ES2337567T3 - Dispositivo para la medicion de distancias y procedimiento para la determinacion de una distancia. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la medición de distancias con una electrónica de evaluación y con un dispositivo de sensor, que posee al menos una sonda (3) de acoplamiento para la inyección de una señal de transmisión en una estructura (1) de conducción con cuerpo de reflexión, poseyendo la estructura (1) un bloque de inyección con una zona (2) de inyección, que conecta un transceptor de HF a través de una guía (7) de ondas con un sistema (5) dieléctrico de sujeción con la sonda (3) de acoplamiento, kk la través de la sonda (3) de acoplamiento se emiten al menos dos señales de transmisión como ondas electromagnéticas con distintas frecuencias.
Description
Dispositivo para la medición de distancias y
procedimiento para la determinación de una distancia.
El presente invento se refiere a un dispositivo
para la medición de distancias según el preámbulo de la
reivindicación 1 así como a un procedimiento para la determinación
de una distancia.
A través del documento EP 0 835 127 se conoce un
dispositivo para la medición de distancias con la forma de un
aparato para la medición de niveles de llenado. El dispositivo de
antena conocido hace posible el acoplamiento de microondas a través
de un conductor de ondas dispuesto como guía de ondas. En el extremo
frontal de la guía de ondas se halla un elemento plano de radiación
aplicado sobre el lado inferior de un substrato con forma de placa
de material dieléctrico. Las microondas se acoplan como señal de
transmisión a través de la barra excitadora.
De una manera general se sabe, que para la
detección y la medición de la posición del émbolo de accionamientos
lineales accionados con un fluido o de cilindros neumáticos o
hidráulicos se utilizan como estructura de conducción dispositivos
para la medición de distancias, que miden la distancia entre el
émbolo, como cuerpo de reflexión, en el interior de la estructura
de conducción y la tapa del cilindro respectivamente el fondo de la
estructura de conducción. La determinación de la posición de los
émbolos en los cilindros puede tener lugar tanto de manera
discreta, es decir en puntos discretos, como también de manera
continua, es decir de manera permanente durante el
funcionamiento.
Generalmente se recurre a la determinación
discreta de la posición del émbolo para retrotransmitir la
ejecución, respectivamente el final de un movimiento del émbolo a
un mando secuencial (por ejemplo SPS) y poder iniciar con ello el
paso siguiente de la secuencia. Para ello se utilizan
predominantemente sensores, respectivamente dispositivos de
sensores sensibles a un campo magnético, que detectan el campo
magnético de un imán permanente, que se halla en el émbolo del
cilindro. Los sensores utilizados para ello se montan externamente
en el tubo del cilindro. Si el émbolo se desplaza en la zona de
captación de un sensor de esta clase, identifica este la presencia
del émbolo del cilindro a través del tubo del cilindro. Para ello es
necesaria en la mayoría de los casos la utilización de materiales
no ferromagnéticos, lo que limita las propiedades de construcción,
respectivamente las aplicaciones del accionamiento. Si, por el
contrario, se debe detectar otra posición del émbolo es preciso
ajustar correspondientemente de manera mecánica, respectivamente
ajustar nuevamente el sensor. Para cada posición adicional a
detectar es, por lo tanto, preciso montar un sensor adicional con
los costes adicionales de material, montaje, ajuste e instalación
adicionales.
Aquí también es otro inconveniente el que
montaje tenga lugar generalmente in situ a pie de cliente. A
ello se suma la dificultad de que el cilindro puede estar montado
ya en una máquina de difícil acceso y de que ya no es posible el
ajuste de las distancias de conexión por medio del desplazamiento
mecánico de los interruptores magnéticos montados exteriormente.
Además, para estos sensores montados exteriormente se necesita un
espacio adicional. Para que se pueda garantizar la accesibilidad y
la robustez del sensor se necesita con frecuencia un coste de
construcción adicional.
