SE523803C2 - Klave för mätning av träds diameter - Google Patents

Description

70 15 20 25 30 523 803 ändra kapacitansen mellan elektroder på linjalen respektive sliden.

Det vore önskvärt att eliminera dessa nackdelar.

Emellertid vore det önskvärt om en elektronisk klave var absolutmätande, varvid nollningsoperationen elimineras.

Föreliggande klave uppfyller dessa önskemål.

Föreliggande uppfinning hänför sig således till en klave av det slag som används för att mäta träds diameter, innefattan- de en fast skala, eller linjal, utmed vilken en slid är för- skjutbar och innefattande en skänkel fästad i linjalens ena ände respektive i sliden, mellan vilka skänklar mätning sker samt innefattande en elektronisk enhet för mätning av slidens läge utmed linjalen och för lagring av mätvärde och andra önskade data, och utmärkes av, att linjalen har ett längsgå- ende inre hålrum, av att den del av sliden som är belägen vid linjalen är försedd med en permanentmagnet, i kombination med att ett i och för sig känt mätorgan förefinns, innefattande en elektriskt ledande tråd, löpande i nämnda hålrum och fäs- tad vid linjalens båda ändar, vilken tråd nära dess ena ände samverkar med en piezokristall, där trådens respektive ände är elektriskt förbundna med en pulsgenerator anordnad att ge- nerera korta elektriska pulser med förutbestämd varaktighet och där ett avkänningsorgan förefinns samverkande med piezok- ristallen och anordnat att avkänna en geometrisk förändring av tråden, varvid piezokristallen är anordnad att avge en elektrisk puls vid nämnda geometriska förändring. p:\patranor\docs\docwork\slutförclägga.nde.inLdoc, 2004-02-25 10 75 20 25 30 1523 803 Nedan beskrives uppfinningen närmare delvis i samband med ett på bifogade ritningar visat utföringsexempel av uppfinningen, där figur 1 visar en klave enligt uppfinningen figur 2 visar ett tvärsnitt genom klavens linjal figur 3 och 4 visar förklarande skisser - figur 5 visar ett tvärsnitt av klavens linjal vid en piezokritalls läge - figur 6 schematiskt visar en tråds samverkan med piezokristallen - figur 7 visar en kurva.

I figur 1 visas en klave 1 av det slag som används för att mäta träds diameter. Den innefattar en fast skala, eller lin- jal 2, utmed vilken en slid 3 är förskjutbar. Klaven innefat- tar en skänkel 4 fästad i linjalens 2 ena ände och en skänkel 5 fästad i sliden 3. Mätning sker mellan dessa skänklar. Kla- ven innefattar en elektronisk enhet 6, 7 för mätning av sli- dens 3 läge utmed linjalen 2 och för lagring av mätvärden och andra önskade data.

Klaven 1 är lämpligen utförd i aluminium.

Enligt uppfinningen har linjalen 2 ett längsgående inre hål- rum 8, vilket visas i figur 2. Linjalen kan ha ytterligare inre längsgående lätthål 9 för att ge linjalen en lägre vikt.

Klaven 1 är försedd med ett mätorgan som innefattar en elekt- riskt ledande tråd 10, vilken löper i nämnda hålrum 8.

Tråden 10 är fästad vid linjalens 2 båda ändar, såsom indike- ras i figur 1. Tråden är i dess ena ände 13 infäst medelst en fjäder 15 så att tråden hålls spänd. I dess andra ände 16 är den infäst med en lämplig bussning 17. På lämpliga avstånd p:\pat:anor\docs\docwork\slutfóreläggande.inl.doc , 2004-02-25 70 15 20 25 30 523 805 utmed trådens längd förefinns icke visade distansorgan av elektriskt isolerande material för att förhindra att tråden utmed dess längd kommer i elektrisk kontakt med linjalen 2.

Trådens 10 ände 16 är dock i elektrisk kontakt med linjalen 2.

Den del av sliden 3 som är belägen vid linjalen 2 är försedd med en permanentmagnet 11, se figur 3. Permanentmagneten 11 kan exempelvis vara belägen där siffran 12 pekar i figur 1.

Tråden 10 samverkar nära dess ena ände 13 med en piezokris- tall 14 som innefattas i mätorganet.

Trådens respektive ände 13, 16 är elektriskt förbundna med en pulsgenerator 6, där den ena ändens 16 förbindning utgöres av linjalen 2, såsom nämnts. Pulsgeneratorn är anordnad att ge- nerera korta elektriska pulser med förutbestämd varaktighet.

