使用带传感器确定容器内部中的位置的方法技术

为了在不出现电缆等用完的情况下从压力负荷汽缸检测活塞（例如）在活塞式蓄能器中的位置，将带传感器的机械部分安置在所述活塞式蓄能器内部中，且通过关于磁体的旋转位置的角度传感器从外部穿过可透磁的壁部分而以不接触的方式扫描由卷筒以旋转方式驱动的磁体。

【技术实现步骤摘要】

在活塞在纵向方向上必须被紧密密封地支撑且可移动的活塞式蓄能器中，必须 频繁地监视气缸中的活塞的当前位置。相同情形适用于感测流体容器的满度的浮筒的位置。
技术介绍
此可通过单独的外部测量装置来实现。然而，出于制造和组装成本的原因，且 也为了更好地防止受到机械损害，通常将用于活塞的所需位置传感器安置在活塞式蓄能 器内部中更加有利，因此位置传感器得到保护。此造成多种问题。一方面，不管位置传感器的功能原理，此类位置传感器通常靠电操作或至少靠 电来进行分析，使得必须进出活塞式蓄能器内部来执行电力的供应及/或以电形式传回 数据，此原则上提供泄漏源，尤其在传感器安置在活塞式蓄能器的压力负荷部分中时。相当频繁地使用测量电缆行进距离传感器作为传感器，其中测量电缆卷绕在由 弹簧在卷绕方向上预载的电缆盘上。在此类型的测量电缆传感器附接在活塞式蓄能器的表面上且测量电缆的松开端 附接到活塞时，可通过检测电缆盘的旋转来检测到所述活塞在汽缸中的位置。在此情形中，已从EP 1979716得知将一个或多个编码器磁体与电缆盘以防扭矩 方式连接，且安置此类型的测量电缆传感器(因此无电供应)作为完全囊封在活塞式蓄能 器内部中的专门机械组件。由角度传感器来感测随电缆盘一同旋转的一个或多个编码器磁体的旋转，角度 传感器对通过汽缸的耐压密闭壁来自汽缸外部的磁场敏感，且由此确定活塞位置。因此，维持汽缸的耐压密闭性。对于汽缸的壁，规定其在检测编码器磁体的部分中需要由不可磁化材料制成。 然而，此解决方案反过来也具有缺点在测量电缆传感器经安装而使电缆盘的旋转轴横向于活塞在汽缸中的移动方向 时，电缆盘的卷绕点在电缆盘的纵向方向上前后移动，因此在卷绕期间横向于活塞的移 动方向，此仅在用于测量电缆传感器的一个层中执行。由于在活塞已移动到传感器附近时活塞非常接近于测量电缆传感器，因此存在 再也不可被忽视且歪曲测量结果的角量。另外，原则上存在电缆跳脱且电缆盘在若干层中卷绕的危险性，此也导致不可 从外部检测到的测量结果的实质歪曲，且电缆接着在电缆盘的侧面处卷绕时也具有高度 机械负荷。为防止此情形，需要复杂的额外测量以进行正确电缆支撑。然而，在测量电缆传感器经安装以使得电缆盘的旋转轴平行于活塞的移动方向 时，测量电缆必须从退绕方向偏转到活塞的移动方向至少一次，此导致测量电缆使用寿命显著减少，但测量电缆传感器的测量电缆的较长却并非无限的使用寿命已在原则上构成将测量电缆传感器安装在此类型位置处的缺点，此类型的位置只有克服某些困难才可 接近，其中在此位置中拆除和更换测量电缆传感器的复杂性极高。
技术实现思路
a)技术目的因此，本专利技术的目的是执行活塞式蓄能器或容器中的活塞的位置测量，使得在 低复杂性和成本的情况下使用寿命和测量精确度为最佳的。b)解决方案所述目的通过权利要求1、14和31的特征来实现。有利实施例可从所附权利要 求书得到。通过在活塞式蓄能器内部中使用测量带传感器替代测量电缆传感器来确定活塞 位置，可同时解决若干问题。一方面，测量带的退绕位置在退绕期间不在卷筒的旋转轴的方向上移动，使得 像在测量电缆的情况下出现的未受控跳脱的风险(像在测量电缆必须紧挨着自身卷绕时) 和测量元件侧边的机械负荷都不出现。在测量电缆在径向平面中卷绕时卷筒的旋转并不总是对应于同一测量电缆长度 而是此测量电缆长度随卷绕的百分比而变化的所谓缺点可通过处理电子装置以数字方式 来补偿，使得此情形不在实际应用中引发缺点。同样，每旋转的带长度随测量带的改变的预载和在相应应用中的其它环境条件 而变的事实可通过在用教示的方法确定带传感器装配后的实际测量长度来消除，因为带 传感器被完全拉开至少一次且测量带的自由末端的所测量距离是通过卷筒来精确地测量 且与卷筒的旋转值相关。还另外针对位于其间的某些拉开长度执行此动作。通常，在生产传感器时因此 在发货之前通过使用相应装置以快速且经济的方式来执行此动作。