JPH08303411A - 電磁波を用いた油圧シリンダのピストン位置検知装置 - Google Patents

電磁波を用いた油圧シリンダのピストン位置検知装置

Info

Publication number
JPH08303411A
JPH08303411A JP8114692A JP11469296A JPH08303411A JP H08303411 A JPH08303411 A JP H08303411A JP 8114692 A JP8114692 A JP 8114692A JP 11469296 A JP11469296 A JP 11469296A JP H08303411 A JPH08303411 A JP H08303411A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
probe
cylinder
input
output
piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8114692A
Other languages
English (en)
Inventor
Wayne W Lark
ダブリュー ラーク ウィエン
Denny Morgan
モーガン デニー
James R Turba
アール ターバ ジェームズ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar Inc
Original Assignee
Caterpillar Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Caterpillar Inc filed Critical Caterpillar Inc
Publication of JPH08303411A publication Critical patent/JPH08303411A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • F15B15/2815—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
    • F15B15/2869—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT using electromagnetic radiation, e.g. radar or microwaves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/48—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using wave or particle radiation means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Actuator (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧シリンダにおける流体内で電磁波を使用
してピストン位置を検知するシステムにおいて、ピスト
ン位置に関連する選択された共振周波数の検出性能を改
良する。 【解決手段】 電気信号入力プローブと出力プローブ
を、シリンダの周りに９０度離して配置することによっ
て、特定の共振周波数信号の検出性能を減じさせる望ま
しくないモードへの結合を抑制する。同軸の検知システ
ムにおいて、互いに９０度離れ、また入力および出力プ
ローブに対しても９０度離れた“ダミー”プローブが、
対称性および共振形状を改良し、望ましくないモードへ
の結合を抑止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダにおいて
電磁波を使用して油圧シリンダのピストン位置を検出す
ることに関し、特に、その特性からピストン位置が求め
られる、より検出可能な特定の電磁波を生成することに
関する。
【０００２】
【従来の技術】油圧シリンダ、ピストンおよびロッドの
組合せが、材料および対象物の移動および位置決めを含
む分野でますます使用されてきている。油圧シリンダ、
ピストンおよびロッドの組合せについての種々の用途が
発達してくるにつれて、より厳しい動作基準が要求され
てきており、ピストン位置と、それに関連する速度およ
び加速度の変位パラメータを精密に、確実に、しかも常
に検知する必要性が生じてきた。技術的に発展している
有望な方法は、シリンダおよびピストンで形成される空
洞における電磁波の共振周波数と空洞の寸法との相関関
係を用いるものである。この方法の一つの態様において
は、波の性質が、両端を短絡した伝送線におけるような
ものであり、電磁定常波の共振周波数が、空洞長さの逆
数に相関する。ピストン位置の検知のために電磁波を使
用する一つの応用が、米国特許第 4,588,953号に示され
ており、シリンダの閉端とピストンの間のシリンダ内部
に導かれる電磁波の周波数が、２つの限界値の間で変化
させられ、検出された共振ピークの周波数がピストン位
置を示すものとなる。
【０００３】米国特許第 4,737,705号において、電磁波
が、中央コアを有する同軸共振空洞にＴＥＭ波モードと
して呼ばれるモードで射出され、伝播されるようにする
ことにより改良がなされる。ピストンのロッド側のシリ
ンダは、同軸空洞の１つのタイプである。欧州特許庁で
86年10月29日に公開された欧州特許出願番号 0 199 224
において、シリンダの閉端の中心に波を導き、閉端およ
びピストンの間の油圧シリンダの空洞における電磁波の
共振の検出が、直角に曲げたアンテナをシリンダの周囲
から軸方向に延びるように配置し受信機として利用し
て、射出され伝播される電磁波エネルギをＴＭ円筒形モ
ードとして呼ばれるモードに閉じ込めることによって、
シリンダ閉端とピストンの間の油圧シリンダの空洞にお
ける電磁波の共振の検出が、改良される。米国特許第
5,182,979号において、シリンダ内においてピストンお
よびロッドが直線的に延びるときに生じる挿入損失の差
が補償される。米国特許第 5,325,063号において、共振
信号の低周波数側の正のスロープと高周波数側の負のス
ロープと基準レベルとの間の交点を利用することによっ
て、基本共振周波数の識別が向上する。技術の進歩が続
くにつれて、優れた精度が、共振周波数の検出に求めら
れており、特定の共振周波数信号をより精密に識別する
必要性が生じている。
【０００４】
【発明の概要】油圧シリンダの流体内の定常電磁波の共
振周波数を示す信号が改良され、ここで、電磁波用の入
力および出力カプラが、油圧シリンダの周上で、９０度
だけ離されている。９０度の分離は、所望のモードの信
号がより検出されにくくしかも検出可能なピストンの行
程の範囲を減じさせる干渉モードに、電磁波エネルギが
結合するのを抑制する。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明によると、通常マイクロ波
もしくはラジオ周波数（ＲＦ）の範囲である電磁波エネ
ルギの入力カプラおよび受信カプラが、シリンダの周上
で９０度離れて配置される。９０度の分離は、空洞の長
さ、従ってピストン位置に相関する共振周波数信号を検
出する能力に干渉する定常波モードへの結合を抑制す
る。所望のモード以外のモードへの結合は、技術用語で
“クロストーク”と呼ばれることもあり、適切な信号検
出をより困難なものとする。本発明の９０度のカプラ分
離は、“クロストーク”を生じる信号をキャンセルする
ように作用するが、従来技術で使用されていた１８０度
のカプラ分離は、“クロストーク”を強める傾向があ
る。図１を参照すると、本発明による送信および受信カ
プラの関係位置を示す斜視図が示されている。図１にお
いて、油圧シリンダ１の上で、入力カプラ２および出力
カプラ３が、シリンダ１の周上のおよそ９０度離れた位
置に配置される。入力カプラ２および出力カプラ３は、
図示していないが、ピストンの行程を越えるシリンダの
端部のほぼ近くに位置される。
【０００６】図２を参照すると、入力および出力カプラ
の相対的な配置の角度が図式的に示されており、図１と
同じ符号が用いられている。図２において、カプラ２お
よび３がシリンダの円周上で、シリンダの周りに近い方
