NO336717B1 - Fremgangsmåte og anordning for måling av tilbakelagt strekning - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder en fremgangsmåte og en anordning for å måle en tilbakelagt strekning.

For eksempel, en banemålende anordning for måling av en strekning som er tilbakelagt av et bevegelig objekt som kan forskyves i en viss retning, er kjent fra praksis. En første komponent av den banemålende anordning er da tilordnet den bevegelige gjenstand og beveges sammen med denne. En andre komponent i den banemålende anordning er stasjonær. De to komponenter er koplet til hverandre for det formål å omforme bevegelsen og/eller forskyvningen av den bevegelige gjenstand til et elektrisk signal. Det elektriske signal blir så overført til et devaluerings-arrangement i den banemålende anordning og omformet der til bevegelses- og/eller posisjonsinformasjon.

Et eksempel på en slik ovenfor nevnt banemålende anordning er en sensor av potensiometertype. Den første komponent i denne sensor utgjøres av en ledetråd viklet opp som en spole og den andre komponent er dannet av et kontaktelement som er i stand til å bevege seg utvendig langs denne spolevikling. Alt etter posisjonen av kontaktelementet i forhold til spoleviklingen, vil en tilsvarende motstand sørge for at det flyter en bestemt strøm gjennom spoleviklingen og kontaktelementet, og denne kan da omformes til posisjonsinformasjon.

Et ytterligere eksempel på en kjent banemålende anordning er da en magne-tisk eller induktiv banemålende anordning. I det tilfelle er en spole eller en del av en kondensator forbundet med den bevegelige gjenstand, mens en ytterligere spole eller den andre del av vedkommende kondensator, er anordnet stillestående.

Ytterligere kjente banemålende anordninger bruker f.eks. optiske sensorer, hvor bevegelsen av en første komponent som beveges sammen med den bevegelige gjenstand, bestemmes optisk og omformes til et tilsvarende bevegelsessignal av den stasjonære sensor. Videre er laseranordninger for banemålinger også kjent.

Når det gjelder disse tidligere kjente banemålende anordninger foreligger de følgende ulemper.

Optiske målinger er faktisk meget nøyaktige, men de er samtidig meget føl-somme og kan bare utnyttes når det gjelder forhold med god sikt, samtidig som de er ganske kostnadskrevende.

Magnetiske eller induktive innretninger er følsomme for vibrasjoner, sjokk eller lignende, og disse er som regel også ganske kostnadskrevende. Potensiometer- lignende sensorer er forholdsvis unøyaktige og har bare en forholdsvis kort aktiv levetid, på grunn av slitasjefenomener. En ytterligere forskyvningsmåleinnretning er beskrevet i US 4,747,313.

Hovedtrekkene ved den foreliggende oppfinnelsen fremgår av det selvstendige krav 1. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav.

Formålet for foreliggende oppfinnelse er derfor å forbedre fremgangsmåter og anordninger for banemåling av den innledningsvis angitte type, slik at banemålinger kan utføres med høy nøyaktighet, uten slitasje, ufølsomt for vibrasjoner, sjokk eller korrosjon, samt økonomisk uten spesiell avtetning, samt innenfor et hvilket som helst trykkområde.

Dette formål oppnås i samsvar med vedkommende anordning ut i fra det forhold at den første komponent utgjøres av et fjærelement koplet til en bevegelig gjenstand og en andre komponent, idet den andre komponent utgjøres av en kraftmålende innretning som avgir et elektrisk signal som tilsvarer den kraft som utøves på fjærelementet.

Formålet oppnås i samsvar med denne fremgangsmåte ut i fra det forhold at den bevegelige gjenstand beveger seg mot motstanden fra et elastisk utvidbart holdeelement langs en hovedsakelig lineær bevegelsesbane, idet den motrettede kraft som opptrer i holdeelementet og er i samsvar med den bane som er tilbakelagt av den bevegelige gjenstand, blir målt ved hjelp av en kraftmålende innretning, og et signal som tilsvarer den motrettede kraft overføres fra den kraftmålende innretning til en evalueringsinnretning, og en banestrekning som er tilbakelagt av den bevegelige gjenstand, og som tilsvarer den motrettede kraft, blir fastlagt i evalueringsinnretningen.