Esta clase de sensores se construye
predominantemente como sensores sensibles a un campo magnético y se
conocen como interruptores Reed, magnetorresistivos (MR), glant
megnorresistivos (GMR), interruptores Hall o interruptores
magnetoinductivos de proximidad. Con la detección del campo
magnético es necesaria una sintonización laboriosa del imán con el
sensor, respectivamente el dispositivo de sensor. Además, con este
principio de medición se limitan las posibles aplicaciones a causa
de campos magnéticos estáticos y dinámicos (EMV, campo de un
cilindro próximo) así como las propiedades de temperatura del
sensor.
Para la medición continua de la posición del
émbolo se utilizan usualmente sistemas de medida, que funcionan
potenciométricamente según el principio LVDT (Linear Variable
Differential Transformer) o según el principio de ultrasonido. La
posición del émbolo es transmitida de manera continua y
predominantemente como señal analógica de tensión. Los sensores
basados en el principio LVDT requieren siempre durante la conexión
un ciclo de referencia para el preajuste. Los sensores de
ultrasonido sólo se prestan de manera limitada para la medición de
caminos en cilindros neumáticos e hidráulicos, ya que la exactitud
de la medida varía con la presión del cilindro. Como complemento de
este sistema también se conocen las mediciones incrementales del
camino. Estos sistemas se realizan por ejemplo por me-
dio de la codificación del vástago del émbolo, por lo que sólo se pueden utilizar para mediciones relativas de caminos.
dio de la codificación del vástago del émbolo, por lo que sólo se pueden utilizar para mediciones relativas de caminos.
Resumiendo, se comprueba, que tanto las
determinaciones continuas, como también las discretas conocidas
hasta ahora de la posición de un émbolo no pueden ser integradas,
respectivamente sólo con un coste de construcción considerable y
con los elevados costes ligados a ellos en un cilindro. El
considerable coste de construcción se debe a que los principios
usuales descritos de los sensores tienen que ser adaptados a la
correspondiente longitud del cilindro, ya que poseen un margen de
detección demasiado corto.
El objeto del presente invento es por ello crear
un dispositivo para la medición de distancias y un procedimiento
para la determinación de una distancia, que soslaye, respectivamente
soslayen los inconvenientes expuestos más arriba y permitan una
determinación continua y con ello discretizable, un manejo sencillo
y numerosas posibilidades de aplicación.
Este problema se soluciona desde el punto de
vista técnico del dispositivo con las características de la
reivindicación 1 y desde el punto de vista técnico del
procedimiento con las características de la reivindicación 13.
De acuerdo con el invento se crea una estructura
de conducción, que posee un bloque de inyección con una zona de
inyección, que conecta un transceptor de HF a través de una guía de
ondas con sistemas de sujeción dieléctricos con la sonda de
acoplamiento. Con esta disposición según la solicitud es posible la
integración completa de la sonda de acoplamiento con el sistema
electrónico de evaluación en la tapa del cilindro. Con ello no son
necesarios elementos adicionales, que deban ser montados en el
exterior. Las distancias de conexión correspondientes pueden ser
ajustadas externamente, con preferencia en función de la longitud
del cilindro, por medio de una interfaz electrónica. El dispositivo
de medición de distancias según la solicitud puede ser utilizado de
manera universal de manera esencialmente independiente de la
longitud del cilindro. Además, se comprobó, que los resultados de
las mediciones son fiables con independencia de la presión, de
aceite o de la humedad del aire en el cilindro.
De acuerdo con el invento se crean un
dispositivo para la medición de distancias y un procedimiento para
la determinación de una distancia en los que el dispositivo de
sensor posee un sistema de inyección de alta frecuencia, que sirve
para medir, por medio de la emisión y la recepción de ondas, una
determinada distancia, por ejemplo en una estructura de conducción
(un estructura de conducción es por ejemplo el espacio interior de
un cilindro neumático = guía de ondas redondo), integrando por
ejemplo el sistema de inyección en la estructura de conducción.
