DE102023127899A1 - Method for determining an inner diameter of a fluid cylinder - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Pneumatik- oder Hydraulikzylinder - kurz „Fluidzylinder“ -, der beispielsweise als ein Arbeitszylinder zum Antrieb von Geräten verwendet werden kann. Insbesondere betrifft die Erfindung ein computerimplementiertes Verfahren zur Bestimmung eines Innendurchmessers des Fluidzylinders Fluidzylinders (100). Das Verfahren weist folgende Schritte auf:
senden, mittels eines Radarsensors (200), von Radarwellen (220) in eine Kolbenkammer (130) des Fluidzylinders (100);
erfassen, mittels des Radarsensors (200), von reflektierten Radarwellen (220) als eine erfasste Echokurve (600);
vergleichen, mittels eines Klassifikators (520), der erfassten Echokurve (600) mit einer Vielzahl von gespeicherten attributierten Echokurven (610, 620), die in einer Datenbank (530) gespeichert sind, wobei die Attribute (612, 622) der gespeicherten Echokurven (610, 620) einen Innendurchmesser (z) eines Fluidzylinders (100) umfassen;
auswählen, mittels des Klassifikators (520), derjenigen Echokurve (610) aus der Vielzahl von gespeicherten attributierten Echokurven (610, 620), welche einen höchsten Ähnlichkeitsgrad mit der erfassten Echokurve (600) aufweist; und
ausgeben des Innendurchmessers (z) der ausgewählten attributierten Echokurve (610), wobei der Innendurchmesser (z) eines der Attribute (612) der ausgewählten attributierten Echokurve (610) ist.
The invention relates to a pneumatic or hydraulic cylinder—in short, a "fluid cylinder"—which can be used, for example, as a working cylinder for driving devices. In particular, the invention relates to a computer-implemented method for determining an inner diameter of the fluid cylinder (100). The method comprises the following steps:
transmitting, by means of a radar sensor (200), radar waves (220) into a piston chamber (130) of the fluid cylinder (100);
detecting, by means of the radar sensor (200), reflected radar waves (220) as a detected echo curve (600);
comparing, by means of a classifier (520), the acquired echo curve (600) with a plurality of stored attributed echo curves (610, 620) stored in a database (530), wherein the attributes (612, 622) of the stored echo curves (610, 620) comprise an inner diameter (z) of a fluid cylinder (100);
selecting, by means of the classifier (520), that echo curve (610) from the plurality of stored attributed echo curves (610, 620) which has the highest degree of similarity to the detected echo curve (600); and
outputting the inner diameter (z) of the selected attributed echo curve (610), wherein the inner diameter (z) is one of the attributes (612) of the selected attributed echo curve (610).
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft einen Pneumatik- oder Hydraulikzylinder - kurz „Fluidzylinder“ -, der beispielsweise als ein Arbeitszylinder zum Antrieb von Geräten verwendet werden kann. Insbesondere betrifft die Erfindung ein computerimplementiertes Verfahren zur Bestimmung eines Innendurchmessers eines Fluidzylinders, ein Zylindermesssystem, eine Verwendung einen Fluidzylinder, ein Programmelement und ein computerlesbares Medium.The invention relates to a pneumatic or hydraulic cylinder—abbreviated to "fluid cylinder"—which can be used, for example, as a working cylinder for driving devices. In particular, the invention relates to a computer-implemented method for determining an inner diameter of a fluid cylinder, a cylinder measuring system, a use of a fluid cylinder, a program element, and a computer-readable medium.
Hintergrundbackground
Beim Einsatz von Pneumatikzylindern und/oder von Hydraulikzylindern kann es sinnvoll und/oder erforderlich sein, eine Position des Kolbens und/oder anderer Teile im Innern des Zylinders genau zu kennen. Dabei kann eine Anordnung eines Entfernungssensors, insbesondere eines Radarsensors, in einer Kolbenkammer des Fluidzylinders eine besonders hohe Messgenauigkeit liefern. Eine Kenntnis eines Innendurchmessers des Fluidzylinders und/oder eine Parametrierung des Sensors mit dem Innendurchmesser kann dabei zu einer Erhöhung der Messgenauigkeit beitragen.When using pneumatic cylinders and/or hydraulic cylinders, it may be useful and/or necessary to precisely know the position of the piston and/or other parts inside the cylinder. In this case, arranging a distance sensor, particularly a radar sensor, in a piston chamber of the fluid cylinder can provide particularly high measurement accuracy. Knowing the inner diameter of the fluid cylinder and/or parameterizing the sensor with the inner diameter can contribute to increasing measurement accuracy.
