JP5934309B2 - 目的物までの距離を測定するための装置および方法 - Google Patents
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Description
充填されない、すなわち誘電体が装備されないことによって達成される。しかし、この配置の短所は、この場合大きい測定範囲を達成するために空胴共振器の構造が大きいことである。しかし、誘電体を用いると、ほぼ等しい測定範囲で空胴共振器の構造は小さくなる。しかし、誘電体の比誘電率が大きくなりすぎない(好ましくは10以下となる)ように注意しなければならない。さもないと、損失が増加し、距離範囲が減少するからである。さらに、セラミックスを誘電体として使用すると、1000°Cまで温度固定の使用が可能であり、内燃機関における高動的圧力測定に使用することが可能である。このように本発明による距離測定装置は耐圧性であり、それゆえ、たとえば油圧シリンダでも使用可能である。
図8には、本出願による距離測定装置に従う高周波近接センサによる、直線的シリンダ駆動装置のピストン位置照会のための可能なセンサ配置が示されている。
図10に、高周波近接センサを組み入れた緩衝器の図式的な構造が示されている。
図12には種々の圧力測定、すなわち相対圧力測定もしくは差圧測定の可能性が示されている。この特別の応用例では、高周波近接センサに接近もしくは離反する膜がその距離で検知される。今日の方式、たとえば圧電抵抗ひずみゲージ(DMS)またはシリコン素子と比べて、本出願による装置は、敏感なエレクトロニクスが圧力測定セルの外部にあるという長所を有している。
図14に示す目的物測量では、目的物によって高周波近接センサに接近または離反する測定先端部の運動が測定される。これにより、本出願による距離測定装置に基づき、ミクロン範囲での測定も行うことができる。
図15に示した応用可能性は、たとえば充填高さセンサに関する。図15a、図15b、図15cには、高周波近接センサの種々の組付け位置が示されている。図15aおよび図15bの場合は、それぞれ測定されるべきレベルの距離が、外部または内部に配置された別個の充填管内で測定される。図15cに示した配置において、高周波近接センサは最大充填高さの相応のレベルを監視するために外部で使用される。これにより、有利には最大充填高さもしくはあらかじめ調節された検知範囲の監視が保証されている。この場合、最大充填高さを下回るか、または調節された検知範囲の外部に出るとスイッチ信号が表示される。
Claims (19)
- 目的物までの距離を測定する装置であって、
前記目的物に向けられる第1の面、および当該目的物に向けられない第2の面を有する共振器と、
前記第2の面に支持されたエレクトロニクスと、
を備えており、
前記共振器は、
前記第2の面を含み、誘電体が充填されている金属ハウジングと、
前記誘電体を覆い、前記第1の面を形成するように前記金属ハウジングと結合されている圧電セラミックスと、
を備えており、
前記誘電体は、前記圧電セラミックスとは異なる誘電体であり、
前記エレクトロニクスは、前記圧電セラミックスに作用する力に応じて前記誘電体により生成された電磁波を結合するように構成されたコプレーナスロット結合器を含んでいる、
装置。 - 目的物までの距離を測定する装置であって、
前記目的物に向けられる第1の面、および当該目的物に向けられない第2の面を有する共振器と、
前記第2の面に支持されたエレクトロニクスと、
を備えており、
前記共振器は、
前記第2の面を含み、かつ誘電体が充填されている金属ハウジングと、
前記誘電体を覆い、前記第1の面を形成するように前記金属ハウジングと結合されている圧電セラミックスと、
を備えており、
前記誘電体は、前記圧電セラミックスとは異なる誘電体であり、
前記エレクトロニクスは、前記圧電セラミックスに作用する力に応じて前記誘電体により生成された電磁波を結合するように構成されたマイクロストリップ伝送路結合器を含んでいる、
装置。 - 前記共振器は、1GHz〜100GHzの共振周波数を有している、
請求項1または2に記載の装置。 - 前記共振器は、円筒形を有している、
請求項1または2に記載の装置。 - 前記コプレーナスロット結合器は、前記第1の面とは反対側に配置されている、
請求項1に記載の装置。 - 前記コプレーナスロット結合器は、電磁波を送信するための第1結合スロット、および電磁波を受信するための第2結合スロットを含んでおり、
前記第1結合スロットと前記第2結合スロットは、所定の半径を有する円周上に配置されている、
請求項5に記載の装置。 - 前記コプレーナスロット結合器は、電磁波を送受信するための結合スロットを含んでいる、
請求項5に記載の装置。 - 前記共振器は、H0npモードの電磁波が伝搬可能に構成されている、
請求項1または2に記載の装置。 - 前記エレクトロニクスは、送信分岐路と受信分岐路を含む高周波エレクトロニクスである、
請求項1または2に記載の装置。 - 前記送信分岐路は、発振器を含んでいる、
請求項9に記載の装置。 - 前記受信分岐路は、高周波ダイオードを含んでいる、
請求項9に記載の装置。 - 前記受信分岐路は、周波数分割器を含んでいる、
請求項9に記載の装置。 - 前記発振器の周波数は、制御ループにより制御される、
請求項9に記載の装置。 - 前記周波数は、ダイレクト・ディジタル・シンセサイザを介してフェイズ・ロックド・ループを用いて調整される、
請求項13に記載の装置。 - 目的物までの距離を測定する方法であって、
請求項1または2に記載の装置の前記第1の面を前記目的物に向け、
前記共振器の共振周波数を求めることにより、前記目的物までの距離を測定する、
方法。 - 前記エレクトロニクスは、発振器を含む送信分岐路、および検知ダイオードを含む受信分岐路を備える高周波エレクトロニクスであり、
前記共振周波数を求めるにあたり、前記受信分岐路において共振に伴う出力陥没が確認されるまで、前記送信分岐路における前記発振器の送信周波数を変化させる、
請求項15に記載の方法。 - 前記送信周波数は、ランプ制御部とランプ生成器により変更される、
請求項16に記載の方法。 - 前記送信周波数は、ダイレクト・ディジタル・シンセサイザにより変更される、
請求項16に記載の方法。 - 前記共振周波数は、前記圧電セラミックスに加えられた圧力、力、質量のいずれかに対応する、
請求項15に記載の方法。
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