Debido a esta integración del sistema de inyección se consigue, que
el dispositivo para la medición de distancias posea una
construcción pequeña, respectivamente exija pocas medidas de
adaptación. La totalidad de la construcción del dispositivo para la
medición de distancias según la solicitud puede poseer por ello un
diseño limpio y liso debido a la supresión de una posibilidad de
montaje para dispositivos de sensor externos, respectivamente no
influye en el aspecto externo. Con el dispositivo para la medición
para distancias según la solicitud se logra un ahorro de costes de
instalación, ya que el cilindro prefabricado sólo posee un cable de
conexión para la excitación y el registro de los datos. De acuerdo
con el procedimiento según la solicitud se mide la longitud de la
estructura de conducción hasta que se produzca un cortocircuito (por
ejemplo el émbolo como cuerpo de reflexión en el cilindro neumático
o hidráulico), que también es desplazable. La señal de transmisión
generada de acuerdo con el procedimiento según la solicitud se
inyecta en una estructura de conducción y es reflejada con
preferencia por medio de un cortocircuito, por ejemplo el émbolo del
cilindro como cuerpo de reflexión. Con ello tiene lugar la medición
de la distancia entre el punto de inyección definido por la sonda
de acoplamiento y el cortocircuito de la estructura de conducción.
La distancia a medir se obtiene en este caso por medio de la
medición de la diferencia de fases entre la señal de transmisión y
la señal de recep-
ción.
ción.
Con la medición de la distancia entre los puntos
de inyección definidos por la sonda de acoplamiento y el cuerpo de
reflexión utilizando al menos dos señales de transmisión como ondas
electromagnéticas con distintas frecuencias tiene lugar una
determinación unívoca de la posición, cuando la estructura de
conducción a medir es menor que la mitad de la longitud de onda
utilizada. En relación con ello se debe tener en cuenta, que, con
independencia del acoplamiento elegido, se pueden elegir para la
determinación unívoca de la posición al menos tres frecuencias de
medición. Frente a ello, en la práctica se comprobó que es ventajosa
la utilización de cuatro frecuencias, ya que con ello también se
incrementa en especial la tolerancia de error del algoritmo.
Otras configuraciones ventajosas del invento son
objeto de las reivindicaciones subordinadas.
La utilización de un anillo dieléctrico
secundario sirve como tope para el cuerpo de reflexión, que se
desplaza y se tuvo en cuenta en el diseño electromagnético del
sistema de inyección.
Se comprobó, que es especialmente ventajoso, que
la estructura de conducción sea una guía de ondas redonda, con
preferencia un cilindro con un émbolo como cuerpo de reflexión. Una
guía de ondas redonda de esta clase puede ser por ejemplo un
cilindro neumático o un cilindro hidráulico. Con ello se eliminan,
en especial para estas aplicaciones, los inconvenientes existentes
hasta ahora.
Por medio de la presencia de taladros en el
bloque de inyección en los que se pueden introducir el sistema de
sujeción, la sonda de acoplamiento y la zona coaxial de inyección se
garantiza un montaje sencillo y la totalidad del dispositivo para
la medición de distancias puede ser integrado de manera casi
arbitraria en estructuras de conducción existentes.
De acuerdo con la reivindicación 5 se comprobó,
que es ventajoso, que al sonda de acoplamiento se diseñe como
sistema de excitación monopolo y que la inyección de las ondas
electromagnéticas tenga lugar de manera coaxial, de modo, que se
pueda alimentar una guía de ondas redonda y que a través de una
etapa de transformación coaxial con varios escalones convierta en
el monopolo. Con la etapa de transformación coaxial con varios
escalones, que puede poseer una superficie de base plana sobre la
que se prevé centralmente un cilindro conductor al que sigue una
espiga eléctricamente de conducción como conductor interior de la
inyección coaxial se consigue, que la totalidad de la inyección
tenga lugar de una manera sencilla.
