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Dokumentenidentifikation DE69617741T2 08.08.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 0876580
Titel VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM INDUKTIVEN MESSEN DER LAGE UND DER ABMESSUNGEN VON MESSOBJEKTEN AUS ELEKTRISCH LEITFÄHIGEM MATERIAL
Anmelder ABB AB, Västeras, SE
Erfinder LINDER, Sten, S-724 61 Väster s, SE
Vertreter Becker, Kurig, Straus, 80336 München
DE-Aktenzeichen 69617741
Vertragsstaaten AT, BE, DE, ES, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 27.09.1996
EP-Aktenzeichen 969356609
WO-Anmeldetag 27.09.1996
PCT-Aktenzeichen PCT/SE96/01207
WO-Veröffentlichungsnummer 0009714013
WO-Veröffentlichungsdatum 17.04.1997
EP-Offenlegungsdatum 11.11.1998
EP date of grant 05.12.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.08.2002
IPC-Hauptklasse G01B 7/00

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontaktlosen Messung der Maße und Lage von Gegenständen aus elektrisch leitfähigem Material beruhend auf elektromagnetischer Induktion.

Die Erfindung kann genutzt werden, wenn metallene Produkte, wie Rohre, Stangen oder Träger, hergestellt werden, bei welchen gewünscht wird, die Maße und Lage dieser Produkte zu messen. Die Erfindung kann auch für Messungen an Produkten genutzt werden, die aus Graphit, elektrisch leitfähiger Keramik oder ähnlichem hergestellt sind.

Stand der Technik

Ein bekanntes Verfahren zur kontaktlosen Messung der Lagen und verschiedener Maße wie Höhe und Breite von Rohren, Stangen, Träger oder derartigen Produkte, ist es optische Verfahren zu benutzen, die auf Schattierung oder Spiegelung von Strahlen oder auf Auswertung von mit einer Videokamera aufgenommener Bilder beruhen.

Die Umgebung vieler Herstellungsverfahren, die vor allem Verschmutzung und häufig hohe Temperaturen mit sich bringen, verschlechtert die Zuverlässigkeit und die Genauigkeit solcher Ausrüstung.

Es ist vorbekannt die Maße und Lage eines elektrisch leitfähigen Gegenstandes mit Mitteln induktiver Verfahren zu messen. In diesem Fall wird eine Sendespule genutzt, die ein zeitlich variierendes Magnetfeld erzeugt, das Ströme in dem leitfähigen Gegenstand induziert. Diese Ströme erzeugen ein Magnetfeld, welches wiederum eine Spannung in einer Empfängerspule induziert, wobei diese Spannung unter anderem von der Form, der Leitfähigkeit und der magnetischen Permeabilität des Gegenstandes, ebenso wie von den geometrischen Bedingungen abhängig ist. Unter bestimmten Bedingungen können aus dieser Spannung geometrische Maße wie Abstand und Lage des Gegenstandes berechnet werden. Zur Erzeugung eines zeitlich variierenden Magnetfeldes können sinusförmige Ströme in der Sendespule, wie beschrieben in US 4475083, genutzt werden, oder ein konstanter Strom, der plötzlich unterbrochen wird, kann verwendet werden, so wie in US 5059902 beschrieben. Das letztere Verfahren ist aus Sicht der Meßtechnik robuster und erleichtert die Unterscheidung verschiedener Eigenschaften des Meßgegenstandes. Ein Problem dieser Meßvorrichtungen ist jedoch die Maße des Gegenstandes zu bestimmen, wenn seine Lage verändert ist.

Das US 5270646 offenbart ein Verfahren zur Anordnung von Spulen, um eine Messung der Breite eines Streifens zu erhalten. Jedoch kann die Technik nur für einen Streifen mit relativ begrenzter Breite genutzt werden. Ferner wird für korrekte Funktion angenommen, daß die Kante des Streifens im wesentlichen eben ist. Für viele Anwendungen ist die Genauigkeit nicht ausreichend, vor allem wenn große Abstände zwischen Streifen und Meßspulen bestehen, welche auf Schwierigkeiten mit der korrekten Kompensation der Abstandsvariationen zurückzuführen sind.

