专利名称：距离测量装置的制作方法
距离测量装置本发明涉及一种测量装置，用于借助于设置在蓄压的压力喷嘴和供 应压力接头之间的喷射器测量该压力喷嘴和物体之间的距离，其中在喷 射器的抽吸接头上得到的压力值被用于求取该距离。这种带有喷射器的装置例如由DE 20004783 U已知，在该文件中， 在喷射器的抽吸接头上得到的压力值直接用作分析信号。不利的是喷射 器特性曲线的位置，其处于供气压力和最大的低压之间。另外由DE-A-2921989已知一种类似的3巨离测量装置，在该文件中，尽管由二得i'j在i大程度上与供应压力无关的测量曲线，但在信号摆幅(Signalhub)和分辨率(Aufldsung)方面存在同样的缺点。另一种已知的距离测量装置基于压力秤原理。同样不利的是相对小 的信号摆幅和差的分辨率。本发明的目的在于，在信号摆幅和分辨率方面对已知的距离测量装 置加以改进。根据本发明，所述目的通过具有权利要求1的特征的距离测量装置 得以实现。与现有技术不同的是，根据本发明，在喷射器抽吸接头上得到的压 力值和取决于供应压力的值之间的信号差用于在分析装置中确定距离。 这导致较大的信号摆幅和相应的测量范围拓宽。另外将实现提高的分辨率。通过在从属权利要求中所述的措施可以对权利要求1中所述的测量 装置进行有益的改进。为了检测信号差，可以使用一个唯一的与分析装置连接的差压传感 器。这是一种简单且廉价的解决方案。可以简单地通过如下方式实现喷射器特性曲线的平行移动，由此实 现与传感器的转换点的适配，即一个可调节的用于供应压力的压力改变 装置被设置用于预先给定取决于供应压力的值。该减压装置 (Druckabsenkungseinrichtung)可以通过简单的方式^皮构造成由两个节 流阀构成的、与供应压力接头连接的串接线路，其中至少可调节通入到大气中的节流阀，且可在节流阀之间分接取决于供应压力的值。与现有 技术不同的是，由此产生已知的压力秤-即由节流阀构成的桥式装置-与喷射器的组合，在该组合中，用喷射器作为活部件代替桥分支。为了 确定距离，在分析装置中引入在喷射器抽吸接头上得到的压力值和取决 于供应压力的值之间的信号差。这导致相比于压力秤更大的信号摆幅和 相应的测量范围拓宽。另外，例如就喷射器而言，将实现提高的分辨率， 还可以使得特性曲线平行移动。已表明特别有益的是，在分析装置中设有用于计算距离的机构，该 距离作为坤支供应压力值或取决于供应压力的值除的信号差的函数。除了 已述的优点外，还可以实现与供应压力基本上无关的测量信号。因此不 再需要用于供应压力的恒定压力源。在一种优选的实施变型方案中，分析装置具有用于在至少两种分析 方式之间进行切换的切换机构，在这两种分析方式中，第一种含有对相 应的得到的距离的数值的再现，第二种含有对超出和/或低于可预先给定 的距离额定值的再现。由此可以将所有功能都集成在一个单一的设计 中，于是分别根据客户要求启动由相应的客户所要求的功能。分析装置具有用于存储至少一个根据可预先给定的标定距离求得 的距离值的存储机构。由此可以学入任意距离值，并分别将其配属给相 应的才示定距离。通过有益的方式可以将这种方案设计成教学程序(教导)，用于将 可逐步地预先给定的标定距离分别配属给为此求得的距离值。特别是当 分析装置具有用于对借助教学程序得到的距离值进行内插的机构时，可 以得到非常精确的测量结果。替代地或者附加地，分析装置可以具有比较机构，用于将分别求得 的距离值与至少一个所存储的距离值比较，其中设有显示机构，用于再 现配属于相应的所存储的距离值的数值，或者用于再现超出和/或低于一 定的、即存储为额定值的距离值。至少一个所存储的距离值还可以通过操纵装置逐步地或者连续地 被改变，以便例如能够无需新的标定过程的情况下进行改变。在一种有益的设计中，所有的部件都设置在一个共同的壳体上或壳 体中，其中压力喷嘴及其输入管路也可以设置在壳体之外，并可以与该 壳体连接。
本发明的实施例在附图中示出，在下面的说明中对其予以详细说明。图中示出信号差进行分析的实施例；图2示出类似的装置，其中可改变的供应压力作为比较压力；图3示出对差压和供应压力之间的比例进行分析的第三实施例；和图4示出用于说明工作原理的流程图。