Den banemålende anordning i henhold til oppfinnelsen er av enkel utførelse. Fjærelementet strekkes under den bevegelige gjenstands bevegelse, og den motrettede kraft som opptrer i fjærelementet er i det enkleste tilfelle direkte proporsjonal med den strekning som er tilbakelagt av den bevegelige gjenstand. Motkraften over-føres av fjærelementet til den kraftmålende innretning og blir målt der. I dette tilfelle mottas et tilsvarende elektrisk signal, som da tilsvarer motkraften og således også den strekning som er tilbakelagt av den bevegelige gjenstand, av en evalueringsinnretning som er koplet til den kraftmålende innretning. De komponenter som anvendes i denne strekningsmålende anordning i henhold til oppfinnelsen, er av enkel og økonomisk utførelse. Ingen slitasje av disse komponenter finner sted, da det f.eks. ikke foreligger noen friksjon mellom komponentene eller mellom komponentene og andre gjenstander. Den banemålende anordning er i samsvar med den gjeldende bevegelsesligning, uavhengig av det medium hvor den befinner seg, av omgivelsesforholdene, av vibrasjoner, sjokk eller lignende.

I en enkel utførelse kan fjærelementet være en spesialfjær, som ved en av sine ender er forbundet med den bevegelige gjenstand og med sin andre ende med den kraftmålende innretning. I dette tilfelle kan spiralfjæren velges slik at en tilbakeholdskraft utøves på den bevegelige gjenstand og således utgjør en begrensning av den bevegelige gjenstands bevegelighet, samt er relativt liten, samtidig som tilbake-holdskraften er tilstrekkelig stor til at den kraftmålende innretning kan utlede et tilstrekkelig kraftig signal. Når det gjelder bruk av en slik spiralfjær som fjærelement, kan det videre vises at når det gjelder den banemålende anordning i henhold til oppfinnelsen, vil det faktisk ikke foreligge noen deler som beveger seg sammen med den bevegelige gjenstand. Spiralfjærene, henholdsvis fjærelementet, kan da spesielt velges slik at de ekspanderer proporsjonalt med den tilbakeholdskraft som utøves, slik at evalueringen av signaler fra den kraftmålende innretning, og tilsvarende, bestemmelsen av den bevegelige gjenstands bevegelse eller posisjon, blir forenklet.

Et slikt fjærelement kan velges med tilsvarende fjærkonstanter ut i fra det tilsvarende materiale, og lignende, i samsvar med de foreliggende fordringer. I denne forbindelse skal det bemerkes at når det gjelder den banemålende anordning i henhold til oppfinnelsen eller den tilsvarende målemetode, er bare en begrenset bevegelse av den bevegelige gjenstand mulig på grunn av dens forbindelse med fjærelementet, og via sistnevnte med den kraftmålende innretning. Bevegelses-området er da hovedsakelig bestemt av fjærelementet og den maksimale forlengelse som kan evalueres ut i fra dette element.

I henhold til oppfinnelsen er det mulig for fjærelementet å følge en krum bane, f.eks. en sirkelbane, som tilbakelegges av den bevegelige gjenstand, og tilsvarende kan da den bevegelige gjenstands posisjon langs denne bane bestemmes. En enkel utførelse av en banemålende anordning uten en krum føring av fjærelementet og uten friksjon som eventuelt kan opptre mellom fjærelement og dets føring, vil kunne fremkomme når fjærelementet strekker seg hovedsakelig langs en rett linje. I dette tilfelle er det videre fordelaktig at den bevegelige gjenstand også beveger seg langs en rett linje.

For å tilpasse den banemålende anordning til forskjellige fordringer på en enkel måte, slik som f.eks. tidligere banestrekninger som skal tilbakelegges av den bevegelige gjenstand eller tilsvarende, kan fjærelementet gjøres utskiftbart. Fjær-elementene kan således velges i samsvar med deres maksimale forventede forlengelse.

Den kraftmålende innretning kan være utført på forskjellige måter. I henhold til oppfinnelsen må en slik kraftmålende innretning kunne omforme den kraft som ut-øves på innretningen til et tilsvarende elektrisk signal, som så tas opp og behandles av evalueringsenheten.

