FI80788C - Foerfarande och anordning foer angivning av en riktning eller vinkel. - Google Patents

Description

80788

MENETELMÄ JA LAITE SUUNNAN TAI KULMAN ILMAISEMISEKSI -FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR ANGIVNING AV EN RIKTNING ELLER VINKEL

Tämän keksinnön kohteena on menetelmä ja laite kulman tai suunnan ilmaisemiseksi, jossa kallistusherkän libellin tai vastaavan tasapainoelimen asentoa ja liikkumissuuntaa tarkkaillaan valosähköisistä komponenteista muodostetulla valolähde-valodetektorijärjestelmällä.

Yhdysvaltalaisesta patentista no. 3,863,067 ja länsisaksa-laisesta hakemusjulkaisusta no. 2,636,706 sekä hakijan aikaisemmasta suomalaisesta patenttihakemuksesta no. 841864 tunnetaan libellissä olevan kaasukuplan tarkkailuun perustuvia laitteita. Näissä julkaisuissa tarkkailu tapahtuu yhden valolähteen ja detektorin avulla kuplan rajapintaa tarkkailemalla joko läpivalaisua tai suoraa heijastusta käyttämällä. Toisaalta tunnetaan yhdysvaltalaisesta patentista no. 4,182,046, englantilaisesta patentista 1,528,445 sekä hakijan aikaisemmasta suomalaisesta patenttihakemuksesta no. 870737 laitteita, jotka perustuvat libellissä olevan kaasukuplan liikkeiden tarkkailuun kahdella valolähde-detektoriparilla.

Lähes kaikkia tunnettuja laitteita vaivaavat lukuisat haitat. Yksi näistä on se, että libellin kaasukupla muuttaa huomattavasti muotoaan ja kokoaan lämpötilan vaikutuksesta. Tämä seikka aiheuttaa varsinkin sellaisissa maissa, joissa on suuret lämpötilavaihtelut, kuten Suomessa, huomattavia kalibrointi- ja tulkitsemisvaikeuksia. Kahdella valolähde-detektoriparilla varustetuissa laitteissa lämpötilavaihtelut ovat ongelmallisia erityisesti fototransistorien ominaisarvojen ryömimisen takia. Tämä olisi teoriassa korjattavissa sovitetuilla pareilla (fotoelektronisia ei ole markkinoilla) tai kompensoinnin avulla, mutta käytännön sovellutuksiin nämä ratkaisut ovat liian hankalia, kalliita ja epävarmoja.

2 80788

Lisäksi on todettu, että mittaustulos tunnetuissa laitteissa vaihtelee säännöttömästi eri mittauskerroilla, ja se liukuu vasta jonkin ajan kuluessa kohti oikeaa arvoa. Tämä johtuu siitä, että libellin nesteputken seinämään jää ainakin joksikin aikaa kuplan yläpuolelle ohut nestekalvo, joka on paksuudeltaan ja tasaisuudeltaan epäsäännöllinen ja muuttuva. Näin on, koska kalvossa tapahtuu koko ajan kuivumista ja valumista, joka vaikuttaa sekä kalvon läpi kulkevaan valoon että siitä heijastuvaan valoon. Näin mittaustulokset ovat epämääräisiä aina kun positioanturin tarkkailuvalo kulkee libellin läpi ylhäältä alas tai päivastoin.

Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellämainitut haitat ja aikaansaada menetelmä suunnan ilmaisemiseksi ja siihen soveltuva laite, joka kykenee tarkkaan kulman ja muutossuunnan ilmaisuun lämpötilasta ja em. kalvon muodostumisesta riippumatta. Tämän aikaansaamiseksi on keksinnön mukaiselle menetelmälle, jossa menetelmässä tasapainoelimestä heijastuneita valosäteitä detektoidaan ja ilmoitetaan käyttäjälle merkinantolaittein milloin eri valosäteiden synnyttämät sähköiset signaalit ovat tasapainossa keskenään, tunnusomaista se, että libellin nesteen ja tasapainoelimen väliseen rajapintaan suunnataan ainakin yksi valolähde siten, että tasapainoelimen ollessa keskiasennossaan, valolähteen tasapainoelimestä heijastuneista valosäteistä saadaan olennaisesti yhtä suuri osa osumaan olennaisesti suorassa kulmassa symmetrisesti valolähteisiin nähden sijoitetun yhden tai useamman detektorin pintaan.