Vidare förefinns ett avkänningsorgan 18 samverkande med pie- zokristallen 19 och anordnat att avkänna en geometrisk för- ändring av tråden 10, varvid piezokristallen 19 är anordnad att avge en elektrisk puls till nämnda elektroniska enhet 6, 7 vid nämnda geometriska förändring.

I figur 3 och 4 illustreras den mätprincip som används i föreliggande uppfinning. I figur 3 visas en perspektivisk skiss över nämnda permanentmagnet 11 i förhållande till trå- den 10. I figur 4 visas en vy sedd från höger i figur 3.

Permanentmagneten 11, eller i förekommande fall permanentmag- neterna, är så placerad relativt tråden 10 att magnetfältets kraftlinjer 20, 21 löper i plan parallella med trädens längd- p:\pat.ranor\docs\docworldslutföreläggande.inLdoc, 2004-02-25 10 15 20 25 30 4523 803 utsträckning. I figur 3 betecknar siffran 23 i detta samman- hang ointressanta kraftlinjer.

När en elektrisk puls genereras i tråden 10 av nämnda pulsge- nerator flyter en ström genom tråden 10. Denna ström ger upp- hov till ett magnetfält 22 runt träden. Såsom framgår av fi- gur 4 kommer permanentmagnetens ll kraftlinje 20 att motverka kraftlinjen 22 runt tråden 10, medan permanentmagnetens kraftlinje 21 kommer att samverka med kraftlinjen 22 runt tråden. Betraktande figur 3 medför detta att tråden vid posi- tionen schematiskt markerad A respektive positionen markerad B vrids åt motsatt håll, såsom pilarna vid A och B utvisar.

Detta medför att det bildas en mekanisk puls i tråden med en tordering åt ett håll följt av en tordering åt motsatt håll.

Denna mekaniska puls bildas således vid läget för permanent- magneten ll och fortplantas i tråden till avkänningsorganet innefattande piezokristallen 19.

Nämnda pulsgenerator är anordnad att avge en elektrisk puls genom tråden som alstrar ett magnetfält 22 runt tråden med en styrka av samma storleksordning som magnetfältet 20, 21 alst- rat av nämnda permanentmagnet. Exempelvis har pulsen en strömstyrka av 2 Ampère och en varaktighet av 2 mikrosekun- der.

Permanentmagneten har exempelvis dimensionerna 4 X 4 X 3 mil- limeter.

Ett utförande av avkänningsorganet visas schematiskt i figu- rerna 5 och 6, där figur 6 är en sprängskiss. Avkänningsorga- net innefattar en tràdstyrningshylsa 24 av elektriskt isole- p:\patranor\docs\docworkßlutfóreläggande.inldoc, 2004-02-25 70 75 20 25 30 523 803 rande material. Trådstyrningshylsan 24 har ett spår 25 i vil- ket tråden löper.

Nämnda piezokristall 19 är enligt en föredragen utföringsform plan och är försedd med en utskjutande stång 26. Denna stång 26 anligger mot tråden 10 och hålls mot tråden medelst en gummikuts 27, lämpligen av neoprengummi. Stången 26 är infäst i piezokristallen med ett lim. Stången 26 är således anordnad att förskjutas i pilarnas 28 riktning när tråden 10 torderas.

Vid nämnda förskjutning av stången 26 påverkar stången pie- varvid denna genererar en elektrisk 30 till en elektro- zokristallen mekaniskt, signal. Denna signal förs via ledare 29, nisk krets 31, se figur 5.

Nämnda mekaniska puls ger via piezokristallen upphov till en elektrisk signal med det i figur 7 visade principiella utse- en sinusformad våg. endet, d.v.s.

Nämnda avkänningsorgan 6, 7, 31 är anordnat att mäta tiden från det att nämnda pulsgenerator utsänder nämnda puls till dess att en uppkommen torsion av tråden registreras av pie- zokristallen och av att nämnda tid utgör ett mått på slidens absoluta läge utmed linjalen. Tiden är således den nämnda mekaniska pulsens gångtid i tråden 10. Exempelvis kan propa- geringshastigheten vara 1.5 millimeter per mikrosekund.

Lämpligen detekteras nollgenomgången hos den i figur 7 visade kurvan.

Nämnda tid är beroende av trådmaterialets elasticitetsmodul.

Därför måste en kalibrering ske beroende av trådmaterial. Ett lämpligt trådmaterial har visat sig vara en järnlegering med p:\patranor\docs\docworkßlutíöreläggaxxdeinl.doc, 2004-02-25 70 15 20 25 30 523 803 97 - 98 % Fe samt legeringsämnena Ni, Si och P. Tråden har lämpligen en diameter av omkring 0.5 millimeter.

