带缓冲器的测量设备和保护测量设备免受震动的方法与流程

1.本发明涉及一种带缓冲器的测量设备和一种保护测量设备免受震动的方法。


背景技术：

2.测量设备在原理上对于环境影响，特别是对于震动、振荡或冲击是非常敏感的。因此，在架设测量设备时期望的是，在测量设备工作期间可以实现与作用于测量设备上的环境影响不相关。
3.现有技术中有各种方案来处理测量系统的振荡的吸收：例如，参考文献ru 2124659 c1公开了用于保护暴露于动态作用的测量仪器和电子设备的阻尼设备。公开文献de 20 2017 004 177 u1公开了根据磁引力原理的、用于震动敏感设备的磁阻尼支座。参考文献de 10 2004 020 605 a1公开了用于减少机器上不期望的振荡的减振器。参考文献us 2,158,890a公开了一种吸收震荡的连接器。参考文献de 20 2017 004 177 u1公开用于音频设备的减振的磁性吸收器。


技术实现要素：

4.因此，本发明的目的之一在于，能够更好地保护敏感的测量设备免受来自外部的震动、振荡和其他机械引发的摆动的影响。
5.这些和其他的目的通过具有权利要求1的特征的测量设备以及通过具有权利要求8的特征的方法来实现。
6.根据本发明的第一方面，测量设备包括壳体和安装在该壳体上的缓冲器。
7.本发明的第二方面包括一种保护测量设备免受震动的方法，该方法包括将一个或多个缓冲器安装在测量设备的壳体上的步骤。
8.本发明的基本思想之一在于，使用缓冲器以减少或完全抑制会从环境传递到测量设备上的干扰性的震动。在此，例如缓冲器可以具有减振器(schwingungstilger)，即具有机械阻尼特性的质量弹簧系统(masse-feder-system)。在此，可以通过适当地实施振荡质量和/或弹簧元件的刚度来避免在特定频率范围内的频率上的激励或传输。可以使用被动的减振器，也可以使用适应性的或主动的减振器。对于后者而言，可通过适当的致动器或调节器根据调节信号改变弹簧元件的阻尼特性。由此，可以实现在大的工作范围中的减振作用，例如通过优化相对于动态变化的激励频率的阻尼作用。
9.为了缓冲，主动的减振器例如可经由电磁的或电动的致动器将有针对性的反作用力引入到测量设备中。该反作用力可以在幅度、频率和/或相位方面根据来自外部的相应的震动进行设置。在此，主动的减振器尤其是可以具有相应的震动传感装置，借助该震动传感装置能够有针对性地调节电力电子的致动装置。
10.有利的设计方案和改进方案根据其他的从属权利要求以及参考附图由说明书得出。
11.根据测量设备的一些实施方式，测量设备可以具有热分析设备、热导率测试仪流变仪(rheometer)或防火检查系统。
12.根据测量设备的一些实施方式，缓冲器可设置在壳体的设备基座中。
13.根据测量设备的一些实施方式，缓冲器可具有阻尼元件容纳部和至少一个容纳在阻尼元件容纳部中的阻尼元件。
14.根据测量设备的一些实施方式，阻尼元件能够是可主动地设置阻尼特性的阻尼元件。在此，缓冲器在一些实施方式中还可以具有控制装置，该控制装置被设计用于设置阻尼元件的阻尼特性。
15.根据测量设备的一些实施方式，测量设备还能够包括阻尼调节器，该阻尼调节器与缓冲器的控制装置耦联，并且该阻尼调节器被设计用于向控制装置发送控制信号，控制装置基于该控制信号设置阻尼元件的阻尼特性。
16.根据测量设备的一些实施方式，测量设备还能够包括设备传感器，该设备传感器与阻尼调节器耦联，并且该设备传感器被设计用于获得测量设备的特征性的工作条件。在此，阻尼调节器在一些实施方式中能够被设计成基于测量设备的、通过设备传感器获得的特征性的工作条件来产生控制信号。