ZusammenfassungSummary
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das eine Bestimmung eines Innendurchmessers eines Fluidzylinders ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung.The object of the invention is to provide a method that enables the determination of the inner diameter of a fluid cylinder. This object is achieved by the subject matter of the independent patent claims. Further developments of the invention will become apparent from the subclaims and the following description.
Ein Aspekt betrifft ein computerimplementiertes Verfahren zur Bestimmung eines Innendurchmessers eines Fluidzylinders, mit den Schritten:
- Senden, mittels eines Radarsensors, von Radarwellen in eine Kolbenkammer des Fluidzylinders; erfassen, mittels des Radarsensors, von reflektierten Radarwellen als eine erfasste Echokurve; vergleichen, mittels eines Klassifikators, der erfassten Echokurve mit einer Vielzahl von gespeicherten attributierten Echokurven, die in einer Datenbank gespeichert sind, wobei die Attribute der gespeicherten Echokurven einen Innendurchmesser eines Fluidzylinders umfassen; auswählen, mittels des Klassifikators, derjenigen Echokurve aus der Vielzahl von gespeicherten attributierten Echokurven, welche einen höchsten Ähnlichkeitsgrad mit der erfassten Echokurve aufweist; und ausgeben des Innendurchmessers der ausgewählten attributierten Echokurve, wobei der Innendurchmesser eines der Attribute der ausgewählten attributierten Echokurve ist.
- Sending, by means of a radar sensor, radar waves into a piston chamber of the fluid cylinder; detecting, by means of the radar sensor, reflected radar waves as a detected echo curve; comparing, by means of a classifier, the detected echo curve with a plurality of stored attributed echo curves stored in a database, wherein the attributes of the stored echo curves include an inner diameter of a fluid cylinder; selecting, by means of the classifier, that echo curve from the plurality of stored attributed echo curves which has a highest degree of similarity to the detected echo curve; and outputting the inner diameter of the selected attributed echo curve, wherein the inner diameter is one of the attributes of the selected attributed echo curve.
Die Bezeichnung „Fluidzylinder“ (oder „Zylinder“) wird im Folgenden verwendet, wenn sowohl ein Pneumatikzylinder als auch ein Hydraulikzylinder gemeint sein kann. Der Zylinder kann z.B. einen runden, elliptischen, rechteckigen, quadratischen und/oder einen anderen Querschnitt aufweisen. Das computerimplementiertes Verfahren kann beispielsweise auf einer Rechen- und Steuereinheit eines Fluidzylindermesssystems und/oder auf einer anderen Recheneinheit, z.B. auf einem Server und/oder einer Cloud, durchgeführt werden. Die Recheneinheit kann dazu über einen Kommunikationskanal - z.B. über ein Kabel oder drahtlos - direkt oder über ein anderes Gerät mit einem Radarsensor verbunden sein. Der Radarsensor ist dazu in einem Innenraum, üblicherweise an einem Ende einer Kolbenkammer, des Fluidzylinders angeordnet. Der Radarsensor kann zum Beispiel in oder an einem Bodendeckel, z.B. in oder an einer Öffnung des Bodendeckels, des Fluidzylinders angeordnet sein. Der Zylinder kann z.B. einen runden, elliptischen, rechteckigen, quadratischen und/oder einen anderen Querschnitt aufweisen. Der Radarsensor kann dazu eingerichtet sein, z.B. aus der Öffnung des Bodendeckels, Radarwellen in eine Kolbenkammer des Fluidzylinders zu senden. Der Radarsensor kann z.B. eine Frequenz von größer 100 GHz, von größer 200 GHz, z.B. von etwa 240 GHz aufweisen. Die Radarwellen werden dann von Elementen der Kolbenkammer reflektiert, z.B. von einer Kolbenoberfläche des Fluidzylinders, von einem auf dem Kolben angebrachten Mikrowellen-Reflektor, von einer Oberfläche der Kolbenstange, von einer Wand des Fluidzylinders und/oder von anderen Elementen, die in oder an der Kolbenkammer angeordnet sind. Die reflektierten Radarwellen können z.B. in Form einer erfassten Echokurve weiterverarbeitet werden. Bei einer Echokurve sind prinzipiell Amplituden der reflektierten Radarwellen über einer Entfernung von einer Radarantenne des Radarsensors angetragen. Der Radarsensor kann als Messprinzip z.B. das sogenannte CW-Verfahren (CW: Continuous Wave), das FMCW-Verfahren (FMCW: Frequency Modulated Continuous Wave), das SFCW-Verfahren (SFCW: Stepped Frequency Continuous Wave) und/oder das Puls-Radar-Verfahren verwenden. Die Echokurve kann eine Vielzahl von Stützstellen aufweisen, z.B. mehrere 10, mehrere 100, mehrere 1000, Stützstellen. Die Anzahl der Stützstellen kann von der Messgenauigkeit und/oder von den Abmessungen des Zylinders abhängig sein.The term "fluid cylinder" (or "cylinder") is used below to refer to both a pneumatic cylinder and a hydraulic cylinder. The cylinder can, for example, have a round, elliptical, rectangular, square, and/or other