でおよそ９０度離れていること、またそれとは反対方向
におよそ２７０度離れていることが、干渉モードへの結
合を抑制する作用をする。従来のように、カプラが１８
０度離れていると、シリンダ周りのカプラ間の経路が等
しくなり、干渉モードを強める効果が生じる。対照的
に、本発明の９０度分離では、干渉モードを減じる効果
が生じる。本発明の原理に従うと、理論的な９０度の配
置が、好ましい。しかしながら、図２に示されるよう
に、近い方の直接的分離と、シリンダの円周周りの反対
側の経路における該直接的分離の奇数倍の分離が実質的
に維持できる位の小さい角度の変動は許容される。図３
を参照すると、本発明の好ましい実施例が示されてお
り、同軸空洞が、シリンダのピストンのロッド側に関連
して用いられている。図３のシリンダ１０において、ピ
ストン１１がロッド１２に取りつけられ、ロッド１２
は、両矢印の方向の運動を、負荷（図示せず）に伝達す
る。シリンダ１０の端部に設けられるヘッド部１３は、
シリンダ１０の端部を閉じ、ロッド１２の周りを囲む。
ロッド１２が取り付けられるピストン１１の面１４、お
よびヘッド部１３の内部表面が、同軸伝送線空洞１６の
短絡端として機能し、この空洞では、ロッド１２がコア
部材として機能し、ＴＥＭ横波モードが伝播する。絶縁
された入力カプラ１７、およびこの図で示されていない
絶縁された出力カプラ１８は、本発明に従って、シリン
ダ１０の円周周りに９０度離れて配置され、ピストン１
１の行程を越えてヘッド部１３の内部あるいはその近く
に配置され、シリンダ１０内の空洞１６における油圧流
体に曝される。入力カプラ１７および図示されていない
出力カプラ１８は、ループ磁気カプラである。
【０００７】コア１２周りの４分割の対称性および改良
された共振形状を提供するために、“ダミー”カプラ１
９および２０が、シリンダ１０の円周周りに更に９０度
離れて配置されており、図ではカプラ１９のみが示され
ている。シリンダ１０の流体が、バルブポート２１を通
して維持される。図４は、図３のラインIV--IVに沿った
ヘッド部１３のカプラ部分と、入力カプラ１７、出力カ
プラ１８、“ダミー”カプラ１９、２０の位置が示され
ている。入力カプラ１７および出力カプラ１８が、ヘッ
ド部１３の周を貫通して延びる。“ダミー”カプラ１
９、２０は、ワイヤに接続せず、これらは異なる長さを
有するものでもよい。個々の長さが、共振の形状を選択
的に適合するように用いられる。位置２０での長さを短
くすることにより選択的な形状決定を行うことが図３に
例として示されており、この場合には、反共振に形状修
正がされ、それによって望ましくないモードからの信号
を抑制することができる。ヘッド部１３の面１５の部分
が、ピストン行程に対して制限を与える。シーリング構
造は、図示していないが、ピストン１１およびヘッド部
１３に通常設けられ、シリンダ１０との接触およびロッ
ド１２との接触を改良し、空洞１６の端部短絡を助長す
る。
【０００８】シリンダ３において、ピストン１が、空洞
１６内で矢印で示されるような運動を行う。空洞１６内
で基本共振を生じる周波数の範囲にわたって変化する周
波数信号が、送信部３１によりカプラ１７を介して空洞
１６内の油圧流体に送信される。カプラ１８で受信され
る周波数信号は、受信部３３で処理され、共振信号の存
在が、スレッショルドレベルとの比較によって識別され
る。コントローラ部３５が、受信部３３および送信部３
１と、それぞれチャネル３６および３７を通じて連絡す
る。受信部３３のゲインは、ピストン行程に等しくさ
れ、基準処理レベルを与える。コントローラ部３５にお
いて、各共振信号で識別される情報が、送信部３１から
の送信周波数の分割されたサンプルを用いて、情報をカ
ウントするために変換される。分割されたサンプルは、
カウンタにおいて正確な発振信号を選びだすために用い
られ、そのカウントは移動したピストン距離に比例す
る。カウント情報と移動したピストン距離の相関関係
は、使用前に、静的なシリンダの動作特性において表に
される。入力カプラ１７を通じて送られ、出力カプラ１
８を通じて受信される信号は、図４の点線で囲った処理
部３０で処理される。処理部３０は、例えば５０ＭＨｚ
から１．６ＧＨｚの所定の最小および最大周波数間で変
化する信号を導体３２を介してカプラ１７に送る送信部
３１；カプラ１８および導体３４を介して空洞１６の長
さに相関する共振周波数で電磁波信号を検出する受信部
３３；およびピストン位置、速度および加速度の関連パ
ラメータの決定をする制御部３５により構成される。
【０００９】本発明の９０度離れて入力カプラ１７と出
力カプラ１８を配置することにより改良された信号の利
点が、図５に、従前の技術で実践された１８０度離れた
カプラと比較してグラフで示されている。図５を参照す
ると、ゲインのピークがモードの共振と同時に生じる。
共振は、用いられてきたモード番号基準ＴＥＭＮＯに従
って識別され、ここで、“ｍ”は、周モード番号であ
り、“ｎ”は、半径モード番号であり、且つ“ｏ”は、
軸モード番号である。１８０度分離では、ピークを区別
するのにかなりの注意が必要とされる。本発明の９０度
分離は、望ましくない近くの TE101モードへの結合を抑
制し、望ましいTEM1モードを容易に識別しやすくする。
TE201モードのようにより離れたところの望ましくない
共振は、近くの望ましくない共振と比較すると悪影響を
及ぼさず、所望のモードの明確な特定(definition)から
みれば、十分に離れている。図５に示されるように、本
発明の利点は、空洞が短い場合に最大のものとなり、９
０度分離が、望ましいモードと望ましくないモードの間
の信号偏差を、より顕著なものし、従って検出可能と
し、構成要素および処理仕様を融通性あるものにする。
ロッド１２が大きく延ばされ、空洞１６が、ほとんどつ
ぶされて、空洞の長さに対する径の比である空洞のアス
ペクト比がほぼ等しくなる状況の下でさえも、本発明
は、第１の共振TEM1が最も近い共振からはっきりと区別
することができるという特別な利点を有する。従来技術
における１８０度分離を用いると、 TE101共振が、TEM1
共振と合わさって、TEM1共振をはっきりと区別できな
い。次の高次の共振(TEM2 またはTE201)は、問題が生じ
ない程、TEM1共振から十分に離れている。
【００１０】本発明の改良された信号が、例えば、米国
特許第 4,737,705号および第 5,182,979号で教示される
技術において用いる標準処理方法で処理される。この技
術において、一般に、処理方法は以下のようなものであ
る。送信部において、周波数信号が、ピストン、シリン
ダおよびその端部を境界とする空洞に導かれる。導かれ
た周波数は、ピストン行程に関連する全ての空洞長のTE
M1共振周波数を含む範囲にわたって変化する。受信部に
おいて、共振が、ピストン行程の各段階にわたり、また
比較回路を通して検出され、個々の共振が識別される。
計算により、TEM1共振が、空洞長、従ってピストン位置
に相関される。個々の処理技術が、シリンダ内にノイズ
が存在する環境における共振識別および信号処理の機能
を含む。９０度だけ間隔をもたせる本発明により教示さ
れる改良された信号は、ノイズ制御に対する要求を減ら
し、共振の識別を単純化し、構成要素の性能基準に融通
性をもたせる。ピストン位置を検知するシステムが、シ
リンダ内の油圧流体に送信される周波数信号が変化する
形態の、油圧シリンダの流体内での電磁波を利用する。
変化する信号は、周波数の範囲をカバーし、その周波数
で、シリンダ、ピストンおよびシリンダ端から構成され
る空洞の共振が、ピストン行程の範囲にわたって生じ
る。周波数信号が、油圧流体において検知され、ピスト
ンの位置および動作パラメータの確認を可能にする検知
された周波数信号から情報が取り出される信号受信器に
送られる。
【００１１】油圧シリンダの空洞において、共振周波数
以外では伝送信号に大きな損失が生じ、その共振周波数
は、あるピストン位置すなわち空洞長によるものであっ
て、エネルギが特定のモードの定常波に結合して、それ
によって大きな信号を生成する。技術的に、位置検知シ
ステムにおける変更は、ロッド上またはピストンのヘッ
ド側で空洞を有すること；特定のモードの定常波を励起
すること；および基本のTEM1以外の TEM調波の検知をす
ることである。説明を単純に且つ明確にするために、ピ