图1中所示的距离测量装置用于测量压力喷嘴(Staudtise) 10和物 体11之间的距离a。通过供应压力接头12将供应压力Py通过喷射器13 供应到压力喷嘴10上。这种喷射器13 -也称为喷射泵-在开头部分所 述的现有技术中已详细说明。它具有旁侧的抽吸接头14，当空气或另一 种气态介质流过喷射器13时，通过该抽吸接头14抽吸空气。由此在抽 吸接头14上产生低压PE。 一个差压传感器15既与供应压力接头12连 接，又与抽吸接头14连接，由此得到等于差Pv-PE的差压ZlP。该差压 JP作为电信号被输送给分析装置16，并在那里换算成距离值a，且在 需要时被存储、打印或者通过显示器17予以显示。该显示器17设有操 作部件18,其中测量过程将结合图4再详细说明。所有所示或所述的部件都可以设置在一个共同的壳体中或壳体上，其中压力喷嘴IO也可以通过连接软管19或一种其它的连接管路远离壳 体设置。图2中所示的第二实施例在4艮大程度上相应于第一实施例，从而相 同或相同作用的部件标有同样的附图标记，且不再予以说明。与第一实 施例不同的是，差压传感器15并非直接与供应压力接头12连接，而是 由两个节流阀20,21构成的串接线路与供应压力接头12连接，并且差压 传感器15与节流阀20,21之间的分接点连接。节流阀21是可调节的节 流阀。由两个节流阀20,21构成的串接线路用作可调节的用于供应压力 的压力改变装置或减压装置，从而测量特性曲线由此可以平行移动，并 因此与传感器装置的转换点适配。图3中所示的第三实施例同样类似地构造，相同或相同作用的部件 标有同样的附图标记，且不再予以说明。在该实施例中，无论差压信号 」P还是相应于供应压力Pv的电信号都输送给例如具有微控制器的分 析装置16，为了产生所述电信号，另一个压力传感器22与供应压力接
头12连接。在分析装置16中形成比例JP/PV,并作为测量信号用于形 成距离值a。该比例与供应压力无关，从而对于精确的测量来说无需恒 定压力源，该恒定压力源应在前两个实施例中设置。不言而喻，也可以代替差压传感器15而使用另一种用于形成差压 JP的装置。例如在所有的实施例中，供应压力接头12可以与压力传感 器22连接，而抽吸接头14与另一个压力传感器连接，于是在分析装置 16中通过计算形成差压，必要时也形成压力比。分析装置16具有转换输出23，在达到、超过和/或低于预先给定的 压力值时，通过该转换输出23可以引起转换过程。不言而喻，同样在第三实施例中，类似于第二实施例，供应压力可 借助于节流阀20,21或另一种用于产生相应的测量信号的减压装置得到 减小。下面对照图4中所示的流程图来说明由三个实施例所述的距离测量 装置的工作原理。分析装置16中含有该流程图的功能，其例如是微控 制器的顺序程序，或者也可以设计成电路，例如是ASIC。在测量过程的开始24之后，借助操作部件18进行喷射器选择25， 如果有多个不同的喷射器可供选用，并且相应使用的喷射器必须被输 入。接下来在显示器17中提出如下请求，即在选择步骤26中通过对操 作部件的操纵从两种可能的测量^t式或分析;漢式中选出 一种。首先说明 图4中所示的右边的流程分支，该分支的内容有再现(Wiedegabe)相 应预先给定的和所得到的距离的数值。首先在读步骤27中读入值Pv和ZlP,如果涉及第三实施例。在前 两个实施例中只读入值zJP。在下面的除法步骤28中(该步骤同样只适 于第三实施例)形成比例JP/Pv。现在询问步骤29中询问，是否标定表格已经容纳在教学程序范围 内的。如杲情况并非如此(减号标记)，则在教导步骤30中接收第一 辅助值(Stiitzwert)或标定值Eichwert )。这通过如下方式来进行， 即通过物体11来调节一定的标定距离，其中对应该标定距离的测量值 然后被分配给相应的数值，并存储在分析装置的存储装置中。然后在随 后的询问步骤31中询问，是否已经存储了完整的表格或标定曲线。如 果情况并非如此，则再次进行已述的循环，然后在另一个教导步骤30
中存储下一个标定值或辅助值。该过程循环往复，直至所有所需要的或所希望的标定值都已存储。然后在询问步骤31中通过相应的操作过程 18 (例如按键)输入已检测完整的表格或标定曲线(加号标记)。在随 后的内插(Interpolation)步骤32中，所检测的值被内插至测量曲线或 标定曲线。然后在再现步骤33中将当前存在的距离a作为数值再现在 显示器17上。不言而喻，也可以替代地或附加地采用其它的再现方式， 例如打印输出、远程传输等。在随后的检查步骤34中检查，是否操纵了一定的操作部件，例如 一定的键。如果情况并非如此，那么前述步骤再循环一次，其中不对进 一步的标定值存储。为此，相应存在的距离值被显示在显示器上(再现 步骤33)。相反，如果在检查步骤34中产生对键的操纵，则在测量步 骤35中得到操纵时间。在随后的询问步骤36中，在操纵时间长于可预 先给定的时间的情况下，例如当操纵时间长于2秒时，转至在左边的流 程图中所示的其它测量方式或分析方式。在时间较短时，在增量步骤37中，增量地提升和/或压低至少一个所存储的用于一定的距离的额定值或 测量曲线等。