專利名稱：用微波耦合探頭在流體缸中探測(cè)參數(shù)的測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用 一個(gè)微波耦合探頭來(lái)探測(cè)流體缸中的參數(shù)的測(cè) 量裝置，該耦合探頭布置在該流體缸的缸蓋中或缸蓋上，以便將波導(dǎo)波(Hohlleiterwelle)輸入鄰接的缸室和輸出并探測(cè)從活塞反射的波導(dǎo)波。
技術(shù)背景DE 102 05 904 Al提出了用于活塞定位的這類測(cè)量裝置。這是通過(guò) 發(fā)射的和反射的波導(dǎo)波的直接或間接的渡越時(shí)間測(cè)量尤其是通過(guò)相位 移的探測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。某些流體缸配有一個(gè)終端阻尼元件。為此，在流體缸蓋中設(shè)置有一 個(gè)圓柱形的空腔，以便容納一個(gè)與活塞連接的圓柱形終端阻尼元件。當(dāng) 這個(gè)終端阻尼元件達(dá)到該圓形空腔時(shí)，流體不再通過(guò)該空腔向外流動(dòng)， 因?yàn)檫@個(gè)空腔用環(huán)形密封件密封。這時(shí)流體必須通過(guò)一個(gè)通常是可調(diào)的 旁路有節(jié)制地向外流動(dòng)。嵌入這個(gè)圓柱形空腔的終端阻尼元件的環(huán)形密封件通常是在軸向內(nèi)活動(dòng)支承著的，因?yàn)榻K端阻尼是在終端阻尼元件進(jìn) 入圓筒形空腔時(shí)而不是在離開(kāi)它時(shí)起作用。這種環(huán)形密封件具有類似于 止回閥的功能。如果流體缸配有一個(gè)微波測(cè)量裝置，則在環(huán)形密封件的軸向運(yùn)動(dòng)方 面出現(xiàn)這樣的問(wèn)題，即該運(yùn)動(dòng)會(huì)改變流體缸中的場(chǎng)強(qiáng)分布并由此導(dǎo)致測(cè) 量精度問(wèn)題，特別是在通過(guò)波導(dǎo)波的渡越時(shí)間測(cè)量來(lái)進(jìn)行活塞的位置測(cè) 量的情況下。這種測(cè)量精度在多數(shù)情況中是不能接受的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提出開(kāi)頭所述的那種測(cè)量裝置，該裝置即使在 終端阻尼裝置的環(huán)形密封件的軸向運(yùn)動(dòng)的情況下仍可用微波測(cè)量裝置 進(jìn)行精確的測(cè)量。根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)目的是通過(guò)一種具有權(quán)利要求1所述特征的測(cè)量 裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明，終端阻尼裝置的環(huán)形密封件的金屬屏蔽件密封件 圓周的電磁場(chǎng)被屏蔽，所以，密封件的運(yùn)動(dòng)就對(duì)電磁場(chǎng)的分布不再產(chǎn)生 影響。由于這種屏蔽件由于所需的密封作用是不可能完全封閉的，雖然在內(nèi)部不可能實(shí)現(xiàn)完全沒(méi)有磁場(chǎng)，但該場(chǎng)已被減弱到對(duì)測(cè)量精度不再產(chǎn) 生明顯影響的程度。這種屏蔽件對(duì)波導(dǎo)波的傳播沒(méi)有明顯的干擾影響， 因?yàn)椴▽?dǎo)波可以無(wú)明顯反射地克服帶被屏蔽的環(huán)形密封件的區(qū)段，特別是在用E01波型(也叫TM01型)時(shí)，這與EOl波在波導(dǎo)管中可4艮好地 轉(zhuǎn)換成同軸的TEM波有關(guān)。其中，帶被屏蔽的環(huán)形密封件的區(qū)段最終 是一短段同軸體。由于這個(gè)原因，微波測(cè)量裝置的這種眾所周知的構(gòu)思 也可在帶有氣動(dòng)終端阻尼和軸向可活動(dòng)的環(huán)形密封件的缸體中保留，而 測(cè)量精度不會(huì)明顯惡化。通過(guò)從屬權(quán)利要求中列出的諸多措施可使權(quán)利要求1給出的測(cè)量裝 置獲得有利的提高和改進(jìn)。缸蓋最好由罐形的金屬區(qū)組成，空腔的介電的、至少一直延伸到耦 合探頭的環(huán)繞區(qū)域布置在這個(gè)金屬區(qū)內(nèi)。這個(gè)介電的環(huán)繞區(qū)域相應(yīng)地具 有大致罐形的形狀。這樣，波導(dǎo)波就可通過(guò)用于終端阻尼的圓柱形空腔 的介電的環(huán)繞區(qū)域以適合于測(cè)量的方式進(jìn)行傳播?；钊筋^優(yōu)選與圓柱形空腔的底部同心地和相鄰地布置在介電的 環(huán)繞區(qū)域內(nèi)，原則上，耦合探頭和天線裝置也可以布置在介電的環(huán)繞區(qū) 域中。一個(gè)分析裝置和微波發(fā)生器尤其是以組合的方式優(yōu)選布置在缸蓋 中或上，以便獲得 一 個(gè)不用費(fèi)事的微波引線的緊湊結(jié)構(gòu)。為了阻尼活塞在介電的環(huán)繞區(qū)域的沖擊，宜在介電的環(huán)繞區(qū)域面向 活塞的端面和/或在活塞12的對(duì)置端面上布置一個(gè)阻尼圓盤。設(shè)計(jì)成環(huán)形屏蔽罩的金屬屏蔽件最好具有U形的或半圓形的橫截 面，其對(duì)應(yīng)于環(huán)形密封件的一黃截面形狀。