ストンのロッド側の空洞、 TEMモードでの励起、および
特定のピストン位置または空洞長に対する特定の共振周
波数の基本波の検知について説明する。図６−１４は、
本発明を利用する電磁波ピストン位置検知システムにつ
いて開示する。基本共振周波数を検出する技術には多く
の方法があるが、米国特許第 5,325,063号に記載されて
いるように、共振包絡線の正及び負のスロープの基準レ
ベルとの交点を検出する技術が、共振信号の周波数の極
値を識別する際に非常に有効である。共振周波数信号包
絡線の正および負の部分の“ロックオン”ポイントを検
出しトラックするための“周波数ロックループ”回路を
使用し、それとともに、それらの“ロックオン”ポイン
トの位置レベルを、最大振幅ｄＢおよびその位置レベル
での包絡線幅を参照して選択することが、検知システム
における装置およびサービス性能の相違を調節して、か
なり正確な共振周波数値を生成する計算を許容する。計
算が、共振に対する効果的な位置を定めるために利用さ
れる。
【００１２】図５を参照すると、 TE101の共振がTEM1の
共振に近い場合には、TE101 の共振が本発明の９０度カ
プラ分離によって抑制されるときにのみ、共振信号の負
の部分にロックすることが可能なことが示される。図６
を参照すると、油圧シリンダの共振周波数のピークとピ
ストン位置との寸法的な相関関係が示される。図６にお
いて、図３の１１のようなピストンが、シリンダ１０の
中で両方向の矢印で示されるように、空洞１６の延びき
った端部である限界４０と、空洞１６がつぶれると考え
られる閉端すなわちヘッド端部４２に近接する限界４１
の間のシリンダ１０内で動く。さらに、共振周波数ピー
クと振幅の相関関係を表す図６のグラフにおいて、ピス
トンが、延びきった空洞の限界４０から、つぶれた空洞
の限界４１まで動いて、空洞長が短くなるにつれて、基
本共振振幅および周波数が非直線的に増加することをカ
ーブ４３は示す。図７を参照すると、基準レベル（図示
せず）との正の交点４５と負の交点４６の間の周波数の
包絡線である共振周波数信号４４の、ピーク領域４７を
有する一般的な形状を示す油圧シリンダの振幅特性のカ
ーブを示す。
【００１３】電磁波油圧シリンダピストン位置検知シス
テムにおいて、ピーク領域の形状と、ロットとロットの
間の製造差に関する変数およびサービスにおける使用に
関するアイテムが多数存在しているという事実が、共振
時の挿入損失の正確な予測を不可能なものとする。限定
的な意味ではないが、例えば、そのような変数には、シ
リンダの大きさの違いによる電気的および油圧の両方の
シール漏れ、また、動作が静的であるか動的であるか、
動作方向の違い、温度応答の相違、圧力構成および汚染
のオイルの差異、および装置の寿命にわたる性能の差異
が含まれる。これらの各々、およびこれらを組み合わせ
たものが、正確に共振周波数を定めるのに悪影響を及ぼ
す。それらの変数は、包括的に、装置およびサービスの
違いとして呼ばれる。多くの装置およびサービスの差
と、図７および８の共振信号４４のピーク領域の形状
が、共振時の挿入損失を過剰に変化させるように影響す
る。図８に関連して、その状況が説明され、共振の周波
数の包絡線がピークから離れた基準レベルで正および負
の交点を有する電磁波の共振が示される。図８におい
て、共振信号４４が、正４５の交点Ｐ１で基準レベル４
８と交わり、丸いピーク領域である頂点４７を通り、そ
れからＰ２で示される負の交点４６で基準レベルと交わ
り、しばしば反共振４９に続くようになる周波数の包絡
線として示される。基準４８は、ゲインスケール上で数
ｄＢだけピーク領域４７から離れている。
【００１４】共振信号４４を特定のピストン位置に相関
させる際に、精度の要求がより厳しくなるにつれて、共
振信号に対して、正確な実効周波数および位置の値を得
る必要性が次第に大きくなる。正確な測定を妨害する要
因の調節は、ピーク領域４７から離れたゲインレベルで
基準４８を選択することによって達成される。様々な理
由により、スレッショルドレベル４８が共振ピーク領域
４７よりもおよそ５ｄＢ低く設定されるとき、最高の性
能が得られる。設定されたスレッショルドからの大きな
偏差は、周波数のロックの損失、すなわち誤って周波数
をロックする原因となりうる。スレッショルドレベルか
らの僅かな偏差でさえも、精度誤差を大きくしてしま
う。共振の周期（Ｐeff)に対する正確な実効値が、Ｆ
（Ｐ１，Ｐ２）として表現されるＰ１およびＰ２の関数
となり、最も単純な例が、方程式１で表される。 方程式１ Ｆ（Ｐ１，Ｐ２）＝（Ｐ１＋Ｐ２）／２ 交点Ｐ１とＰ２の差が、Ｐ２／Ｐ１として表される共振
幅パラメータを決定し、ロードされる“Ｑ”のような共
振幅パラメータを示す別の方程式が用いられることもで
きる。
【００１５】“ロックオン”レベル及び測定パラメータ
の選定に含まれる基準が、図９、１０及び１１に関連し
て示され、ここで、図９において、レベルの選定に含ま
れる考慮すべき事柄が与えられ、図１０において、ピス
トン行程と情報を相関する“周期”および“カウント”
の期間の測定の際の利点がグラフで示され、図１１にお
いて、周波数、周期、カウント、カウントの周期および
ピストン行程距離の静特性におけるシリンダのデータ
が、表形式で相関関係の例として示される。ピーク領域
４７よりもおよそ５ｄＢ低く、交点間のＰ２／Ｐ１値を
高い値で、レベル４８のゲインレベルを設定した場合
に、共振幅パラメータＰ２／Ｐ１値およびＰeff が、ピ
ストン位置に相関されて、動作特性における表形式で表
され、Ｐeff 値を通してインデックスされるテーブルに
記憶される。ピーク領域よりも任意の分（ｄＢ）低いと
ころのＰ２／Ｐ１値が、空洞のロードされる“Ｑ”に独
自に関係する。図１０において、グラフが、“周波数”
（Ｈｚ）；１／周波数である“周期”；及び“カウン
ト”の変動を示す。“カウント”が、ピストン行程距離
に関連して、周波数の分割されたサンプルのカウンタ出
力として定義される。図１０において、周波数曲線は、
直線的でなく、一方、“周期”および“周期”に比例す
る“カウント”曲線の両方が、直線的であり、従って、
ピストン行程に直接的に相関している。直線性は、“周
期”および“カウント”の期間における測定情報を得る
際に役立つ。
【００１６】図９において、ゲイン値を増加し、挿入損
失値を減少する、４つの共振曲線の例Ａ−Ｄが、ピーク
より例えば５ｄＢ低いところにある固定した測定レベル
に関連して示される。基準ラインＥは、共振ピークより
も５ｄＢ低い一定の選択されたスレッショルドレベルで
ある。Ｐ２／Ｐ１が、基準レベルＥと特定曲線との交点
での帯域幅によって分割されるＰeff 中心周期となる。
曲線Ａの場合、基準レベルＥとの交点がないために、
“ロックオン”が検出されない。５ｄＢの辺りの大きな
ゲインの増加が示される。曲線Ｂの場合、ポイント５０
および５１で交点が存在するが、それらの交点の間の帯
域幅を有するＰ２／Ｐ１値が、ピークより５ｄＢ低いと
ころのＰ２／Ｐ１値よりも小さい。およそ１ｄＢのゲイ
ンの穏やかな増加が示される。曲線Ｄの場合、ポイント
５２および５３で交点が存在するが、それらの交点の間
の帯域幅を有するＰ２／Ｐ１値が、ピークより５ｄＢ低
いところのＰ２／Ｐ１値よりも大きく、ゲインの穏やか
な減少が示される。曲線Ｃの場合、交点間の帯域幅に対
するＰ２／Ｐ１値が、５ｄＢ低いピークレベルに対する
Ｐ２／Ｐ１値と等しく、ポイントＰ１およびＰ２で選定
され、各々４５と４６と示される。図４の送信部３１か
らの周波数が増加し、特定の共振の“ロックオン”がＰ
１で生じると、一時的周波数を段階的に加え、周波数
を、Ｐ２の近くで、それよりも僅かに大きくなるまで動
かし、その結果、周波数ロック回路が、Ｐ２で負の交点
をサーチし、それにロックする。
【００１７】各シリンダピストン位置検知システムが、
個々に特徴を有する。このことは、検知システムが解像
できる程度に小さい位置の量で、ピストンを、空洞すな
わち（図６における４０と４１の間の）ストローク長の
範囲で増分的に（段階的に）移動させることによって成
され、一方で、Ｐ１およびＰ２での“周期”の値が、そ
れぞれ測定され、Ｐeff およびＰ２／Ｐ１が計算され、
全てが各位置に対して記憶される。その増分は等しい必
要はない。通常、増分間の差は、より低い周波数ほど大