Keksinnöllä voidaan sovellutusmuodosta riippuen saavuttaa seraavia etuja tunnettuun tekniikkaan nähden: - suuri tarkkuus, koska mitattava valosäde ei missään tapauksessa kulje tasapainoelimen yläpuolella olevan neste-kalvon läpi,

II

3 80788 - varma suunnan ilmaisu, suuri sivukallisturaa sallittua - mikään nesteputkessa tapahtuva lämpötilan muutoksista johtuva normaali ilmiö, joka vaikuttaa kuplaan tai nesteeseen, ei häiritse laitteen toimintaa.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräälle edulliselle sovellu-tusmuodolle on tunnusomaista se, että libellin nesteen ja tasapainoelimen väliseen rajapintaan suunnataan ainakin kahden valolähteen tuottamat valosäteet, ja että tasapainoelimestä heijastuneita valosäteitä kerätään yhden ainoan detektorin pinnalle. Tällä sovellutusmodolla saavutetaan mahdollisimman yksinkertaisella rakenteella kaikkia yllämainittuja etuja.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräälle toiselle edulliselle sovellutusmuodolle on tunnusomaista se, että libellin nesteen ja tasapainoelimen väliseen rajapintaan suunnataan yhden ainoan valolähteen tuottama valosäde, ja että heijastuneita valosäteitä kerätään ainakin kahden detektorin pinnalle. Tämä sovellutusmuoto sopii useampien detektoriensa takia lähinnä kohteisiin, jossa lämpötila pysyy olennaisesti vakiona .

Keksinnön mukaisen menetelmän muille edullisille sovellutus-. . muodoille on tunnusomaista se, mitä jäljempänä olevissa pa tenttivaatimuksissa on esitetty.

Keksinnön mukaiselle laitteelle, joka laite muodostuu yhdestä tai useammasta sinänsä tunnetun kallistusherkän libellin yhteyteen asennetuista valolähteistä kuten valodiodeista ja yhdestä tai useammasta valodetektorista, kuten fototransis-toreista, sekä näitä ohjaavasta elektroniikasta merkinanto-laitteineen tietyn kulman tai suunnan tarkistamiseksi, on tunnusomaista se, että laitteeseen kuuluu ainakin yksi valolähde joka on suunnattu libellin nesteen ja tasapainoelimen väliseen rajapintaan sekä yksi tai useampia detektoreita 4 80788 sijoitettuna valolähteisiin nähden symmetrisesti ja olennaisesti suorassa kulmassa niihin siten, että valolähteiden keskiasennossaan olevasta tasapainoelimestä heijastuneet valosäteet ovat detektoitavissa olennaisesti yhtä voimakkaina .

Keksinnön mukaisen laitteen eräälle edulliselle sovellutus-muodolle on tunnusomaista se, että ainakirt kaksi valolähdettä kuten LED-diodia on suunnattu libellin nesteen ja tasapainoelimeen väliseen rajapintaan, ja että laitteeseen kuuluu yksi ainoa detektori, Jolla tasapainoelimestä heijastuneet valosäteet ovat detektoitavissa.

Keksinnön mukaisen laitteen eräälle toiselle edulliselle sovellusmuodolle on tunnusomaista se, että yksi ainoa valolähde kuten LED-diodi on suunnattu libellin nesteen ja tasapainoelimeen väliseen rajapintaan, ja että laitteeseen kuuluu ainakin kaksi detektoria, joilla tasapainoelimestä heijastuneet valosäteet ovat detektoitavissa.

Keksinnön mukaisen laitteen muille edullisille sovellutus-muodoille on tunnusomaista se, mitä jäljempänä olevissa patenttivaatimuksissa on esitetty.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin esimerkkien avulla ja viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuvio 1 esittää esimerkin keksinnön mukaisesta libellin ja valolähde-vastaanotin-yhdistelmän järjestelystä libellin sivulta katsottuna,

Kuvio 2 esittää kuvion l mukaista rakennetta libellin päädystä katsottuna,

Kuvio 3 esittää kuvion 1 mukaista rakennetta ylhäältä katsottuna , 5 80788

Kuvio A esittää toisen esimerkin keksinnön mukaisesta järjestelystä ,

Kuvio 5 esittää esimerkin keksinnön mukaisesta järjestelystä, jossa käytetään useampaa kuin kahta valolähdettä ,

Kuvio 6 esittää kuvion 5 mukaista rakennetta sivulta katsottuna ,

Kuvio 7 esittää keksinnön raukaisen laitteen elektroniikkaa merkinantolaitteineen,

Kuvio 8 esittää kuvion 7 mukaisen piirin signaalimuotoja eri tilanteissa,

Kuvio 9 esittää keksinnön mukaisen laitteen tarkkuusalueen määräytymistä.