17.只要有意义的话，上述设计方案和改进方案可彼此任意组合。本发明的其他可行的设计方案、改进方案和实施方案也包括之前或在下文中关于实施例描述发明特征的未明确提出的组合。特别地，在此，本领域技术人员还可添加单独方面作为对本发明的相应基本形式的改进或补充。
附图说明
18.下面根据在示意图中说明的实施例更详细地解释本发明。在此示出：
19.图1示出根据本发明的一个实施方式的、带缓冲器的测量设备的示意框图；以及
20.图2示出根据本发明的另一实施方式的、保护测量设备免受震动的方法的流程图。
21.附图旨在提供对本发明的实施方式的进一步理解。附图说明了实施方式并结合其描述解释本发明的原理和概念。其他的实施方式和多个提及的优点参照附图得出。附图的元素彼此之间不一定按比例示出。方向术语，即例如“上”、“下”、“左”、“右”、“上方”、“下方”、“水平”、“竖直”、“前”、“后”和类似的说明仅用于解释性目的，并且不用于将一般性限制于如附图中示出的具体的设计方案。
22.在附图中，相同的、功能相同的和作用相同的元件、特征和部件——除非另有说明——分别配有相同的附图标记。
具体实施方式
23.图1示出测量设备1，例如热分析设备、热导率测试仪、流变仪或防火检查系统的示意框图。热分析设备例如能够包括热重分析设备、动态差分量热设备、差热分析设备或排放气体热分析设备。测量设备1通常包括壳体2，在该壳体中容纳有测量设备1的主动测量元件10。主动测量元件10例如能够具有样品载体、加热元件、参考元件、测量传感装置和对于测量设备1相应的功能而言所必需的其他部件。
24.测量设备1能够与壳体2一起被放置在底座，例如桌子11上。为此，壳体2能够具有
一个或多个设备基座6，该设备基座6与壳体2连接并且具有与底座接触的接触面。经由底座，通常可通过在设备基座6和底座之间的物理接触将震动、振荡或其他机械冲击传递到壳体2，并进而传递到测量设备1上。所述震动、振荡或其他机械冲击可以在测量工作期间对测量设备1的测量表现产生负面的影响，因此期望要尽可能地减小机械损害。
25.可能出现的震动、振荡或其他机械冲击例如是测量设备1或其部件(例如主动测量元件10)或外围部件(例如变压器、计算装置等)的自身产生的振荡。
26.为此，测量设备1可具有一个或多个缓冲器3，该缓冲器3在壳体2和底座11之间作为基本上唯一的物理连接而存在。缓冲器3可安装到壳体2上，特别是作为壳体2或其底板的、被固定连接的或整体的部分，或作为可外部旋拧的、可固定的或可逆脱开的组件。例如，一个或多个缓冲器3能够设置在壳体2的一个或多个设备基座6中。在图1的示例中，为了说明示出了带缓冲器3的两个设备基座6，然而其中应当明确的是，任意其他数量的缓冲器3和/或设备基座6同样是可行的。通过缓冲器3能够实现的是，减小自身产生的振荡，以及来自外部环境的影响，由此可以实现与架设地点无关的脱耦。通过使用缓冲器3，例如可在任意地点并且尤其在不同于正常工作地点的其他地点进行测量设备10部分的或初步的设备校准，从而使得可在交付之前执行测量设备1的交付校准(auslieferungskalibrierung)，并且不必或基本上不必因地点的切换而进行再次校准，或在工作地点完全重新执行校准。此外，缓冲器3的使用允许在正常的使用边界条件以外使用测量设备1，使得可对在工作地点方面的预设提出不那么严格的要求。对于必须将样品引入或切换到主动的测量元件10中的测量设备1而言，可以更好地补偿通过测量设备1的人类用户或者还可能通过自动的样品切换器无意地引起的机械冲击。这有利地作用于样品载体的寿命，并且有可能更快速地开始测量，因为可通过使用缓冲器3来缩短平衡阶段和调节阶段。