cross-section. The computer-implemented method can, for example, be carried out on a computing and control unit of a fluid cylinder measuring system and/or on another computing unit, e.g., on a server and/or a cloud. For this purpose, the computing unit can be connected to a radar sensor via a communication channel—e.g., via a cable or wirelessly—directly or via another device. The radar sensor is arranged in an interior space, usually at one end of a piston chamber, of the fluid cylinder. The radar sensor can, for example, be arranged in or on a base cover, e.g., in or on an opening in the base cover, of the fluid cylinder. The cylinder can, for example, have a round, elliptical, rectangular, square, and/or other cross-section. The radar sensor can be configured to transmit radar waves into a piston chamber of the fluid cylinder, e.g., from the opening in the base cover. The radar sensor can, for example, have a frequency greater than 100 GHz, greater than 200 GHz, or approximately 240 GHz. The radar waves are then reflected by elements of the piston chamber, e.g., by a piston surface of the fluid cylinder, by a microwave reflector mounted on the piston, by a surface of the piston rod, by a wall of the fluid cylinder, and/or by other elements arranged in or on the piston chamber. The reflected radar waves can, for example, be further processed in the form of a recorded echo curve. In an echo curve, the amplitudes of the reflected radar waves are essentially plotted against a distance from a radar antenna of the radar sensor. The radar sensor can use the so-called CW (Continuous Wave), FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave), SFCW (Stepped Frequency Continuous Wave), and/or pulse radar measurement principles. The echo curve can have a large number of sampling points, e.g., several tens, several hundred, or several thousand sampling points. The number of sampling points may depend on the measurement accuracy and/or the dimensions of the cylinder.
Die erfasste Echokurve wird dann mit einer Vielzahl von gespeicherten attributierten Echokurven verglichen. Die erfasste Echokurve und/oder die gespeicherten attributierten Echokurven können dabei z.B. eine spezifische Signalform, spezifische Ausbreitungsmoden, ein spezifisches Rauschen, ein spezifisches Klingelverhalten - in der Nähe der Antenne - umfassen. Die gespeicherten attributierten Echokurven können z.B. in einer Datenbank gespeichert sein. Die Datenbank kann sich z.B. auf einem Server, in einer Cloud und/oder der Rechen- und Steuereinheit des Fluidzylindermesssystems befinden. Die gespeicherten attributierten Echokurven können z.B. mittels einer Vielzahl von Messungen erfasst worden sein, die beispielsweise an einer Vielzahl von Zylindertypen durchgeführt wurden; dabei können sich die unterschiedlichen Zylindertypen insbesondere durch deren unterschiedliche Innendurchmesser unterscheiden. Jede gespeicherte Echokurve kann dabei eine Vielzahl von Attributen aufweisen, z.B. Zeitpunkt der Messung, Position des Kolbens, den Zylindertyp, das Messprinzip, eine Korrekturkurve, usw. Jede gespeicherte Echokurve hat als Attribut einen Innendurchmesser des Fluidzylinders. Der Vergleich der erfassten Echokurve mit der Vielzahl von gespeicherten attributierten Echokurven wird dabei mittels eines Klassifikators durchgeführt. Der Klassifikator kann dabei alle oder eine ausgewählte Untermenge der Stützstellen der Echokurven vergleichen. Der Klassifikator kann einen Ähnlichkeitsgrad der gespeicherten Echokurven mit der erfassten Echokurve bestimmen. The acquired echo curve is then compared with a number of stored attributed echo curves. The acquired echo curve and/or the stored attributed echo curves can, for example, contain a specific signal shape, specific Propagation modes, specific noise, and specific ringing behavior near the antenna. The stored attributed echo curves can be stored in a database, for example. The database can be located on a server, in a cloud, and/or in the computing and control unit of the fluid cylinder measuring system. The stored attributed echo curves can be acquired using a large number of measurements, for example, on a large number of cylinder types; the different cylinder types can differ, in particular, in their different inner diameters. Each stored echo curve can have a large number of attributes, e.g., time of measurement, position of the piston, cylinder type, measurement principle, a correction curve, etc. Each stored echo curve has an inner diameter of the fluid cylinder as an attribute. The comparison of the acquired echo curve with the large number of stored attributed echo curves is carried out using a classifier. The classifier can compare all or a selected subset of the echo curve support points. The classifier can determine a degree of similarity between the stored echo curves and the acquired echo curve.