Når det gjelder en enkel utførelse som kan fremstilles økonomisk, er den kraftmålende innretning utstyrt med minst én elektrisk ledende, spesielt trådlignende leder, hvis elektriske motstand avhenger av en kraft som utøves på lederen i lengderetningen. En slik leder kan også være utført i forskjellige materialer, som f.eks. kan velges ut i fra de omgivelsesforhold som den banemålende anordning anvendes i. På denne måte kan den banemålende anordning i henhold til oppfinnelsen også brukes i aggressive media, under vann, under trykk, under vakuum og lignende, hovedsakelig uten begrensninger. På grunn av den enkle oppbygningsstruktur av den banemålende anordning, vil det ikke foreligge noen slitasje eller noen nedsliting av de enkelte deler, slik at anordningens aktive levetid vil være ekstraordinært høy.

Da et fjærelement som regel har en myk dempningskarakteristikk, vil tilsvarende vibrasjoner, sjokk og lignende bli overført uten å utøve noen innflytelse på den kraftmålende innretning.

En slik elektrisk leder benyttet som kraftmålende innretning vil forandre sin elektriske motstand når det utøves en tilsvarende strekkraft på lederen, og en slik motstandsforandring vil da kunne detektere i form av tilsvarende spennings- eller strømforandringer og evalueres som et signal i evalueringsinnretningen.

For det formål å bestemme et nullpunkt for banemålingen på enkel måte, kan fjærelementet være forspent, og tilsvarende bevegelse eller posisjonssignal kan bestemmes av evalueringsenheten bare i det tilfelle ytterligere påkjenning av det forspente fjærelement forekommer.

For å kompensere for visse statistiske uregelmessigheter i ledningstråden, slik som diameteravvik, forandringer i materialegenskap osv. på en enkel måte for en trådlignende leder, kan denne leder bestå av et antall elektrisk ledende tråder anordnet parallelt med hverandre. På denne måte kan tilsvarende statistiske avvik i de forskjellige ledningstråder bestemmes og en kraftmålende innretning nås, for nøyaktig måling over hele sitt måleområde.

Ledningstrådene kan bestå av forskjellige enkeltstående ledningstråder eller utgjøres av en enkelt ledningstråd som er lagt i en slyngende bane.

For å være i stand til å bestemme motstandsforandringer i en slik elektrisk leder på en enkel måte, kan den elektriske leder være innkoplet i en brokrets, slik som i en såkalt Wheatstone-bro, og da utgjøre minst én motstand i denne brokrets. Meget nøyaktige kretsmålinger er da mulig ved hjelp av en slik brokopling, slik at det kan oppnås en høy nøyaktighet med hensyn til posisjonsbestemmelsen for den bevegelige gjenstand.

For å kunne kompensere for motstandsforandringer i ledere som skriver seg fra temperaturforandringer, slik at det ikke fører til noen feilaktig posisjons-bestemmelse for den bevegelige gjenstand, kan brokretsen ha en ytterligere motstand som er av samme art som den motstand som er utformet av den kraftmålende innretning. Hvis f.eks. den kraftmålende innretning utgjøres av et antall ledningstråder, kan denne ytterligere motstand være utført på lignende måte. Til forskjell fra den kraftmålende innretning er imidlertid denne ikke utsatt for en tilsvarende strekkraft fra fjærelementet.

I henhold til oppfinnelsen oppnås en enkel elektrisk struktur som også bare krever enkle midler når et gjelder evalueringskretsen fra bruk av brokretsen og de elektriske tilkoplingsledninger som en kraftmålende innretning. En forsterker og/eller en differensiator og/eller en evalueringsinnretning sammenkoplet med en mikro-prosessor eller lignende, er f.eks. eneste elektriske komponenter som er nødvendig. Differensiatoren kan utelates hvis f.eks. bestemmelse av hastighet eller akselerasjon av den bevegelige gjenstand under denne bevegelse, ikke skal tas med. I tillegg kan arrangementer av andre evalueringsinnretninger brukes hvis disse sistnevnte under-støttes av programvare.