Seuraavassa tarkastellaan lähinnä niitä sovellutusmuotoja, joissa käytetään kahta tai useampia valolähteitä ja yhtä, libellin tasapainoelimen alle sijoitettua detektoria. On selvää, että keksinnöstä ei poistuta ja laitteen toiminta ei muutu miksikään, jos valolähteet kuvatuissa kahden valolähteen sovellutuksissa ja detektori vaihtavat paikkaa. Toisaalta jos valolähteet korvataan detektoreilla ja detektori valolähteellä, saadaan yllä mainittuun verrattuna käänteinen sovellutus, joka detektorien lämpätilaherkkyyksien erilaisuudesta johtuen soveltuu lähinnä vakiolämpötilasovellutuk-siin. Tällä varauksella saavutetaan keksinnön perusajatuksesta poistumatta kaikkia muita yllämainittuja etuja.

Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukainen järjestely libellin osalta, Jossa itse libelli on merkitty viitenumerolla 1, libellin sisältämä nestetila ja neste numerolla 2 Ja nes- 6 80788 teessä oleva tasapainoelin eli kaasukupla numerolla 3. Tiiviisti libellin 1 yhtä sivua vasten on asennettu kaksi valolähdettä 4a ja 4b, joita tästedes kutsutaan valodiodeiksi. Valodiodit on suunnattu libellin 1 tasapainoelimeen 3 sivulta päin yhdensuuntaisesti ja olennaisesti symmetrisesti libellin tasapainoakseliin A nähden siten, että tasapaino-asemassa olennainen osa molemmista valosäteistä sivuavat tasapainoelintä ja heijastuvat siitä alaspäin tasapainoelimen alle sijoitetulle detektorille. Detektori, joka tässä esimerkissä muodostuu fototransistorista 5, on sijoitettu tasapainoelimen 3 alle, libellin tasapainoakselille A. Tässä oletetaan, että libellin akseli A ja tasapainoelimen 3 keskikohta yhtyvät libellin ollessa vaakasuorassa. Jos jostain syystä näin ei ole, muodostuu luonnollisesti tasapainoelimen keskikohta määrääväksi ja valodiodit sekä detektorit on sijoitettava sen mukaisesti. Valodiodien ja fototransistorin kiinnitystä libelliin l ei ole tässä esitetty, mutta se voidaan tehdä lukuisin eri tavoin, esim. ruuviliitoksin tai liimaamalla.

Kuvio 2 valaisee nuolen B avulla valodiodeista lähtevän valosäteen kulkua fototransistoriin 5, samoin kuvio 3, jossa näkyvät molemmat valodiodit 4a ja 4b sekä vastaavat valon kulkua esittävät nuolet B ja C. Valodiodit ovat siten sijoitetut kuplaan 3 nähden, että kuplan 3 pinnan kaarevuus ei juuri anna valon kulkea kuplan läpi libellin toiselle puolelle, vaan suurin osa valosta heijastuu kuplan 3 pinnasta. Huomataan, että kaikki valodiodien 4a,4b emittoima valo ei suinkaan kulkeudu fototransistorille 5, vaan hajautuu heijastuksen jälkeen myös muualle. Kaiken valon fokusoituminen yhteen pisteeseen ei olekaan tarpeen, vaan riittää että valodiodit ja fototransistori 5 muodostavat kuplan 3 ollessa libellin keskellä tasapainoasemassaan siihen nähden symmetrisen kuvion. Siten valodiodien tarkka pystysuuntainen korkeus ja fototransistorin tarkka asema akseliin A nähden kuviossa 2 ei ole kovin kriittinen, koska näiden muodostama li 7 80788 kuvio säilyy symmetrisenä. Tarkkuuden kannalta on siten ratkaisevinta fototransistorin 5 ohjauselektroniikan laatu ja sen säädöt (kts. kuvio 7). Jotta eri valodiodeilta tulevat säteet pystytään erottamaan toisistaan, on yleensä tarpeen pulssittaa näitä vuorottelevasti siten, että fototransistori itse asiassa detektoi vain yhdeltä diodilta tulevia valosäteitä kerrallaan.

