DE9303202U1 - Height difference measuring device - Google Patents
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Description
Höhendifferenz-MeßgerätHeight difference measuring device
Die Erfindung betrifft ein Höhendifferenz-Meßgerät, welches auf der Basis der Luftdruckmessung arbeitet und aus einem stationären Flüssigkeitsbehälter, einem flüssigkeits- gefüllten Schlauch und einem Meßkopf besteht.The invention relates to a height difference measuring device which works on the basis of air pressure measurement and consists of a stationary liquid container, a liquid-filled hose and a measuring head.
Höhenmesser dieser Art sind bereits auf der Basis der Schlauchwaage arbeitend bekannt. So offenbart die DE 3030708 Al ein hydrostatisches Nivelliergerät nach Art einer Schlauchwaage mit zumindest einem Meßzylinder mit in einem Meßbereich spielenden Meßflüssigkeitsspiegel und einem mit dem Zylinder verbundenen elektrischen Meßwertgeber, wobei der Meßzylinder unterhalb des Flüssigkeitsspiegels einen Anschlußstutzen aufweist, an den wiederum ein Membran-Differenzdruckaufnehmer als Meßwertgeber angeschlossen ist und dessen Membranverformung elektrisch erfaßbar ist. Es wird also nicht der Meßflüssigkeitsspiegel beobachtet, wie es bei den herkömmlichen Schlauchwaagen üblich ist, sondern eine durch die Veränderung des Flüssigkeitsspiegels hervorgerufen Membranveränderung im Membran-Differenzdruckaufnehmer. Mit dieser Lösung ist zwar meßtechnisch gesehen das Erfassen eines Höhenmeßwertes relativ einfach und dennoch mit hoher Genauigkeit möglich, setzt jedoch handhabungsseitig einen hohen Vorbereitungsaufwand voraus.Altimeters of this type are already known to work on the basis of the hose level. DE 3030708 A1 discloses a hydrostatic leveling device in the form of a hose level with at least one measuring cylinder with a measuring liquid level that plays in a measuring range and an electrical measuring sensor connected to the cylinder, whereby the measuring cylinder has a connection piece below the liquid level, to which a membrane differential pressure sensor is connected as a measuring sensor and whose membrane deformation can be electrically recorded. It is therefore not the measuring liquid level that is observed, as is usual with conventional hose level, but a membrane change in the membrane differential pressure sensor caused by the change in the liquid level. With this solution, recording a height measurement value is relatively simple from a measuring point of view and still possible with high accuracy, but it requires a lot of preparation in terms of handling.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Höhendifferenz- Meßgerät so auszubilden, daß es einen sofortigen Einsatz ohne vorherigen Einrichtungsaufwand und eine handliche Einmannbedienung unter Einhaltung einer hohen Präzision bei schneller Gewinnung und Auswertung der Meßergebnisse erlaubt.The invention is based on the object of designing a height difference measuring device in such a way that it allows immediate use without prior setup effort and convenient one-man operation while maintaining a high level of precision and rapid acquisition and evaluation of the measurement results.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein im Meßbereich beliebig fixierbarer, offener 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 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 open liquid container that can be fixed anywhere in the measuring area is connected to a measuring head by a liquid-filled hose, whereby the measuring head contains a pressure sensor and a storing, comparing and, if necessary, signaling indicator electronics, while the liquid container is equipped with a membrane that separates the liquid column of the measuring system from the atmosphere.
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 offers the advantage that before the measurement begins, the liquid container can simply be placed at any point in the measuring range as a reference point for the atmospheric pressure that is currently acting.
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 prevailing atmospheric pressure during the measuring process is subject to practically no changes and can be regarded as a constant reference basis. No special preparation measures are required for this. The membrane arranged in the liquid container serves both to separate the liquid in the measuring system from the atmosphere and to transfer the atmospheric pressure to 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 an attached pressure sensor offers advantageous handling of the measuring device by being equipped with a marking ruler and a display device. By placing the marking ruler at the desired reference height and initiating the measuring process, the pressure sensor determines the pressure in the water column, converts this value into an electrical signal and forwards the signal to the indicator electronics. There, the signal is further processed by storing or comparing, and a display can be made in each case.
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.The display device arranged on the measuring head can display both the absolute height and/or pressure difference between the current position of the measuring head and the position of the liquid container fixed in the measuring area as well as the relative height and/or pressure differences between the current position of the measuring head and a reference position of the measuring head stored by the indicator electronics.