På grunn av den enkle, sterke og pålitelige konstruksjon av den banemålende anordning i henhold til oppfinnelsen, vil denne være særlig egnet for anvendelser i fjerntliggende og utilgjengelige områder. Et anvendelsesområde er da bruk av den ovenfor beskrevne måleanordning i forbindelse med et lineært bevegelig objekt av en enhet fra olje- og/eller gass-produksjon. Tilsvarende enheter er da såkalte aktuatorer, BOP-enheter (utblåsningshindrere), ventiler og lignende, slik det vil være nødvendig når det gjelder olje- og gass-produksjon. I dette tilfelle vil anvendelsesområder for den banemålende anordning i henhold til oppfinnelsen ikke være begrenset til bruk på land, men på grunn av dens ufølsomhet for trykk eller andre ugunstige omgivelsespåvirkninger, vil særlig bruk under vann også være mulig. Dette gjelder på analog måte for underjordisk bruk.

Det bør også bemerkes at den banemålende anordning i henhold til oppfinnelsen naturligvis ikke er begrenset til innretninger for olje- og/eller gass-produksjon, men kan brukes i andre maskiner og ved fremstilling i forbindelse med anordninger som arbeider på jordoverflaten og lignende. Hovedsakelig kan den banemålende anordning i henhold til oppfinnelsen anvendes overalt hvor en bevegelig gjenstand forskyves innenfor et begrenset område, og særlig da lineært frem og tilbake.

Når det gjelder utvinning av olje og gass, benyttes spesielt et antall

lineære reguleringsinnretninger, hvorav en er beskrevet f.eks. i det tyske patent nr. 20 008 415. En slik lineær reguleringsinnretning anvendes særlig for drift av ventiler, strupeenheter eller lignende i forbindelse med olje- og/eller gass-utvinning, og har da i det minste ett reguleringselement montert lineært bevegelig inne i et hylster, samt en drivanordning tilordnet denne. Dette reguleringselement kan være en kulespindel som er montert slik at den er i stand til å dreie en tilsvarende mutter. Denne mutter er bevegelig forbundet med den tilsvarende drivanordning og omformer da den påførte dreining av mutteren til langsgående bevegelse av kulespindelen. Atter skal det her uttrykkelig henvises til det tyske patent nr. 20 008 415 for ytterligere beskrivelse av denne lineære reguleringsinnretning.

For det formål å bestemme reguleringselementets posisjon i forhold til hylstret på en enkel måte når det gjelder en slik lineær reguleringsinnretnings forhold til sitt hylster, blir i henhold til oppfinnelsen en ende av reguleringselementet koplet til et fjærelement som ved den ende som er vendt bort fra reguleringselementet, er forbundet med en kraftmålende innretning som da overfører et elektrisk signal som tilsvarer en kraft overført fra fjærelementet til den kraftmålende innretning, til en evalueringsinnretning. Dette innebærer at den lineære reguleringsinnretning i henhold til oppfinnelsen er kjennetegnet ved det forhold at den banemålende anordning som er beskrevet ovenfor, er tatt opp i denne.

Følgelig kan den banemålende anordning i den lineære reguleringsinnretning ha samme særtrekk som den banemålende anordning som er beskrevet ovenfor. Det foreligger visse ytterligere forbedringer som vil bli beskrevet nedenfor, som en følge av inkorporeringen av den banemålende anordning i den lineære reguleringsinnretning.

For å beskytte fjærelementet fra skade som skriver seg fra bevegelige deler i den lineære reguleringsinnretning, kan f.eks. fjærelementet være anordnet og ført inne i et rør.

For å bli i stand til å feste ytterenden av fjærelementet såvel til reguleringselementet som til den kraftmålende innretning på en enkel måte, kan fjærelementet ha egnede koplingsstykker på sine ytterender. Fjærelementet kan være opphengt på en av disse med sin ene ende og koplingsstykket må da festes avtakbart ved påskruing eller lignende på reguleringselementet, henholdsvis på den kraftmålende innretning.

Når det gjelder en lineær reguleringsinnretning som har et reguleringselement som beveger seg lineær fremover ved hjelp av en skruebevegelse, vil det være fordelaktig hvis den tilsvarende dreining av reguleringselementet ikke overføres til fjærelementet og således fører til en spenning eller påkjenning i fjærelementet, og som ikke er forårsaket av reguleringselementets lineære bevegelse. For å oppnå dette kan f.eks. i det minste et koplingsstykke mellom fjærelementet og reguleringselementet være utstyrt med en rotasjonsavkoplende innretning. Bare den lineære bevegelse av reguleringselementet blir da overført til fjærelementet ved hjelp av dette rotasjonsavkoplende element, og rotasjonen mottas av den rotasjonskoplende innretning.