Auf Basis der Metrik „Ähnlichkeitsgrad“ kann mittels des Klassifikators, diejenigen Echokurve aus der Vielzahl von gespeicherten attributierten Echokurven ausgewählt werden, welche den höchsten Ähnlichkeitsgrad mit der erfassten Echokurve aufweist. Von der gespeicherten attributierten Echokurve und/oder einer Klasse der gespeicherten attributierten Echokurven mit dem höchsten Ähnlichkeitsgrad kann das Attribut „Innendurchmesser“ ausgegeben werden. In Ausführungsformen, bei denen die Klasse der gespeicherten attributierten Echokurven betrachtet wird, kann z.B. eine Klassenzugehörigkeit ermittelt werden und entsprechend der Metrik diejenige Klasse ausgegeben werden, welche den höchsten Ähnlichkeitsgrad aufweist. Bei dieser kann in zumindest einigen Fällen auf das Ermitteln der Ähnlichkeit zu einer bestimmten Echokurve verzichtet werden.Based on the "degree of similarity" metric, the classifier can select the echo curve from the plurality of stored attributed echo curves that has the highest degree of similarity to the acquired echo curve. The "inner diameter" attribute can be output from the stored attributed echo curve and/or a class of the stored attributed echo curves with the highest degree of similarity. In embodiments in which the class of stored attributed echo curves is considered, for example, a class membership can be determined and, according to the metric, the class that has the highest degree of similarity can be output. In this case, in at least some cases, determining the similarity to a specific echo curve can be omitted.
Der auf diese Weise bestimmte und ausgegebene Innendurchmesser des Fluidzylinders kann z.B. für eine Vielzahl von Messanwendungen verwendet werden. Die Messanwendungen können z.B. die Bestimmung eines Volumens des Fluidzylinders umfassen. Der Innendurchmesser kann, alternativ oder zusätzlich, für eine Verbesserung einer Messgenauigkeit des Radarsensors verwendet werden, zum Beispiel um eine Kompensationskurve oder Korrekturkurve für diejenigen Echokurven zur Verfügung zu stellen, die bei diesem Zylindertyp erfasst wurden.The inner diameter of the fluid cylinder determined and output in this way can be used for a variety of measurement applications. These measurement applications can include, for example, determining the volume of the fluid cylinder. The inner diameter can be used, alternatively or additionally, to improve the measurement accuracy of the radar sensor, for example, to provide a compensation curve or correction curve for the echo curves recorded for this cylinder type.
Dieses Verfahren ermöglicht vorteilhafterweise eine automatisierte Bestimmung eines Innendurchmessers eines Fluidzylinders. Dadurch ist keine fehleranfällige und zeitintensive manuelle Eingabe des Innendurchmessers mehr erforderlich. Darüber hinaus kann das Verfahren zu einer automatisierten Parametrierung des Radarsensors und/oder des Fluidzylindermesssystems beitragen, so dass bei einer Neuinstallation und/oder bei einem Wechsel des Radarsensors und/oder des Fluidzylindermesssystems sehr schnell und zuverlässig mit den Messungen begonnen werden kann.This method advantageously enables automated determination of the inner diameter of a fluid cylinder. This eliminates the need for error-prone and time-consuming manual input of the inner diameter. Furthermore, the method can contribute to automated parameterization of the radar sensor and/or the fluid cylinder measurement system, allowing measurements to be started very quickly and reliably upon new installation and/or replacement of the radar sensor and/or the fluid cylinder measurement system.
