專利名稱：距離測量裝置的制作方法
距離測量裝置本發(fā)明涉及一種測量裝置，用于借助于設置在蓄壓的壓力噴嘴和供 應壓力接頭之間的噴射器測量該壓力噴嘴和物體之間的距離，其中在噴 射器的抽吸接頭上得到的壓力值被用于求取該距離。這種帶有噴射器的裝置例如由DE 20004783 U已知，在該文件中， 在噴射器的抽吸接頭上得到的壓力值直接用作分析信號。不利的是噴射 器特性曲線的位置，其處于供氣壓力和最大的低壓之間。另外由DE-A-2921989已知一種類似的3巨離測量裝置，在該文件中，盡管由二得i'j在i大程度上與供應壓力無關(guān)的測量曲線，但在信號擺幅(Signalhub)和分辨率(Aufldsung)方面存在同樣的缺點。另一種已知的距離測量裝置基于壓力秤原理。同樣不利的是相對小 的信號擺幅和差的分辨率。本發(fā)明的目的在于，在信號擺幅和分辨率方面對已知的距離測量裝 置加以改進。根據(jù)本發(fā)明，所述目的通過具有權(quán)利要求1的特征的距離測量裝置 得以實現(xiàn)。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，根據(jù)本發(fā)明，在噴射器抽吸接頭上得到的壓 力值和取決于供應壓力的值之間的信號差用于在分析裝置中確定距離。 這導致較大的信號擺幅和相應的測量范圍拓寬。另外將實現(xiàn)提高的分辨率。通過在從屬權(quán)利要求中所述的措施可以對權(quán)利要求1中所述的測量 裝置進行有益的改進。為了檢測信號差，可以使用一個唯一的與分析裝置連接的差壓傳感 器。這是一種簡單且廉價的解決方案?？梢院唵蔚赝ㄟ^如下方式實現(xiàn)噴射器特性曲線的平行移動，由此實 現(xiàn)與傳感器的轉(zhuǎn)換點的適配，即一個可調(diào)節(jié)的用于供應壓力的壓力改變 裝置被設置用于預先給定取決于供應壓力的值。該減壓裝置 (Druckabsenkungseinrichtung)可以通過簡單的方式^皮構(gòu)造成由兩個節(jié) 流閥構(gòu)成的、與供應壓力接頭連接的串接線路，其中至少可調(diào)節(jié)通入到大氣中的節(jié)流閥，且可在節(jié)流閥之間分接取決于供應壓力的值。與現(xiàn)有 技術(shù)不同的是，由此產(chǎn)生已知的壓力秤-即由節(jié)流閥構(gòu)成的橋式裝置-與噴射器的組合，在該組合中，用噴射器作為活部件代替橋分支。為了 確定距離，在分析裝置中引入在噴射器抽吸接頭上得到的壓力值和取決 于供應壓力的值之間的信號差。這導致相比于壓力秤更大的信號擺幅和 相應的測量范圍拓寬。另外，例如就噴射器而言，將實現(xiàn)提高的分辨率， 還可以使得特性曲線平行移動。已表明特別有益的是，在分析裝置中設有用于計算距離的機構(gòu)，該 距離作為坤支供應壓力值或取決于供應壓力的值除的信號差的函數(shù)。除了 已述的優(yōu)點外，還可以實現(xiàn)與供應壓力基本上無關(guān)的測量信號。因此不 再需要用于供應壓力的恒定壓力源。在一種優(yōu)選的實施變型方案中，分析裝置具有用于在至少兩種分析 方式之間進行切換的切換機構(gòu)，在這兩種分析方式中，第一種含有對相 應的得到的距離的數(shù)值的再現(xiàn)，第二種含有對超出和/或低于可預先給定 的距離額定值的再現(xiàn)。由此可以將所有功能都集成在一個單一的設計 中，于是分別根據(jù)客戶要求啟動由相應的客戶所要求的功能。分析裝置具有用于存儲至少一個根據(jù)可預先給定的標定距離求得 的距離值的存儲機構(gòu)。由此可以學入任意距離值，并分別將其配屬給相 應的才示定距離。通過有益的方式可以將這種方案設計成教學程序(教導)，用于將 可逐步地預先給定的標定距離分別配屬給為此求得的距離值。特別是當 分析裝置具有用于對借助教學程序得到的距離值進行內(nèi)插的機構(gòu)時，可 以得到非常精確的測量結(jié)果。替代地或者附加地，分析裝置可以具有比較機構(gòu)，用于將分別求得 的距離值與至少一個所存儲的距離值比較，其中設有顯示機構(gòu)，用于再 現(xiàn)配屬于相應的所存儲的距離值的數(shù)值，或者用于再現(xiàn)超出和/或低于一 定的、即存儲為額定值的距離值。至少一個所存儲的距離值還可以通過操縱裝置逐步地或者連續(xù)地 被改變，以便例如能夠無需新的標定過程的情況下進行改變。在一種有益的設計中，所有的部件都設置在一個共同的殼體上或殼 體中，其中壓力噴嘴及其輸入管路也可以設置在殼體之外，并可以與該 殼體連接。