Pulsgeneratorn utsänder lämpligen en puls när operatören trycker på en knapp 32 på sliden vid mättillfället. Nämnda tid mäts och omräknas av den elektroniska enheten till aktu- ellt avstånd mellan skänklarna. Avståndet visas lämpligen på en display 33.

Pulsgeneratorn kan även vara anordnad att utsända pulser kon- tinuerligt med en viss pulsrepetitionsfrekvens, exempelvis med 10 pulser per sekund. Mätning av nämnda avstånd sker där- vid medelst den puls som utsändes närmast efter det att ope- ratören tryckt på knappen 32.

Sliden kan vara försedd med ytterligare knappar 34, 35 för inmatning av data. Nämnda pulsgenerator är anordnad att avge en elektrisk puls genom tråden som alstrar ett magnetfält 22 runt tråden med en styrka av samma storleksordning som mag- netfältet 20, 21 alstrat av nämnda permanentmagnet.

Det är uppenbart att föreliggande uppfinning löser de inled- där en robust absolutmätande klave ningsvis nämnda problemen, erhålles.

Ovan har ett antal utföringsformer beskrivits. Emellertid är det uppenbart för fackmannen att detaljutformningen av de olika ingående komponenterna kan varieras.

Föreliggande uppfinning skall därför inte anses begränsad till de ovan angivna utföringsformerna, utan kan varieras inom dess av bifogade patentkrav angivna ram. p:\patranor\docs\docworldslutíörelággandeinl.doc , 2004-02-25

Claims (6)

70 15 20 25 30 523 803 Patentkrav

1. Klave av det slag som används för att mäta träds diame- ter, innefattande en fast skala, eller linjal (2), utmed vil- ken en slid (3) är förskjutbar och innefattande en skänkel (5) i sliden (3), mellan vilka skänklar mätning sker samt innefattande en elek- (4) fästad i linjalens ena ände respektive tronisk enhet för mätning av slidens (3) läge utmed linjalen (2) och för lagring av mätvärde och andra önskade data, k ä n n e t e c k n a d a v, att linjalen (2) har ett längs- gående inre hålrum (8), av att den del av sliden (3) som är belägen vid linjalen (2) är försedd med en permanentmagnet (11), i kombination med att ett i och för sig känt mätorgan förefinns, innefattande en elektriskt ledande tråd (10), lö- pande i nämnda hàlrum (8) och fästad vid linjalens (2) båda (13) samverkar med (13, nära dess ena ände (10) vilken tråd (10) (19), ändar, en piezokristall där trädens respektive ände 16) är elektriskt förbundna med en pulsgenerator anordnad att generera korta elektriska pulser med förutbestämd varaktighet (18) och där ett avkänningsorgan förefinns samverkande med (19) och anordnat att avkänna en geometrisk (10), piezokristallen förändring av tråden varvid piezokristallen är anordnad att avge en elektrisk puls vid nämnda geometriska förändring.

2. Klave enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v, att (10) och av att tråden är fritt upphängd i nämnda hålrum (8) tråden är infäst med en dragspänning i tråden.

3. Klave enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av, att nämnda pulsgenerator (31) är anordnad att avge en elektrisk puls genom tråden (10) som alstrar ett magnetfält (22) runt tråden med en styrka av samma storleksordning som magnetfältet (20,21) alstrat av nämnda permanentmagnet (11). p:\patra.nor\docs\docworkßlutförelåggandeinl.doc, 2004-02-25 10 75 20 »523 803 2 eller 3, (ll)

4. Klave enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d är så placerad relativt (20,2l) att nämnda permanentmagnet (10) äV, tråden att magnetfältets kraftlinjer löper i plan parallella med trädens längdutsträckning. 3 eller 4, (19)

5. Klave enligt krav l, 2, k ä n n e t e c k - att nämnda piezokristall är plan och är för- (26), n a d a v, av att nämnda stång an- (26) sedd med en utskjutande stång (10) och av att stången är anordnad (10) ligger mot tråden att förskjutas när tråden torderas. 4 eller 5, k ä n n e t e c k - (6,7,31)

6. Klave enligt krav l, 2, 3, är anordnat (31) n a d a v, att nämnda avkänningsorgan att mäta tiden från det att nämnda pulsgenerator utsän- der nämnda puls till dess att en uppkommen torsion av tråden (10) (19) registreras av piezokristallen och av att nämnda tid utgör ett mått på slidens (3) absoluta läge utmed linja- len (2). p:\patranor\docs\docwork\slutföreläggande.inLdoc, 2004-02-25