El sistema de sujeción se compone de un
dieléctrico, por ejemplo Lexan, y sirve para el posicionado de la
sonda de acoplamiento en el cilindro. Además, se encarga de la
resistencia mecánica necesaria con fuerzas de presión (por ejemplo
10 bar en el cilindro neumático). En la fabricación en serie se
puede construir el bloque de inyección de una manera especialmente
barata, cuando el sistema de excitación monopolo se aloja en la
tapa del cilindro y se une firmemente el sistema dieléctrico de
sujeción con la tapa del cilindro por medio de un procedimiento de
inyección de material plástico.
De acuerdo con la reivindicación 8 se inyecta
una onda electromagnética en el margen de alta frecuencia de 1 GHz
a 25 GHz. En función de las dimensiones, respectivamente las medidas
del cilindro utilizado como estructura de conducción y del modo de
la onda se elige la frecuencia adecuada, que se halle por encima del
límite inferior de las frecuencias del modo de frecuencia
utilizado.
Los perfeccionamientos ventajosos son objeto de
las reivindicaciones subordinadas adicionales.
Por medio del dibujo adjunto se describirá una
ejecución del dispositivo para la medición de distancias según la
solicitud. En él muestran:
La figura 1, una representación en sección del
dispositivo para la medición de distancias en un estructura de
conducción montada.
La figura 2, en una representación de despiece
en perspectiva el dispositivo para la medición de distancias según
la solicitud (lado izquierdo) y el dispositivo para la medición de
distancias según la solicitud en el estado ensamblado (lado
derecho).
La figura 1 representa el dispositivo para la
medición de distancias según la solicitud con la estructura 1 de
conducción y el bloque de inyección con la zona 2 de inyección,
poseyendo la zona de inyección una sonda 3 de acoplamiento a través
de un sistema 5 dieléctrico de sujeción con la guía 7 de ondas.
También se representa el anillo 9 dieléctrico secundario, que, por
un lado, sirve como tope mecánico y, por otro, se diseña como
sistema de adaptación y de emisión.
En la figura 2 se representan con mayor claridad
los correspondientes componentes del dispositivo para la medición
de distancias según la solicitud, estando representados los
componentes esenciales, como el bloque de inyección con una zona 2
de inyección, de manera despiezada. Igualmente se puede ver con
claridad, que el sistema dieléctrico de sujeción soporta la sonda 3
de acoplamiento construida como sistema de excitación monopolo, que
comprende una espiga, que se puede alojar en una guía de ondas
coaxial. También se representa el anillo 9 dieléctrico
secundario.
Para una mejor comprensión se expondrán con
mayor claridad el funcionamiento del dispositivo para la medición
de distancias según la solicitud, respectivamente el procedimiento
para la determinación de la distancia.
El sistema de inyección se compone de un sistema
de excitación monopolo coaxial. Con la inyección de una onda
electromagnética transversal, es decir una onda TEM, en la zona 3
coaxial de inyección, respectivamente de entrada se excita por
medio del sistema monopolo una onda de guía de ondas redonda con el
tipo característico de campo E de la onda EO1. Esta onda se propaga
en la dirección axial en el interior del cilindro. Si esta onda
incide en el cuerpo de reflexión, es decir el émbolo en el cilindro
neumático o hidráulico, la onda es reflejada y convertida a través
de la sección de excitación (monopolo) en el sistema de conducción
coaxial y aplicada a un transceptor de HF (unidad de transmisión y
de recepción). La inyección monopolo se compone de una etapa
coaxial de transformación con varios escalones como sonda 3 de
acoplamiento con un sistema 5 dieléctrico de sujeción para la
estabilización de la posición y de la presión. Un segundo anillo
dieléctrico o anillo 9 secundario en la zona de emisión del
monopolo, por ejemplo de Lexan, sirve como tope mecánico para el
émbolo y se tuvo en cuenta como sistema secundario de adaptación y
de emisión en el diseño eléctrico del monopolo.