Kuten erityisen hyvin käy ilmi kuviosta 2, voi valon kulkusuunta tässä suoritusesimerkissä yhtä hyvin olla päinvastainen kuin mitä yllä on esitetty. Tällöin siis valodiodit sijaitsevat libellin alla ja fototransistori sen jommalla kummalla sivulla.

Kuviossa 4 esitetään keksinnön erästä toista sovellutus-muotoa, jossa valodiodit 6a ja 6b ovat sijoitetut libellin 1 päätyihin, fototransistorin 5 ollessa samassa paikassa kuin kuvioissa 1-3. Muutoinkin kuvion 4 järjestely vastaa täysin kuvioiden 1-3 yhteydessä esitettyä sovellutusmuotoa.

Kuviossa 5 ja 6 esitetään esimerkki keksinnön soveltamisesta monisuunta-anturiin, jossa käytetään useampia kuin kahta valolähdettä. Siinä sylinterimuotoisen monisuuntalibellin 7 sisällä on niinikään sylinterimuotoinen nestetila 8, johon on muodostettu tavanomaiseen tapaan tasapainoelin eli kupla 9. Libelliä 7 ympäröi kahdeksan samanlaista Ja symmetrisesti sijoitettua valodiodia 10a...lOh, jotka vastakkaisista diodeista muodostettuina pareina toimivat samalla tavalla kuin esim. kuvion 4 yhteydessä on esitetty. Kytkemällä sopivasti riittävän nopeassa tahdissa parit (esim 10c ja lOg kuviossa 6) vuorollaan toimimaan yhdessä fototransistorin 6 kanssa, saadaan tällaisella anturilla yksiselitteinen suuntatieto kallistumasta esim. hälyttimeen tai mittalaitteeseen.

Kuviossa 7 esitetään esimerkki kytkentäkaaviosta, jonka avulla keksintö on toteutettavissa, ja kuviossa 8 esitetään 8 80788 kuvion 7 mukaisessa piirissä esiintyvät tärkeimmät käyrä-muodot eri tilanteissa. Kuvio 8 on jaettu kolmeen vyöhykkeeseen 1,11 ja III, joista jokainen edustaa tarkkailtavan libellin tasapainoelimen eli kuplan eri asentoja.

Seuraavassa käydään läpi kuvion 7 mukaisen piirin toimintaa viittaamalla kuvioihin 7 ja 8. Piiriin kuuluu oskillaattori 12, joka syöttää vastuksiin R1-R4 vastakkaissvaiheista kant-tiaaltoa pisteisiin D ja E (kts. myös kuvio 8). Oskillaattorin taajuus on luokkaa 1 kHz, mutta mikään ei estä tarpeen vaatiessa nostaa sitä esim 100 kHz:iin. Kun pisteen D tila on looginen ykkönen, on pisteen E tila nolla, ja transistori Tl johtaa, joka puolestaan sytyttää valodiodin 13a, jonka emittoiman valon voimakkuus on säädettävissä trimmerillä RS. Tässä tilanteessa toinen valodiodi 13b ei saa virtaa eikä se siis pala. Aivan vastaavasti sytytetään valodiodi 13b transistorilla T2 ja sammutetaan valodiodi 13a seuraavassa jaksossa, jossa E=1 ja D=0. Tällöin siis valodiodit vuorotellen emittoivat valoa fototransistorille 14. Kun jomman kumman valodiodin I3a,13b emittoima valo osuu fototransistorin 14 : pintaan syntyy siinä virta, joka asettaa transistorin T3 hetkeksi johtavaan tilaan, jonka aikana RC-piirejä Cl,R8 ja C2,R9 varataan. Transistoreilla T4 ja T5 pidetään huolta siitä, että valodiodin 13a aikaansaama virta varaa RC-piiriä . Cl,R8 ja valodiodin 13b vastaava virta varaa RC-piiriä C2,R9.