本發(fā)明的實(shí)施例示于附圖中并在下面的說(shuō)明中進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。這唯 一的附圖表示帶有一個(gè)終端阻尼裝置和一個(gè)^L波測(cè)量裝置的流體缸的縱斷面。
具體實(shí)施方式
在唯一的圖中示出的實(shí)施例表示一個(gè)流體缸10，在該流體缸中，帶 一根活塞桿11的活塞12可移動(dòng)地導(dǎo)向?；钊?2把流體缸10的內(nèi)腔分 成兩個(gè)缸室13、 14。缸蓋15封閉。在活塞桿ll側(cè)上，流體缸10同樣用一個(gè)未示出的缸蓋 封閉，活塞桿ll穿過(guò)該缸蓋。缸蓋15由一個(gè)金屬的罐形外區(qū)16組成， 一個(gè)用介電材料例如用塑 料制成的同樣呈罐形的嵌件17嵌入該罐形外區(qū)中。嵌件17具有一個(gè)圓 柱形的同心的、朝活塞12敞口的空腔18，該空腔用于容納一個(gè)圓柱形 的、用作終端阻尼元件的緩沖活塞19，后者固定在活塞12上?？涨?8 的敞開(kāi)的敞口區(qū)配有一個(gè)環(huán)形密封件20,該密封件用于在緩沖活塞19 進(jìn)入空腔18時(shí)密封緩沖活塞19和空腔18之間的縫隙?？涨?8與緩沖 活塞19和環(huán)形密封件20 —起用作活塞12的終端阻尼裝置。在活塞12 朝缸蓋15運(yùn)動(dòng)時(shí)，缸室13中含有的流體通過(guò)一個(gè)連通空腔18與缸蓋 15的外側(cè)的通道21流出。通道21可與接頭連接用于輸入和排出流體。 當(dāng)緩沖活塞19到達(dá)環(huán)形密封件20時(shí)，流體不再通過(guò)通道21流出，而 是只通過(guò)一個(gè)連接缸室13與缸蓋15外側(cè)的旁路管道22流出，且在其 中布置有一個(gè)可調(diào)的節(jié)流元件23。在較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)中也可設(shè)置一個(gè)不可 調(diào)的節(jié)流元件，或旁路管道22本身由于其很小的橫截面而起節(jié)流元件 的作用。環(huán)形密封件20在軸向內(nèi)可稍;微移動(dòng)，例如可移動(dòng)一毫米。這樣， 環(huán)形密封件20就像一個(gè)止回閥那樣作用，因?yàn)樵诰彌_活塞19進(jìn)入空腔 18時(shí)，環(huán)形密封件20被壓到它的軸向的內(nèi)止擋面并由此實(shí)現(xiàn)密封，而 在反回運(yùn)動(dòng)時(shí)，該環(huán)形密封件從該止擋面松開(kāi)，于是流體便可從環(huán)形密 封件20旁邊流入缸室13中。為了把微波輸入起波導(dǎo)管作用的缸室13中，使用了一個(gè)與空腔18 的底部同心和相鄰布置的耦合探頭24。該耦合探頭與一個(gè)集成在缸蓋 15內(nèi)的微波模塊25連接，后者包括一個(gè)微波發(fā)生器26和分析裝置27, 當(dāng)然也可以將它們單獨(dú)設(shè)置，原則上微波發(fā)生器26和分析裝置27也可 布置在缸蓋15外面或離開(kāi)該缸蓋，那么則需要相應(yīng)的合適的連接線。在實(shí)施例中作為天線布置的耦合探頭24作為帶有頂部電容的同心 單極示出并把EOl波輸入缸10中。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，也可是由多個(gè) 單個(gè)天線或單極組成不同的耦合探頭24的實(shí)施形式，也可產(chǎn)生不同的 波導(dǎo)管模式。環(huán)形密封件20被金屬屏蔽罩28包覆，其中只有環(huán)形密封件20的 徑向向里指的面不可能被其覆蓋，因?yàn)檫@些面必須產(chǎn)生密封。在實(shí)施例中，環(huán)形密件20具有矩形的橫截面，所以屏蔽罩28相應(yīng)具有矩形的U 形橫截面，在這種情況下，必須保證所需的軸向運(yùn)動(dòng)間隙。屏蔽罩28 的橫截面取決于環(huán)形密封件20的橫截面，該環(huán)形密封件也可具有圓形 的橫截面或別的橫截面。屏蔽罩28固定在罐形嵌件17上。微波模塊25與耦合探頭24結(jié)合用作用于探測(cè)流體缸10中的參數(shù) 的微波測(cè)量裝置，例如通過(guò)從耦合探頭24到活塞12和返回的波導(dǎo)波的 運(yùn)行時(shí)間測(cè)量來(lái)探測(cè)活塞位置，這例如可通過(guò)探測(cè)相位移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。