DE69409558T2 - Längenmessapparat - Google Patents

Längenmessapparat

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DE69409558T2
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    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B17/00Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/48Mechanical 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 using wave or particle radiation means
    • G01D5/485Mechanical 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 using wave or particle radiation means using magnetostrictive devices

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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG Umfeld der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Längenmeßvorrichtung, welche eine magnetostriktive Ultraschall-Verzögerungsleitung bzw. -linie bzw. -leiter verwendet, zur Verwendung beim Messen einer Pegelfäche eines Kraftstoffes in einem Kraftstofftank, Erfassen eines Kolbenstabhubes, wenn angeordnet in einem Hydraulikzylinder, oder zum Erfassen von Positionen von beweglichen Teilen einer Vielzahl von industriellen Maschinen und dergleichen.
  • Beschreibung der Hintergrundtechnik
  • Eine Längenmeßvorrichtung, welche bisher vorgeschlagen wurde, verwendet eine magnetrostriktive Ultraschall-Verzögerungsleitung bzw. -leiter bzw. -linie, dessen bzw. deren Länge verlängert oder reduziert wird bei dem Anlegen eines magnetischen Feldes. Bei der herkömmlichen Längenmeßvorrichtung ist ein nicht-reflektierendes Stützglied, hergestellt aus einem stoßabsorbierenden Material, wie z.B. Gummi oder dergleichen, an einem jeweiligen oder einem Endabschnitt der magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungslinie bzw. -leitung bzw. des magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiters, befestigt, zum Dämpfen einer ungewünschten reflektierten Welle, erzeugt durch Ultraschall- Vibration.
  • Bei der obigen herkömmlichen Längenmeßvorrichtung, unter Verwendung des magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiters, ist es jedoch schwierig, die ungewünschte reflektierte Welle vollständig zu dämpfen. Somit kreuzen reflektierte Ultraschallwellen einander, interferierend mit einem Erfassungspuls, so daß der Erfassungspuls gestört wird. Somit besteht der Nachteil, daß eine Position nicht bei hoher Genauigkeit erfaßt werden kann.
  • Des weiteren, wenn starke Ultraschall-Vibration zum Erhalten eines stabilen und großen Erfassungspulses erzeugt ist, wäre es unmöglich, reflektierte Wellen zu dämpfen und die reflektierten Wellen graduell zu dissipieren.
  • Ferner, auch wenn die ungewünschte reflektierte Welle vollständig durch die Verwendung des nicht-reflektierenden Stützgliedes entfernt wird, wie oben beschrieben, ist es unvermeidbar, daß die Gesamtheit der Längenmeßvorrichtung in der Größe groß wird, bedingt durch das Bereitstellen des nicht-reflektierenden Stützglied es.
  • Eine alternative Längenmeßvorrichtung ist in der EP-A-0 363 517 offenbart. Diese Vorrichtung umfaßt einen amorphen Metallstreifen, eine erste Pulsinjektions- bzw. -einbringspule, angeordnet an einem Ende des Streifens, eine Erfassungsspule, gewickelt bzw. gewunden um den Streifen, sowie einen Magneten, angeordnet benachbart dem Streifen und relativ zu dem Streifen beweglich. Das andere Ende des Streifens, beabstandet von der Pulsinjektions- bzw. -Einbringspule, kann entweder offen sein oder bereitgestellt mit einer zweiten Pulsinjektions- bzw. -ausstoßspule. Wenn das andere Ende mit einer zweiten Injektionsbzw. Einbringspule bereitgestellt ist, erzeugen die erste und zweite lnjektions bzw. Einbringspule einen Puls, wobei beide Pulse zum Bereitstellen einer Angabe bzw. Anzeige bzw. Indikation des Abstandes bzw. der Entfernung des Magneten von dem Ende des Streifens verwendet werden. Wenn das andere Ende offen ist, wird ein durch die erste Pulsinjektions- bzw. -Ausgabespule erzeugter Puls reflektiert an bzw. von dem offenen Ende, wobei der erzeugte Puls zum Bereit stellen einer Anzeige bzw. Angabe des Abstandes bzw. der Entfernung des Magneten von einem Ende des Streifens verwendet wird, wobei der reflektierte Puls bzw. Impuls zum Bereitstellen einer Angabe der Entfernung bzw. des Abstandes des Magneten von dem anderen Ende des Streifens verwendet wird.