Operaatiovahvistimeen 15 syötetään pisteisiin F ja G muodostuneet jännitteet, jotka vaihtelevat RC-piirien varautumisen ja purkautumisen tahdissa. Jos tarkkailtava libellin kupla nyt on tasapainossa, on siitä eri suunnista (tässä tapauksessa kahdesta) heijastunut yhtä paljon valoa fototransistorille 14, jolloin RC-piirit varautuvat yhtä paljon. Tämä : näkyy kuvion 8 vyöhykkeellä I pisteiden G ja F keskimäärin yhtäsuurina jännitteinä, jolloin sisääntulojaan vertailevasti kytketty operaatiovahvistin käyrämuotojen leikkaus-

II

9 80788 kohdissa vaihtaa ulostulonsa tilaa, jolloin tuloksena on kuvion 8 kohdan H mukainen kanttiaaltojännite. Tämä signaali invertoidaan NAND-portissa 16, jolloin saadaan H:hon verrattuna käänteinen signaali pisteeseen I. Tasasuuntauksen jälkeen signaalit syötetään toisiin RC-piireihin C3.R10 ja C4, Rl1, joiden synnyttämiä signaalimuotoja kuvaa kuviossa 8 esitetyt pisteiden J Ja K käyrämuodot. Tasapainovyöhykkeellä I sekä pisteen J että pisteen K jännitteet pysyvät loogisina l.sinä, jolloin AND-portin 17 ulostulo myös on ykkönen, mikä puolestaan saa tasapainoaseman saavuttamisesta ilmoittavan valodiodin LI syttymään transistorin T7 kautta.

Jos libellin tasapainoelin ei ole tasapainoasemassaan, eli jos tilanne on kuvion 8 vyöhykkeen II (kallistuma vasemmalle) tai vyöhykkeen III (kallistuma oikealle) mukainen, niin pisteiden F ja G jännitteet ovat koko ajan eri suuria, jolloin niitä vertailevan operaatiovahvistimen ulostulokin on tapauksesta riippuen jatkuvasti looginen nolla tai ykkönen. Kuten ammattimies helposti havaitsee, tämä johtaa siihen, että AND-portin 17 ulostulo on aina nolla ja että tapauksesta riippuen jompi kumpi korjaussuuntaa osoittavien valo-diodien L2 ja L3 ohjaustransistorit T6 tai T8 saavat ohjauksen sytyttää vastaavan diodinsa palamaan libellin aseman korjaustarpeen ja -suunnan ilmaisemiseksi.

Operaatiovahvistin 18 valvoo virtakytkimenä toimivan transistorin T9 avulla, että suuntatietoa ei anneta saataessa vain hyvin heikkoja signaaleja fototransistorista 14, jolloin libelli on hyvin vinossa asennossa, esim. 10°. Muutoin voi syntyä ristiriitaisia tilanteita, esim. jos valodiodit 13a ja 13b sattumalta antaisivat suunnilleen samansuuruisia siganaaleja. Mikäli kuvion 7 mukaista laitetta käytetään esim. kuvion 5 mukaisessa sovellutusmuodossa, tulee siihen liittää yksinkertainen logiikka, joka käy läpi eri valo-diodiparit vuorollaan samalla tavalla kuin yllä on esitetty. Tällaisen kytkennän tekeminen on ammattimiehelle selvä asia.

10 80788

Keksintöön sisältyvän toisen sovellutusmuodon, jossa on yksi valolähde ja useampia valodetektoreita, ohjataan vastaavalla tavalla kun mitä yllä on esitetty, kuitenkin sillä erotuksella (mikäli elektroniikan monimutkaisuus pidetään samalla alhaisella tasolla kuin kuviossa 7), että valolähde on päällä jatkuvasti ja valodetektorit ohjataan vastaanottamaan heijastuneita valosäteitä kukin vuorollaan. Alan ammattimiehen taitoihin kuuluu osata muuttaa kuvion 7 mukaista piiriratkaisua niin, että tällainen toiminta saadaan aikaan.