きくなる。更に、例えば１６ＭＨｚでの各共振における
“カウント”数、及び１６ＭＨｚのカウントの周期、送
信された周波数および送信された周波数の周期が、全て
ピストン行程距離に関係し、表形式で記憶される。記憶
された情報が、ストローク長の全体にわたって、各ピス
トン位置で共振周波数の静的に測定された情報を提供す
る。例えば図１１に示されるようなルックアップテーブ
ルが、Ｐeff （図示せず）のような適当なインデックス
を用いて、特徴情報を使用して構成され、そしてそれ
は、カウンタにおけるカウントを計算して、それをピス
トン行程に相関する際に利用される。ルックアップテー
ブルにある記憶された情報値が、使用の形態をとっても
よく、使用の度に、計算が、測定された値に基づいて行
われてもよい。
【００１８】図１２において全体サイクルのイベント時
間チャートが与えられる。そのチャートにおいて、リセ
ット信号間の１サイクルで、Ｔ１からＴ５の５つの時間
セグメントがある。サイクル周期が、上昇および下降す
る“ロックオン”ポイントの各々に対する“サーチ“お
よび“ロック”周期を含み、また、周期、Ｐeff 、およ
びＰ２／Ｐ１値が特定される計算および送信周期を含
み、その周期の後で、次のサイクルで使用される値が送
信される。図１２において、Ｔ１での正の交点Ｐ１に対
するサーチおよびロックに続いて、カウントおよびリー
ド周期Ｔ２となる。Ｔ３での負の交点Ｐ２に対するサー
チおよびロックに続いて、カウントおよびリード周期Ｔ
４となる。周期Ｔ５において、Ｐeff およびＰ２／Ｐ１
値が計算され、ルックアップテーブル値を有する比較演
算に送信されて、そこからピストン位置が決定される。
図１２のチャートのイベントが、各サイクル、例えば２
０ミリ秒で実行される。実際は、必要とされる場合にの
み決定される。図１３を参照すると、ピストン行程位置
での共振周波数ピークの振幅の差を補償する等化の調整
の範囲がグラフ的に示されている。図１３において、曲
線５４が、図６の曲線４３に対応し、曲線５５が、米国
特許第 5,182,979号に開示されているように、曲線５４
の正反対のイコライザ信号曲線である。各ポイントでの
２つのゲイン値の組合せは、０ｄＢのスロープを有する
エレメント５６、すなわちゲイン基準レベルとなる。
【００１９】図１４において、本発明の電磁波ピストン
位置検知システムのブロック線図が示される。図１４に
おいて、図１−５に関連して示されるように、シリンダ
結合は、カプラの直接的分離の奇数倍が、シリンダの周
りの反対側の経路におけるカプラの分離となるものであ
る。シリンダ６０において、ピストン６１がロッド６２
の先に点線で示される。送信カプラ６３および受信カプ
ラ６４が、シリンダ６０の周上に９０度離れて取りつけ
られ、さらに、送信カプラ６３又は受信カプラ６４から
９０度離れたシリンダ６０の周上のそれぞれに、長さを
選択された２つのダミーカプラ（図示せず）が備えられ
る。油圧流体が入る空洞６５が、４分割の対称と同軸で
あり、定常波の伝搬が、ＴＥＭモードであり、近くのモ
ードが抑制される。強くはっきりした信号が、シリンダ
６０におけるピストン６２の行程全体にわたり各共振で
生成される。ピストン検知信号処理の送信部の一般的な
動作において、周波数信号が空洞６５に導かれ、ピスト
ン行程全体に対応する全ての空洞長の全ての共振周波数
を含む範囲にわたって周波数を変化させる。受信部にお
いて、ピストン行程の各増分で受信される基本共振の周
波数信号が、スレッショルドレベルと比較され、比較回
路および計算により、特定の共振が、ピストン位置およ
び関係する状態の速度および加速度に相関される。
【００２０】図１４において、図４で点線で囲われる送
信部３１が、入力周波数信号を導体６６を通じて入力カ
プラ６３に送る構成要素６６−７１を含む。２つの電圧
制御された発振器６７および６８が、端子６９で電圧信
号の存在の下で使用され、ピストン行程で遭遇されるべ
き共振周波数の例えば５０ＭＨｚから１８００ＭＨｚま
での範囲にわたるビート信号を生成する。およそ５０Ｍ
Ｈｚの低い周波数では、両方の発振器６７および６８が
およそ５０００ＭＨｚとなり、一方で、およそ１８００
ＭＨｚの高い周波数では、一つの発振器がおよそ５００
０ＭＨｚで、もう一方の発振器がおよそ３２００ＭＨｚ
となる。発振器６７および６８の出力が、平衡形ミクサ
７０に組み合わされ、ミクサ７０は、ローパスフィルタ
７１に順次出力する。点線で囲まれた図４の受信部３３
が、構成要素８２−８９を含み、カプラ６４から、タイ
ミングチャートの各サイクルで処理された共振周波数信
号が導体８０を通じて送られる。受信部３３において、
信号が、図１３の機能を果たす増幅イコライザ回路８
２、検出要素８３を通って、スレッショルド比較器８４
に送られる。増幅イコライザ回路８２が、図１３の曲線
５４が曲線５５に適合するように、シリンダ６０のイン
ピーダンスの逆数に実質的に等しくなるインピーダンス
を提供し、それによって、基本的なゼロスロープ基準５
６を作る。検出要素８３が、スレッショルド比較器要素
８４で一定のスレッショルド電圧と比較する際に使用す
る振幅を示す信号を提供する。
【００２１】“ロックオン”を示す信号すなわち要素８
４の比較信号が生じるとき、図８の交点Ｐ１に達する。
要素８４からの信号が、逆転−非逆転増幅器８５および
選択スイッチ８６に入り、導体８８を通じて電圧制御さ
れた発振器６７にフィードバックする出力を有した積分
器８７に送られる。逆転−非逆転増幅器８５および選択
スイッチ８６が、要素８４からの信号を逆転する。コン
デンサ８９が、ライン１２６および積分器８７の入力の
間に接続される。ライン１２６上の電圧が、選択スイッ
チ８６の位置を制御し、コンデンサ８９からの電荷スパ
イクを作る。電圧が変化する間、コンデンサ８９からの
電荷スパイクが、共振包絡線の下降する部分の近くであ
ってそれを越えないように、発振器６７の周波数を一時
的に十分に増加させ、その結果、周波数をロックされた
ループ回路が、図８の交点Ｐ２にロックして、特定す
る。その動作は反転可能である。その回路は、交点Ｐ２
から交点Ｐ１に周波数をロックされたループを移す。点
線で囲まれた構成要素９０−１３１を含む図４の制御部
３５が、コントローラ９０、コントローラ９０への出力
をもつ“ルックアップ”記憶要素９１、および前計数要
素９２を備え、その前計数要素９２は、イネーブル機能
を有し、送信部３１の要素７１の出力に接続される入力
と、ロック検出要素９３に接続されるイネーブリング入
力を備え、その入力は、スレッショルド比較器８４の出
力に接続される。前計数要素の出力は、回路逆止ダイオ
ード９４を通って、点線で囲まれた、位置情報を解明す
るカウント手段９５に入力される。カウント手段は、第
１“Ｄ”形フリップフロップ９６；第２“Ｄ”形フリッ
プフロップ９７；第１カウンタ９８；第２カウンタ９
９；第３カウンタ１００；“アンド”要素１０１および
精密発振器１０２から構成され、前記第１フリップフロ
ップ９６は、“セット”入力、“応答”入力、“正”お
よび“逆転”出力を有し、前記精密発振器１０２は、コ
ントローラ９０内に位置し、前縁部分および後縁部分で
別に検知されるのに十分明確な１６ＭＨｚの方形パルス
を送出する。
【００２２】要素９４の出力が、フリップフロップ９６
の入力１０３および“アンド”要素１０１の入力１０４
に接続される。カウンタ９８の出力が、フリップフロッ
プ９７の入力１０６に接続され、また、回路逆止ダイオ
ード１０７を通り、“アンド”要素１０１の残りの入力
１０８として用いられ、また、コントローラ９０への入
力１０９としても用いられる。フリップフロップ９６の
逆転出力１１０が、カウンタ９８の入力１１１に接続さ
れ、カウンタ１００の一つの入力１１２に接続される。
精密発振器１０２の出力１１３が、カウンタ９９の入力
１１４およびフリップフロップ９７の入力１１５に接続
される。カウンタ１００の出力１１６が、コントローラ
９０の入力１１７に接続される。フリップフロップ９６
の正の出力１１８が、カウンタ９９の入力１１９に接続
され、カウンタ９９のオーバフローをカウンタ１００に
運ぶ。フリップフロップ９７の出力１２０が、カウンタ
９９の入力１２１に接続される。カウンタ９９の出力１
２２が、カウンタ１００の入力１２３に接続される。コ
ントローラ９０が、端子１２４および１２５で、リセッ