万一有人希望避免改变测量电缆传感器的拉开角度，该拉开角度的改变仅在卷 绕轴定向成横向于活塞的移动方向时才出现，那么卷筒必须经安装以使其旋转轴平行于 活塞的移动方向。然而，此接着导致测量电缆必需偏转，例如，通过无论如何已知为对任何测量 电缆的使用寿命相当有害的滑轮。在实际应用中，此意味着如此安装的测量电缆传感器永不会到达相应活塞式蓄 能器的使用寿命，而是必须在之前更换至少一次，可能若干次。然而，由于测量电缆传感器通常安置在活塞传感器的压力负荷部分中，因此此 交换意味着释放压力，且因此通常意味着不仅关掉相应活塞式蓄能器而且还关掉更全面 的压力回路或压力部分，随后的问题是正确密封压力回路、再填充压力回路、可能释放 压力回路，使得在此位置处改变测量电缆传感器的拆除和装配效果大多数远高于测量电 缆传感器自身的购买价格。通过使用带传感器来解决这些问题，因为测量带原则上具有比测量电缆长的使 用寿命，且甚至在测量带偏转时，与测量电缆相反，测量带的偏转对测量带的使用寿命几乎无任何有害效应。因此，带传感器可极好地到达活塞式蓄能器自身的使用寿命，使得通常可完全 避免拆除和装配新的带传感器。此外，乍看有害的教示方法(因为其为必需的)具有正确启动带传感器的额外优 点，或至少不具有任何缺点。教示方法同时还消除相应带传感器的特定生产偏差和其它特定参数，在不执行 并非针对测量电缆传感器实现的教示方法的情况下，此消除是不可能的。如果有人也想使测量电缆传感器实现相同效应，那么教示方法对于其而言也将 是可能的。甚至在必须检测的活塞的行进距离极小时，优选地，尽可能大地选择测量带的 卷筒的直径，因此所述直径足够大，使得其仍以窄裕度而配合于活塞式蓄能器内部中。卷筒越大，在卷绕期间测量带的弯曲越小且其使用寿命越长。由于(例如)在安装卷筒以使其旋转轴横向于活塞的移动方向时，可接着将测 量带的宽度选择为相当大，可不管预定使用寿命而将测量带的尺寸设计得相对较薄，这 是由于除了像弯曲程度等其它因素外，测量带的宽度和厚度这两个因素共同影响测量带 的使用寿命。因此，对于相同横截表面，测量带的使用寿命显著高于测量电缆的使用寿 命。在带传感器因特定原因而仅可经安置而使其旋转轴平行于活塞的移动方向(因 此，特别是与之同轴安置)时，此也并非关键的，因为带传感器通过滑轮所引起的偏转 几乎不影响测量带的使用寿命。因此，由于带传感器的安置在活塞式蓄能器内部中的部分专门为机械组件，因 此，归因于通过所安装的扁盘簧而在缠绕方向上预载卷筒，带传感器的此部分也可无问 题地安置在活塞式蓄能器内部中的压力负荷部分中，因为其不包括任何可被压力破坏的 电组件或电子组件，且不需要供应电缆或在电缆通过期间引起泄漏的电导体。与卷筒以防扭矩方式耦合且相对于旋转轴离心地安置的至少一个编码器磁体经 安置以距活塞式蓄能器外壁的内侧尽可能近，该内侧为囊封表面或囊封面，其在此壁部 分中优选地由不可磁化材料制成，且通过相应角度传感器以不接触方式来扫描其旋转位 置，其中所述角度传感器可因此确定被供应有电力而无任何问题，且可具有电子处理。然而，磁场能透过的壁部分也可由可磁化材料制成，只要提供所述壁部分的磁 化的饱和状态，此随后还可通过在外壳外部的对磁场敏感的角度传感器来检测。因此， 所述壁部分可由(例如)不锈钢制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使用根据测量带原理的带传感器（１）的方法，其中将在径向平面（１１）中卷绕的测量带（４）用于限定组件在外壳内部中的位置，且预载单元，尤其为扁盘簧（９），在卷绕方向上预载卷筒（２），其中至少一个磁体（３ａ…）与所述带传感器（１）的所述卷筒（２）耦合，使得所述磁体可在绕着磁体旋转轴进行旋转中受驱动，其中极轴经安置成横向于磁体旋转轴；所述带传感器（１）与所述磁体（３ａ…）一同安置在所述外壳的可透磁壁部分（５０ａ）内侧处；且检测磁体（３ａ）的旋转位置的对磁场敏感的传感器（２０）与所述磁体（３ａ）相对地安置在所述外壳的外侧上。（活塞式蓄能器）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯曼弗雷德施泰尼希，
申请(专利权)人：ASM自动化传感器测量技术有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]