本发明专利技术涉及一种电磁定位装置(10)，其具有可通电的固定线圈工具(1)、与其相关联的磁引导元件(2)，并且具有芯部分(2a)和锚定单元(3)，该锚定单元(3)可相对于引导元件(2)移动，并且可作为对线圈工具(1)通电的反应而沿着轴向运动方向(L)移动，其中，引导元件(2)为至少部分围绕锚定单元(3)的中空柱形。定位装置(10)具有超宽带传感器单元(4)，其优选地集成于引导元件(3)中，并且设计用于测量锚定单元(3)在引导元件(2)中的位置和/或位移。(3)在引导元件(2)中的位置和/或位移。(3)在引导元件(2)中的位置和/或位移。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有位置检测的电磁定位装置
[0001]本专利技术涉及一种电磁定位装置。特别地，本专利技术涉及一种具有锚定元件的优化位置检测的电磁定位装置。
技术介绍
[0002]用于液压阀或气动阀、特别是通电磁阀的不同任务的电磁定位装置(如用于定位任务的致动器)从现有技术中是充分已知的。它们通常具有可通电的固定线圈工具和被安装成可轴向移动的锚定工具，锚定工具可以作为对线圈工具通电的反应而沿着锚定轴线被驱动，并且因此可以相对于定位装置的壳体而移动，锚定工具连接至作为定位元件的杵或连接至阀线圈部件组，例如，用于切换气动或液压方式的通电磁阀。
[0003]还已知这种装置的、特别是用于液压用途的相关位置检测和/或位移测量单元。例如，该位置检测和/或位移测量单元检测液压缸的相关联的阀芯部件组或相关联的活塞杆的锚定工具的相应位置和/或运动。现在，位置检测和/或位移测量通常通过感应传感器技术的工具(如感应位置开关或感应位移传感器)来进行，示例性地，通过线性可变差动变压器(linear variable differential transformer，LVDT)传感器来进行，参见图3。这允许无接触且因此而无磨损的检测和/或测量，其中，特别是LVDT传感器，由于其绝对测量原理，即使在电压下降之后也能够实现明确的位置检测。已知传感器技术的缺点为：所得到的装置所需的安装空间相对较大，并且需要相对复杂的屏蔽以防止装置中的机械损伤、杂质和腐蚀性介质。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是克服或至少显著减少现有技术的上述缺点。特别地，将提供一种具有集成的传感器技术的改进电磁定位装置，该传感器技术允许可靠的位置检测和/或位移测量，同时需要较少的安装空间，同时还允许定位元件简化的且优选廉价的结构设计。该目的通过请求保护内容的主题得以实现。请求保护内容代表本专利技术的有利变型。此外，本专利技术解决了进一步的问题，这将在下面的描述中进一步讨论。
[0005]在第一方面，本专利技术涉及一种电磁定位装置，该电磁定位装置具有可通电的固定线圈工具、与其相关联的磁引导元件，并且具有芯部分和锚定单元，作为对线圈工具通电的反应，该锚定单元可相对于引导元件沿着轴向运动方向移动，其中，引导元件为至少部分围绕锚定单元的中空柱形，定位装置具有超宽带传感器单元，超宽带传感器单元优选地集成于引导元件中，并且设计用于测量位置和/或位移，或者用于检测锚定单元在引导元件中的位置和/或测量锚定单元在引导元件中的位移。
[0006]本专利技术允许通过集成的超宽带传感器单元提供引导元件中锚定单元的有效且可靠的位置检测和/或位移测量，特别是用于电磁定位装置的状态监测和/或调节。优选地，引导元件中引导的超宽带传感器单元显著地减少了装置所需的安装空间，同时能够以显著的成本降低(特别是关于最先进的LVDT传感器技术)实现了建设性的简化设计。此外，集成的
超宽带传感器单元可以用于提供设备进一步的状态和工作信息。此外，与现有技术已知的通常具有滞后现象且因此必然导致一定的不精确性的位移传感器相比，本专利技术允许特别精确的位置检测、特别是包括实时位置检测。
[0007]在这种情况下，超宽带传感器单元为发射电磁波并基于超宽带(ultra wide band，UWB)起作用的传感器单元，即发射的电磁波具有特别大的带宽，优选大于500MHz的带宽。超宽带传感器单元特别设计用于发射和检测频率范围在3.1GHz和10.6GHz之间、更优选在100MHz和8.5GHz之间、甚至更优选在100MHz和6GHz之间的宽带信号。
[0008]在特别优选的实施例中，超宽带传感器单元在100MHz和6MHz之间的频率范围内起作用，该频率范围具有至少500MHz、优选至少1GHz、特别优选至少2GHz、更优选至少4GHz和特别优选至少5.5GHz的带宽，和/或在6GHz和8.5GHz之间的频率范围内起作用，该频率范围具有至少500MHz、优选1GHz、优选至少1.5GHz、更优选至少2GHz和特别优选至少2.5GHz的带宽。这可以有利地避免经由其他无线电源(如LoRa、5G或WiFi(特别是802.11p))的干扰，特别是双向干扰。有利的是，特别是频率范围在6GHz和8.5GHz之间的高带宽允许获得特别高的空间分辨率和/或特别低的最小测量距离。此外，该频率范围有利地不需要无线电执照，特别是对于41.3dbm/MHz范围内的传输功率。优选地，超宽带传感器单元的传输功率为41.3dbm/MHz或更小。特别地，6GHz和8.5GHz之间的频带至少用于距离测量，特别是在传感器单元的近距离内。