ト信号を各々フリップフロップ９６および積分器８７に
与え、選択信号を導体１２６でスイッチ要素８６に与え
る。
【００２３】位置に関する計算を行うことに加えて、コ
ントローラ９０は、要素９１からの“ルックアップ”デ
ータを使用して比較演算を行い、ここで要素９１は、全
ての記憶された値を含み、カウント手段９５からの情報
を各処理サイクルで位置情報に送出する。コントローラ
９０はまた、ピストン位置と、関連する速度及び加速度
情報を利用するために外部に送出する外部利用出力１３
１を有する。本発明を実践する際の出発点を提供するた
めに、以下においてカウント例および説明を示す。構成
要素は標準的なものである。特定(definition)のため
に、カウンタが“クリア”にされると、それは作動せ
ず、全ての出力がゼロとなり、フリップフロップが“ク
リア”にされると、それは作動可能で、“セット”端子
がハイとなり、正の出力がゼロで、逆転出力が１とな
る。動作中、カウンタが、以下の状況の下で同期され
る。コントローラ９０が、フリップフロップ９６の“リ
セット”端子をローに保持し、フリップフロップをクリ
アされた状態に保つ。この状況において、正の出力１１
８がローであり、入力１１９でもそれは保持され、その
結果、カウンタ９９が、クリアされた状態であり、一方
で、フリップフロップ９６の逆転される出力１１０がハ
イであり、カウンタ９８および１００をリセット状態に
保つ。ローであるカウンタ９８の出力が、端子１０６を
通じてフリップフロップ９７をクリアされた状態に保持
し、その逆転される出力１２０をハイにし、カウンタ９
９がフリップフロップ９６の状態によりクリアされた状
態に保たれているとしても、端子１２１でカウンタ９９
をイネーブルする。端子１０８のハイである状態は、
“アンド”要素１０１をイネーブルする。２５６で分割
される送信部の周波数が、端子１０３および１０４で伝
えられ、“アンド”ゲート１０１が、イネーブルされる
ため、それは、端子１３２でカウンタ９８に伝えられ
る。そのカウンティングは、端子１２４でローからハイ
にリセット信号を変更するコントローラによってイネー
ブルされ、ライン１３３を介してフリップフロップ９６
の“リセット”端子に伝えられる。ライン１３４および
１３５は変化しない。
【００２４】カウンタ９８と、カウンタ９９−１００の
組合せの同期するカウントは、ロック検出要素９３が、
送信周波数の分割されたソースを与える要素９２をイネ
ーブルするとき、ローからハイに代わるライン１３６か
ら始める。ライン１３４は、ローからハイに変化し、ラ
イン１３７を介して伝えられる１６ＭＨｚのパルスの立
ち上がりエッジをカウントするカウンタ９９をイネーブ
ルする。ライン１３４とライン１３７は非同期であるた
め、時間が重なることはない。ライン１３５は、ハイか
らローに変化し、カウンタ９８および１００をイネーブ
ルする。カウンタ９８が、“アンド”１０１を通過して
入力１３２で伝えられるパルスの後縁をカウントする。
カウンタ９８が、ライン１３６の前縁でイネーブルさ
れ、一方でカウントがパルスの後縁に基づくため、カウ
ンタ９８の起動時に時間は重ならない。カウンタ９８お
よびカウンタ９９−１００の組合せの同期するカウント
は、カウンタ９８が共振の測定された周期の有効等量ま
でカウントするときに停止する。例えば、周期が130944
サイクルである場合、要素９２で２５６で割ると５１
１．５となる。例えば５１１．５のカウントで、その
０．５は最後のカウントの後縁であり、ライン１３８の
ローからハイへの変化が、フリップフロップ９８をクリ
アされた状態から変更し、その結果、ライン１３７にお
ける次のローからハイへの遷移（１６ＭＨｚのパルスの
次の前縁）が、ライン１３９をローとし、カウンタ９９
−１００の組合せにおけるカウントを停止する。カウン
ト処理が、ローとなるライン１３９によりディスエーブ
ルされる前に、カウンタ９９−１００の組合せが工程に
おける全ての遷移が完了する時間を有するであろうこと
を、フリップフロップ９７の移送遅延が保証するため
に、カウントの停止の際に時間が重なることはない。ラ
イン１４０は、ハイからローに変化し、その信号は、コ
ントローラ９０に対してカウントが終了したことを示す
ものである。ライン１４０は、カウンタ９８を停止する
“アンド”１０１もディスエーブルする。カウンタにお
ける全ての“工程中の”遷移が、カウントが停止する前
に完了するため、時間が重なることがない。コントロー
ラは、タイミングサイクルのＴ２およびＴ４で、ライン
１４１を介してカウンタを読み取る。コントローラ９０
が再びリセットライン１３３をローからハイに変更する
とき、カウントサイクルは繰り返す。
【００２５】十分な作動電圧は、およそ＋２４Ｖ、直流
である。導体６６でカプラ６３に伝送される信号が、お
よそ５０ＭＨｚからおよそ１．６ＧＨｚに変化する。満
足な前計数要素９２は、富士通により製造されるモデル
ＭＢ５０６であり、２５６で除するように設定される。
ロック検出器要素９３は、並列接続された比較器により
構成される技術の、標準ウィンドウ比較器である。“ル
ックアップ”テーブル記憶要素９１は、標準プログラマ
ブルリードオンリーメモリ要素であって、それらのいく
つかのモデルが、ＰＲＯＭＳと呼ばれている。満足なＰ
ＲＯＭモデルは、テキサスインストルメンツ（ＴＩ）に
より製造されるTMS27PC512モデルである。コントローラ
要素は、標準的なマイクロプロセッサである。好ましい
マイクロプロセッサは、米国イリノイ州ロセル(Rosell
e) のモトローラにより製造されるMC68HC11モデルであ
る。カウンタ要素９８および１００は、標準的な集積回
路である。好ましい集積回路モデルは、ＴＩにより製造
される 74HC 4040である。
【００２６】カウンタ要素９９は、別の標準的な集積回
路である。好ましいモデルは、モトローラにより製造さ
れる74HC161 である。“Ｄ”形フリップフロップが、モ
トローラにより製造されるモデル74HC74である。要素８
９は、２００ピコファラドのコンデンサである。カウン
ト手段９５の要素が、分かりやすく別個の組立体として
示されるが、それらの要素および機能が、中に容積を設
けることによってコントローラ内で容易に組み立てられ
ることは明らかであろう。油圧シリンダにおいて電磁波
を用いるピストン位置検知システムが、良好な信号に大
きく依存し、本発明がそのようなシステムを大きく改良
するものであることが、処理例より明らかである。これ
まで説明されてきたことは、油圧シリンダにおけるピス
トンの位置、速度および加速度の電磁波を検出する信号
を改良するものであり、それは、信号の検出能力を減少
させる望ましくないモードへの結合を抑止するように、
シリンダの周上で９０だけ離した位置で、シリンダに入
力プローブおよび出力プローブを配置することによって
達成される。
【００２７】本発明の別の態様、目的および利点は、図
面、発明の詳細な説明および特許請求の範囲を検討する
ことによって得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】油圧シリンダ上の送信カプラと受信カプラの相
対的な配置を示した斜視図である。
【図２】送信カプラおよび受信カプラの相対的な配置の
角度を図式的に示したものである。
【図３】本発明の好ましい同軸の実施例におけるカプラ
位置の図式的な横断面図である。
【図４】図３のラインIV−IVに沿った横断面図であり、
本発明の好ましい実施例における入力、出力およびダミ
ーカプラの配置および接続を示す。
【図５】カプラ位置に関連して、共振信号特性の比較を
示すグラフである。
【図６】油圧シリンダの共振周波数ピークと、ピストン
行程の延びきった限界とつぶれた限界の間のピストン位
置との相関関係を示す。
【図７】共振周波数ピークでの油圧シリンダの増幅特性
曲線の一部である。
【図８】ゲインと、基準レベルと正および負のスロープ
との交点を持つ電磁波共振の時間および周期を示すグラ
フであり、有効な共振位置を示す。
【図９】特定のゲインレベルで共振の正および負のスロ
ープ上の点を選択し、それにロックするのに考慮すべき
事項を示す。
【図１０】ピストン行程に相関される周波数、周期およ
びカウントの変動を示すグラフである。
【図１１】シリンダの静特性の間に作られるピストン位
置に相関する共振情報を表形式にした一例である。
