位置检测设备制造技术

一种位置检测设备，用于检测可以沿着预定的运动轨道移动的目标（１２）的位置，该设备包括：一个沿着所述运动轨道延伸的信号传输介质（１３）；一个信号发生器（１５），可以随着所述可移动目标（１２）一起移动，利用该信号发生器可以将信号耦合到信号传输介质（１３）中；在所述运动轨道的端部的提取位置的至少一个信号接收器（２９，３３）；一个信号传播时间测量装置（３５，３７），适合于确定在耦合位置与提取位置（４５）之间的信号传播时间，其中，信号发生器（１５）被设计为提供周期性重复的信号脉冲序列（图２），在这个脉冲序列中，对于每对连续信号脉冲，连续信号脉冲之间的时间间隔都不同，重复的信号脉冲序列的周期大于在耦合位置与提取位置之间的间隔最大情况下的最大信号传播时间，并且连续信号脉冲之间的时间间隔小于最大信号传播时间。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于对可以沿着预定的运动轨道移动的目标，具体地讲为电动机驱动的电梯的电梯轿厢，的位置进行检测的位置检测设备，该位置检测设备包括沿着运动轨道延伸的信号传输介质；可以随所述可移动目标一起移动的信号发生器，利用该信号发生器可以在根据所述信号发生器的运动而变化的耦合位置，将信号耦合到信号传输介质中；至少一个信号接收器，位于所述运动轨道端点的提取位置，利用该信号接收器可以从信号传输介质中提取信号；一个信号传播时间测量装置，适合于通过对在提取位置提取的信号进行估算，确定在耦合位置与提取位置之间的信号传播时间；以及一个处理装置，适合于根据所确定的信号传播时间，获得表示目标沿着运动轨道的瞬时位置的位置信号。
技术介绍
文献EP 0694792 A1和相应的US 5736695 A揭示了这种利用超声波能量的设备。在电梯轿厢的声音信号发生器将声音脉冲耦合到例如金属导线形式的声音导体中。在电梯轨道的上端或者下端的接收器接收声音脉冲。根据已知的在声音导体中的声音速度和测量的脉冲的声音行进或传播时间，可以计算信号发生器与接收器之间的距离并且由此计算在电梯轨道中的电梯轿箱的位置。为了能够测量声音传播时间，测量装置必须能够将在电梯轨道的端部接收的声音脉冲与具体的传输脉冲准确地对应起来。在这种已知的设备的情况下，通过使发送的两个脉冲之间的时间间隔大于从声音导体的一端到另一端的声音传播时间来确保这一点。因此，在某一时刻，在声音导体上总是只有一个声音脉冲，并且这个声音脉冲只能属于最后发送的脉冲。不利之处在于电梯的行进距离越长，测量值的实现速率越低。这使得测量变慢并且对偶然的干扰和白噪声，例如在信号处理过程中的量化误差，十分敏感。例如，从安装在慕尼黑奥林匹克大厦中的，行进轨道近200米，运行速度为7m/s的电梯可以见到，以大于在声音导体两端之间的声音传播时间的时间间隔传输声音脉冲会在具有长行进轨道的电梯中引起一些问题。假设沿着金属导线的长度声音传播时间为每20毫秒100米，则对于奥林匹克塔的电梯的近200米长的行进轨道来说，在行进轨道的下端和上端之间需要40毫秒的声音传播时间。在连续耦合到金属导体中的声音脉冲之间的时间间隔大于金属导体两端的声音传播时间的情况下，连续的声音脉冲应该具有大于40毫秒的时间间隔。在运行速度为7m/s的情况下，在传输两个连续声音脉冲之间，电梯轿箱应该运动28cm。对于按照1mm的精度对其中的电梯轿箱进行控制的现代电梯系统来说，仅沿着行进轨道对电梯轿箱的位置每隔28cm进行一次检测是完全不够的。根据DE 19903645 A1和相应的CA 2296472 A1已知，为了获得更高的实现速率，发送彼此之间的时间间隔相同并且时间间隔短于在从电梯轨道的一端到另一端的声音导体中的声音传播时间的测量脉冲。这导致了在同一时间，在用作声音导体的金属导线上总有多个声音脉冲。为了能够在接收侧将这些测量脉冲的每一个脉冲确定为具体发送的测量脉冲，除了这些测量脉冲之外还要发送同步脉冲，同步脉冲之间在时间上的距离大于声音脉冲从声音导体的一端到另一端的最大传播时间，并且利用预定的特征使这些同步脉冲与测量脉冲不同。例如，每个同步脉冲和与之相邻的测量脉冲之间有一个时间间隔。这样，可以将接收的测量脉冲准确地与最后发送的同步脉冲相对应。然后，利用与各个同步脉冲有关的识别号码，可以在接收器一侧将两个连续同步脉冲之间的测量脉冲与发送的具体测量脉冲对应起来。然而，这种方法也不是没有缺点。一方面，只能在相应的同步脉冲到达之后才能将接收脉冲与具体发送的脉冲对应起来。另一方面，这种方法对由于反射脉冲引起的干扰很敏感，尤其是考虑到接收脉冲通常没有理想的脉冲边缘，而是畸变的脉冲边缘。例如，会引起反射，因为实际上在声音导体的两端是衰减部件，但是这些衰减部件并不完全吸收声音脉冲，而是反射部分声音脉冲。在沿着声音导体的特定位置，这样的反射使不属于同一传输脉冲的脉冲相遇。