专利名称：用于位置探测的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种分别根据权利要求1、4、11和14的前序部分所述的用于位置探测的方法和装置。
背景技术：
从EP1065517A1中，公知一种用于借助于铁磁声音信号导体探测提升罐笼的位置的装置，该提升罐笼沿着垂直竖井移动并具有信号输入耦合器，其中，所述导体在竖井内垂直延伸，并具有预定的、基本均匀的声音传播速度，所述信号输入耦合器连接到信号发射器上，并位于提升罐笼处，用于将声音信号耦合到声音信号导体中。在这种结构中，连接到评价电路上以用于产生表示提升罐笼瞬时位置的信号输出耦合器布置在声音信号导体的至少一端附近。声音信号导体在至少一端具有声音信号衰减器，信号输入耦合器可以由评价电路在如下的时间间隔下触发，该间隔为不与信号输入耦合器耦合并随后在声音信号导体端部反射的先前声音信号发生叠加那么长。
类似的用于位置探测的装置由DE 19903644C1而得知，其中标定信号被额外地耦合到声音信号导体中。用于测量从预定点到沿着被测量的长度移动的目标的被测量长度的装置从DE 10006379A1中公知，该目标呈现出用于声音信号的两个信号输入耦合器。
已经发现在这种用于位置探测的装置中，在声音信号导体相对大长度情况下，在声音信号向信号输出耦合器的传输方面存在问题。更详细的调查揭示了由于通过声音信号导体流动的磁场由用于耦合声音信号的信号输入耦合器产生，因此，导致声音信号衰减的少量残留磁场由剩磁的作用而得以残留。虽然残留磁场大小在30×10-6Nepers/m数量级上，但是在声音信号导体为130m情况下其最终导致声音信号衰减到50％。

发明内容
本发明的目的是分别提供一种根据权利要求1、4、11和14的前序部分所述的方法和装置，其能够防止重要的声音信号由于声音信号导体而衰减，即使声音信号导体的长度较大。
这个目的分别由权利要求1、4、11和14的特征部分予以实现。
在这种结构中，与耦合的声音信号相关的补偿能量耦合到声音信号导体中，这就产生一个矫顽力，该矫顽力具有如下的效果，即，由于声音信号耦合而残余磁化的声音信号导体基本上被去磁，或者这个磁场基本上被补偿，以形成相反方向的相应的磁场。在第一种情况下，补偿能量跟踪耦合的声音信号，并主要导致去磁。其结果为衰减小于10-6Nepers/m，从而即使声音信号导体的长度较大或使用在声音信号导体一端反射的声音信号，衰减仍非常小，足以确保声音输出耦合器正确地提取。在第二种情况下，过补偿或相反磁化形成为如此程度以至于后面耦合的声音信号会遇到与其本身所产生的磁场大小相等方向相反的磁场，从而在这种情况下也可以保持通过声音信号导体传播的声音信号的衰减相对小。补偿或过补偿适用于任何类型的耦合的声音信号，不论这些声音信号用于例如测量、标定等。
补偿能量可以例如通过加热到居里温度、机械敲击或磁场引入，尤其是通过跟着声音信号的至少一个声音补偿信号来引入。
对于声音信号，提供了信号输入耦合器，它可以布置在声音信号导体一端的固定位置处，同时相应的信号输出耦合器布置在移动目标(例如提升罐笼)上，或者它可以布置在移动目标上，而信号输出耦合器静止于声音信号导体一端的区域内。
本发明的其他实施例可以从以下的描述和从属权利要求中获得。


下面，将借助于附图中示意性示出的说明性实施例详细描述本发明。
图1示意性示出布置在具有位置确定装置的竖井中的电梯；图2示出位置确定装置所使用的脉冲序列的实施例；图3是出位置确定装置所使用的脉冲序列的另一实施例。
具体实施例方式
具有提升罐笼2的电梯(未详细示出)设置在竖井1中，该电梯可以在竖井内垂直移动。另外，竖井1包括铁磁声音信号导体3，该导体3通过悬挂装置4机械连接到竖井顶部，而配重(weight)5，有可能与衰减器6一起，支撑声音信号导体3并保持其在竖井1中垂直，配重在声音导体3的下端伸出，基本上超过竖井1的高度。
金属的、尤其是磁致伸缩的声音信号导体3具有预定的、基本均匀的声音传播速度，并尤其是一根金属线，其适宜地具有约1mm数量级的直径。
提升罐笼2设置有超声波范围内的定时的声音信号的发射单元7，其具有带时钟发生器的信号发射器8和信号输入耦合器9，其位于提升罐笼2上，用于将声音信号耦合到声音信号导体3中。由后者耦合的声音信号朝向声音信号导体3的两端传播，并在各种情况下在该处反射，当这个声音信号通过有可能设置的衰减器6时，被后者衰减。
靠近声音信号导体3的一端，图中示为靠近上端，设置了一个信号输出耦合器10，其连接到用于产生表示提升罐笼2的瞬时位置的信号的评价电路11上。