Vom Stand der Technik abgeleitete Vorrichtungen zur induktiven Messung des Abstands, der Dicke und der Maße elektrisch leitfähiger Gegenstände haben gemein, dass die Sende- und Empfängerspule mit derselben Symmetrieachse angeordnet sind oder sich auf verschiedenen Seiten des Gegenstandes befinden. Ebenfalls tritt auf, daß die selbe Spule als Sende- und Empfängerspule genutzt wird. Das Magnetfeld, das von der Sendespule erzeugt wird, steht im wesentlichen senkrecht auf der Oberfläche des Gegenstandes an dem Meßpunkt oder hat zumindest eine große Komponente in Richtung auf die Oberfläche des Gegenstandes. Dies hat in dem Gegenstand Ströme und Magnetfelder in unterschiedlichen Tiefen zur Folge, die zu dem Meßsignal beitragen, welches somit sowohl materialabhängig als auch Abhängig von der Dicke und Form des Meßgegenstandes in einem relativ großen Bereich um den Ort ist, wo die Messung stattfindet.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung beruht, wie in Fig. 1 gezeigt, auf Anorden eines zu messenden Gegenstandes 1, einer Sendespule 2 und einer Empfängerspule 3 zueinander in so einer Weise, daß ein Magnetfeld 4, das durch die Sendespule in einem Meßbereich 5 erzeugt wird, definiert als Bereich um einen gedachten Meßpunkt 6, im wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Meßgegenstandes in dem zu messenden Bereich oder, bei einem Gegenstand mit gekrümmter Oberfläche, parallel zu einer Tangentialebene 7 am Meßpunkt 6 ist. Die Meßvorrichtung wird dann am empfindlichsten auf Bewegungen in Richtung einer Linie 8, unterhalb bezeichnet als die x Richtung oder die x Linie, senkrecht auf der Tangentialebene an dem Meßpunkt. Die Empfängerspule muss in einer Weise angeordnet sein, daß eine gedachte Feldlinie 4, die das Magnetfeld darstellt, den Meßbereich berührt und ihre Verlängerung die Empfängerspule erreicht. Dies wird durch eine im wesentlichen symmetrische Anordnung der Spulen im Bezug auf den in Frage kommenden zu messenden Bereich erreicht und wobei die Sendespule, der zu messende Bereich und die Empfängerspule auf ein und demselben Kreisbogen liegen und wobei der Kreisbogen an dem zu messenden Bereich nach außen gekrümmt ist. Eine ausführlichere Definition der Spulenanordnung wird in den beigefügten Figuren und der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen gegeben. Die Erfindung funktioniert ebenso im Fall von einer geringen Abweichung von der oberhalb beschriebenen Anordnung. Messungen mit einer Anordnung der Spulen entsprechend der Erfindung sind empfindlich auf Bewegung des zu messenden Gegenstandes senkrecht zu dem Magnetfeld in dem zu messenden Bereich, d.h. in der x Richtung, während die Messungen nur in einem unwesentlichen Ausmaß durch Bewegungen des zu messenden Gegenstandes parallel zu dem Magnetfeld beeinflußt werden, unten als y Richtung oder y Linie bezeichnet.

Die Ströme, welche aufgrund des Magnetfeldes, das parallel zu dem zu messenden Bereich ist, in den zu messenden Gegenstand induziert werden, sind in dem zu messenden Bereich konzentriert. Dies bedeutet, daß die Spannung, die in die Empfängerspule induziert wird, im wesentlichen von dem Magnetfeld in dem Meßbereich und der Lage der Empfängerspule abhängig ist. In diesem Zusammenhang hat die Form des zu messenden Gegenstandes und dessen Lage außerhalb des zu messenden Bereichs einen vernachlässigbaren Einfluß auf das Ergebnis der Messung.

Eine kleine Änderung der Lage des zu messenden Bereichs in der x Richtung ergibt eine lineare Änderung der in der Empfängerspule induzierten Spannung. Andererseits ist die in die Empfängerspule induzierte Spannung in Bezug auf kleine Änderungen der Lage des zu messenden Bereichs in der y Richtung stationär. Das bedeutet, daß das Meßsignal auf kleine Änderungen der Lage senkrecht zur Oberfläche des zu messenden Bereichs empfindlich ist, aber nur in einem unwesentlichen Ausmaß von kleinen Änderungen in der Lage parallel zum messenden Bereich beeinflußt wird. Änderungen in der Lage senkrecht zu der Oberfläche des zu messenden Gegenstandes können daher selektiv gemessen werden.

