 are the walls of this room with a height of 3.1 m. It is planned to mark the height for the upper end of a wall covering made of ceramic tiles at a height of 2 m above the level of the not yet finished floor.

Dazu wird der Flüssigkeitsbehälter 1 etwa in Raummitte fest abgestellt. Das Bezugsmaß wird an einem beliebigen Punkt der Raumwände markiert.For this purpose, the liquid container 1 is placed firmly in the middle of the room. The reference dimension is marked at any point on the room walls.

Mit Hilfe des Markierungslineals 8 wird der Meßkopf 2 an die markierte Stelle herangeführt, wobei diese Anfangslage 11 in Abhängigkeit von der Höhe der sich ausbildenden Flüssigkeitssäule 6 zwischen Flüssigkeitsbehälter 1 und Meßkopf 2 als Wert für den am Meßkopf 2 vorliegenden Druck durch mechanisches Auslösen der Meßelektronik von der Indikatorelektronik 5 gespeichert wird.With the help of the marking ruler 8 , the measuring head 2 is brought to the marked point, this initial position 11 depending on the height of the liquid column 6 being formed between the liquid container 1 and measuring head 2 as a value for the pressure present on the measuring head 2 by mechanical triggering of the measuring electronics the indicator electronics 5 is stored.

Danach wird der Meßkopf 2 in beliebigen Abständen an den zu markierenden Wänden als den Meßobjekten 9 entlanggeführt. Thereafter, the measuring head 2 is guided along the walls to be marked as the measuring objects 9 at any intervals.

Mittels der im Meßkopf 2 enthaltenen Anzeigevorrichtung 10 wird die jeweils zutreffende Abweichung von der gespeicherten Sollhöhe angezeigt.The applicable deviation from the stored target height is displayed by means of the display device 10 contained in the measuring head 2 .

Bei Übereinstimmung der aktuellen Lage des Markierungslineals 8 mit der Sollhöhe wird die Signaleinrichtung 12 in Form eines akustischen Signals in Betrieb gesetzt.If the current position of the marking ruler 8 corresponds to the desired height, the signal device 12 is put into operation in the form of an acoustic signal.

Nach Abschluß der Markierungsarbeiten erfolgt die Abschaltung der Indikatorelektronik 5 am Meßkopf 2, wodurch der gespeicherte Wert für die Sollhöhe im Speicher gelöscht wird und das Höhendifferenz-Meßgerät für eine neue Meßaufgabe verfügbar ist.After completing the marking work, the indicator electronics 5 on the measuring head 2 are switched off , as a result of which the stored value for the desired height is deleted in the memory and the height difference measuring device is available for a new measuring task.

Reference list

11

- Flüssigkeitsbehälter
- liquid container

22nd

- Meßkopf
- measuring head

33rd

- flüssigkeitsgefüllter Schlauch
- liquid-filled hose

44th

- Drucksensor
- pressure sensor

55

- Indikatorelektronik
- indicator electronics

66

- Flüssigkeitssäule
- liquid column

77

- Membran
- membrane

88th

- Markierungslineal
- marking ruler

99

- Meßobjekt
- measurement object

1010th

- Anzeigevorrichtung
- display device

1111

- Soll- oder Anfangslage
- Target or starting position

1212th

- Signaleinrichtung
- signaling device

1313

- Baustein zur zeitlichen Signalbegrenzung
- Block for temporal signal limitation

Claims

1. Working height difference measuring device based on the air pressure measurement, consisting of a stationary liquid container, a liquid-filled hose and a measuring head with an optical display device, characterized in that a liquid container ( 1 ) with a measuring head ( 2 ) can be fixed in the measuring range a liquid-filled hose ( 3 ) is connected, the measuring head ( 2 ) containing a pressure sensor ( 4 ) and a storing, comparing and signaling indicator electronics ( 5 ), while the reference pressure-forming liquid container ( 1 ) with a against the liquid column ( 6 ) of the measuring system the atmosphere-delimiting membrane ( 7 ) is equipped.

2. Height difference measuring device according to claim 1, characterized in that the measuring head ( 2 ) is equipped with an acoustic device ( 12 ) which signals the agreement with the selected pressure and / or height value.

3. Height difference measuring device according to claim 2, characterized in that the signaling acoustic device ( 12 ) has a module for limiting the signal duration.