  • In der DE-A-3131455 ist eine magnetostriktive Pfadmeßvorrichtung offenbart, welche umfaßt einen elektrischen Leiter, ein Rohr bzw. einen Tubus aus magnetostriktivem Material, den Leiter umgebend, einen Ultraschall-Transducer und zwei Permanentmagneten, wovon einer relativ zu dem Rohr bzw. Tubus festge legt bzw. fixiert ist, und wovon der andere bewegbar bzw. beweglich ist, relativ zu dem Rohr bzw. dem Tubus. Beim Betrieb wird ein Puls zu dem elektrischen Leiter geliefert, welcher sich entlang dem Leiter relativ zu dem Rohr bzw. dem Tubus bewegt. Wenn der Puls an jedem Magneten vorbeitritt, wird ein Ultraschall-Puls erzeugt bzw. generiert, wobei die von jedem Ultraschall-Puls benötig te Zeit zum Erreichen des Transducers indikativ ist für die Position eines spezifischen Magneten. Der stationäre Magnet wird verwendet als Referenz, um es somit zu ermöglichen, die Position zu berechnen, unabhängig von der Geschwindigkeit des Pulses.
  • In der JP-A-5722512 ist eine Positionserfassungsvorrichtung offenbart, welche umfaßt ein Ultraschall-transmissives Glied, eine Spule bzw. Wicklung, gewickelt bzw. gewunden um das transmissive Glied, und einen Permanentmagneten, welcher beweglich ist relativ zu dem transmissiven Glied. Ein Ultraschall-Puls von einem Kabeltransmitter bzw. -sender, angeordnet an einem Ende des Ultraschall- Gliedes, breitet sich aus bzw. bewegt sich durch einen inneren Teil des Gliedes, wobei eine Spannung in der Spule erzeugt bzw. generiert wird, wenn dieser einen Teil erreicht, entsprechend der Position des Magneten, und zwar bedingt durch die Wechselwirkung zwischen dem Magneten und der Spule bzw. Wicklung. In einer Betriebs- bzw. Operativschaltung werden mit dem Eingangssignal von dem Transmitter als Referenz die Zeit, benötigt für die Ultraschall-Welle, einen Wellenempfänger zu erreichen, welcher an dem gegenüberliegenden Ende des Ultraschall-Gliedes angeordnet ist, und die Zeit, welche erforderlich ist, daß er den Magneten erreicht, berechnet, wobei ein Signal entsprechend der Position des Magneten ausgegeben wird.
  • In der US-A-4,5 10,587 ist ein Ultraschall-Versetzungspfadmeßsystem offenbart, welches umfaßt einen magnetostriktiven Leiter, einen Transmitter bzw. Sender, einen Empfänger und einen Magneten, welcher beweglich ist relativ zu dem Leiter. Ein in den Leiter eingebrachter bzw. integrierter Puls wechselwirkt mit dem Magneten, um somit einen Echopuls zu erzeugen -bzw. zu generieren, indikativ bzw. anzeigend bzw. angebend für die Position des Magneten. Versetzungspfad und -zeitoszillations- bzw. -oszillatorpulse werden durch zwei Zählergruppen gezählt, wobei aus dem Zustand dieser Zähler die Geschwindigkeit und die geschwindigkeitskorrigierte Position des Magneten berechnet werden.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Längenmeßvorrichtung anzugeben, in welcher die zuvor erwähnten Unzulänglichkeiten und Nachteile eliminiert sind, die beim Stand der Technik angetroffen werden.
  • Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Längenmeßvorrichtung anzugeben, eine magnetostriktive Ultraschall-Verzögerungslinie bzw. leitung bzw. einen magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiter verwen dend, wobei eine Position eines zu messenden Gegenstandes bzw. Objektes bei hoher Genauigkeit mittels positiver Verwendung einer reflektierten Welle ohne die Verwendung eines nicht-reflektierenden Stützgliedes erfaßt werden kann.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Längenmeßvorrichtung anzugeben, einen mag netostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiter verwendend, welche miniaturisiert werden kann.