In einigen Ausführungsformen führt der Klassifikator eine Bestimmung des Ähnlichkeitsgrades mittels eines Fehlermaßes durch. Das Fehlermaß kann beispielsweise mittels einer Summe von Abweichungen zwischen der erfassten Echokurve und den gespeicherten Echokurven bestimmt werden. Die Summe von Abweichungen kann dabei einer einfachen Summe, einer gewichteten Summe, einer Quadratsumme und/oder einer anderen Summe entsprechen. Ein algorithmischer Klassifikator kann dabei vorteilhafterweise von einer Vielzahl von Rechen- und Steuereinheiten, sogar von einigen Mikrocontrollern durchgeführt werden. Dies kann dazu beitragen, dass das Verfahren von einem Fluidzylindermesssystem ohne externe Anbindung durchgeführt werden kann.In some embodiments, the classifier determines the degree of similarity using an error measure. The error measure can be determined, for example, using a sum of deviations between the acquired echo curve and the stored echo curves. The sum of deviations can correspond to a simple sum, a weighted sum, a sum of squares, and/or another sum. An algorithmic classifier can advantageously be implemented by a variety of computing and control units, even by some microcontrollers. This can contribute to the method being implemented by a fluid cylinder measurement system without external connection.
In einigen Ausführungsformen ist der Klassifikator ein trainiertes neuronales Netz (ANN, Artificial Neural Network), welches zur Zuordnung der erfassten Echokurve zu einer der attributierten Echokurvenklassen eingerichtet ist. Dabei kann das ANN beispielsweise mittels der Vielzahl von gespeicherten attributierten Echokurven, die in der Datenbank gespeichert sind, trainiert werden. Dies kann in zumindest einigen Ausführungsformen dazu führen, dass der ANN-Klassifikator die erfasste Echokurve nicht mehr mit einzelnen Echokurven vergleicht, sondern lediglich eine Klassifizierung oder Zuordnung zu einer Echokurvenklasse vornimmt. Dies kann zu einer besonders schnellen und/oder flexiblen Bestimmung des höchsten Ähnlichkeitsgrad beitragen. Insbesondere kann das neuronale Netz im Produktivbetrieb die Anzahl der erforderlichen gespeicherten attributierten Echokurven reduzieren - und damit die Größe der Datenbank -, z.B. weil zumindest einige neuronale Netze sich an „Ähnlichkeitsklassen“, statt an strengen algorithmischen Ähnlichkeiten orientieren können. Besonders vorteilhaft kann sein, dass ein ANN eine Datenbank mit hinterlegten Echokurven für den Betrieb nicht mehr benötigt, sondern eine derartige Datenbank kann lediglich für das Training des Modells Verwendung finden. Dadurch kann es möglich werden, den Klassifikator in oder an dem Sensor anzuordnen. Ein derartig trainierter Klassifikator würde dann beispielsweise nicht die Ähnlichkeit mit einer bestimmten Echokurve bestimmen, sondern eine Wahrscheinlichkeit der Zugehörigkeit zu einer Klasse mit einem spezifischen Innendurchmesser.In some embodiments, the classifier is a trained neural network (ANN, Artificial Neural Network) configured to assign the acquired echo curve to one of the attributed echo curve classes. The ANN can be trained, for example, using the plurality of stored attributed echo curves stored in the database. In at least some embodiments, this can result in the ANN classifier no longer comparing the acquired echo curve with individual echo curves, but merely classifying or assigning it to an echo curve class. This can contribute to a particularly fast and/or flexible determination of the highest degree of similarity. In particular, in productive operation, the neural network can reduce the number of required stored attributed echo curves—and thus the size of the database—for example, because at least some neural networks can be based on “similarity classes” rather than strict algorithmic similarities. It can be particularly advantageous that an ANN no longer requires a database with stored echo curves for operation, but rather such a database can be used solely for training the model. This makes it possible to place the classifier in or on the sensor. A classifier trained in this way would then, for example, no longer measure similarity to a specific echo curve. but rather a probability of belonging to a class with a specific inner diameter.