El procedimiento según la solicitud se explicará
ahora por medio de un cilindro neumático. La totalidad del cilindro
neumático entre el vástago del émbolo y la tapa trasera es
considerada como guía de ondas redonda. De acuerdo con las
dimensiones geométricas del cilindro se elige la frecuencia de
transmisión del sensor de tal modo, que sea posible una propagación
monomodo de la onda electromagnética (en el ejemplo en el modo EO1)
y que se evite la excitación de modos de guía de ondas de orden
superior. La excitación de modos de guía de onda de orden inferior
es impedida por la forma geométrica de la inyección. La excitación
de la onda electromagnética en el cilindro tiene lugar en la forma
y manera expuesta, por ejemplo, por medio de un monopolo. La onda se
propaga, de acuerdo con el principio del reflectómetro, en la guía
de ondas redonda (= cilindro neumático) y es reflejada en el émbolo
(= cortocircuito). Para poder medir de manera continua la distancia
entre el émbolo y la sonda de acoplamiento es preciso modular la
señal de transmisión. Esto puede tener lugar en forma de una
modulación en frecuencia. Para obtener en este caso una elevada
resolución de la distancia se necesita, sin embargo, una excursión
grande de la frecuencia. En la práctica es más ventajosa la emisión
de una señal CW, por ejemplo con tres frecuencias distintas
(ejemplo: 5,8 GHz, 6,0 GHz, 6,2 Ghz) para la determinación de un
margen de distancias unívoco unida a la evaluación ulterior de la
diferencia de frecuencia entre la señal de transmisión y la de
recepción como valor de medida de gran exactitud de la distancia
entre la sonda de acoplamiento y el émbolo. La cantidad de
frecuencias a utilizar así como su posición dependen en primera
línea de la distancia máxima a medir así como de la tolerancia de
error necesaria con relación a la medición del ángulo de fase.
Generalmente, con una diferencia de frecuencias pequeña entre dos
frecuencias de medición la distancia máxima medible es mayor, pero
la diferenciación de dos periodos sucesivos exige un exactitud de
medición del ángulo de fase mayor que con una diferencia de
frecuencias mayor. Por ello, la seguridad contra perturbaciones es
mayor con diferencias grandes entre las diferentes frecuencias de
medición.
Si se quiere medir un margen de medición grande
con una seguridad suficiente contra perturbaciones, se necesitan
varias frecuencias de medición con la posición adecuada de la
frecuencia. Por ello se necesitan entonces pares de frecuencias
tanto con una diferencia pequeña de las frecuencias de transmisión
(margen de medición grande), como también con una diferencia grande
de las frecuencias (seguridad contra perturbaciones).
La exactitud de la posición es determinada
esencialmente por la exactitud de la medición del ángulo de fase
con la frecuencia de medición más alta, ya que la longitud de onda
es allí la más pequeña. Es válida la fórmula:
\vskip1.000000\baselineskip
Variación del camino = Variación
del ángulo de fase x longitud de
onda/180º
\vskip1.000000\baselineskip
La medición de la posición del émbolo por medio
de microondas se basa en el principio siguiente: una onda
electromagnética con una frecuencia apropiada es acoplada con el
cilindro. El propio cilindro actúa como estructura de conducción
para la onda. La onda se propaga en el cilindro hasta el émbolo como
cuerpo de reflexión. En el émbolo se refleja en su mayor parte la
onda electromagnética, ya que el émbolo se comporta eléctricamente
como un cortocircuito. La onda reflejada se propaga hacia atrás en
el cilindro y es desacoplada nuevamente del cilindro a través de la
misma estructura a través - de la que también tuvo lugar el
acoplamiento. Se mide el ángulo de fase entre la señal acoplada y
la señal reflejada. Si el émbolo cambia de posición, varía la
distancia, que recorre la onda electromagnética en el cilindro. Con
la variación de la distancia se produce una variación del tiempo de
propagación de la onda y con ello también un ángulo de fase distinto
entre la onda de ida y la reflejada. Por ello se puede utilizar la
fase entre la señal de ida y la de retorno como medida de la
posición del émbolo. Entre el ángulo \varphi de fase y la posición
del émbolo existe la siguiente relación:
\varphi_{o} es en ella un
offset de fase debido principalmente al cable y al acoplamiento. Es
constante y por no influye en la propia medición de la posición. De
esta ecuación también se desprende la exactitud de medición de la
fase necesaria para obtener una exactitud prefijada de la medición
de la
posición.