本發(fā)明的實施例在附圖中示出，在下面的說明中對其予以詳細說明。圖中示出信號差進行分析的實施例；圖2示出類似的裝置，其中可改變的供應壓力作為比較壓力；圖3示出對差壓和供應壓力之間的比例進行分析的第三實施例；和圖4示出用于說明工作原理的流程圖。

圖1中所示的距離測量裝置用于測量壓力噴嘴(Staudtise) 10和物 體11之間的距離a。通過供應壓力接頭12將供應壓力Py通過噴射器13 供應到壓力噴嘴10上。這種噴射器13 -也稱為噴射泵-在開頭部分所 述的現(xiàn)有技術(shù)中已詳細說明。它具有旁側(cè)的抽吸接頭14，當空氣或另一 種氣態(tài)介質(zhì)流過噴射器13時，通過該抽吸接頭14抽吸空氣。由此在抽 吸接頭14上產(chǎn)生低壓PE。 一個差壓傳感器15既與供應壓力接頭12連 接，又與抽吸接頭14連接，由此得到等于差Pv-PE的差壓ZlP。該差壓 JP作為電信號被輸送給分析裝置16，并在那里換算成距離值a，且在 需要時被存儲、打印或者通過顯示器17予以顯示。該顯示器17設有操 作部件18,其中測量過程將結(jié)合圖4再詳細說明。所有所示或所述的部件都可以設置在一個共同的殼體中或殼體上，其中壓力噴嘴IO也可以通過連接軟管19或一種其它的連接管路遠離殼 體設置。圖2中所示的第二實施例在4艮大程度上相應于第一實施例，從而相 同或相同作用的部件標有同樣的附圖標記，且不再予以說明。與第一實 施例不同的是，差壓傳感器15并非直接與供應壓力接頭12連接，而是 由兩個節(jié)流閥20,21構(gòu)成的串接線路與供應壓力接頭12連接，并且差壓 傳感器15與節(jié)流閥20,21之間的分接點連接。節(jié)流閥21是可調(diào)節(jié)的節(jié) 流閥。由兩個節(jié)流閥20,21構(gòu)成的串接線路用作可調(diào)節(jié)的用于供應壓力 的壓力改變裝置或減壓裝置，從而測量特性曲線由此可以平行移動，并 因此與傳感器裝置的轉(zhuǎn)換點適配。圖3中所示的第三實施例同樣類似地構(gòu)造，相同或相同作用的部件 標有同樣的附圖標記，且不再予以說明。在該實施例中，無論差壓信號 」P還是相應于供應壓力Pv的電信號都輸送給例如具有微控制器的分 析裝置16，為了產(chǎn)生所述電信號，另一個壓力傳感器22與供應壓力接
頭12連接。在分析裝置16中形成比例JP/PV,并作為測量信號用于形 成距離值a。該比例與供應壓力無關(guān)，從而對于精確的測量來說無需恒 定壓力源，該恒定壓力源應在前兩個實施例中設置。不言而喻，也可以代替差壓傳感器15而使用另一種用于形成差壓 JP的裝置。例如在所有的實施例中，供應壓力接頭12可以與壓力傳感 器22連接，而抽吸接頭14與另一個壓力傳感器連接，于是在分析裝置 16中通過計算形成差壓，必要時也形成壓力比。分析裝置16具有轉(zhuǎn)換輸出23，在達到、超過和/或低于預先給定的 壓力值時，通過該轉(zhuǎn)換輸出23可以引起轉(zhuǎn)換過程。不言而喻，同樣在第三實施例中，類似于第二實施例，供應壓力可 借助于節(jié)流閥20,21或另一種用于產(chǎn)生相應的測量信號的減壓裝置得到 減小。下面對照圖4中所示的流程圖來說明由三個實施例所述的距離測量 裝置的工作原理。分析裝置16中含有該流程圖的功能，其例如是微控 制器的順序程序，或者也可以設計成電路，例如是ASIC。