  • Erfindungsgemäß ist eine Längenmeßvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 bereitgestellt. Ein besseres Verständnis von weiteren Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen der vorliegenden Erfindung kann aus der Berücksichtigung der folgenden detaillierten Beschreibung von illustrativen Ausführungsformen, unter Bezugnahme auf die Figuren der beigefügten Zeichnungen, erhalten werden, in welchen gilt:
  • Figur 1 ist ein schematisches Block- bzw. Schaltdiagramm, eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Längenmeßvorrichtung unter Verwendung eines magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiters zeigend.
  • Figur 2 ist ein schematisches Block- bzw. Schaltdiagramm, eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Längenmeßvorrichtung unter Verwendung eines magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiters bzw. -leitung bzw. -linie zeigend.
  • Figur 3 ist ein Diagramm von Weltenformen eines Antriebspulses, eines Erfassungspulses und einer reflektierten Welle, verwendet gemäß der vorliegenden Erfindung, und auf welches Bezug genommen wird bei der Erläuterung des Betriebes der jeweiligen erfindungsgemäßen Längenmeßvorrichtung.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Eine Längenmeßvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche einen magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiter bzw. -leitung bzw. -linie verwendet, wird im folgenden im Detail unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 beschrieben.
  • Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung. Wie es in Figur 1 gezeigt ist, ist ein magnetostriktiver Ultraschall- Verzögerungsleiter bzw. eine magnetostriktive Ultraschall-Verzögerungsleitung bzw. -linie 1 bereitgestellt. Ein Magnetteilglied 2, dessen Abstand bzw. Entfernung D von einem Ende des magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiters 1 zu messen ist, ist dem magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiter 1 bei einem vorbestimmten Abstand bzw. einer vorbestimmten Entfernung davon gegenüberstehend, um somit gleitfähig entlang der Längsrichtung des magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiters 1 zu sein. Eine Erfassungsspule 3 ist um den magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiter 1 gewickelt bzw. gewunden, und zwar über den gesamten Bereich bzw. die gesamte Fläche des Längenmeßbereiches. Ein Wellentransmitter bzw. -sender 4 ist an einem Ende des magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiters 1 angeordnet. Ein Antriebspulsgenerator 5 ist ausgelegt zum Bewirken eines vorbestimmten Antriebspulses zu bzw. an den Wellentransmitter 4.
  • Eine Erfassungsvorrichtung bzw. ein Detektor 6 erfaßt eine induzierte Spannung, erzeugt in der Erfassungsspule bzw. -wicklung 3. Ein Rechner bzw. eine Berechnungseinrichtung 7 empfängt den Antriebspuls von dem Antriebspulsgenerator 5 und den Erfassungspuls von dem Detektor 6 und berechnet nachfolgend eine Verzögerungszeit des Erfassungspulses relativ zu dem Antriebspuls, um somit ein Signal auszugeben, entsprechend der Verzögerungszeit diesbezüglich, d.h. ein Signal, entsprechend einer Bewegungsentfernung bzw. einem Bewegungsabstand des Magnetguedes 2, wird von dem Ausgangsanschluß e ausgegeben.
  • In der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung, wenn eine Ultraschall-Vibration angelegt bzw. angewendet bzw. bewirkt ist an dem magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiter 1 von dem Wellentransmitter 4 durch den Antriebspuls A, angelegt diesbezüglich von dem Antriebspulsgenerator 5, wird die Ultraschall- Welle in dem magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiter 1 geführt bzw. ausgebreitet bzw. bewegt.
  • Zu dieser Zeit wird eine Pulsspannung in der Erfassungsspule 3 nicht lediglich induziert durch die Erfassungsspule 3. Wenn das Magnetstück bzw. -Teilglied 2 angeordnet ist nahe dem mag netostriktive Ultraschall-Verzögerungsleiter 1, so wird der mag netostriktive Ultraschall-Verzögerungsleiter 1 teilweise mag netisiert durch das Magnetteilglied 2. Somit, bedingt durch ein sogenanntes Umkehr- Magnetostriktionsphänomen (oder VILLARI-Effekt), bei welchem eine magnetische Permeabilität des magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiters 1 reduziert wird, wenn die Ultraschall-Vibration an dem magnetisierten Abschnitt des magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiters 1 vorbeitritt, wird ein Erfassungspuls B, basierend auf der induzierten Spannung, in der Erfassungsspule 3 erzeugt bzw. generiert. Der Erfassungspuls B wird zweimal erzeugt bzw. generiert durch die Reflektion an dem offenen Ende des magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiters 1, wie es in Figur 3 gezeigt ist. Der erste Erfassungspuls B wird durch den Detektor bzw. die Erfassungseinrichtung 6 erfaßt bzw. detektiert.