Das US 5059902 beschreibt ein vorteilhaftes Verfahren zur Versorgung einer Sendespule. Es beschreibt die Versorgung mit einem konstanten Strom, welcher eine ausreichende Dauer hat, so dass das Magnetfeld als quasistatisch betrachtet werden kann. Das Magnetfeld, welches erzeugt wird, wenn dieser Strom unterbrochen wird, hat die selbe Form wie das quasistationäre Feld aber die entgegengesetzte Richtung. In dieser Hinsicht ist das Feld nach Unterbrechung des Stroms weiterhin parallel zu dem zu messenden Bereich. Wenn die Primärspule mit einem sinusförmigen Wechselstrom versorgt wird, variiert die Richtung des Feldes in dem zu messenden Bereich während einer Periode der Wechselspannung. Für eine korrekte Messung muß im Mittel die Richtung des Feldes in dem zu messenden Bereich für eine Periode parallel sein, was schwierig zu erreichen ist.

Die Spannung, die in der Empfängerspule als Funktion der Zeit induziert wird, nachdem der konstante Strom in der Sendespule unterbrochen worden ist, schließt einen kurzen und einen schnell abnehmenden Spannungspuls ein, der von dem schnell abnehmenden Magnetfeld in der Luft zwischen den Spulen und dem zu messenden Gegenstand induziert wird und einen erheblich langsamer abnehmenden Spannungspuls, der auf das Magnetfeld in dem zu messenden Gegenstand bezieht, das aufgrund des Skineffekts (Stromdiffusion) langsam abnimmt. Der schnelle Spannungspuls ist unmittelbar nach Beenden der Spannungsversorgung der Sendespule weitgehend unabhängig von der elektrischen Leitfähigkeit und der magnetischen Permeabilität · des zu messenden Gegenstandes und ist im wesentlichen eine Funktion der Geometrie des Magnetfeldes außerhalb des zu messenden Gegenstandes und des Widerstands in der Meßschaltung. Das schnelle Spannungssignal ist in der Praxis so lange unabhängig von dem Material, so lange seine Dauer im Vergleich mit der Zeit der Stromdiffusion in dem zu messenden Bereich kurz ist. Die induzierte Spannung kann als ein Maß für die Lage des zu messenden Gegenstandes relativ zu den Spulen ausgewertet werden. Die Lage des zu messenden Bereichs des zu messenden Gegenstandes kann auf einer Linie senkrecht zu seiner Oberfläche berechnet werden.

Wenn die Messung mit einem zugeordneten Satz von Sendespulen und Empfängerspulen zur Messung der Lage eines zu messenden Bereichs des zu messenden Gegenstandes mit einem Meßpunkt auf der Verlängerung der x Linie durch den zu messenden Gegenstand und mit einer Tangentialebene parallel zu der Tangentialebene 7 durchgeführt wird, ist es möglich durch die Kombination der Ergebnisse der zwei Messungen, die Länge in der x Richtung zwischen den zwei Tangentialebenen zu bestimmen. Beide Messungen können simultan oder in schneller Folge nacheinander durchgeführt werden.

Um in der Lage zu sein, eine Vielzahl von unterschiedlichen Maßen des zu messenden Gegenstandes, z.B. Höhe und Breite, zu messen, wird eine Vielzahl von zugeordneten Sende- und Empfängerspulen gemäß der Erfindung um den zu messenden Gegenstand herum angeordnet. Der Versorgungsstrom der Sendespulen wird dann normalerweise zu verschiedenen Zeitpunkten unterbrochen, damit die Messungen sich nicht gegenseitig beeinflussen.