In einigen Ausführungsformen wird der Innendurchmesser des Fluidzylinders zu einer Parametrierung des Radarsensors verwendet. Die Parametrierung kann z.B. Abmessungen des Zylinders umfassen, so dass z.B. eine Zylinderposition ohne ein aufwändiges Einmessen bestimmt werden kann und eine entsprechende Kompensationskurve entsprechend des Zylinderdurchmessers ausgewählt werden kann.In some embodiments, the inner diameter of the fluid cylinder is used to parameterize the radar sensor. The parameterization may include, for example, the dimensions of the cylinder, so that, for example, a cylinder position can be determined without complex calibration and a corresponding compensation curve can be selected based on the cylinder diameter.
In einigen Ausführungsformen wird der Innendurchmesser des Fluidzylinders zu einer Verbesserung einer Messgenauigkeit des Radarsensors verwendet. So können die Attribute der ausgewählten attributierten Echokurve z.B. Korrekturwerte enthalten, beispielsweise in Form einer - z.B. im Sensor hinterlegten - Kompensationskurve für die erfasste Echokurve. Insbesondere kann der bestimmte Innendurchmesser zur Verbesserung der Genauigkeit der Positionsbestimmung des Kolbens oder Zylinderkopfs beitragen. Dabei kann z.B. ein Effekt berücksichtigt werden, dass sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit bzw. -fähigkeit bestimmter Moden der Mikrowelle in dem Fluidzylinder, z.B. Pneumatikzylinder, in Abhängigkeit von dessen Durchmesser ändern können. Darüber hinaus kann eine Veränderung der Kolbenposition oder Abstand zum Radarsensor zu einer Veränderung der von der Mikrowelle beleuchteten Flächen, Flächenanteile und/oder Winkel - und somit zu Veränderung der relativen Amplituden von einzelnen Echos - führen. Zudem kann es bei bestimmten Kolbenpositionen zu einer Erhöhung der Amplitude bestimmter Radarechos kommen, beispielsweise durch Reflexionen von der Kolbenwand. Diese Interferenz der entsprechenden Echos, die sich in ihrer Amplitude oder ihrer Position durch die sich ändernde Kolbenposition verändern, mit dem eigentlichen Kolbenecho kann zu einer Verringerung der Genauigkeit der Positionsbestimmung des Kolbens führen. Durch die Kenntnis der Abmessungen des Fluidzylinders, insbesondere des Innendurchmessers, können diese Effekte gezielt kompensiert werden.In some embodiments, the inner diameter of the fluid cylinder is used to improve the measurement accuracy of the radar sensor. For example, the attributes of the selected attributed echo curve can contain correction values, for example, in the form of a compensation curve for the detected echo curve—e.g., stored in the sensor. In particular, the determined inner diameter can contribute to improving the accuracy of determining the position of the piston or cylinder head. For example, the effect that the propagation speed or propagation capability of certain microwave modes in the fluid cylinder, e.g., pneumatic cylinders, can change depending on its diameter can be taken into account. Furthermore, a change in the piston position or distance from the radar sensor can lead to a change in the areas, area proportions, and/or angles illuminated by the microwave—and thus to a change in the relative amplitudes of individual echoes. Furthermore, certain piston positions can lead to an increase in the amplitude of certain radar echoes, for example, due to reflections from the piston wall. This interference of the corresponding echoes, which change in amplitude or position due to the changing piston position, with the actual piston echo can lead to a reduction in the accuracy of the piston position determination. By knowing the dimensions of the fluid cylinder, especially the inner diameter, these effects can be specifically compensated.
In einigen Ausführungsformen ist der Fluidzylinder ein Fluidzylinder gemäß ISO 15552. Dies kann vorteilhafterweise die Bestimmung des Innendurchmessers vereinfachen, weil Fluidzylinder dieser Norm normierte Innendurchmesser aufweisen. Dies kann die Anzahl der erforderlichen Vergleiche und/oder der gespeicherten attributierten Echokurven deutlich reduzieren.In some embodiments, the fluid cylinder is a fluid cylinder according to ISO 15552. This can advantageously simplify the determination of the inner diameter because fluid cylinders according to this standard have standardized inner diameters. This can significantly reduce the number of required comparisons and/or stored attributed echo curves.