【図１２】実行される計算を示すサイクルイベント時間
チャートである。
【図１３】処理における等価の効果の範囲をグラフで示
したものである。
【図１４】電磁波ピストン位置検知における信号処理の
機能的なブロック線図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デニー モーガン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92122 サン ディエゴ シュタインベッ ク アベニュー 7264 (72)発明者 ジェームズ アール ターバ アメリカ合衆国 イリノイ州 60447 ミ ヌーカ バッファロー ドライヴ 706

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電磁波の共振周波数を示す信号が、シリ
    ンダの外部に延びる入力および出力プローブを通じて、
    シリンダの流体に導かれ、検知される形式のピストン位
    置検知システムを備える、油圧シリンダ、ピストン及び
    ロッドの組合せにおいて、 前記シリンダ内部の前記入力および出力プローブが、前
    記シリンダの周面上で９０度離れて位置していることを
    特徴とする組合せ。
  2. 【請求項２】 前記プローブが、前記シリンダの端部の
    近くに位置することを特徴とする請求項１に記載の組合
    せ。
  3. 【請求項３】 前記プローブが、前記ロッドを取り囲む
    前記シリンダ部に位置することを特徴とする請求項１に
    記載の組合せ。
  4. 【請求項４】 前記プローブが、前記シリンダの端部の
    近くに位置することを特徴とする請求項３に記載の組合
    せ。
  5. 【請求項５】 ピストン位置を検知する油圧シリンダ、
    ピストン及びロッド組合せ構造であって、 油圧シリンダと、 電気信号入力プローブと、 電気信号出力プローブを備え、 前記油圧シリンダは、第１の端部に第１閉端部材と、残
    りの端部に第２ロッド受け入れ閉端部材を有し、 更に前記油圧シリンダは、前記閉端間で流体圧力に指向
    される移動を行うようになったピストンを有し、 前記ピストンには、前記ロッド受け入れ閉端部を通り、
    前記シリンダの外部に伸長するロッドが取りつけられ、 前記入力プローブおよび前記出力プローブの各々が、前
    記シリンダ内部に伸長して、前記シリンダ内の油圧流体
    と接触し、 前記入力プローブおよび前記出力プローブが、前記シリ
    ンダの周上で９０度離れて位置することを特徴とする構
    造。
  6. 【請求項６】 前記入力プローブおよび前記出力プロー
    ブが、前記第１閉端部材近くの前記シリンダ上に位置す
    ることを特徴とする請求項５に記載の構造。
  7. 【請求項７】 前記入力プローブおよび前記出力プロー
    ブが、前記第２ロッド受け入れ閉端部材近くの前記シリ
    ンダ上に位置することを特徴とする請求項５に記載の構
    造。
  8. 【請求項８】 第１ダミープローブおよび第２ダミープ
    ローブを含み、 前記第１ダミープローブが、前記出力プローブから離れ
    る方向に、前記油圧シリンダの周回りに前記入力プロー
    ブから９０度離れて位置しており、 前記第２ダミープローブが、前記入力プローブから離れ
    る方向に、前記油圧シリンダの周回りに前記出力プロー
    ブから９０度離れて位置することを特徴とする請求項５
    に記載の構造。
  9. 【請求項９】 前記入力プローブおよび前記出力プロー
    ブが、ループ磁気カプラであることを特徴とする請求項
    ５に記載の構造。
  10. 【請求項１０】 第１ダミープローブおよび第２ダミー
    プローブを含み、前記第１ダミープローブが、前記出力
    プローブから離れる方向に、前記油圧シリンダの周回り
    に前記入力プローブから９０度離れて位置しており、前
    記第２ダミープローブが、前記入力プローブから離れる
    方向に、前記油圧シリンダの周回りに前記出力プローブ
    から９０度離れて位置することを特徴とする請求項９に
    記載の構造。
  11. 【請求項１１】 少なくとも１つの前記ダミープローブ
    が、選択される共振信号特性に関連する長さを有するこ
    とを特徴とする請求項１０に記載の構造。
  12. 【請求項１２】 シリンダ内のピストン位置に相関する
    油圧シリンダの流体における電磁波の共振周波数を示す
    信号を検知する装置において、前記共振周波数電磁波信
    号の改良された信号形成を与える手段が、 電磁波信号を前記油圧流体内に導くために前記シリンダ
    壁を通って延び、前記シリンダの周上の第１位置に位置
    する入力プローブと、 前記油圧流体内の電磁波を検知するために前記シリンダ
    壁を通って延び、前記シリンダの周上の第２位置に位置
    する出力プローブとを備え、 前記第１位置および前記第２位置が、前記周上で、前記
    周回りの第１の方向に前記周上の分離距離だけ離され、
    前記第１の方向と反対の周回りの方向に前記分離距離の
    奇数倍だけ離されていることを特徴とする信号形成手
    段。
  13. 【請求項１３】 前記入力プローブおよび前記出力プロ
    ーブが、前記シリンダの閉端部材の近くで、前記シリン
    ダ上に配置されることを特徴とする請求項１２に記載の
    信号形成手段。
  14. 【請求項１４】 前記入力プローブおよび前記出力プロ
    ーブが、前記シリンダのロッド受け入れ閉端部材の近く
    で、前記シリンダ上に配置されることを特徴とする請求
    項１２に記載の信号形成手段。
  15. 【請求項１５】 前記分離距離が、前記周上の９０度の
    弧によって定義されることを特徴とする請求項１３に記
    載の信号形成手段。
  16. 【請求項１６】 前記分離距離が、前記周上の９０度の
    弧によって定義されることを特徴とする請求項１４に記
    載の信号形成手段。
  17. 【請求項１７】 第１ダミープローブおよび第２ダミー
    プローブを含み、前記第１ダミープローブが、前記出力
    プローブから離れる方向に、前記油圧シリンダの周回り
    に前記入力プローブから９０度離れて位置しており、前
    記第２ダミープローブが、前記入力プローブから離れる
    方向に、前記油圧シリンダの周回りに前記出力プローブ
    から９０度離れて位置することを特徴とする請求項１６
    に記載の信号形成手段。
  18. 【請求項１８】 前記入力プローブおよび前記出力プロ
    ーブが、ループ磁気カプラであることを特徴とする請求
    項１７に記載の信号形成手段。
  19. 【請求項１９】 少なくとも１つの前記ダミープローブ
    が、選択された共振信号特性に関連する長さを有するこ
    とを特徴とする請求項１８に記載の信号形成手段。
JP8114692A 1995-05-09 1996-05-09 電磁波を用いた油圧シリンダのピストン位置検知装置 Pending JPH08303411A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/437,735 US5617034A (en) 1995-05-09 1995-05-09 Signal improvement in the sensing of hydraulic cylinder piston position using electromagnetic waves
US08/437735 1995-05-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08303411A true JPH08303411A (ja) 1996-11-19

Family

ID=23737670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8114692A Pending JPH08303411A (ja) 1995-05-09 1996-05-09 電磁波を用いた油圧シリンダのピストン位置検知装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5617034A (ja)