Eine Meßvorrichtung entsprechend der Erfindung ist, wenn ein konstanter Strom durch eine Sendespule genutzt wird, der nach einer Zeit unterbrochen wird, die ausreichend zur Erzeugung eines quasistatischen Magnetfeldes in der Luft ist, innerhalb großer Grenzen unabhängig von den Materialeigenschaften des zu messenden Gegenstandes, wie Leitfähigkeit und Permeabilität. Die Materialeigenschaften würden eine ähnliche Induktivitätsmessung mit sinusförmigem Wechselstrom beeinflussen. Da jedes Spulensystem nur durch die Oberfläche des zu messenden Gegenstandes innerhalb eines kleinen Meßbereichs beeinflußt wird, unabhängig von der Form des gesamten zu messenden Gegenstandes, kann die Erfindung einfach an eine große Vielfalt von zu messenden Gegenständen angepaßt werden. Die Anforderung an ein Magnetfeld im wesentlichen parallel zu der Oberfläche des zu messenden Gegenstandes in dem zu messenden Bereich kann auf einer Vielzahl von verschiedenen Wegen erfüllt werden und erlaubt deshalb eine große Flexibilität in der Anordnung der Spulen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt das Meßprinzip gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Skizze, die das Prinzip einer Meßvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.

Fig. 3 zeigt den Strom durch eine Sendespule und die induzierte Spannung in der Empfängerspule bei einem Meßvorgang.

Fig. 4 zeigt eine Meßvorrichtung mit zwei senkrecht aufeinander stehenden Empfängerspulen.

Fig. 5 zeigt eine Meßvorrichtung mit zwei im wesentlichen parallelen Empfängerspulen.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer Messung der Lage und Maße eines zu messenden Gegenstandes mit zwei Spulensystemen gemäß der Erfindung.

Fig. 7 zeigt im Prinzip die Einheiten, die in einer Vorrichtung gemäß der Erfindung beinhaltet sind.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Fig. 2 ist eine Skizze, die das Prinzip einer Meßvorrichtung zum Messen der Lage des Bereichs gemäß der Erfindung zeigt. Es schließt einen zu messenden Gegenstand 1, eine Sendespule 2 und eine Empfängerspule 3 ein, die so angeordnet sind, dass eine sich vorgestellte Feldlinie 4, welche von der Sendespule 2 ausgehen, den zu messenden Bereich 5 berühren und die Empfängerspule 3 erreichen. Die Feldlinie stellt das quasistatische Magnetfeld dar, das nach Verbinden der · Versorgung der Sendespule mit einem konstanten Strom für eine Zeit erreicht wird, die lang ist verglichen mit der Zeit für Strom und Magnetfelddiffusion in dem zu messenden Bereich. Ein Meßpunkt 7 innerhalb des zu messenden Bereichs wird von einer Tangentialebene 7 in der y Richtung berührt. Die x Linie, die innerhalb der Zusammenfassung der Erfindung erwähnt ist, wird nachstehend aus den genannten Gründen als eine senkrecht zu der Tangentialebene am Meßpunkt verlaufende Symmetrielinie 8 erwähnt. Die Sendespule und die Empfängerspule sind im wesentlichen symmetrisch auf verschiedenen Seiten des Meßpunktes in so einer Weise angeordnet, dass die Spulen und der Meßpunkt in wesentlichen auf ein und demselben Kreisbogen 9 mit einem Zentrum 10 außerhalb des zu messenden Gegenstandes auf der Symmetrielinie 8 liegen. Das Zentrum des Kreisbogens wird passend als der Ursprung der Koordinaten zur Entfernungsmessung in der x Richtung gewählt, d.h. längs der Symmetrielinie. Die Axiallinien 11a und 11b der Spulen durch die Spulen sind für optimale Meßergebnisse angepaßt. In einer bevorzugten Ausrichtung der Sendespule 2 berührt die Axiallinie 11a der Spule den Bogen 9. In einer ebenso bevorzugten Anordnung des zu messenden Gegenstandes und des zu messenden Bereichs ist der Winkel 12a zwischen der Symmetrielinie 8 und einer Linie von dem Zentrum 10 zu der Sendespule gleich dem Winkel 12b zwischen der Symmetrielinie 8 und einer Linie von dem Zentrum zu der Empfängerspule.