然后重复测量循环。左边的流程分支中所示的测量模式或分析;漢式在开始具有读步骤 38和除法步骤39,它们相应于读步骤27和除步骤28。然后在再现步骤 40中在显示器17上或者通过发光二极管等再现是否超出和/或低于和 /或达到此前存储的距离额定值。在随后的检查步骤41中，同样类似于 检查步骤34检查是否操纵了一定的键。如果情况并非如此，则步骤38 至41循环重复一次。相反，如果操纵了键，那么类似于测量步骤35, 在测量步骤42中测量操纵时间。如果该操纵时间长于可预先给定的时 间，例如同样长于2秒，则通过询问步骤43转至或切换至第一测量才莫 式。相反，如果该操纵时间比较短，则在教导步骤44中存储新的距离 额定值，然后在随后的循环中检查是否超出或低于或达到该新的额定 值。不言而喻，所述的测量顺序或所述的测量程序还可以用其它测量才莫 式来补充。原则上，在分析装置16中含有带有所有测量模式的完整的 测量程序。于是可以根据客户要求启动相应的一个或多个模式，这相比 于预先给定不同的程序或预先给定不同的测量过程来说是大大简化了 的过程。
权利要求
1. 测量装置，用于借助于设置在蓄压的压力喷嘴(10)和供应压力接头(12)之间的喷射器(13)测量该压力喷嘴和物体(11)之间的距离(a)，其中设有分析装置(16)，用于根据在所述喷射器(13)的抽吸接头(14)上得到的压力值(PE)和取决于供应压力(Pv)的值之间的信号差(⊿P)确定所述距离(a)。
2. 如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，用于形成所述信号 差(」P)的差压传感器(15)与所述分析装置(16)连接。
3. 如权利要求1或2所述的测量装置，其特征在于，设有可调节的 用于所述供应压力(Pv)的压力改变装置，用于预先给定取决于所述供 应压力的值。
4. 如权利要求3所述的测量装置，其特征在于，作为压力改变装置，其中至少可调节与大气连通的节流阀，其中取决于所述供应压力(Pv) 的值可在所述节流阀(20,21)之间截取。
5. 如前述权利要求中任一项所迷的测量装置，其特征在于，所述分 析装置(16)具有用于计算所述距离(a)的机构，该距离(a)作为被 所述供应压力(Pv)的值或取决于所述供应压力(Pv)的值除的信号差(』P)的函数。
6. 如前述权利要求中任一项所述的测量装置，其特征在于，所述分 析装置(16)具有用于在至少两种分析方式或模式之间进行切换的切换 机构(26,36,43 ),在这两种分析方式或模式中，第一种含有对相应得 到的距离(a)的数值的再现，第二种含有对超出和/或低于可预先给定 的距离额定值的再现。
7. 如前述权利要求中任一项所述的测量装置，其特征在于，所述分 析装置(16)具有用于存储至少一个根据可预先给定的标定距离求得的 距离值的存储机构。
8. 如权利要求7所述的测量装置，其特征在于，所述分析装置U6) 具有教学程序(教导)，用于将可逐步地预先给定的标定距离分别配属 给为此求得的距离值。
9. 如权利要求8所述的测量装置，其特征在于，所述分析装置(16) 具有用于对借助所述教学程序得到的距离值进行内插的机构。
10. 如权利要求7至9中任一项所述的测量装置，其特征在于，所 述分析装置(16)具有比较机构，用于将分别求得的距离值与所述至少 一个所存储的距离值比较；并且设有显示机构(33,40)，用于再现配属 于相应的所存储的距离值的数值，或者用于再现超出和/或低于确定的、 作为额定值存储的距离值。
11. 如权利要求7至10中任一项所述的测量装置，其特征在于，至 少一个所存储的距离值可通过操纵装置(37)逐步地或者连续地改变。
12. 如前述权利要求中任一项所述的测量装置，其特征在于，所有 的部件，除了所述压力喷嘴(10)及其输入管路(19)之外，优选都设 置在一个共同的壳体上或壳体中。
全文摘要
提出一种测量装置，用于借助于设置在蓄压的压力喷嘴(10)和供应压力接头(12)之间的喷射器(13)测量该压力喷嘴和物体(11)之间的距离(a)，其中设有分析装置(16)，用于根据在所述喷射器(13)的抽吸接头(14)上得到的压力值和取决于供应压力(P<sub>V</sub>)的值之间的信号差(⊿P)确定所述距离(a)。由此实现具有相比于已知的压力秤较大的摆幅和提高的分辨率的测量信号。
文档编号G01B13/12GK101400966SQ200780002359
公开日2009年4月1日 申请日期2007年1月2日 优先权日2006年1月13日
发明者G·科勒, P·赫特 申请人:费斯托股份有限两合公司