  • Wenn das Magnetteil 2 entlang dem magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiter 1 bewegt wird, wird eine Verzögerungszeit des Erfassungspulses B bezüglich des Antriebspulses A verändert, proportional einer Bewegungsentfernung bzw. einem Bewegungsabstand des Magnetteiles bzw. -stückes 2 von einem Ende des magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiters 1. Dementsprechend werden der Antriebspuls A von dem Antriebspulsgenerator 5 und der erste Erfassungspuls B von dem Detektor 6 dem Rechner bzw. der Berechnungseinrichtung 7 zugeführt. Nachfolgend berechnet der Rechner 7 die Verzögerungszeit des Erfassungspulses B bezüglich des Antriebspulses A und gibt von dem Ausgangs- bzw. Ausgabeanschluß e eine Verzögerungszeit aus, d.h. ein Ausgangssignal entsprechend einer Bewegungsentfernung bzw. einem Bewegungsabstand des Magnetstückes bzw. -teiles 2.
  • Die von dem Wellentransmitter 4 übertragene Ultraschall-Vibration wird geführt bzw. breitet sich aus bzw. wird bewegt bzw. bewegt sich im Inneren des magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiters 1, wiederholt reflektiert von einem zu dem anderen Ende davon und nachfolgend progressiv gedämpft, um zu verschwinden bzw. zu verblassen bzw. abzunehmen.
  • Da eine Länge L des magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiters 1 von vornherein bekannt ist, ist die Vorrichtung derart angeordnet bzw. ausgelegt, daß eine Periode T&sub1;, in welcher der Antriebspuls A erzeugt bzw. generiert wird, durch den Antriebspulsgenerator 5 eingestellt ist als entsprechend der Periode, während welcher die reflektierte Welle C, basierend auf der Ultraschall-Vibration, sich durch die Länge L des magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiters 1 bewegt.
  • Wenn die erste reflektierte Welle C an dem offenen Ende des magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiters 1 reflektiert wird, sich entlang der Länge L bewegt und an dem Endabschnitt des magnetostriktiven Ultraschall-Verzöge rungsleiters 1 ankommt und reflektiert wird, an welchem der Wellentransmitter 4 bereitgestellt ist, wird die Bedingung des Antriebspulsgenerators 5 zum Erzeugen bzw. Generieren des nachfolgenden Antriebspulses A eingestellt, so daß der Wellentransmitter 4 zum Erzeugen einer neuen Ultraschalle-Welle angetrieben wird, deren Phase jener der ersten reflektierten Welle C entspricht.
  • Wie es oben beschrieben ist, kann eine starke Ultraschall-Vibration mit Phasenübereinstimmung bzw. passenden Phasen durch Überlappen der reflektierten Welle C mit einer neuen Ultraschall-Welle durch den neuen oder zweiten Antriebspuls A erhalten werden. Dementsprechend muß eine detektierte bzw. erfaßte Welle von großer Vibration mit zufriedenstellendem S/N (Signal-zu- Rauschen-Verhältnis), und somit die reflektierte Welle, nicht unterdrückt werden durch das nicht-reflektierte Stützglied, wodurch die Meßvorrichtung raummäßig miniaturisiert bzw. verkleinert werden kann um das nicht-reflektierende Stützglied.
  • Eine zweite Ausführungsform der Längenmeßvorrichtung unter Verwendung des magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiters 1 gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im Detail unter Bezugnahme auf Figur 2 beschrieben. In Figur 2 sind ähnliche Teile, entsprechend jenen von Figur 1, mit denselben Bezugsziffern versehen, und somit ist eine diesbezügliche Beschreibung im Detail nicht erforderlich.