Die Tatsache, dass eine Meßvorrichtung gemäß der Erfindung nicht besonders empfindlich auf Abweichungen von der bevorzugten Lage gemäß dem obigen ist, bedeutet, dass die Vorrichtung relevante Messungen der Lageveränderung des zu messenden Bereichs bereitstellt, wenn die Änderung kleiner als 10-30% der Entfernung zwischen dem zu messenden Bereich und irgendeiner der Spulen ist.

Fig. 3 zeigt schematisch den Strom I in der Sendespule und die Spannung U, die in die Empfängerspule induziert wird, als eine Funktion der Zeit t. Der Strom durch die Sendespule ist konstant bis zu der Zeit t1, wo er unterbrochen wird. Die Dauer des Stroms ist dann länger gewesen als die Eindringzeit des Magnetfeldes in das Material des zu messenden Gegenstandes innerhalb des zu messenden Bereichs, so dass das Magnetfeld quasistatisch ist. Nachdem der Strom durch die Sendespule unterbrochen worden ist, induziert das abnehmende Magnetfeld in der Luft um den zu messenden Gegenstand herum einen Spannungspuls S1 von kurzer Dauer · zwischen den Zeiten t1 und t2 in der Empfängerspule. Das Magnetfeld, das aus dem zu messenden Gegenstand ausdiffundiert, induziert danach einen viel kleineren und langsamer abfallenderen Spannungspuls S2. Ein Maß der x Position des zu messenden Bereichs auf der Symmetrielinie 8 gemäß Fig. 2 oder der Abstand des zu messenden Bereichs von einem gegebenen Referenzpunkt, z.B. das Zentrum 10 des oben genannten Bogens, kann dann aus einer Linearkombination des Integrals des Spannungspulses S1 zwischen t1 und t2 und dem Integral des Teils des Spannungspulses S2 abgeleitet werden, der zwischen t2 und t3 gemäß Fig. 2 liegt. Die Zeit t3 ist vorzugsweise so gewählt, dass t3 - t2 in der gleichen Größenordnung wie die Zeitdifferenz t2 - t1 ist. Die Linearkombination M, welche so ein Maß für die x Position des zu messenden Gegenstandes bereitstellen kann, kann ausgedrückt werden durch:

M = a· S1·dt + b· S2·dt

wobei die Koeffizienten a und b nach Eichung mit gemessenen Gegenständen, hergestellt aus Materialien mit unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit gewählt sind, so dass der Unterschied in M zwischen den Materialien so gering wie möglich ist. Wenn die Zeitdifferenz t3 - t2 gleich wie 2(t2 - t1) gewählt wird, werden a und b im wesentlichen gleich sein und keine Eichung gemäß dem obigen braucht durchgeführt werden.

Statt einer Empfängerspule können in alternativen Ausführungsformen zwei Empfängerspulen genutzt werden. Fig. 4 zeigt 2 Empfängerspulen 3a und 3b mit einem gemeinsamen Mitten- Punkt 13 auf dem Kreisbogen 9 und Mittellinien 11b und 11c zueinander senkrecht stehend. In einer bevorzugten Ausführungsform mit zwei Empfängerspulen soll die Mittellinie der einen Empfängerspule in Richtung des Meßbereichs gerichtet sein. In Fig. 4 ist dies eine Spule 3a mit der Mittellinie 11b, die in Richtung des Meßpunktes gerichtet ist. Die Beziehung zwischen den Meßsignalen von diesen zwei Spulen ist innerhalb weiter Grenzen im wesentlichen nur von der Lage des zu messenden Bereichs in der x Richtung abhängig.