Den kraftmålende innretning kan utføres tilsvarende for det formål å omforme den strekkraft som utøves av fjærelementet til et elektrisk signal. Et enkelt eksempel på en slik kraftmålende innretning kan angis hvis denne har minst én målende elektrisk leder, hvis elektriske motstand da forandres i avhengighet av en kraft som utøves på den målende leder.

For å bli i stand til å detektere tilsvarende motstandsforandringer på en lett måte via tilordnede spenningsforandringer, kan den elektriske måleleder koples som en motstand i en brokrets, slik som en såkalt Wheatstone-bro.

Den elektriske måleleder kan være utført som en ledende ledningstråd eller som et antall ledningstråder anordnet i parallell. Når det gjelder bruk av flere ledningstråder, blir det kompensert for tilsvarende statistiske avvik i de forskjellige ledertråder.

For å bli i stand til å kompensere for temperaturdrift for den elektriske måleleder, kan en ytterligere elektrisk måleleder være koplet uten kraftpåvirkning til vedkommende brokrets for å oppnå temperaturkompensasjon.

Fordelaktige utførelser av oppfinnelsen vil bli nærmere forklart nedenfor under henvisning til figurene på de vedføyde tegninger, hvorpå: fig. 1 viser, sett ovenfra, en enkel fremvisning av en utførelse av en banemålende anordning,

fig. 2 viser, sett ovenfra, en del av en andre utførelse,

fig. 3 viser, sett ovenfra, en del av en tredje utførelse,

fig. 4 viser, sett ovenfra, en del av en fjerde utførelse,

fig. 5 viser en krets analogt med fremstillingen i fig. 4,

fig. 6 viser et lengdesnitt gjennom en lineær reguleringsinnretning med en inkorporert banemålende anordning i partiell fremvisning,

fig. 7 viser, i forstørret fremvisning, en detalj "X", og

fig. 8 viser, i forstørret fremvisning, en ytterligere detalj "Y".

Fig. 1 viser, sett ovenfra, en enkel utførelse av en banemålende anordning 1 i henhold til oppfinnelsen. Denne har et fjærelement 6 som en først komponent og en kraftmålende innretning 7 som en annen komponent 4. Den første komponent 3 er forbundet med en bevegelig gjenstand 2 ved sin ene ende 8. Når det gjelder forskyvning av den bevegelige gjenstand 2 i en retning 37, blir fjærelementet 6 strukket og en tilsvarende kraft utøves over ytterenden 9 av fjærelementet 6 inn på den andre komponent 4, hvilket vil si den kraftmålende innretning 7. Denne utøvede kraft blir omformet ved hjelp av den kraftmålende innretning 7 til et elektrisk signal, hvorfra en tilsvarende posisjon av den bevegelige gjenstand 2 bestemmes ved hjelp av den tilkoplede evalueringsenhet 5.

Den bevegelige gjenstand 2 beveger seg lineært i bevegelsesretningen 37 samt i lengderetningen 12 av fjærelementet 6 eller den kraftmålende innretning 7.

Den kraftmålende innretning 7 utgjøres av en elektrisk leder 10, som da kan omfatte et visst antall elektriske ledertråder 13. De sistnevnte vil forandre sin elektriske motstand i avhengighet av den kraft som utøves på dem. Dette innebærer at en motstandsforandring for de elektriske ledertråder 13 vil tilsvarende en viss kraft som overføres av fjærelementet 6, og denne kraft er da proporsjonal med en ut-videlse av fjærelementet 6 og tilsvarer således en viss posisjon av den bevegelige gjenstand 2.

Trådene 13 er anordnet parallelt med hverandre og kan koples til også å ligge elektrisk i parallell, eller til og med i serie. Ledningstrådene 13 danner et motstands-element som da utgjøres av en del av en brokrets, slik som vist i fig. 5. En ytterligere motstand 15 i denne brokrets utgjøres også av et antall elektriske ledertråder, og denne ytterligere elektriske motstand 15 tilsvarer da den motstand som foreligger i de elektriske ledere 13 og brukes for temperaturkompensasjon.