Kuviossa 9 on esitetty fototransistorin antamat jännitetasot tasapainoelimen aseman, eli libellin kallistuskulman a funktiona. Taso N kuvaa ilmaisurajaa, tässä ± 10·, käyrät O ja P kuvaavat keksinnön mukaisesti kytketyn fototransistorin ulostulojännitettä eri libellin kulmilla a. Havaitaan, että heijastumat libellin kuplasta valodetektoriin eivät ole voimakkaimmillaan libellin ollessa vaakasuorassa. Ilmaisu perustuu ainoastaan käyrien leikkauskohdan detektoimiseen, ja keksinnölle ominainen tarkkuus johtuu käyrien O ja P samanmuotoisuudesta ja symmetrisyydestä kaikissa tilan-: teissä, mikä puolestaan johtuu siitä, että käyrät O ja P

; ovat yhden ja saman puolijohdekomponentin tuottamia. Tark- kuusalue R, jonka suuruus ensisijaisesti määrätään kuvion 7 vastuksia R8 ja R9 säätämällä, on tyypillisesti 0.005°, mikä vastaa parhaimpien tunnettujen, mutta huomattavasti monimutkaisempien ja kalliimpien laitteiden tarkkuutta. Tarkkuus-aluetta voidaan säätää lisäämällä esim. transistori kunkin RC-piirin Cl,R8 ja C2,R9 rinnalle ja säätämällä niiden vahvistusta. Kuvioon 9 on myös merkitty kuvion 7 eri opastavien valodiodien L1-L3 päälläoloalueet, joiden avulla yhteys kuvioon 7 käy helposti ilmi. Käyrien O ja P muotojen lopullinen hienosäätö voidaan suorittaa kuvion 7 säätövas-: tuksilla R5 ja R6. Tästä johtuen valodiodien eivät tarvitse olla kovin suurella tarkkuudella symmetrisesti sijoitettuja kuvion 1 akseliin A:hän nähden, koska mahdolliset voimak- li li 80788 kuuserot detektoldussa heiJastussignaalissa on helppo kompensoida diodien valovoimakkuutta säätämällä em. vastuksista. Yhtä lailla voidaan kompensoida muista kuin mitattavasta kohteesta johtuvia pysyviä eroavaisuuksia detektoidun valon voimakkuudessa.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovel-lutusmuodot eivät rajoitu yllämainittuihin esimerkkeihin, vaan että ne voivat vaihdella jäljempänä olevien patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä merkinantolaitteina voivat toimia mitkä tahansa ihmisen aistimia signaaleja tuottavat laitteet, kuten äänimerkit. Eri merkinantolaitteita voidaan myös yhdistää.

Claims (22)

1. Menetelmä kulman tai suunnan Ilmaisemiseksi, jossa kal-listusherkän libellin <1;7) tai vastaavan tasapainoelimen (3;9) asentoa ja liikkumissuuntaa tarkkaillaan valosähköisistä komponenteista muodostetulla valolähde-valodetektori-järjestelmällä, jolloin tasapainoelimestä (3;9) heijastuneita valosäteitä detektoidaan ja ilmoitetaan käyttäjälle merkinantolaittein (LI) milloin eri valosäteiden synnyttämät sähköiset signaalit ovat tasapainossa keskenään, tunnettu siitä, että libellin (1;7) nesteen ja tasapainoelimen (3;9) väliseen rajapintaan suunnataan ainakin yksi valolähde (4a,4b;6a,6b;10a-10h) siten, että tasapainoelimen (3;9) ollessa keskiasennossaan, valolähteen tasapainoelimestä heijastuneista valosäteistä saadaan olennaisesti yhtä suuri osa osumaan olennaisesti suorassa kulmassa symmetrisesti valolähteisiin nähden sijoitetun yhden tai useamman detektorin (5;11) pintaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että libellin (1;7) nesteen Ja tasapainoelimen (3;9) väliseen rajapintaan suunnataan ainakin kahden valolähteen (4a,4b;6a,6b;10a-l0h) tuottamat valosäteet, ja että tasapainoelimestä heijastuneita valosäteitä kerätään yhden ainoan detektorin (5;11) pinnalle.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kaksi valolähteiden (4a,4b) tuottamaa valo-sädettä suunnataan libellin (1) tasapainoelimeen (3) sivulta päin yhdensuuntaisesti ja libellin tasapainoakseliin (A) nähden olennaisesti symmetrisesti siten, että tasapainoasemassa olennaisesti yhtä suuri osa molemmista valosäteistä osuu tasapainoelimeen (3) ja heijastuu siitä alaspäin libellin alle sijoitetulle detektorille (5). Il 13 80788

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kaksi valolähteiden tuottamaa valosädettä suunnataan libellin (1) tasapainoelimeen (3) alta päin yhdensuuntaisesti ja libellin tasapainoakseliin (A) nähden olennaisesti symmetrisesti siten, että tasapainoasemassa olennaisesti yhtä suuri osa molemmista valosäteistä osuu tasapainoelimeen (3) ja heijastuu siitä sivulle päin libellin sivussa olevalle detektorille (5).