评价电路11用于进行声音延迟的测量和提升罐笼2位置的计算，并用于与提升罐笼2的位置的输出耦合器解耦，以及可能还有外推插值那些实际测量位置之间的位置。
优选地还包括微处理器的评价电路11也可以用于触发发射单元7，即，使发射单元7将声音信号耦合到声音信号导体3中。在这种情况下，相应的触发脉冲可以通过提升罐笼2的拖曳缆索传输，然而，也可以通过光波导和光耦合器或通过无线电传输，并且在后者的情况下，因为接收线圈固定到提升罐笼2上并且封闭声音信号导体3，所以声音信号导体3可以用作天线。然而，信号发射器8也可以包括与评价电路11无关的时钟发生器。
或是由于被评价电路11触发，或是与后者无关，信号发生器8的时钟发生器以预定的时钟频率产生声音信号S，该声音信号S在被信号输出耦合器10接收后，被评价电路11评价。
另外，跟着声音信号S并具有相反相位的声音补偿信号E在各种情况下根据图2产生，尤其是，比先前耦合的声音信号S长度短且/或振幅小的声音补偿信号E用在这个结构中，该补偿信号E对应于声音信号导体3的铁磁材料的滞后回线。在耦合的声音信号S和随后的声音信号补偿信号E之间适当地提供一个时间间隔，这个时间间隔大于声音信号S的波长，但是短于声音信号S之间的时钟脉冲间隔，以防止声音信号S和E之间的重叠。这有效地使声音信号导体3去磁，并因此不会显著衰减后续的声音信号S，即使声音信号导体具有较大的长度。
如果各声音信号S由一系列声音补偿信号E1、E2、E3、E4跟踪，那么可以实现相应的效果，根据图3，第一声音补偿信号E1具有与声音信号S相反的相位，而后续的声音补偿信号E2、E3、E4在每种情况下也具有与E1和彼此相反的相位。在这种结构中，在声音信号S，E1、E2、E3、E4之间也适当地提供了长于声音信号S的波长但大大短于声音信号S之间的时钟脉冲间隔的时间间隔，以便防止声音信号S和E的叠加。
在这种结构中，声音补偿信号E1、E2、E3、E4振幅均匀减小，即，线性减小，或者特别是遵循指数曲线(例如抛物线)增大，这包括声音信号S的振幅。
在每种情况下，也可以在声音信号导体3的另一端提供另一个信号输出耦合器10′和另一个评价单元11′，这使得提升罐笼2的位置以两通道确定，即，冗余地确定。
在竖井1中，可以设置至少两个开关13、14，在提升罐笼2穿过他们时，他们由提升罐笼2操作，并向评价单元11提供信号。例如，后者存储一个相对在特定温度下(例如20℃)通过开关13、14位置的表。然后，根据从这些表的偏差来校正位置确定，结果，在提升罐笼2位置确定时，可以将反映在竖井1上的建筑物长度变化的效果加以考虑。
在所示的说明性实施例中，两个开关13、14设置成串联常闭开关。然而，也可以并联，且开关13、14作用为常开开关。开关13、14也可以分别连接，如果提供两个评价单元11、11′，开关13、14的一部分也可以耦合到一个评价单元11上，而另一部分耦合到另一个评价单元11′上。
可以沿着声音信号导体3移动的目标不一定为提升罐笼3，而也可以考虑其他目标。除此之外，声音信号导体3也不必要垂直布置，而是可以呈现出任何与目标移动方向对应的取向，例如，水平布置。
权利要求
1.一种用于探测目标的位置的方法，该目标可沿着铁磁材料的声音信号导体(3)移动，尤其是可沿着垂直竖井(1)移动的提升罐笼(2)，其中，声音信号(S)借助于连接到信号发射器(8)上的信号输入耦合器(9)以定时方式耦合到声音信号导体(3)内，借助于信号输出耦合器(10)提取，并且被提取的信号由评价电路(11)评价，以用于产生代表目标瞬时位置的信号，其特征在于，在声音信号(S)耦合后，施加相反的磁场，以用于补偿由声音信号(S)的耦合造成的残余磁化。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，补偿能量作为声音补偿信号(E)耦合，该补偿信号具有与声音信号(S)相反的相位。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，使用比先前耦合的声音信号(S)波长短且/或振幅小的声音补偿信号(E)，其对应与声音信号导体(3)的铁磁材料的迟滞回线。
4.一种用于探测目标位置的方法，该目标沿着铁磁材料的声音信号导体(3)可移动，尤其是沿着垂直竖井(1)可移动的提升罐笼(2)，其中，声音信号(S)借助于连接到信号发射器(8)上的信号输入耦合器(9)以定时方式耦合到声音信号导体(3)内，借助于信号输出耦合器(10)提取，并且被提取的信号由评价电路(11)评价，以用于产生代表目标瞬时位置的信号，其特征在于，在任何情况下，在声音信号(S)已经耦合后，多个具有与耦合的声音信号(S)相反的相位的声音补偿信号(E1、E2、E3、E4)开始耦合，并随后在每种情况下改变相位并减小振幅。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，使用具有遵循指数曲线的振幅的声音去磁信号(E1、E2、E3、E4)。