In einigen Ausführungsformen weist der Radarsensor eine Frequenz von größer 100 GHz, von größer 200 GHz, z.B. von etwa 240 GHz auf. Dabei können derartige hohe Radarfrequenzen sowohl für die Abmessungen als auch für die erzielbare Genauigkeit des Radarsensors vorteilhaft sein.In some embodiments, the radar sensor has a frequency greater than 100 GHz, greater than 200 GHz, e.g., approximately 240 GHz. Such high radar frequencies can be advantageous both for the dimensions and the achievable accuracy of the radar sensor.
In einigen Ausführungsformen wird ein Kolben des Fluidzylinders vor dem Senden der Radarwellen an einer vordefinierten Position angeordnet. Die vordefinierte Position kann z.B. in Zentimetern angegeben sein. Die vordefinierte Position kann z.B. eine Endposition des Kolbens sein. Diese kann beispielsweise auch im dynamischen Betrieb des erfasst werden. Hier kann es vorteilhaft sein, wenn der Radarsensor eine sehr hohe Messwiderhohlrate von z.B. über 100 Hz, über 200 Hz, über 500 Hz, aufweist.In some embodiments, a piston of the fluid cylinder is positioned at a predefined position before the radar waves are transmitted. The predefined position can be specified in centimeters, for example. The predefined position can be an end position of the piston, for example. This can also be detected during dynamic operation, for example. It can be advantageous here if the radar sensor has a very high measurement repetition rate of, for example, over 100 Hz, over 200 Hz, over 500 Hz.
Ein Aspekt betrifft ein Fluidzylindermesssystem zur Erfassung einer Entfernung zwischen einem Radarsensor und einer Kolbenoberfläche eines Fluidzylinders. Das Fluidzylindermesssystem weist einen Fluidzylinder auf, den Radarsensor, welcher in dem Fluidzylinder angeordnet ist, und eine Rechen- und Steuereinheit, die mit dem Radarsensor verbunden ist und die zur Durchführung eines Verfahrens wie oben und/oder nachfolgend beschrieben eingerichtet ist.One aspect relates to a fluid cylinder measuring system for detecting a distance between a radar sensor and a piston surface of a fluid cylinder. The fluid cylinder measuring system comprises a fluid cylinder, the radar sensor arranged in the fluid cylinder, and a computing and control unit connected to the radar sensor and configured to perform a method as described above and/or below.
Ein Aspekt betrifft einen Fluidzylinder, der zumindest einen Radarsensor eines Fluidzylindermesssystems wie oben und/oder nachfolgend beschrieben aufweist.One aspect relates to a fluid cylinder having at least one radar sensor of a fluid cylinder measuring system as described above and/or below.
Ein Aspekt betrifft eine Verwendung eines Fluidzylindermesssystems wie oben und/oder nachfolgend beschrieben zur Erfassung und/oder Bestimmung einer Entfernung zwischen dem Radarsensor und einer Kolbenoberfläche eines Kolbens eines Fluidzylinders und/oder zur Erfassung und/oder Bestimmung einer Geschwindigkeit des Kolbens.One aspect relates to a use of a fluid cylinder measuring system as described above and/or below for detecting and/or determining a distance between the radar sensor and a piston surface of a piston of a fluid cylinder and/or for detecting and/or determining a speed of the piston.
In einigen Ausführungsformen wird vor der Bestimmung der Entfernung und/oder der Geschwindigkeit des Kolbens das Fluidzylindermesssystem auf Basis eines Verfahrens wie oben und/oder nachfolgend beschrieben parametriert.In some embodiments, prior to determining the distance and/or velocity of the piston, the fluid cylinder measurement system is parameterized based on a method as described above and/or below.
Ein Aspekt betrifft ein Programmelement, welches, wenn es auf einer Rechen- und Steuereinheit eines Fluidzylindermesssystems wie oben und/oder nachfolgend beschrieben und/oder auf einer anderen Recheneinheit ausgeführt wird, die Rechen- und Steuereinheit und/oder die andere Recheneinheit anweist, das Verfahren wie oben und/oder nachfolgend beschrieben durchzuführen.One aspect relates to a program element which, when executed on a computing and control unit of a fluid cylinder measuring system as described above and/or below and/or on another computing unit, instructs the computing and control unit and/or the other computing unit to carry out the method as described above and/or below.
Ein Aspekt betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem das hier beschriebene Programmelement gespeichert ist.One aspect relates to a computer-readable medium on which the program element described here is stored.