JP (1) JPH08303411A (ja)
DE (1) DE19618710A1 (ja)
GB (1) GB2300715B (ja)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998023867A1 (en) * 1996-11-27 1998-06-04 Case Corporation Method and apparatus for sensing piston position
US5901633A (en) * 1996-11-27 1999-05-11 Case Corporation Method and apparatus for sensing piston position using a dipstick assembly
US5977778A (en) * 1996-11-27 1999-11-02 Case Corporation Method and apparatus for sensing piston position
US6142059A (en) * 1996-11-27 2000-11-07 Case Corporation Method and apparatus for sensing the orientation of a mechanical actuator
US5856745A (en) * 1996-12-19 1999-01-05 Caterpillar Inc. Hydraulic cylinder end member arrangement for a piston position sensing system
US5780743A (en) * 1997-02-13 1998-07-14 Caterpillar Inc. Resonance identification in hydraulic cylinder piston position sensing
DE19712374C2 (de) * 1997-03-25 2001-07-19 Bosch Gmbh Robert Lage- und Wegsensor
US6005395A (en) * 1997-11-12 1999-12-21 Case Corporation Method and apparatus for sensing piston position
DE19833220A1 (de) * 1997-12-15 1999-06-17 Mikrowellen Technologie Und Se Abstandsmeßvorrichtung und Verfahren zur Bestimmung eines Abstandes
DE60112266T2 (de) 2000-03-08 2006-06-08 Rosemount Inc., Eden Prairie Bidirektionaler differenzdruck- durchflusssensor
AU2001241641A1 (en) * 2000-03-08 2001-09-17 Rosemount, Inc. Piston position measuring device
US20010037689A1 (en) * 2000-03-08 2001-11-08 Krouth Terrance F. Hydraulic actuator piston measurement apparatus and method
US20010037724A1 (en) 2000-03-08 2001-11-08 Schumacher Mark S. System for controlling hydraulic actuator
US6588313B2 (en) 2001-05-16 2003-07-08 Rosemont Inc. Hydraulic piston position sensor
US6722260B1 (en) 2002-12-11 2004-04-20 Rosemount Inc. Hydraulic piston position sensor
US6722261B1 (en) 2002-12-11 2004-04-20 Rosemount Inc. Hydraulic piston position sensor signal processing
EP2181310B1 (de) * 2007-08-16 2017-03-15 Astyx GmbH Doppelkolbenstange
KR101468766B1 (ko) * 2008-03-10 2014-12-12 티모시 웹스터 광학 영상 센서를 사용하는 유압 실린더 내 피스톤 위치 감지 장치 및 그 방법
US8448563B2 (en) * 2008-08-29 2013-05-28 Cowan Dynamics Inc. Fluid-powered actuator having an internal position sensor and a sensor module therefor
DE102014007643A1 (de) * 2014-05-23 2015-11-26 Astyx Gmbh Abstandmessvorrichtung, insbesondere für metallische und dielektrische Zielobjekte

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3589177A (en) * 1968-10-02 1971-06-29 Merlo Angelo L Combustion microwave diagnostic system
US3726191A (en) * 1971-02-08 1973-04-10 Bunker Ramo Electrically controlled hydraulic system and transducer therefor
CA1044373A (en) * 1976-05-17 1978-12-12 Her Majesty In Right Of Canada As Represented By Atomic Energy Of Canada Limited Bimodal cavity resonator beam position monitor
US4365503A (en) * 1980-03-28 1982-12-28 Rockwell International Apparatus for calibrating meter prover encoder
US4321946A (en) * 1980-03-31 1982-03-30 Paulos Louis B Armature position monitoring and control device
DE3244616C2 (de) * 1982-12-02 1986-06-19 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut Vorrichtung zur Messung von Vorschubbewegungen
US4588953A (en) * 1983-08-11 1986-05-13 General Motors Corporation Microwave piston position location
US4901628A (en) * 1983-08-11 1990-02-20 General Motors Corporation Hydraulic actuator having a microwave antenna
JPS61215A (ja) * 1984-06-13 1986-01-06 Dainippon Ink & Chem Inc 連続気泡硬質ウレタンフオ−ムの製造法
DE3504805A1 (de) * 1985-02-13 1986-08-14 Henkel KGaA, 4000 Düsseldorf Thermoplastische blockcopolymere