別 的參數(shù)可通過(guò)詢問(wèn)相應(yīng)傳感裝置通過(guò)波導(dǎo)波進(jìn)行探測(cè)并在分析裝置27 中進(jìn)行分析處理。如果沒(méi)有屏蔽罩28,環(huán)形密封件20在軸向上的運(yùn)動(dòng)勢(shì)必在測(cè)量時(shí) 對(duì)波導(dǎo)波產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致測(cè)量誤差。通過(guò)屏蔽罩18實(shí)現(xiàn)屏蔽，而 不會(huì)有對(duì)波的傳播的干擾影響，即波導(dǎo)波可克服帶屏蔽罩18和環(huán)形密 封件20的區(qū)段而無(wú)明顯的反射，所以環(huán)形密封件20的軸向運(yùn)動(dòng)不再對(duì) 測(cè)量過(guò)程產(chǎn)生干擾影響。環(huán)形密封件20具有一個(gè)指向活塞12的軸向凸起29，該凸起軸向凸 出罐形嵌件17并作為相對(duì)于緩沖活塞19的密封唇以及作為導(dǎo)向件使 用。 一個(gè)由阻尼圓盤構(gòu)成的、未示出的阻尼元件作為止擋元件布置在嵌 件17的指向活塞12的端側(cè)上和/或布置在活塞12的對(duì)置端面上。
權(quán)利要求
1.用于探測(cè)流體缸(10)中的參數(shù)的測(cè)量裝置，帶有在該缸(10)的缸蓋(15)內(nèi)或上的微波耦合探頭(24)，以便把波導(dǎo)波輸入鄰接的缸室(13)及輸出并探測(cè)從活塞(12)反射的波導(dǎo)波，其特征為，所述缸蓋(15)具有圓柱形的空腔(18)，以便容納與活塞(12)連接的圓柱形的終端阻尼元件(19)，其中，用于在空腔(18)和終端阻尼元件(19)之間密封的環(huán)形密封件(20)布置在空腔(18)的敞開(kāi)的端區(qū)，且在空腔(18)的介電的環(huán)繞區(qū)域(17)內(nèi)布置的環(huán)形密封件(20)至少部分地配有金屬屏蔽件(28)。
2. 按權(quán)利要求1的測(cè)量裝置，其特征為，所述缸蓋(15)由罐形的 金屬外區(qū)(16)組成，在這個(gè)外區(qū)中布置空腔(18)的至少一直延伸到 耦合探頭(24)的介電的環(huán)繞區(qū)域(17)。
3. 按權(quán)利要求2的測(cè)量裝置，其特征為，所述介電的環(huán)繞區(qū)域(17)具有基本上罐形的形狀。
4. 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的測(cè)量裝置，其特征為，所述耦合探頭 (24)與圓柱形空腔(18)的底部同心地并相鄰地布置在介電的環(huán)繞區(qū)域(17)中。
5. 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的測(cè)量裝置，其特征為，分析裝置(27) 和微波發(fā)生器(26)特別是以組合形式(25)布置在缸蓋(15)中或上。
6. 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的測(cè)量裝置，其特征為，阻尼圓盤布置 在介電的環(huán)繞區(qū)域(17)的面向活塞(12)的端面上和/或布置在活塞(12) 的對(duì)置的端面上。
7. 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的測(cè)量裝置，其特征為，由環(huán)形的屏蔽 罩構(gòu)成的金屬屏蔽件(28)具有U形的或半圓形的橫截面。
全文摘要
本發(fā)明涉及用微波耦合探頭在流體缸中探測(cè)一定參數(shù)的測(cè)量裝置。本發(fā)明涉及一種用一個(gè)微波耦合探頭(24)來(lái)探測(cè)流體缸(10)中的一定參數(shù)的測(cè)量裝置，該耦合探頭布置在流體缸(10)的缸蓋(15)中或在其上，以便輸入和輸出波導(dǎo)波。缸蓋(15)具有一個(gè)圓柱形的空腔(18)，以便容納一個(gè)與活塞連接的圓柱形終端阻尼元件(19)，其中，在空腔(18)和終端阻尼元件(19)之間設(shè)置有一個(gè)密封用的環(huán)形密封件(20)，且在空腔(18)的介電周圍區(qū)(17)布置在環(huán)形密封件(20)至少部分地配有一個(gè)金屬屏蔽罩(28)，這樣，環(huán)形密封件(20)的軸向運(yùn)動(dòng)就不對(duì)波導(dǎo)波或測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生干擾影響。
文檔編號(hào)F15B15/28GK101328916SQ200810128678
公開(kāi)日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2008年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月22日
發(fā)明者L·蓋斯巴什, M·邁耶, T·賴寧格 申請(qǐng)人:費(fèi)斯托股份有限兩合公司