\vskip1.000000\baselineskip
Dado que en la medición de la fase no es posible
diferenciar fundamentalmente entre un ángulo de fase \varphi y
\varphi + n(?)360º, sólo se podrían medir, cuando se utiliza una
sola frecuencia, cilindros con una carrera máxima del émbolo de
(?)\lambda/2. Cuando se utilizan dos o más frecuencias es, sin
embargo, posible medir émbolos con una longitud considerablemente
mayor. Las longitudes de onda no se deben diferenciar demasiado,
cuando se utilizan dos frecuencias. Para un cilindro con la longitud
l es válido para las longitudes de onda:
Dado que el ángulo de fase de la señal reflejada
no puede ser medido de manera directa con lo que la tensión medida
en la salida de un mezclador no es directamente proporcional a la
posición del émbolo, se necesita para la localización de la
posición un algoritmo adecuado. Dado que la señal de salida se
repite de manera periódica, es preciso asegurar ante todo, que la
localización de la posición se desarrolle de una manera unívoca, es
decir, que de una manera unívoca debe ser posible determinar la
posición en la que se encuentra el émbolo. Una posibilidad para la
determinación de la posición sería el registro de muchos valores de
medida durante un barrido de frecuencia. Estos valores de medida se
transforman después por medio de un FFT o un DFT en el margen de
frecuencias. De la posición del máximo del espectro resultante se
puede determinar entonces la posición del émbolo. Siempre que
durante el registro de los valores de medida no se permitan
exploraciones subordinadas, no pueden surgir en este procedimiento
problemas de ambigüedad. Con este procedimiento también se
obtienen, sin la creación de una tabla de posiciones, los valores de
las posiciones del émbolo. El inconveniente es que, por un lado, es
necesario registrar una cantidad relativamente grande de valores de
medida y, por otro, que el trabajo de cálculo es relativamente
grande.
Otra posibilidad es medir con unas pocas
frecuencias y determinar la posición del émbolo por medio de tablas
de posición. En este caso se comparan sencillamente los valores
medidos con los valores de los puntos de la tabla de posiciones. La
posición medida se corresponde entonces con el valor de la tabla más
parecido a los valores de medida. El inconveniente de este
procedimiento es que eventualmente se pueden producir ambigüedades.
Dado que no se realiza una medición directa de la fase, no se puede
garantizar el carácter unívoco con la observancia de las
condiciones expuestas más arriba. Los análisis detallados ponen de
manifiesto, que con la utilización de tan solo dos frecuencias de
medida existen siempre puntos con valores de medida idénticos,
cuando el cilindro es más largo que \lambda/2. dado que esto es el
caso mayoritario en la práctica, se debe trabajar con al menos tres
frecuencias. Si se eligen con habilidad las tres frecuencias de
medida, ya no existen posiciones en las que los tres valores de
medida son idénticos. Sin embargo, en la práctica es preciso, que
los valores de medida de dos posiciones del émbolo se diferencien en
un valor mínimo para poder garantizar el carácter unívoco incluso
con determinados errores de medida. Por ello puede ser ventajoso, en
especial en el caso de longitudes grandes de los cilindros, la
utilización de más de tres frecuencias. Además, con ello también se
incrementa la exactitud de la señal de medición, ya que se suprimen
el ruido o los errores de medida, que surgen en el caso de una sola
frecuencia.
Claims (17)
1. Dispositivo para la medición de distancias
con una electrónica de evaluación y con un dispositivo de sensor,
que posee al menos una sonda (3) de acoplamiento para la inyección
de una señal de transmisión en una estructura (1) de conducción con
cuerpo de reflexión, poseyendo la estructura (1) un bloque de
inyección con una zona (2) de inyección, que conecta un transceptor
de HF a través de una guía (7) de ondas con un sistema (5)
dieléctrico de sujeción con la sonda (3) de acoplamiento, kk la
través de la sonda (3) de acoplamiento se emiten al menos dos
señales de transmisión como ondas electromagnéticas con distintas
frecuencias.
