JP6554537B2 - 特に誘電体目標物や金属目標物までの距離測定装置 - Google Patents
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Claims (26)
- 特に誘電体や金属の目標物までの距離を測定する装置であって、
前記目標物とともに共振チャンバを定める共振構造、および当該共振構造と結合された電子回路を有するセンサを備えており、
前記共振構造は、縁に幅狭部を有する誘電材料からなる要素を備えており、
前記共振チャンバの共振周波数は、前記要素と前記目標物の間の距離に依存し、
前記電子回路は、前記共振周波数に対応する前記共振構造からの出力信号に基づいて、前記要素から前記目標物までの距離を決定するように構成されている、
装置。 - 前記幅狭部は、周方向に延びており、回転対称である、
請求項1に記載の装置。 - 前記幅狭部は、凹部または溝の形状である、
請求項1または2に記載の装置。 - 前記要素は、円筒形状である、
請求項1から3のいずれか一項に記載の装置。 - 前記幅狭部は、矩形状の断面を有している、
請求項1から4のいずれか一項に記載の装置。 - 前記幅狭部の高さ寸法は、前記要素の高さ寸法の5〜25%、あるいは10〜20%、あるいは約15%、あるいは0.2mm〜1.0mm、あるいは0.5mm〜0.7mm、あるいは約0.6mmである、
請求項1から5のいずれか一項に記載の装置。 - 前記幅狭部の深さ寸法は、前記要素の幅寸法の5〜25%、あるいは10〜20%、あるいは約15%、あるいは1.0mm〜3.8mm、あるいは1.6mm〜3.2mm、あるいは約2.4mmである、
請求項1から6のいずれか一項に記載の装置。 - 前記要素は、上側が下側よりも前記目標物に近くなるように延びており、
前記幅狭部は、前記要素の上側三分の一の部分に配置されている、
請求項1から7のいずれか一項に記載の装置。 - 前記要素は、上側が下側よりも前記目標物に近くなるように延びており、
前記幅狭部の縁面を含む前記要素の下部は、少なくとも部分的に金属化されている、
請求項1から8のいずれか一項に記載の装置。 - 前記要素は、上側が下側よりも前記目標物に近くなるように延びており、
前記要素の外側部分と上側部分の少なくとも一方を覆うようにプラスチックが射出成形されている、
請求項1から9のいずれか一項に記載の装置。 - 前記センサの前記共振構造の少なくとも一部が設置されたスリーブを備えており、
前記要素は、上側が下側よりも前記目標物に近くなるように延びており、
前記要素は、その上部の一部が前記スリーブの上方に位置するように、当該スリーブ内に配置されている、
請求項1から10のいずれか一項に記載の装置。 - 前記電子回路は、周波数変調された入力信号を生成する信号生成部を備えており、
前記出力信号は、ある点において前記共振構造と結合され、所定の共振を伴う当該共振構造の別の点において分離される、
請求項1から11のいずれか一項に記載の装置。 - 前記電子回路は、前記共振構造から分離された前記出力信号をベースバンドと混合する手段、前記出力信号を増幅する手段、前記出力信号をフィルタリングする手段、および前記出力信号をA/D変換する手段の少なくとも一つを備えている、
請求項1から12のいずれか一項に記載の装置。 - 前記電子回路は、前記共振構造に結合される入力信号と局部発振器信号(LO信号)を生成する発振器と、
前記共振構造から分離された前記出力信号と前記局部発振器信号が入力されうるミキサと、
を備えている、
請求項1から13のいずれか一項に記載の装置。 - 前記共振構造は、電気的励起と磁気的励起の少なくとも一方が行なわれうるように形成されている、
請求項1から14のいずれか一項に記載の装置。 - 前記共振構造は、その内部にモードが形成されるような形状構成とされており、
前記モードの少なくとも大半は、H111モード、TE011モード、TE111モードの少なくとも一つである、
請求項1から15のいずれか一項に記載の装置。 - 前記モードの一部は、TMモードのように区別できる形状であり、好ましくはTM110モードまたはE110モードである、
請求項16に記載の装置。 - 前記センサの前記幅狭部は、絞り弁のように振る舞い、短絡状態をアイドリング状態に変換する、
請求項1から17のいずれか一項に記載の装置。 - 回転対称なセンサ特性を得るために、複数の共振器結合点が設けられている、
請求項1から18のいずれか一項に記載の装置。 - 前記複数の共振器結合点は、90°だけオフセットした配置とされている、
請求項19に記載の装置。 - モードを循環させるために、振幅が同じで位相差が90°である複数の入力信号が前記複数の共振器結合点に供給可能である、
請求項19または20に記載の装置。 - 特に誘電体や金属の目標物までの距離を測定する方法であって、
縁に幅狭部を有する誘電材料からなる要素を備えるとともに前記目標物と共振チャンバを定める共振構造を有するセンサを、当該共振チャンバの共振周波数が前記要素と前記目標物の間の距離に依存するように配置し、
前記共振周波数に対応する前記共振構造からの出力信号に基づいて、前記要素から前記目標物までの距離を決定する、
方法。 - ある点において前記共振構造に入力信号を供給可能であり、
前記共振構造の別の点において所定の共振を伴う前記出力信号が分離可能である、
請求項22に記載の方法。 - 前記共振構造は、その内部にモードが形成されるような形状構成とされており、
前記モードの少なくとも大半は、H111モード、TE011モード、TE111モードの少なくとも一つである、
請求項22または23に記載の方法。 - 第一共振器結合点を介して入力信号が供給され、当該第一共振器結合点とは位置が異なる第二共振結合点を介して前記出力信号が分離されることにより、回転対称なセンサ特性が得られる、
請求項22から24のいずれか一項に記載の方法。 - モードを循環させるために、振幅が同じで位相差が90°である複数の入力信号が複数の共振器結合点に供給される、
請求項25に記載の方法。
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