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kaksi valolähteiden (6a,6b) tuottamaa valo-sädettä suunnataan libellin (1) nesteen ja tasapainoelimen (3) välisiin rajapintoihin libellin päädyistä vastakkaisista suunnista siten, että tasapainoasemassa olennaisesti yhtä suuri osa molemmista valosäteistä osuu tasapainoelimeen (3) ja heijastuu siitä alaspäin tasapainoelimen alle sijoitetulle detektorille (5).

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että useamman kuin kahden valolähteen (10a-10h) tuottamat valosäteet suunnataan ympyräsymmetrisen libellin (7) tasapainoelimeen (9) sivulta päin symmetrisesti pareittain vastakkaisiin suuntiin siten, että tasapainoasemassa olennaisesti yhtä suuri osa jokaisen valosädeparin molemmista valosäteistä osuu tasapainoelimeen (9) ja heijastuu siitä alaspäin tasapainoelimen alle sijoitetulle detektorille (11) .

7. Patenttivatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että libellin (1;7) nesteen ja tasapainoelimen (3;9) väliseen rajapintaan suunnataan yhden ainoan valolähteen tuottama valosäde, ja että heijastuneita valosäteitä kerätään ainakin kahden detektorin pinnalle. 14 80788

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että yhden valolähteen tuottama valosäde suunnataan libellin (1) tasapainoelimeen (3) sivulta päin siten, että tasapainoasemassa olennainen osa valosäteestä osuu tasapainoelimeen (3) ja heijastuu siitä alaspäin libellin alle, sen tasapainoakseliin (A) nähden olennaisesti symmetrisesti sijoitetuille kahdelle detektorille.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että yhden valolähteen tuottama valosäde suunnataan libellin (1) tasapainoelimeen (3) alta päin siten, että tasapainoasemassa olennainen osa valosäteestä osuu tasapainoelimeen (3) ja heijastuu siitä sivulle päin, sen tasapainoakseliin (A) nähden olennaisesti symmetrisesti sijoitetuille kahdelle detektorille.

10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kaksi valodetektoria suunnataan libellin (1) tasapainoelimeen (3) libellin päädyistä vastakkaisiin suuntiin siten, että tasapainoasemassa olennainen osa tasapainoelimen alle sijoitetun valolähteen tuottamasta valosäteestä osuu tasapainoelimeen (3) ja heijastuu sivulle päin detektorien pinnalle.

11. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että useampia kuin kaksi valodetektoria suunnataan ympyräsymmetrisen libellin (7) tasapainoelimeen (9) sivulta päin symmetrisesti pareittain vastakkaisiin suuntiin siten, että tasapainoasemassa olennainen osa tasapainoelimen alle sijiotetun valolähteen tuottamasta valosäteestä osuu tasapainoelimeen (9) ja heijastuu siitä sivulle päin jokaiselle detektorille.

12. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, joka laite muodostuu yhdestä tai useammasta sinänsä tunnetun kallistusherkän libellin (1.-7) yhteyteen li ib 80788 asennetusta valolähteestä kuten valodiodeista (4a , 4b; 6a , 6b ,· 10a-10h) ja yhdestä tai useammasta valodetektorista, kuten fototransistoreista (S;11)p sekä näitä ohjaavasta elektroniikasta merkinantolaitteineen (LI) tietyn kulman tai suunnan tarkistamiseksi, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu ainakin yksi valolähde (4a,4b;6a,6b;10a-l0h) joka on suunnattu libellin (l;7) nesteen ja tasapainoelimen (3;9) väliseen rajapintaan sekä yksi tai useampia detekto-reita (5,11) sijoitettuna valolähteisiin nähden symmetrisesti ja olennaisesti suorassa kulmassa niihin siten, että valolähteiden (4a,4b;6a,6b;10a-10h) keskiasennossaan olevasta tasapainoelimestä (3;9) heijastuneet valosäteet ovat de-tektoitavissa olennaisesti yhtä voimakkaina.