US4689553A (en) * 1985-04-12 1987-08-25 Jodon Engineering Associates, Inc. Method and system for monitoring position of a fluid actuator employing microwave resonant cavity principles
US4689533A (en) * 1985-10-25 1987-08-25 Yang Tai Her Controlled fan
IT1213111B (it) * 1986-07-24 1989-12-07 Nicotra Sistemi Trasduttore singolo/multiplo, atto a rilevare una o piu' grandezze fisiche di diversa natura o variabili elettriche convenzionali.
US4749936A (en) * 1986-11-03 1988-06-07 Vickers, Incorporated Power transmission
US4737705A (en) * 1986-11-05 1988-04-12 Caterpillar Inc. Linear position sensor using a coaxial resonant cavity
US4757745A (en) * 1987-02-26 1988-07-19 Vickers, Incorporated Microwave antenna and dielectric property change frequency compensation system in electrohydraulic servo with piston position control
US4987823A (en) * 1989-07-10 1991-01-29 Vickers, Incorporated Location of piston position using radio frequency waves
SU1688157A1 (ru) * 1989-07-31 1991-10-30 Институт проблем управления Способ измерени физических свойств вещества в трубопроводе и устройство дл его осуществлени
DE3929011A1 (de) * 1989-09-01 1991-03-07 Roehm Guenter H Spanneinrichtung an werkzeugmaschinen
US4952916A (en) * 1989-12-04 1990-08-28 Vickers, Incorporated Power transmission
US5241278A (en) * 1991-07-05 1993-08-31 Caterpillar Inc. Radio frequency linear position sensor using two subsequent harmonics
US5150060A (en) * 1991-07-05 1992-09-22 Caterpillar Inc. Multiplexed radio frequency linear position sensor system
US5438274A (en) * 1991-12-23 1995-08-01 Caterpillar Linear position sensor using a coaxial resonant cavity
US5182979A (en) * 1992-03-02 1993-02-02 Caterpillar Inc. Linear position sensor with equalizing means
US5325063A (en) * 1992-05-11 1994-06-28 Caterpillar Inc. Linear position sensor with means to eliminate spurians harmonic detections
US5320325A (en) * 1993-08-02 1994-06-14 Hydril Company Position instrumented blowout preventer

Also Published As

Publication number Publication date
GB2300715A (en) 1996-11-13
DE19618710A1 (de) 1996-11-14
GB2300715B (en) 1999-04-21
US5617034A (en) 1997-04-01
GB9606890D0 (en) 1996-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH08303411A (ja) 電磁波を用いた油圧シリンダのピストン位置検知装置
US5710514A (en) Hydraulic cylinder piston position sensing with compensation for piston velocity
CA2671701C (en) Method for measurement of the muzzle velocity of a projectile or the like
US20020101232A1 (en) Distance measurement system
JPH0611305A (ja) 等化手段を有する直線方向の位置センサ
US20050191027A1 (en) Distance measuring device and method for determining a distance
FI79618B (fi) Saett och anordning foer detektering av metallkroppar.
US6701783B2 (en) Device and a process for determining the positions of border areas between different mediums
JP4709837B2 (ja) 高周波に基づいた材料厚測定のための方法および装置
JPH06503419A (ja) 油圧シリンダの直線位置を検出する装置および方法
JP2023056013A (ja) 測定装置、測定システム、および、測定方法
US5459698A (en) Noninvasive ultrasonic proximity detector for a fluid actuated cylinder
CN107533132B (zh) 用于测量距目标的距离的接近传感器和方法
US5608332A (en) Dynamic gain adjustment in electromagnetic wave hydraulic cylinder piston position sensing
JP5952168B2 (ja) 液位測定装置
RU2567441C1 (ru) Способ цифрового измерения электрических величин
US10890547B2 (en) Method for determining a switching status of an impedance sensor and impedance sensor
US5994906A (en) Fluid measurement of dielectric property change in hydraulic fluid
CN114593789A (zh) 用于减小的下死区的雷达物位计系统和方法
JP2008512659A (ja) 空気バネにおける高精度レベル測定のためのマイクロ波センサ
JPH06331670A (ja) 誘電体板の比誘電率測定方法および測定器具
US5780743A (en) Resonance identification in hydraulic cylinder piston position sensing
JP2020106432A (ja) 距離測定装置
RU2787070C1 (ru) Способ измерения длины металлической трубы
JP2771061B2 (ja) 気密高周波窓の膜厚測定方法