如果在沿着声音导体的特定位置，在传输脉冲与反射脉冲之间出现有害的干扰，则由于测量脉冲之间的时间间隔相同，这种干扰影响所有测量脉冲。由两个相邻脉冲之间的最小时间间隔确定估算算法所需要的硬件和软件。这个间隔越小，所需要的处理时钟速率越高，所需要的硬件和软件越高并且硬件和软件所需要的成本越高。按照已知的方法，由于使各个同步脉冲位于与该同步脉冲相邻的两个测量脉冲之间的事实，必须将硬件和软件设计为与同步脉冲和与同步脉冲相邻的测量脉冲之间的时间主距离或者间隔相对应的处理速率。因此，硬件和软件需要比单独处理测量脉冲更复杂的设计。即，对于适当地处理测量脉冲来说，如果没有同步脉冲，则简单得多的硬件和软件就足够了。专利技术概述本专利技术的目的是解决已知方法的上述问题，具体地讲是提供一种位置检测设备，其中在相邻测量脉冲之间的脉冲距离短于信号传输介质两端之间的信号传播时间并且不另外需要同步脉冲的情况下，接收脉冲能够准确地与传输脉冲相对应。利用如权利要求1所述的本专利技术的位置检测设备实现了这个目的。从属权利要求中说明了按照本专利技术的位置检测设备的实施例。本专利技术提供了一种位置检测设备，用于对可以沿着预定的运动轨道移动的目标的位置进行检测，该位置检测装置包括沿着运动轨道延伸的信号传输介质；可以与所述可移动目标一起移动的信号发生器，利用该信号发生器可以在根据所述信号发生器的运动变化的耦合位置，将信号耦合到信号传输介质中；至少一个信号接收器，位于所述运动轨道端点的提取位置，利用该信号接收器可以从信号传输介质中提取信号；一个信号传播时间测量装置，适合于通过对在提取位置提取的信号进行估算，确定在耦合位置与提取位置之间的信号传播时间；以及一个处理装置，适合于从所确定的信号传播时间中获得表示目标沿着运动轨道的瞬时位置的位置信号。按照本专利技术的位置检测设备的特征在于，其信号发生器提供周期性重复的信号脉冲序列，其中，对于每对连续的信号脉冲，连续信号脉冲之间的时间间隔不同，重复的信号脉冲序列的周期时间大于耦合位置与提取位置之间的最大距离情况下的最大信号传播时间，其特征还在于连续信号脉冲之间的时间间隔小于最大信号传播时间。本专利技术利用周期性重复的无节律脉冲序列，能够准确地使连续到达信号接收器的接收信号分别与信号发生器相应发送的脉冲相对应。由于周期时间，即，周期性重复的脉冲序列之间的时间间隔大于耦合位置与提取位置之间的最大距离的最大信号传播时间，在某一特定瞬间，在信号传送介质中总是仅有这种属于同一脉冲序列的脉冲。由于距离前一个脉冲的预定的时间间隔与相应的脉冲序列的一个特定脉冲相对应，因此出现在信号接收器的每个接收脉冲能够准确地与信号发生器发送的一个特定的传输脉冲相对应。利用按照本专利技术的无节律脉冲序列，各个相邻脉冲之间的最小时间间隔可以保持一定大小，其比在按照DE 19903645 A1的位置检测设备的同步脉冲中出现的与该同步脉冲相邻的测量脉冲的时间间隔大得多。因此，按照本专利技术的位置检测设备可以用比在DE 19903645 A1的情况下需要的硬件和软件简单的硬件和软件实现。在本专利技术的一个实施例中，选择在每个脉冲序列的每对连续脉冲之间的时间间隔不同的序列，以便使脉冲序列的非相邻脉冲之间，例如，脉冲序列的第一与第三、第二与第五、第三与第六或者第一与第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位置检测设备，用于检测可以沿着预定的运动轨道移动的目标（１２）的位置，该设备包括：一个沿着所述运动轨道延伸的信号传输介质（１３）；一个信号发生器（１５），可以随着所述可移动目标（１２）一起移动，利用该信号发生器，可以在随 着所述信号发生器（１５）的运动而改变的耦合位置，将信号耦合到所述信号传输介质（１３）中；在所述运动轨道的端部的提取位置的至少一个信号接收器（２９，３３），利用该信号接收器可以从所述信号传输介质（１３）中提取所述信号；一个信号 传播时间测量装置（３５，３７），适合于通过对在所述提取位置提取的信号进行估算，确定在耦合位置与提取位置之间的信号传播时间；以及一个处理装置（４５），适合于根据所确定的信号传播时间，导出表示沿着所述运动轨道的目标（１２）瞬时位置的位置 信号；其中，所述信号发生器（１５）被设计为传输周期性重复的信号脉冲序列（图２），在这个脉冲序列中，对于每对连续信号脉冲，连续信号脉冲之间的时间间隔不同，重复的信号脉冲序列的周期大于在耦合位置与提取位置之间有最大距离的情况下的最大信号 传播时间，并且连续信号脉冲之间的时间间隔小于该最大信号传播时间。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：U索瑙尔，PL赫尔克尔，
申请(专利权)人：奥蒂斯电梯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]