在測量過程的開始24之后，借助操作部件18進行噴射器選擇25， 如果有多個不同的噴射器可供選用，并且相應使用的噴射器必須被輸 入。接下來在顯示器17中提出如下請求，即在選擇步驟26中通過對操 作部件的操縱從兩種可能的測量^t式或分析;漢式中選出 一種。首先說明 圖4中所示的右邊的流程分支，該分支的內(nèi)容有再現(xiàn)(Wiedegabe)相 應預先給定的和所得到的距離的數(shù)值。首先在讀步驟27中讀入值Pv和ZlP,如果涉及第三實施例。在前 兩個實施例中只讀入值zJP。在下面的除法步驟28中(該步驟同樣只適 于第三實施例)形成比例JP/Pv?，F(xiàn)在詢問步驟29中詢問，是否標定表格已經(jīng)容納在教學程序范圍 內(nèi)的。如杲情況并非如此(減號標記)，則在教導步驟30中接收第一 輔助值(Stiitzwert)或標定值Eichwert )。這通過如下方式來進行， 即通過物體11來調(diào)節(jié)一定的標定距離，其中對應該標定距離的測量值 然后被分配給相應的數(shù)值，并存儲在分析裝置的存儲裝置中。然后在隨 后的詢問步驟31中詢問，是否已經(jīng)存儲了完整的表格或標定曲線。如 果情況并非如此，則再次進行已述的循環(huán)，然后在另一個教導步驟30
中存儲下一個標定值或輔助值。該過程循環(huán)往復，直至所有所需要的或所希望的標定值都已存儲。然后在詢問步驟31中通過相應的操作過程 18 (例如按鍵)輸入已檢測完整的表格或標定曲線(加號標記)。在隨 后的內(nèi)插(Interpolation)步驟32中，所檢測的值被內(nèi)插至測量曲線或 標定曲線。然后在再現(xiàn)步驟33中將當前存在的距離a作為數(shù)值再現(xiàn)在 顯示器17上。不言而喻，也可以替代地或附加地采用其它的再現(xiàn)方式， 例如打印輸出、遠程傳輸?shù)?。在隨后的檢查步驟34中檢查，是否操縱了一定的操作部件，例如 一定的鍵。如果情況并非如此，那么前述步驟再循環(huán)一次，其中不對進 一步的標定值存儲。為此，相應存在的距離值被顯示在顯示器上(再現(xiàn) 步驟33)。相反，如果在檢查步驟34中產(chǎn)生對鍵的操縱，則在測量步 驟35中得到操縱時間。在隨后的詢問步驟36中，在操縱時間長于可預 先給定的時間的情況下，例如當操縱時間長于2秒時，轉(zhuǎn)至在左邊的流 程圖中所示的其它測量方式或分析方式。在時間較短時，在增量步驟37中，增量地提升和/或壓低至少一個所存儲的用于一定的距離的額定值或 測量曲線等。然后重復測量循環(huán)。左邊的流程分支中所示的測量模式或分析;漢式在開始具有讀步驟 38和除法步驟39,它們相應于讀步驟27和除步驟28。然后在再現(xiàn)步驟 40中在顯示器17上或者通過發(fā)光二極管等再現(xiàn)是否超出和/或低于和 /或達到此前存儲的距離額定值。在隨后的檢查步驟41中，同樣類似于 檢查步驟34檢查是否操縱了一定的鍵。如果情況并非如此，則步驟38 至41循環(huán)重復一次。相反，如果操縱了鍵，那么類似于測量步驟35, 在測量步驟42中測量操縱時間。如果該操縱時間長于可預先給定的時 間，例如同樣長于2秒，則通過詢問步驟43轉(zhuǎn)至或切換至第一測量才莫 式。相反，如果該操縱時間比較短，則在教導步驟44中存儲新的距離 額定值，然后在隨后的循環(huán)中檢查是否超出或低于或達到該新的額定 值。不言而喻，所述的測量順序或所述的測量程序還可以用其它測量才莫 式來補充。原則上，在分析裝置16中含有帶有所有測量模式的完整的 測量程序。于是可以根據(jù)客戶要求啟動相應的一個或多個模式，這相比 于預先給定不同的程序或預先給定不同的測量過程來說是大大簡化了 的過程。
權(quán)利要求
1. 測量裝置，用于借助于設置在蓄壓的壓力噴嘴(10)和供應壓力接頭(12)之間的噴射器(13)測量該壓力噴嘴和物體(11)之間的距離(a)，其中設有分析裝置(16)，用于根據(jù)在所述噴射器(13)的抽吸接頭(14)上得到的壓力值(PE)和取決于供應壓力(Pv)的值之間的信號差(⊿P)確定所述距離(a)。