2. Dispositivo para la medición de distancias
según la reivindicación 1, en el que se prevé un anillo (9)
dieléctrico secundario.
3. Dispositivo para la medición de distancias
según la reivindicación 1 ó 2, en el que la estructura (1) de
conducción es una guía de ondas redonda, con preferencia un cilindro
con émbolo como cuerpo de reflexión.
4. Dispositivo para la medición de distancias
según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el bloque de
inyección posee taladros en los que se pueden alojar el sistema (5)
de sujeción, la sonda (2) de acoplamiento y la zona (2) coaxial de
inyección.
5. Dispositivo para la medición de distancias
según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la sonda (3) se
construye como sistema de excitación monopolo y en el que la
inyección de la onda electromagnética tiene lugar de manera coaxial
y se convierte sobre el monopolo por medio de una etapa de
transformación coaxial con varios escalones.
6. Dispositivo para la medición de distancias
según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la sonda (3) de
acoplamiento se construye como módulo de transformación con tres
escalones, que posee una superficie de base plana sobre la que se
prevé centralmente un cilindro al que sigue una espiga con la que la
zona (2) de inyección se une con la sonda (3) de acoplamiento.
7. Dispositivo para la medición de distancias
según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la señal de
transmisión de inyecta, a través de la sonda de acoplamiento, como
una onda electromagnética en el margen de alta frecuencia.
8. Dispositivo para la medición de distancias
según la reivindicación 7, en el que la onda electromagnética en el
margen de alta frecuencia se inyecta entre 1 GHz y 25 Ghz.
9. Dispositivo para la medición de distancias
según una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la onda
electromagnética acoplada posee una propagación en modo monomódico,
con preferencia en el modo TEM en el caso de una estructura
coaxial.
10. Dispositivo para la medición de distancias
según una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la onda
electromagnética acoplada posee una propagación en modo monomódico,
con preferencia en el modo E01 en el caso de una guía de ondas
redonda.
11. Dispositivo para la medición de distancias
según una de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el dispositivo
de sensor posee una electrónica de alta frecuencia con una sección
de transmisión y de recepción.
12. Procedimiento para la determinación de una
distancia, en especial utilizando un dispositivo para la medición
de distancias según una de las reivindicaciones 1 a 11, que posee
los siguientes pasos:
- a)
- preparación de una estructura (1) de conducción con cuerpo de reflexión, que posee un bloque de inyección con una zona (2) de inyección, que, conecta un transceptor de HF, a través de una guía de ondas con sistema dieléctrico de sujeción, con la sonda (3) de acoplamiento.
- b)
- medición de la distancia entre el punto de inyección definido por la sonda (3) de acoplamiento y el cuerpo de reflexión, acoplando al menos dos señales de transmisión como ondas electromagnéticas con distintas frecuencias a través de la sonda (3) de acoplamiento, con preferencia emitiendo y recibiéndolas.
13. Procedimiento según la reivindicación 12, en
el que la medición de la distancia tiene lugar por medio de la
correspondiente evaluación de la diferencia de fases entre la señal
de transmisión y la señal de recepción de la onda
electromagnética.
14. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 12 ó 13, en el que la diferencia es, en el caso de
dos frecuencias de transmisión, pequeña, con preferencia el 1% del
valor absoluto, para cubrir un margen de medición grande.
15. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 12 ó 13, en el que la diferencia entre las
frecuencias de la señal de transmisión de la correspondiente onda
electromagnética es grande, con preferencia el 20% del valor
absoluto, para obtener una gran seguridad contra perturbaciones.
16. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 12 a 15, en el que las señales de transmisión se
emiten de manera continua.
17. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 12 a 15, en el que las señales de transmisión se
emiten como ondas electromagnéticas a través de la sonda de
acoplamiento.
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