  • Wie es in Figur 2 gezeigt ist, ist ein Reflektiert-Wellen-Detektor 8 vorgesehen. Die Längenmeßvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform, welche in Figur 2 gezeigt ist, unterscheidet sich von der Meßvorrichtung unter Verwendung des magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiters, welcher in Figur 1 gezeigt ist, dadurch, daß der Reflektiert-Wellen-Detektor bzw. die Reflektiert-Wellen-Erfassungseinrichtung 8 erfaßt, daß die erste reflektierte Welle C, in Figur 3 gezeigt, von dem Wellentransmitter 4 zurückgeführt ist, wobei die erfaßte Ausgabe von dem Reflektiert-Wellen-Detektor 8 einem Antriebspulsgenerator 9 zugeführt wird, und daß der Antriebspuls A mit der reflektierten Welle C synchronisiert erzeugt bzw. generiert wird durch den Antriebspulsgenerator 9, um somit den Wellentransmitter bzw. -sender 4 anzutreiben. Der Antriebspuls A von dem Antriebspulsgenerator 9 wird dem Rechner bzw. der Berechnungseinrichtung ebenfalls zugeführt bzw. in diese gespeist.
  • Die reflektierte Welle C wird erfaßt, und der mit der reflektierten Welle C synchronisierte Antriebspuls A wird derart generiert, daß, wenn die Länge L des magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiters 1 verändert wird, die Antriebsperiode des Antriebspulses A nicht eingestellt werden muß entsprechend der Länge L des magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiters 1. Ferner, wenn die Antriebsperiode des Antriebspulses A mit einer Temperaturveränderung verändert wird, können die Phase der reflektierten Welle C und jene der neuen Ultraschallwelle davon abgehalten werden, versetzt bzw. verschoben zu werden.
  • Gemäß dieser Ausführungsform, da der Wellentransmitter 4 über eine Funktion zum Erfassen der reflektierten Welle C verfügt, ist es möglich, die Zeit T&sub1; zu messen, in welcher sich die Ultraschall-Vibration hin- und zurückbewegt in dem magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiter 1. In diesem Fall nimmt T&sub2; eine Zeit an von dem Antriebspuls A zu dem Erfassungspuls B, wobei L die Länge des magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiters 1 annimmt, D einen Abstand bzw. eine Entfernung annimmt von dem Wellentransmitter 4 zu dem Magnetteil 2, und wobei V eine Geschwindigkeit annimmt bzw. darstellt, bei welcher die Ultraschall-Vibration sich in dem magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiter 1 bewegt.
  • Somit gilt T&sub1; = 2L/V (1)
  • T&sub2; = D/V (2)
  • Die Eliminierung von V aus den obigen Gleichungen (1) und (2) führt zu folgenden Gleichungen (3) und (4):
  • T&sub2;/T&sub1; = DI2L (3)
  • D = T&sub2; 2LIT&sub1; (4)
  • Insbesondere, auch wenn die Geschwindigkeit V, bei welcher sich die Ultraschall-Wellenvibration ausbreitet bzw. bewegt, mit der Temperaturveränderung verändert wird, kann die Position D des Magnetstückes bzw. -teiles 2 mittels Berechnung der obigen Gleichungen (3) und (4) berechnet werden, und zwar unabhängig von der Geschwindigkeit V.
  • Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, da die Phase der reflektierten Welle C und die Phase des Antriebspulses A zueinander passen bzw. übereinstimmen, indem die Periode T&sub1; des Antriebspulses A, angewendet bzw. angelegt an den Wellentransmitter 4, zusammenfallend gestaltet ist bezüglich der Zeit, in welcher die Ultraschall-Welle, erzeugt bzw. generiert durch den Antriebspuls A, angelegt bzw. bewirkt bzw. zugeführt zu dem magnetostrik tiven Ultraschall-Verzögerungsleiter 1 von dem Wellentransmitter 4, reflektiert wird an dem offenen Ende des mag netostriktiven Ultraschall-Verzögerungsleiters 1 und zurückkehrt zu dem Wellentransmitter 4, wobei die Ultraschall-Welle, erzeugt durch den Antriebspuls A, und die reflektierte Welle C zu demselben Zeitpunkt synchronisiert sind. Somit wird eine ungewünschte reflektierte Welle nicht erzeugt und der Erfassungs- bzw. Detektionspuls B kann mit hoher Genauigkeit erfaßt werden.
  • Ferner, gemäß den erfindungsgemäßen Ausführungsformen, da die reflektierte Welle C durch den Wellentransmitter 4 und den reflektierten Wellendetektor 8 erfaßt wird, und da die Phase der reflektierten Welle C und jene des Antriebspulses A zueinander passen bzw. aufeinander abgestimmt sind mittels Anwenden bzw. Anlegen des Antriebspulses A, synchronisiert bezüglich der reflektierten Welle C, zu bzw. an dem Wellentransmitter 4, kann der Erfassungspuls B mit hoher Genauigkeit konstant erfaßt werden.