Zur weiteren Verdeutlichung wird die Erfindung anhand von in den Figuren abgebildeten Ausführungsformen beschrieben. Diese Ausführungsformen sind nur als Beispiel, nicht aber als Einschränkung zu verstehen.For further clarification, the invention is described with reference to embodiments illustrated in the figures. These embodiments are to be understood as examples only and not as limitations.
Kurze Beschreibung der FigurenShort description of the characters
Dabei zeigt:
-
1 schematisch einen Fluidzylinder gemäß einer Ausführungsform; -
2 schematisch ein Fluidzylindermesssystem gemäß einer Ausführungsform; -
3a schematisch einen Fluidzylinder gemäß einer Ausführungsform; -
3b ein Beispiel einer erfassten Echokurve gemäß einer Ausführungsform; -
4a und4b Beispiele von gespeicherten Echokurven gemäß einer Ausführungsform; -
5 ein Flussdiagramm mit einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform.
-
1 schematically shows a fluid cylinder according to an embodiment; -
2 schematically shows a fluid cylinder measuring system according to an embodiment; -
3a schematically shows a fluid cylinder according to an embodiment; -
3b an example of a detected echo curve according to an embodiment; -
4a and4b Examples of stored echo curves according to one embodiment; -
5 a flowchart with a method according to an embodiment.
Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed description of embodiments
Liste der BezugszeichenList of reference symbols
- 100100
- FluidzylinderFluid cylinder
- 102102
- FluidzylindermesssystemFluid cylinder measuring system
- 105105
- Zylinderwandcylinder wall
- 110110
- KolbenPistons
- 115115
- KolbenoberflächePiston surface
- 117117
- KolbenstangenoberflächePiston rod surface
- 120120
- Kolbenstangepiston rod
- 130130
- erste Kolbenkammerfirst piston chamber
- 135135
- AnschlussConnection
- 140140
- zweite Kolbenkammersecond piston chamber
- 145145
- AnschlussConnection
- 180180
- Bodendeckelfloor cover
- 182182
- Öffnung in dem BodendeckelOpening in the bottom cover
- 200200
- Radarsensorradar sensor
- 210210
- Antenneantenna
- 220220
- Radarwellenradar waves
- 500500
- Rechen- und SteuereinheitComputing and control unit
- 520520
- KlassifikatorClassifier
- 530530
- Datenbankdatabase
- 550550
- AnzeigeeinheitDisplay unit
- 600600
- erfasste Echokurverecorded echo curve
- 610, 620610, 620
- gespeicherte attributierte Echokurven oder Echokurvenklassenstored attributed echo curves or echo curve classes
- 612, 622612, 622
- Attribute der Echokurven oder EchokurvenklassenAttributes of the echo curves or echo curve classes
- 700700
- Flussdiagrammflow chart
- 702 - 712702 - 712
- SchritteSteps
- dd
- Entfernungdistance
- zz
- Innendurchmesser des ZylindersInner diameter of the cylinder
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102023127899.1A DE102023127899A1 (en) | 2023-10-12 | 2023-10-12 | Method for determining an inner diameter of a fluid cylinder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102023127899.1A DE102023127899A1 (en) | 2023-10-12 | 2023-10-12 | Method for determining an inner diameter of a fluid cylinder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102023127899A1 true DE102023127899A1 (en) | 2025-04-17 |
Family
ID=95157890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102023127899.1A Pending DE102023127899A1 (en) | 2023-10-12 | 2023-10-12 | Method for determining an inner diameter of a fluid cylinder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102023127899A1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999031463A2 (en) * | 1997-12-15 | 1999-06-24 | Mikrowellen-Technologie Und Sensoren Gmbh | Distance measuring device and method for determining a distance |
| DE102009055445A1 (en) * | 2009-12-31 | 2011-07-07 | BALLUFF GmbH, 73765 | Method and device for determining the position of a piston of a piston cylinder with microwaves |
-
2023
- 2023-10-12 DE DE102023127899.1A patent/DE102023127899A1/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999031463A2 (en) * | 1997-12-15 | 1999-06-24 | Mikrowellen-Technologie Und Sensoren Gmbh | Distance measuring device and method for determining a distance |
| DE102009055445A1 (en) * | 2009-12-31 | 2011-07-07 | BALLUFF GmbH, 73765 | Method and device for determining the position of a piston of a piston cylinder with microwaves |
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