Das Längenmaß des flüssigkeitsgefüllten Schlauches sollte wenigstens dem Abstand zwischen dem im Meßbereich fixierten Flüssigkeitsbehälter und der möglichen entferntesten Lage des Meßkopfes im Meßbereich 5 entsprechen.The length of the liquid-filled hose should at least correspond to the distance between the liquid container fixed in the measuring area and the furthest possible position of the measuring head in the measuring area 5.
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 the
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 component within the measuring head only serves to limit the energy requirement for signaling.
Nachstehend soll diese Lösung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.This solution will be explained in more detail below using an example.
Dabei zeigt dieThe
Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Kennzeichnung derFig. 1 is a block diagram to identify the
Verknüpfung der einzelnen Elemente des Meßgerätes undLinking 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.
Ein Höhendifferenz-Meßgerät wird in einem Wohnraum zur Ermittlung der Soll-Oberkante einer umlaufenden
Fliesenfläche eingesetzt.
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
besitzt für diesen Anwendungsfall eine Länge von 10 m.A height difference measuring device is used in a living space to determine the desired upper edge of a surrounding tiled surface.
The height difference measuring device consists of a liquid container 1 with a membrane surface of 100 square centimeters. The membrane 7 separates 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 liquid-filled hose 3. The hose has a length of 10 m for this application.
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 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 for every 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 help of which the necessary markings are made on the measuring 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. Die Funktion der Einzelelemente des Höhendifferenz-Meßgerätes ergibt sich aus der beispielhaft beschriebenen Anwendung.The indicator electronics 5 contained in the measuring head 2 are connected to the pressure sensor 4 as well as to the display device 10 and to the signal device 12, which in turn is coupled to a module for temporal signal limitation 13. The function of the individual elements of the height difference measuring device is evident from the application described as an example.
Der Meßbereich ist ein Raum in einem Rohbau, der Abmessungen von 12 m Länge und 8 m Breite aufweist. Das Meßobjekt 9 sind die Wände dieses Raumes mit einer Höhe von 3,1 m.The measuring area is a room in a shell that has dimensions of 12 m long and 8 m wide. The measuring object 9 is the walls of this room with a height of 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.It is planned to mark the height for the upper end of a ceramic tile wall covering at a height of 2 m above the level of the unfinished floor.
Dazu wird der Flüssigkeitsbehälter 1 etwa in Raummitte fest abgestellt. Das Bezugsmaß wird an einem beliebigen Punkt der Raumwände markiert.To do this, the liquid container 1 is placed firmly in the middle of the room. The reference measurement 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 position, whereby this initial position 11 is stored as a value for the pressure present at the measuring head 2 by mechanically triggering the measuring electronics of the indicator electronics 5, depending on the height of the liquid column 6 that forms between the liquid container 1 and the measuring head 2.
Danach wird der Meßkopf 2 in beliebigen Abständen an den zu markierenden Wänden als den Meßobjekten 9 entlanggeführt. Mittels der im Meßkopf 2 enthaltenen Anzeigevorrichtung 10 wird die jeweils zutreffende Abweichung von der gespeicherten Sollhöhe angezeigt.The measuring head 2 is then moved at any distance along the walls to be marked as the measuring objects 9. The respective deviation from the stored target height is displayed by means of the display device 10 contained in the measuring head 2.
Bei Obereinstimmung der aktuellen Lage desIf the current situation of the
Markierungslineals 8 mit der Sollhöhe wird dieMarking ruler 8 with the target height is the
Signaleinrichtung 12 in Form eines akustischen Signals in Betrieb gesetzt.Signaling device 12 is activated 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 the marking work has been completed, the indicator electronics 5 on the measuring head 2 are switched off, whereby the stored value for the target height is deleted from the memory and the height difference measuring device is available for a new measuring task.
Claims (7)
&zgr; eichnet dadurch, daß der Meßkopf (2) ein Markierungslineal (8) für das übertragen der Meßhöhen auf das Meßobjekt (9) enthält.2. Height difference measuring device according to claim 1, characterized
&zgr; is calibrated in that the measuring head (2) contains a marking ruler (8) for transferring the measuring heights to the measuring object (9).
&zgr; eichnetdadurch, daß die signalisierende optische und/oder akustische Einrichtung (12) über einen Baustein (13) zur Begrenzung der Signaldauer verfügt.7. Height difference measuring device according to claim 6, geken &eegr;
&zgr; is characterized in that the signaling optical and/or acoustic device (12) has a component (13) for limiting the signal duration.
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