  • Des weiteren, da gemäß den erfindungsgemäßen Ausführungsformen ein Verhältnis zwischen der Zeit T&sub1; von dem Antriebspuls A zu dem nächsten bzw. nachfolgenden Antriebspuls A und der Zeit T&sub2; von dem Antriebspuls A zu dem Erfassungspuls B berechnet wird, und da das Positionssignal, entsprechend dem Abstand bzw. der Entfernung D von dem Wellentransmitter 4 zu dem Mag netteil 2 ausgegeben wird, kann die Position des Magnetteiles 2 erfaßt werden, und zwar unabhängig von der Geschwindigkeit V, bei welcher der Antriebspuls A sich ausbreitet bzw. bewegt.
  • Obwohl bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben wurden, ist es zu verstehen, daß die Erfindung nicht auf diese präzisen Ausführungsformen beschränkt ist, und daß verschiedene Veränderungen und Modifikationen vom Fachmann durchgeführt wer den könnten, ohne von dem Umfang des neuartigen Konzepts der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüche definiert, abzuweichen.

Claims (3)

1. Längenmeßvorrichtung, umfassend:
eine magnetostriktive Ultraschall-Verzögerungslinie (1);
einen Wellentransmitter (4), bereitgestellt an einem Ende der magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungslinie bzw. -leiter (1), wobei das andere Ende der magnetostriktiven Ultraschallwellen-Verzögerungslinie (1) offen ist; eine Erfassungsspule (3), gewickelt um die äußere Peripherie der magneto striktiven Ultraschall-Verzögerungslinie (1) über das gesamte Feld des zu messenden Bereiches;
einen Magneten (2), gleitfähig entlang der Länge der magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungslinie (1) angeordnet;
einen Antriebspulsgenerator (5, 9) zum Erzeugen eines Antriebspulses, wobei der Antriebspuls zu dem Wellentransmitter (4) derart geliefert wird, daß eine Ultraschallwelle veranlaßt wird, sich durch die magnetostriktive Ultraschall-Verzögerungslinie (1) zu bewegen und von dem offenen Ende als eine reflektierte Welle reflektiert zu werden; und
eine Einrichtung (7) zum Messen der Position des Magneten (2) von dem einen Ende der magnetostriktiven Ultraschall-Verzögerungslinie (1), auf der Grundlage der Verzögerungszeit eines Erfassungspulses bezüglich des Antriebspulses, wobei der Erfassungspuls in der Erfassungsspule (3) von dem Magneten (2) erzeugt wird, ansprechend auf den Antriebspuls, angelegt an dem Wellentransmitter (4),
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Phasen-Anpaßeinrichtung (8, 9) zum Anpassen der Phase der transmittierten bzw. übertragenen Ultraschallwelle mit der Phase der reflektierten Welle an dem einen Ende der Verzögerungslinie vorgesehen ist, indem die Periode der übertragenen Ultraschallwelle koinzident mit der Periode der reflektierten Welle gestaltet wird, wenn die reflektierte Welle das eine Ende der Verzögerungslinie bzw. -leitung erreicht, wodurch die reflektierte Welle mit der transmittierten Welle an dem einen Ende der Verzögerungslinie synchronisiert wird.
2. Längenmeßvorrichtung nach Anspruch 1, des weiteren eine reflektierte Wellenerfassungseinrichtung (8) umfassend, welche das Auftreten der reflektierten Welle an dem einen Ende der Verzögerungslinie bzw. -leitung bzw. -leiter erfaßt.
3. Längenmeßvorrichtung nach Anspruch 2, des weiteren umfassend eine Einrichtung (7), zum Berechnen eines Verhältnisses zwischen einer Zeit von dem Antriebspuls zu dem nachfolgenden Antriebspuls und einer Zeit von dem Antriebspuls zu dem Erfassungspuls, sowie eine Einrichtung (7) zum Ausgeben eines Positionssignales, entsprechend einem Abstand bzw. einer Entfernung von dem Wellensender bzw. -transmitter zu dem Magneten.
DE69409558T 1993-02-19 1994-02-10 Längenmessapparat Expired - Lifetime DE69409558T2 (de)

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