En forskyvningsinnretning 31, 32 samt en forsterker 16 er tilkoplet motstandene over ledningstråder. Tilsvarende signaler fra forsterkeren kan overføres som utgangssignaler til en utgangsenhet bestående av evalueringsenheten 5, og i dette tilfelle kan også evalueringsenheten 5 ha en differensiator 17, hvorved de tilsvarende posisjonsverdier for den bevegelige gjenstand 2 som forandres med tiden, kan differensieres således at en hastighet, og i visse tilfeller, en akselerasjon av den bevegelige gjenstand, kan bestemmes.

Et nullpunkt for forlengelsen av fjærelementet 6 kan innstilles av forskyvningsinnretningen 31, 32. Fjærene kan f.eks. forspennes 2-5 % for det formål å derved frembringe målbart nullpunkt for bevegelsen av den bevegelige gjenstand 2. En spenningsverdi som har sammenheng med denne forspenning, innstilles da til null-verdi ved hjelp av forskyvningsinnretningen 31, 32.

En spenningsforsyning 36 er koplet til ledningstrådene og evalueringsenheten for spenningsforsyning til disse ledningstråder og vedkommende evalueringsenhet 5.

Fig. 2 viser en ytterligere utførelse av en banemålende anordning i henhold til oppfinnelsen og som er analog med den angitte utførelse i fig. 1. Den bevegelige gjenstand 2 utgjøres av et stempel som er montert for bevegelse i et stempelhus i bevegelsesretningen 37. Baksiden av stemplet er forbundet med fjærelement 6. En elektrisk leder 10 er koplet i serie med fjærelementet 6 for å utgjøre en kraftmålende innretning 7 ved hjelp av en motstand 11, som da er festet til det omgivende apparat-hus ved den ende som ligger motsatt fjærelementet 6. Motstanden 11 er koplet inn i en tilsvarende brokrets over to forbindelsesledninger 38, 39, på samme måte som angitt i fig. 5. Fig. 3 viser en ytterligere utførelse som er av samme art som den angitte ut-førelse i fig. 2. Denne utførelse tilsvarer utførelsen i henhold til fig. 1, med den ytterligere motstand 15 analogt med motstanden 11, samt en del av en brokrets i samsvar med fig. 5. En temperaturkompensasjon i forbindelse med banemålingen, er f.eks. mulig ved hjelp av den ytterligere motstand 15 i umiddelbar nærhet av motstanden 11. Fig. 4 viser en fjerde utførelse som da er analog med de tidligere angitte fig. 2 og 3. Når det gjelder denne utførelse, blir en kraftmåling utført via samtlige motstander i den brokrets som er vist i fig. 5. Fjærelementet 6 virker således på samtlige ledere, som da kan utgjøres i det minste delvis av separate fjærelementer. I avhengighet av utbøyningen av en koplingsplate 40 som på midten er tilsluttet fjærelementet 6, blir de tilsvarende forskjellige fjærelementer 41 også strukket eller sammentrykt, og tilsvarende motstandsforandringer frembringes.

En krets i form av en brokrets for å bestemme en motstandsforandring og således en tilsvarende spenningsforandring, er vist i fig. 5 i form av en såkalt Wheatstone-bro. En krets av denne art er i og for seg kjent. Denne krets utgjøres av minst fire motstander, hvorav motstanden 29 og 30 er utført med samme motstandsverdi. I det minste én motstand i broen kan da utgjøres av motstanden 11 av den elektriske leder 10, se fig. 2. Også motstandene 15, 28 kan utgjøres av en motstand som er uavhengig av banemålingen. Som regel er imidlertid den sistnevnte motstand variabel for å kunne utligne brokretsen til null innledningsvis og før forskyvningen av den bevegelige gjenstand.

Når det gjelder den utførelse som er angitt i fig. 5, er motstanden 15, se fig. 3, også dannet av et antall elektriske ledningstråder, se også fig. 1. I dette tilfelle brukes da motstanden 15 for temperaturkompensasjon med hensyn på motstanden 11.

En forskyvningsjustering, hvilket vil si innstilling av et nullpunkt, er da mulig i forbindelse med lett fjærspente fjærelementer 6, ved hjelp av motstanden 31 i sammenheng med motstanden 32.