Eine zusätzliche Aufführungsform mit zwei Empfängerspulen 3 und 4 ist in Fig. 5 gezeigt. Die Spulen sind hier auf verschiedenen Seiten des Kreisbogens 9 und mit im wesentlichen parallelen Mittellinien 11b und 11c parallel zu der Symmetrielinie 8 angeordnet.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel wie es durch Kombination von zwei Meßvorrichtungen mit zwei Paaren von zugeordneten Sende- und Empfängerspulen gemäß der Erfindung möglich ist zwei Maße des zu messenden Gegenstandes zu ermitteln, die Lage des zu messenden Gegenstandes und die Länge D der Symmetrielinie 8 des zu messenden Gegenstandes in die Richtung der x Achse. Fig. 6 wird durch eine Spiegelung von Fig. 2 an einer Linie 14 parallel zu der Tangentialebene 7 erhalten. Alle gespiegelten Merkmale der Fig. 2 sind mit' versehen; z.B. ist 3' die gespiegelte Empfängerspule. Durch zwei Messungen gemäß der Erfindung werden die Abständer M1 und M2 von zwei Referenzpunkten erhalten, z.B. den Zentren 10 und 10' der Bögen zu den Meßpunkten 6 und 6' des zu messenden Bereichs. Die Länge D kann dann aus dem Abstand A zwischen den Zentren der Bögen und den Abständen M1 und M2 zwischen den Mittelpunkten wie folgt berechnet werden

D = A - (M1 + M2)

Die Differenz M1 - M2 liefert Informationen über die Anordnung des zu messenden Gegenstandes auf der Linie zwischen den Zentren der Bögen.

Ein Meßvorgang mit Mitteln einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, welche die Erzeugung des Versorgungsstroms zu den Sendespulen, die Messung und die Bewertung der in die Empfängerspule induzierten Spannung, wird mit herkömmlichen Verfahren ausgeführt, die Analog-, Digital- oder eine Kombination aus Analog- und Digitaltechnik sein können. Die Erzeugung des Versorgungsstroms und die Integration der induzieren Spannungen werden mittels analoger Elektronik durchgeführt, während die Bewertung der integrierten Signale in Bezug auf die Maße und Lage des zu messenden Gegenstandes mit der Hilfe der Digitaltechnik in einem Mikroprozessor durchgeführt wird. Für eine funktionsfähige Vorrichtung gemäß der Erfindung werden somit im Prinzip zusätzlich zu den Sende- und Empfängerspulen eine Magnetisierungseinheit 15 zur Magnetisierung der Sendespule und eine Berechnungseinheit 16 benötigt.


Anspruch[de]

1. Verfahren zur kontaktlosen Messung der Maße und Lage eines elektrisch leitfähigen Gegenstandes (1), wobei die Messung auf elektromagnetischer Induktion und einem zeitlich variierenden Magnetfeld beruht, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß die Feldlinien (4) des Magnetfeldes von wenigstens einer Sendespule (2) erzeugt werden, welche so angeordnet ist, daß die Feldlinien sich im wesentlichen parallel zu einem zu messenden Meßbereich (5) erstrecken und einen Meßpunkt (6) des Gegenstandes (1) berühren und daß wenigstens eine Empfängerspule (3) von den Feldlinien durchdrungen wird, welche im wesentlichen parallel zu dem Bereich (5) verlaufend, wobei eine Spannung (S1, S2) in der Empfängerspule induziert wird, welche es ermöglicht die Maße und Lage des Gegenstandes (1) zu bestimmen.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das zeitlich variierende Magnetfeld erzeugt wird, wenn in der Sendespule (2) ein konstanter Strom mit solch einer Dauer, daß das Magnetfeld als quasi-stationär angesehen werden kann, unterbrochen wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Spannung (S1, S2), die in der Empfängerspule (3) induziert wird in Verbindung mit dem Strom in der Sendespule (2), der zu einer Zeit t1 unterbrochen wird, aus einem Spannungspuls S1 für eine Zeit t1 - t2 besteht und einem langsam abnehmenden Spannungspuls S2, der zur Zeit t2 startet und wobei ein Maße der Lage des Gegenstandes (1) auf einer Symmetrielinie (x) senkrecht zu einer tangentialen Ebene (7) am Meßpunkt (6) im Meßbereich (5) des Gegenstandes (1) entsprechend bestimmt wird zu

M = a· S1·dt + b· S2·dt

wobei die Zeit t3 bevorzugt so gewählt wird, daß die Zeit t3 - t2 in der gleichen Größenordnung wie die Zeit t2 - t1 liegt und wobei die Koeffizienten a und b nach Eichung mit gemessenen Gegenständen, hergestellt aus unterschiedlich elektrisch leitfähigen Materialien, ausgewählt werden, so daß der Unterschiede in M zwischen den Materialien so klein wie möglich wird.

4. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens gemäß Anspruch 1 zur kontaktlosen Messung der Maße und Lage eines elektrisch leitfähigen Gegenstandes (1) und wobei die Vorrichtung zumindest ein Paar zugeordneter Spulen aufweist, bestehend aus einer Sendespule (2) und einer Empfängerspule (3) und wobei die Sendespule (2) angepaßt ist ein zeitlich variierendes Magnetfeld zu erzeugen und wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Sendespule (2) in Bezug auf den Meßpunkt (6) in einem zu messenden Bereich (5) des Gegenstandes (1) so angeordnet wird, daß die sich von der Sendespule (2) erstreckenden Feldlinien (4) im wesentlichen parallel zu einer Tangentialebene (7) am Meßpunkt (6) sind.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Sendespule (2) und die Empfängerspule (3) im wesentlichen symmetrisch auf unterschiedlichen Seiten einer Symmetrielinie (8) angeordnet sind, die sich senkrecht auf der Tangentialebene (7) an dem Meßpunkt (6) erstreckt, und daß die Sendespule, der Meßpunkt (6) und die Empfängerspule (3) im wesentlichen auf ein und dem selben Kreisbogen (9) liegen, der von dem Meßpunkt (6) auswärts gekrümmt ist mit einem Zentrum (10) auf der Symmetrielinie.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Vorrichtung eine integrierte Magnetisierungseinheit (15) aufweist, die einen konstanten Strom in der Sendespule (2) mit solch einer Dauer liefert, daß das Magnetfeld als quasi-stationär angesehen werden kann und daß das zeitlich variierende Magnetfeld auftritt, wenn der konstante Strom unterbrochen wird.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Vorrichtung eine integrierte Berechnungseinheit (16) aufweist, welche die in der Empfängerspule (3) induzierte Spannung als Eingabesignal erhält, die in Verbindung mit dem Strom in der Sendespule (2), der zu der Zeit t1 unterbrochen wird, aus einem Spannungspuls S1 für eine Zeit t1 - t2 und einem langsam abnehmenden Spannungspuls S2, der zum Zeitpunkt t2 startet, besteht und daß die Berechnungseinheit angepaßt ist um ein Maß M der Lage des Gegenstandes (1) auf einer Symmetrielinie (x) senkrecht zu einer Tangentialebene (7) an einem Meßpunkt (6) in dem Bereich (5) den Gegenstandes (1) zu berechnen gemäß

M = a· S1·dt + b· S2·dt

wobei die Zeit t3 bevorzugt so gewählt wird, daß die Zeit t3 - t2 in der gleichen Größenordnung wie die Zeit t2 - t1 liegt und wobei die Koeffizienten a und b nach Eichung mit gemessenen Gegenständen, hergestellt aus unterschiedlich elektrisch leitfähigen Materialien, ausgewählt werden, so daß die Unterschiede in M zwischen den Materialien so klein wie möglich werden.

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Vorrichtung zwei Empfängerspulen (3a, 3b) mit einem gemeinsamen Mitten-Punkt (12) auf der Kreisbogen (9) und den Mittellinien (11b) und (11c) jeweils senkrecht zueinander aufweist und wobei die Mittellinie einer Spule in Richtung auf einen Meßpunkt (6) in dem Bereich (5) des Gegenstandes (1) gerichtet ist.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Vorrichtung zwei Empfängerspulen (3, 4) mit den Mitten-Punkten (13b) und (13c) auf verschiedenen Seiten des Kreisbogens (9) und mit im wesentlichen parallelen Mittellinien (11b) und (11c) parallel zu einer Symmetrielinie (8) senkrecht zu einer Tangentialebene (7) an einem Meßpunkt (6) im Bereich (S) des Gegenstandes (1) aufweist.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die Vorrichtung zwei zugeordnete Paare an Sende- und Empfängerspulen (2, 3 und 2' und 3') aufweist, die an einer gemeinsamen Symmetrielinie (8) zur Bestimmung der Maße (M1) und (M2) der zwei auswärtsgerichteten Meßpunkte (6, 6') des Gegenstandes (1) an der Symmetrielinie (8) angeordnet sind.







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