2. 如權(quán)利要求1所述的測量裝置，其特征在于，用于形成所述信號 差(」P)的差壓傳感器(15)與所述分析裝置(16)連接。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的測量裝置，其特征在于，設有可調(diào)節(jié)的 用于所述供應壓力(Pv)的壓力改變裝置，用于預先給定取決于所述供 應壓力的值。
4. 如權(quán)利要求3所述的測量裝置，其特征在于，作為壓力改變裝置，其中至少可調(diào)節(jié)與大氣連通的節(jié)流閥，其中取決于所述供應壓力(Pv) 的值可在所述節(jié)流閥(20,21)之間截取。
5. 如前述權(quán)利要求中任一項所迷的測量裝置，其特征在于，所述分 析裝置(16)具有用于計算所述距離(a)的機構(gòu)，該距離(a)作為被 所述供應壓力(Pv)的值或取決于所述供應壓力(Pv)的值除的信號差(』P)的函數(shù)。
6. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的測量裝置，其特征在于，所述分 析裝置(16)具有用于在至少兩種分析方式或模式之間進行切換的切換 機構(gòu)(26,36,43 ),在這兩種分析方式或模式中，第一種含有對相應得 到的距離(a)的數(shù)值的再現(xiàn)，第二種含有對超出和/或低于可預先給定 的距離額定值的再現(xiàn)。
7. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的測量裝置，其特征在于，所述分 析裝置(16)具有用于存儲至少一個根據(jù)可預先給定的標定距離求得的 距離值的存儲機構(gòu)。
8. 如權(quán)利要求7所述的測量裝置，其特征在于，所述分析裝置U6) 具有教學程序(教導)，用于將可逐步地預先給定的標定距離分別配屬 給為此求得的距離值。
9. 如權(quán)利要求8所述的測量裝置，其特征在于，所述分析裝置(16) 具有用于對借助所述教學程序得到的距離值進行內(nèi)插的機構(gòu)。
10. 如權(quán)利要求7至9中任一項所述的測量裝置，其特征在于，所 述分析裝置(16)具有比較機構(gòu)，用于將分別求得的距離值與所述至少 一個所存儲的距離值比較；并且設有顯示機構(gòu)(33,40)，用于再現(xiàn)配屬 于相應的所存儲的距離值的數(shù)值，或者用于再現(xiàn)超出和/或低于確定的、 作為額定值存儲的距離值。
11. 如權(quán)利要求7至10中任一項所述的測量裝置，其特征在于，至 少一個所存儲的距離值可通過操縱裝置(37)逐步地或者連續(xù)地改變。
12. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的測量裝置，其特征在于，所有 的部件，除了所述壓力噴嘴(10)及其輸入管路(19)之外，優(yōu)選都設 置在一個共同的殼體上或殼體中。
全文摘要
提出一種測量裝置，用于借助于設置在蓄壓的壓力噴嘴(10)和供應壓力接頭(12)之間的噴射器(13)測量該壓力噴嘴和物體(11)之間的距離(a)，其中設有分析裝置(16)，用于根據(jù)在所述噴射器(13)的抽吸接頭(14)上得到的壓力值和取決于供應壓力(P_V)的值之間的信號差(⊿P)確定所述距離(a)。由此實現(xiàn)具有相比于已知的壓力秤較大的擺幅和提高的分辨率的測量信號。
文檔編號G01B13/12GK101400966SQ200780002359
公開日2009年4月1日 申請日期2007年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月13日
發(fā)明者G·科勒, P·赫特 申請人:費斯托股份有限兩合公司