De detekterte signaler overføres til evalueringsinnretningen 5 fra brokretsen 14 over en forsterker 16, se også fig. 1, for ytterligere signalbehandling.

En gren av brokretsen er jordet, slik det er angitt ved betegnelsen "0", mens de øvrige grener er i forbindelse med en spenningskildes plusspol.

Fig. 6 viser et eksempel på anvendelse av en utførelse av den banemålende anordning 1 i henhold til oppfinnelsen. I dette tilfelle er den banemålende anordning 1 plassert i en lineær drivanordning 21, slik som f.eks. beskrevet i det tyske patent nr. 20 008 415, som eies av søkerne. En slik lineær drivanordning 21 har da minst ett reguleringselement 20 som kan beveges frem og tilbake i lengderetningen. Som regel utgjøres reguleringselementet 20 av en kulespindel, som da er montert slik at den er i stand til å dreie en roterbar kulemutter. Ved det tidspunkt dreiningen av kulemutteren finner sted ved hjelp av en drivinnretning 21, som bare delvis er vist i fig. 6, vil det finne sted en tilsvarende dreining av reguleringselementet 20, og en bevegelse av dette reguleringselement 20 i lengderetningen finner da sted som en følge av dreiningen i forhold til kulemutteren i lengderetningen.

Reguleringselementet 20 er ved sin ene ende 22 tilkoplet fjærelementet 6 i den banemålende anordning 1, se også fig. 8. Fjærelementet er ført i et rør 23 av drivinnretningen 21, samt koplet ved den ende som ligger motsatt reguleringselementet 20 til en tilsvarende kraftmålende innretning 7 i form av en elektrisk måleleder 27. Omformingen av den kraft som utøves av reguleringselementet 20 på fjærelementet 6 ved hjelp av den kraftmålende innretning 7 eller den tilsvarende elektriske måleleder 27 til en tilsvarende spenningsverdi, finner sted på en måte som er analog med de utførelser av den banemålende anordning 1 som er beskrevet ovenfor.

Fjærelementet 6 i henhold til fig. 6 til 8, er koplet via koplingsstykker 24 og 26 til reguleringselementet 20, henholdsvis den elektriske måleleder 27. Minst ett koplingsstykke 24 er utstyrt med en rotasjonsavkoplende enhet 26. Denne sistnevnte hindrer da en overføring av dreiningen av reguleringselementet 20 utført som en kulespindel til fjærelementet 6. Den rotasjonsavkoplende enhet 26 kan f.eks. være utført i form av en skrue som ved sin ende 22 skrus inn i reguleringselementet 20, og som er fast montert slik at den er i stand til å dreies i koplingsstykket 24, men bevege fjærelementet 6 i lengderetningen.

Fig. 7 utgjør en forstørret fremstilling av partiet "X" i fig. 6, og fig. 8 er en forstørret fremvisning av partiet "Y" fra fig. 6.

Sammenkoplingen av fjærelementet 6 med koplingsstykket 25 er spesielt vist i fig. 7. Dette element er forbundet med den elektriske måleleder 27, som da er festet med den ende som ligger motsatt fjærelementet 6 til et fast punkt 25 i ytterhuset 19 for den lineære reguleringsinnretning 18. Tilsvarende koplingsledere er forbundet med den elektriske måleleder 27 over loddepunkter 33 og 34, og som da fører til en brokrets 14, se fig. 5.

I henhold til den gjeldende ligning, er det spesielt mulig å måle lineær forskyvning av en bevegelig gjenstand 2 på en enkel og økonomisk måte. Denne måling finner da sted som en følge av det forhold at en tilbakeholdskraft utøves av et fjærelement 6 under bevegelse av den bevegelige gjenstand 2. Denne er naturligvis så liten av den på ingen måte hindrer, eller bare i ytterst liten grad hindrer, den ønskede bevegelse av gjenstanden 2. Denne tilbakeholdskraft som utøves av fjærelementet 6 overføres til en elektrisk leder som utgjør en kraftmålende innretning 7. Denne elektriske leder utgjøres f.eks. av et antall ledningstråder, hvis motstandsverdi varierer i det tilfelle en elektrisk strekkraft utøves i lengderetningen av ledertrådene. Forandringen av motstandsverdien bestemmes av en tilsvarende forandring av spenningen over motstanden, slik at denne motstandsforandring, og således også den tilhørende spenningsforandring, avhenger av den kraft som utøves. Hvis den kraft som utøves av fjærelementet på den bevegelige gjenstand 2 bestemmes ut i fra motstandsforandringene ut i fra tilsvarende beregninger, så kan lengdeforandringen av fjæren og således posisjonen av den bevegelige gjenstand, ganske enkelt bestemmes ut i fra kraften, hvis den tilsvarende parameter (fjærkonstanten) for fjærelementet 6 er kjent.