27.设备基座6例如可具有水平补偿自动化装置。为此，设备基座6例如可分别具有驱动高度调节元件的马达，以便可在设备基座6的位置处设置相应的设备基座6和壳体2的底座的接触面的间距。例如，可以根据测量设备1中的倾斜度传感器的测量值进行水平补偿自动化装置的操控。
28.如果缓冲器3被装入设备基座6中，则可通过中断从壳体2到底座11的热流和在相反方向上的热流来改进测量设备1(特别是热分析设备)的热平衡。
29.如图1所示，每个缓冲器3例如可具有阻尼元件容纳部4和容纳在阻尼元件容纳部4中的至少一个阻尼元件5。阻尼元件5可例如由主动的或被动的元件所构成。此外，阻尼元件5也可具有由主动元件和被动元件所构成的组合。
30.阻尼元件5例如在其阻尼特性方面是可主动设置的。为此，缓冲器3可具有例如被构建到设备基座6中或装入测量设备1中的控制装置7。控制装置7用于设置阻尼元件5的阻尼特性，这例如是通过对作用于阻尼元件5的、影响阻尼元件5的弹簧作用的特性的方式来实现的。
31.测量设备1可例如具有与缓冲器3的控制装置7耦联的阻尼调节器9。可由与阻尼调节器9耦联的设备传感器8获得测量设备1的特征性的工作条件，例如测量设备1的重量不对称性、在测量工作期间的重量分布变化、在测量期间的部件的热变化、环境温度、主导的空气压力等。这些特征性的工作条件由设备传感器8输出或传递给阻尼调节器9，该阻尼调节器9随后可输出与所述特征性的工作条件的变量相关的控制信号s。
32.控制信号s也被输出到缓冲器3的控制装置7，该控制装置7在其方面又可根据该控制信号s设置阻尼元件5的阻尼特性。在此，每个缓冲器3可经由单独的控制信号s来操控。例如，可能可行的是，针对不同的阻尼自由度输出不同的控制信号s，以便例如可在底座11的平面中和/或沿着阻尼元件5的纵向方向单独地设置或调节阻尼特性。
33.此外还可行的是，经由耦联在缓冲器3上的加热元件对缓冲器3调温。由此，缓冲器3的灵敏度可以受到主动调节的加热功率的影响。例如，可根据主动测量元件10中的温度来设置加热功率。此外，可经由加热装置有针对性地影响到测量设备1的热流或从测量设备1到底座11的热流。
34.缓冲器3的阻尼元件5可以基于各种作用原理，例如液压、气动、机械、磁或粘弹性的作用。
35.图2示出用于保护测量设备1免受震动的方法m的流程图。该方法m例如可用于保护如结合图1示出和描述的测量设备1。在方法m的步骤m1中，一个或多个缓冲器3被安装在测量设备1的壳体2处。缓冲器3可安装在壳体2处，特别是作为壳体2的或其底板的、固定连接的或整体的部分或者也作为可外部旋拧的、可固定的或可逆脱开的组件。
36.在前面的详细描述中，在一个或多个示例中总结改进了表达严格性的各种特征。然而，在此应该清楚的是，以上描述仅仅是说明性的，而在任何情况下其本质并非是限制性的。其覆盖各种特征和实施例的所有替代性方案、修改方案和等价方案。鉴于以上描述，基于本领域技术人员的技术知识，许多其他示例对于本领域技术人员来说是立即且直接显而易见的。
37.选择和描述所述实施例，以便可以在实践中尽可能最佳地呈现本发明所基于的原理和其应用可行性。由此，本领域技术人员可以在预期的使用目的方面最佳地修改和使用本发明和其各种实施例。在权利要求和说明书中，术语“包含”和“具有”用作对应术语“包括”的中性语言术语。此外，术语“一”和“一个”的使用不应从根本上排除以这种方式描述的特征和部件的复数。