6.如权利要求1到5中任一项所述的方法，其特征在于，位于移动目标上的信号输入耦合器(8)与目标一起移动，而声音信号(S)由信号输出耦合器(10)在声音信号导体(3)的至少一端附近提取。
7.如权利要求1到5中任一项所述的方法，其特征在于，声音信号(S)由信号输入耦合器(8)耦合到声音信号导体(3)一端附近，并由位于移动目标上的信号输出耦合器(10)提取。
8.如权利要求1到7中任一项所述的方法，其特征在于，在耦合的声音信号(S)和后续的声音补偿信号(E、E1、E2、E3、E4)之间设置长于声音信号(S)波长的时间间隔。
9.如权利要求1到8中任一项所述的方法，其特征在于，源于声音信号(S)耦合的残留磁化实际上被补偿。
10.如权利要求1到8中任一项所述的方法，其特征在于，源于声音信号(S)耦合的残留磁化被过补偿，形成相反方向的对应磁场。
11.一种用于探测目标位置的装置，该目标可沿着铁磁材料的声音信号导体(3)移动，尤其是可沿着垂直竖井(1)移动的提升罐笼(2)，包括连接到信号发射器(8)上的信号输入耦合器(9)，用于将声音信号(S)定时耦合到声音信号导体(3)中；以及连接到评价电路(11)上的信号输出耦合器(10)，用于产生代表目标瞬时位置的信号，其特征在于，在任何情况下，在声音信号(S)已经耦合后，可以耦合相反的磁场(E)，以用于补偿源自声音信号(S)耦合的残留磁化。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，补偿能量可以作为至少一个声音补偿信号(E)而由信号输入耦合器(8)耦合。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，声音补偿信号(E)具有比先前耦合的声音信号短的波长和/或小的振幅，其对应于声音信号导体(3)的铁磁材料的迟滞回线。
14.一种用于探测目标位置的装置，该目标可沿着铁磁材料的声音信号导体(3)移动，尤其是可沿着垂直竖井(1)移动的提升罐笼(2)，包括连接到信号发射器(8)上的信号输入耦合器(9)，用于将声音信号(S)定时耦合到声音信号导体(3)中；以及连接到评价电路(11)上的信号输出耦合器(10)，用于产生代表目标瞬时位置的信号，其特征在于，在任何情况下，在声音信号(S)已经耦合后，一系列与耦合的声音信号(S)相反相位的声音补偿信号(E1、E2、E3、E4)开始耦合，并随后在每种情况下改变相位并减小振幅。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，声音补偿信号(E1、E2、E3、E4)呈现出遵循指数曲线减小的振幅。
16.如权利要求11到15中任一项所述的装置，其特征在于，在耦合的声音信号(S)和后续的声音补偿信号(E、E1、E2、E3、E4)之间设置长于声音信号(S)波长的时间间隔。
17.如权利要求11到16中任一项所述的装置，其特征在于，信号输入耦合器(8)布置在移动目标上，而信号输出耦合器(10)布置在声音信号导体(3)的至少一端附近。
18.如权利要求11到16中任一项所述的装置，其特征在于，信号输入耦合器(8)布置在声音信号导体(3)一端附近，而信号输出耦合器(10)布置在移动目标上。
19.如权利要求11到18中任一项所述的装置，其特征在于，相反的磁场可以按声音信号导体(3)至少实质上去磁的方式调节。
20.如权利要求11到18中任一项所述的装置，其特征在于，相反的磁场可以按如下方式调节，即，由声音信号(S)产生的磁场的过补偿主要由相同大小但相反方向的磁场实现。
全文摘要
本发明涉及探测目标的位置，该目标沿着铁磁材料的声音信号导体(3)移动，其中，声音信号(S)借助于连接到信号发射器(8)上的信号输入耦合器(9)以定时方式耦合到声音信号导体(3)内，借助于信号输出耦合器(10)提取，并且被提取的信号由评价电路(11)评价，以用于产生代表目标瞬时位置的信号，其中，在声音信号(S)耦合后，在各种情况下，对于声音信号(S)产生的磁场，耦合相反的磁场。
文档编号G01D5/48GK1396463SQ0214129
公开日2003年2月12日 申请日期2002年7月5日 优先权日2001年7月7日
发明者克里斯琴·奥尔希莱格尔 申请人:K.A.施莫沙尔公司