Claims (14)

1. Lineær reguleringsinnretning, særlig for drifts- eller reguleringsventiler, strupeenheter eller lignende i forbindelse med olje- og/eller gass-produksjon, og som har et reguleringselement (20) montert slik at det er i stand til å beveges lineært inne i et hus (19), og en lineær drivinnretning (21) tilordnet dette element, samt en posisjons-sensor for måling av en strekning tilbakelagt av reguleringselementet (20), hvor posisjonssensoren omfatter et fjærelement (6) som ved én av sine ender er koplet til reguleringselementet (20), og en kraftmålende innretning (7) som er koplet til den andre enden av fjærelementet (7) som er festet til huset (19), og overfører et elektrisk signal som tilsvarer en kraft som utøves på fjærelementet (6), til en evalueringsenhet (5) for posisjonssensoren, for derved å konvertere eller omforme dette signalet til bevegelses- og/eller posisjonsdata eller -informasjon.

2. Lineær reguleringsinnretning som angitt i krav 1, karakterisert vedat fjærelementet (6) utgjør i hovedsak en spiralfjær.

3. Lineær reguleringsinnretning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert vedat fjærelementet (6) strekker seg hovedsakelig langs en rett linje.

4. Lineær reguleringsinnretning som angitt i minst ett av de forutgående krav,karakterisert vedat fjærelementet (6) er utskiftbart.

5. Lineær reguleringsinnretning som angitt i minst ett av de forutgående krav,karakterisert vedat den kraftmålende innretning (7) omfatter minst én elektrisk ledende, spesielt trådlignende, leder (10), hvis elektriske motstand (11) er avhengig av en kraft som utøves på lederen, spesielt i lengderetningen (12).

6. Lineær reguleringsinnretning som angitt i minst ett av de forutgående krav,karakterisert vedat lederen (10) omfatter et antall tråder (13) anordnet i parallell.

7. Lineær reguleringsinnretning som angitt i minst ett av de forutgående krav,karakterisert vedat den elektriske lederen (10) er innkoplet i en brokrets (14) og utgjør eller danner minst én motstand i brokretsen.

8. Lineær reguleringsinnretning som angitt i minst ett av de forutgående krav,karakterisert vedat fjærelementet (6) er forbelastet for å opprette et nullpunkt for bevegelsen av reguleringselementet (20).

9. Lineær reguleringsinnretning som angitt i minst ett av de forutgående krav,karakterisert vedat fjærelementet (6) og/eller den kraftmålende innretning (7) er dannet fra materialer som er valgt i samsvar med anvendelsesstedet for posisjonssensoren (1).

10. Lineær reguleringsinnretning som angitt i minst ett av de forutgående krav,karakterisert vedat evalueringsinnretningen (5) omfatter en forsterker (16) og/eller en differensiator (17) og/eller en utgangsinnretning.

11. Lineær reguleringsinnretning som angitt i krav 1, karakterisert vedat fjærelementet (6) er ført i et rør (23).

12. Lineær reguleringsinnretning som angitt i krav 1 eller 11,karakterisert vedat fjærelementet (6) ved sine ender (8, 9) er festet over koplingsstykker (24, 25) til reguleringselementet (20) eller den kraftmålende innretning (7).

13. Lineær reguleringsinnretning som angitt i krav 12, karakterisert vedat i det minste koplingsstykket (24) mellom fjærelementet (6) og reguleringselementet (20) omfatter en rotasjonsavkoplende innretning (26).

14. Lineær reguleringsinnretning som angitt i krav 7, karakterisert vedat en ytterligere elektrisk leder uten å påvirkes av kraft er innkoplet i brokretsen (14) i det minste for temperaturkompensering.