12 80788

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että ainakin kaksi valolähdettä kuten LED-diodia (4a,4b;6a,6b;10a-10h) on suunnattu libellin (1;7) nesteen ja tasapainoelimeen (3;9) väliseen rajapintaan, ja että laitteeseen kuuluu yksi ainoa detektori (5;11), jolla tasapainoelimestä heijastuneet valosäteet ovat detektoitavissa.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laite, tunnettu siitä, että kaksi valolähdettä kuten LED-diodia (4a,4b) on suunnattu libellin (1) nesteen ja tasapainoelimen (3) rajapintaan sivulta päin yhdensuuntaisesti ja olennaisesti symmetrisesti libellin tasapainoakseliin (A) nähden siten, että tasapainoasemassa molempien LED-diodien (4a,4b) optiset akselit olennaisesti osuvat tasapainoelimeen (3), ja että detektori (5) on sijoitettu libellin (1) alle.

15. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laite, tunnettu siitä, että kaksi valolähdettä kuten LED-diodia (4a,4b) on suunnattu libellin (1) nesteen ja tasapainoelimen (3) rajapintaan alta päin yhdensuuntaisesti ja olennaisesti symmetrisesti libellin tasapainoakseliin (A) nähden siten, että tasapainoasemassa molempien LED-diodien (4a,4b) optiset ie 80788 akselit olennaisesti osuvat tasapainoelimeen (3), ja että detektori (5) on sijoitettu libellin (1) sivulle.

16. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laite, tunnettu siitä, että kaksi valolähdettä kuten LED-diodia (6a,6b) on suunnattu vastakkain libellin (1) nesteen ja tasapainoelimen (3) rajapintaan libellin päädyistä siten, että tasapainoasemassa molempien LED-diodien (6a,6b) optiset akselit olennaisesti osuvat tasapainoelimeen (3), ja että detektori (5) on sijoitettu tasapainoelimen alle.

17. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laite, tunnettu siitä, että useampia kuin kaksi valolähdettä kuten LED-diodia (10a-10h) on suunnattu ympyräsyrametrisen libellin (7) nesteen ja tasapainoelimen (9) rajapintaan sivulta päin symmetrisesti pareittain vastakkaisista suunnista siten, että tasapainoasemassa jokaisen LED-diodiparin (lOa.lOe; 10b,10f...) optiset akselit olennaisesti osuvat tasapainoelimeen (9), ja että detektori (11) on sijoitettu tasapainoelimen alle.

18. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tunnettu siitä, että yksi ainoa valolähde kuten LED-diodi on suunnattu libellin (1;7) nesteen ja tasapainoelimeen (3;9) väliseen rajapintaan, ja että laitteeseen kuuluu ainakin kaksi detektoria, joilla tasapainoelimestä heijastuneet valosäteet ovat detektoitavissa.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen laite, tunnettu siitä, että yksi ainoa valolähde kuten LED-diodi on suunnattu libellin (1) nesteen ja tasapainoelimen (3) rajapintaan sivulta päin, ja että libellin alapuolella on kaksi detektoria sijoitettuina olennaisesti symmetrisesti libellin (1) tasapainoakseliin (A) nähden. li 17 80788

20. Patenttivaatimuksen 18 mukainen laite, tunnettu siitä, että yksi ainoa valolähde kuten LED-diodi on suunnattu libellin (1) nesteen ja tasapainoelimen (3) rajapintaan alta päin, ja että libellin sivulla on kaksi detektoria sijoitettuina olennaisesti symmetrisesti libellin (l) tasa-painoakseliin (A) nähden.

21. Patenttivaatimuksen 18 mukainen laite, tunnettu siitä, että kaksi valodetektoria on suunnattu vastakkain libellin (1) nesteen ja tasapainoelimen (3) rajapintaan libellin päädyistä, ja että libellin alapuolella on yksi valolähde kuten LED-diodi.

22. Patenttivaatimuksen 18 mukainen laite, tunnettu siitä, että useampia kuin kaksi valodetektoria on suunnattu ympyräsymmetrisen libellin (7) nesteen ja tasapainoelimen (9) rajapintaan sivulta päin symmetrisesti pareittain vastakkaisista suunnista siten, että tasapainoasemassa jokaisen detektoriparin optiset akselit osuvat tasapainoelimeen (9) symmetrisesti, ja että valolähde on sijoitettu tasapainoelimen alle. ie 80788