[0009]特别地，还可以设想传感器单元或传感器模块是这样设计的：传感器单元的一个传感器或至少两个传感器在两个频带(100MHz至6GHz以及6GHz至8.5GHz)中至少部分同时或交替地测量和/或运行。这有利地允许将近距离的距离测量和接触流体(特别是液压油)的分析与传感器单元相结合，或者优选地通过阻抗谱形成一个传感器模块。
[0010]在优选的实施例中，超宽带传感器单元设计为超宽带雷达传感器单元，特别是设计为近距离的雷达传感器单元。其优选地设计为未调制的连续波雷达。近距离的或更近距离的雷达传感器单元根据已知的雷达原理起作用，根据该雷达原理，检测从物体反射的发射波的信号传输时间。根据发射信号和接收信号之间的登记时差，可以确定物体和传感器单元之间的距离。同样地，这里可以检测物体的速度和加速度。
[0011]特别地，超宽带传感器单元检测发射的电磁波的反射信号，用于检测在传感器的视野中移动的物体。优选地，超宽带传感器单元感测反射信号的频率差，特别是能够从频率差推断出反射物体的距离。有利的是，通过增加测量信号的带宽，可以缩短测量信号持续时间，从而可以减小传感器的最小测量距离。优选地，超带宽传感器单元可以连续运行。
[0012]优选地，超宽带传感器单元不发送脉冲信号，有利的是，这意味着接收脉冲响应不需要测量中断。这可以有利地允许特别高的测量速度，特别是允许高的测量精度和/或以特别高的速度测量物体。
[0013]然而，可替代地，也可以设想超宽带传感器单元以脉冲方式运行。此外，有利的是，可以通过使用超宽带传感器技术来防止对其他无线传输方法、特别是对其他窄带无线传输方法(如LoRa、5G或WiFi(特别是802.11p))的影响和/或干扰。
[0014]在优选的示例性实施例中，超宽带传感器技术基于M序列(M
‑
sequence)技术。这有利地允许对在传感器的视野中移动的物体进行特别精确的速度检测、特别是高速检测，优选地甚至在物体和传感器之间的特别小的距离处。有利地，M序列信号，特别是与(UWB)脉冲
信号和/或(UWB的)正弦信号相比，具有较低的噪声。有利地，M序列信号，特别是与(UWB)脉冲信号和/或(UWB的)正弦信号相比，不易受到干扰。有利的是，M序列信号，特别是与(UWB)脉冲信号和/或(UWB的)正弦信号相比，对其他应用，如LoRa、5G或WiFi(特别是802.11p)等窄带无线电应本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电磁定位装置(10)，所述电磁定位装置(10)具有能够通电的线圈工具(1)、与所述线圈工具(1)相关联并且具有芯部分(2a)的磁引导元件(2)以及锚定单元(3)，作为对所述线圈工具(1)通电的反应，所述锚定单元(3)能够相对于所述引导元件(2)沿轴向运动方向(L)移动，其中，所述引导元件(2)配置成中空柱形，并且至少部分围绕所述锚定单元(3)，所述电磁定位装置(10)的特征在于，所述定位装置(10)具有超宽带传感器单元(4)，所述超宽带传感器单元(4)优选地集成于所述引导元件(3)中，并且设计用于测量所述锚定单元(3)在所述引导元件(2)中的位置和/或位移。2.根据权利要求1所述的电磁定位装置，其中，所述超宽带传感器单元(4)被实现为近程雷达传感器单元，所述近程雷达传感器单元优选地用作未调制的连续波雷达。3.根据权利要求1或2所述的电磁定位装置，其中，所述超宽带传感器单元(4)轴向设置于所述引导元件(2)中，使得其信号发射方向(5a)基本平行于所述锚定单元(3)的所述轴向运动方向(L)。4.根据权利要求3所述的电磁定位装置，其中，所述超宽带传感器单元(4)关于其信号发射方向(5a)朝向所述锚定单元(3)的前部(3d)，所述信号发射方向(5a)优选地与所述锚定单元(3)的所述轴向运动方向(L)正交地设置。5.根据权利要求3或4所述的电磁定位装置，其中，所述超宽带传感器单元(4)设置于所述引导元件(2)用于所述锚定单元(3)的一个端部上的抵接元件(6)中。6.根据权利要求1或2所述的电磁定位装置，其中，所述超宽带传感器单元(4)径向设置于所述引导元件(2)中，优选地使其信号发射方向(5b)基本上与所述锚定单元(2)的所述轴向运动方向(L)正交。7.根据权利要求6所述的电磁定位装置，其中，所述超宽带传感器单元(4)关于其信号发射方向(5b)朝向所述锚定单元(3)的结构化周向面或侧面(15)。8.根据前述权利要求中任一项所述的电磁定位装置，其中，所述超宽带传感器单元(4)具有设置于其上的流体密封盖(11)，所述流体密封盖(11)优选由塑料或玻璃制成。9.根据权利要求8所述的电磁定位装置，其中，所述超宽带传感器单元(4)设置于所述引导元件(2)的径向凹部或轴向凹部(7a，7b)中，并且设置于所述传感器单元(4)上的盖...
【专利技术属性】
技术研发人员：彼得，
申请(专利权)人：ETO电磁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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