发明内容

本发明的目的是避免或这样改善在现有技术中存在的缺点，从而改善电子设备和探头的集成能力并且实现在评估电子设备的定位中更大的自由。

该目的在装置方面通过根据权利要求1的特征来实现。

本发明涉及一种用于在缸系统的缸盖内引导电磁波的根据权利要求1的装置，其中，该装置具有在缸盖中或在其处布置的评估电子设备和位于缸盖中的探头以及引导电磁波的、在评估电子设备与探头之间用于灵活地定位评估电子设备布置的连接结构，其中，连接结构具有用于联接到探头处的第一信号接头和用于联接在评估电子设备处的第二信号接头。

原则上，本发明不仅使能够使用集成在缸盖中的评估电子设备，而且使能够利用外部评估电子设备。本发明通过在评估电子设备与探头之间的连接路段上以损耗低地、抵抗机械和电影响地传输电磁波而现这。

原则上，探头用作损耗低的波导结(Wellenleiterübergang)，其将高频的信号转换成可在柱状空腔中传播的模态和/或反向转换。探头要么直接用作传感构件要么被用于双向/单向发送和/或接收电磁波，以便推断出测量环境的特性尤其活塞位置。探头使能够激发和接收波导中的专用模态，其传播能力又尤其取决于高频信号的频率、几何尺寸和环境条件、尤其柱状中空体的直径以及尤其在液压的缸系统的情况中取决于位于中空体中的介质的介电特性。因此，探头允许评估缸特性、尤其活塞位置，而或评估位于缸中的介质，或评估两者。

此外，评估电子设备的灵活的定位允许探头和评估电子设备的机械的和/或空间上的脱耦，这尤其有益于相对于机械公差和温度依赖性的稳定性。附加地，通过评估电子设备的单独的且不复杂的可更换性产生相对于其他传感器系统的竞争优势且电子设备的灵活的定位减少了在缸系统中为此必需的结构空间。

本发明的进一步的有利的设计方案是从属权利要求的内容。

有利地，连接结构根据权利要求2柔性地或优选地部分柔性地来构造，以便简化装配和拆卸且以便必要时使温度效应最小化。根据权利要求3，连接结构刚性地来构造，以便实现评估电子设备的固定定位。根据权利要求4，有利地同轴连接被用于传输电波，其中，该同轴连接由于其机械稳定性使能够在缸系统中灵活应用且防止干扰辐射。在此，在缸盖中设置用于该连接的孔的壁可用作同轴导线的外部导体。但是探头和评估电子设备的接头在此优选地不仅仅以TEM导线的形式实现。根据权利要求5，在第一和第二信号接头之间实现任意的角度。由此可允许在缸系统的机械设计中的全部自由度。在第一与第二信号接头之间的角度优选地为90度。

根据权利要求6和7，该实现方案还可作为不同导体结构的混合形式存在，以便实现在组件之间的连接点的最小化且因此最佳地充分利用结构空间。如此，在电路卡(Leiterkarte)上例如同轴导线和带式导线类型的组合对于将探头从评估电子设备机械脱耦证实为特别有利的。尤其在电路卡上实现时，通常不反对使用不一定具有TEM场类型的其他导线类型来实现该连接。有利地根据权利要求8使用带式导线(Streifenleitung)且优选地使用微带导线(MSL)，其中，其特别适合用于在缸系统中的内部运行且优选地被用于短距离。原则上也可应用备选的带式导线技术，例如类似MSL的接地共面波导(gCPW)。

有利地根据权利要求9可在第一与第二信号接头之间进行电流接触(galvanischeKontaktierung)，其中，该连接的电流接触可根据存在的边界条件以不同的型式实现。根据权利要求10至15，为了在探头和评估电子设备的信号接头之间建立电流接触可考虑如下接触方式：

- 以弹性触头(Federkontakt)形式的带有弹性作用的元件，

- 插塞-或夹持连接，

- 螺旋-或挤压连接和

- 焊接连接，

其中，弹性触头具有最高的柔性而螺旋连接、挤压连接以及焊接连接反之可被视为机械刚性的。

优选地根据权利要求10，电流接触能够以带有弹性作用的元件的形式来实现。在探头和评估电子设备之间利用弹性触头的接触可在同轴的系统中例如以所谓的弹簧-触头-销(其由带有弹簧的套筒和接触销构成)来实现，其中，在出现较高的力和机械张力的情况中弹性触头是特别有利的。在电路卡上，该实现方案通过带有弹性作用或带有适合用于装备的接触销的弯板件(Blechbiegeteil)进行。除了在制造时的安装公差外，这样的触头还允许在运行期间来自探头、尤其来自其内部导体的信号导线的轴向和径向运动。尤其在高压系统中存在较高的力时，这可证实为有利的，因为在此已知地内部导体根据压力相对于缸盖移动。通过可动触头如此可抵抗接触部位的机械磨损。用于实现带有弹性作用的触头的备选方式根据权利要求11是覆有传导性的薄膜的传导性的弹性体或泡沫。在预应力下装配时，其跟随可动触头的运动，其中，实现该连接结构的较高的机械强度和弹性。

根据权利要求12，插塞-或夹持连接允许在安装中的公差，然而在运行中会被视为不那么柔性且在运行中尤其由于接触面的磨损而遭受损耗。然而可补偿在各个部件之间的安装公差和出现的偏移。此外，这些连接类型具有良好的耐温性。根据权利要求13和权利要求14，通过使用以密接配合(Passung)和挤压配合(Pressung)的形式的螺旋-和挤压连接可在电子电路与探头之间实现机械刚性连接，其实现简单的装配和拆卸。根据权利要求14，优选地在使用传导性的弹性体的情况下应用挤压配合，或者根据权利要求15应用焊接连接。这样的连接可在出现较高的力和机械张力时(例如由于所涉及的材料的温度梯度引起)被严重地磨损或不可逆地破坏。因此，在出现较高的力和强烈的温度梯度时，弹性触头应特别优选。

通过使用以弹性触头的形式的柔性连接，可实现相对于在缸的轴向和径向中出现的公差以及相对于在生产中出现的制造公差的较高的不敏感性。在此，不仅考虑缸盖中的接触-和装配部位，但是还同时注意对连接件本身的影响。例如，针对性地选出的导线技术体现出相对于钻孔公差更高的不敏感性。通过评估电子设备和探头的该连接，可实现集成设计，以平衡公差例如接触-和装配部位的轴向、径向和制造公差。此外通过集成设计可在机械构件的制造中允许更粗的容差。当该设计实现成使得例如探头和评估电子设备的装配顺序可自由设定时，可得到集成设计的另外的优点。这也正面地作用于单个部件的可更换性。通过评估电子设备的单独的且不复杂的可更换性例如可相对于其他传感器系统产生竞争优势。如果集成设计使在评估电子设备和探头之间的阻抗变换成为可能，这又可面地作用于传感器系统的尺寸。尽管电子设备常常基于50欧姆的导线波阻(Leitungswellenwiderstand)，但是几乎可自由地选择探头的基点阻抗(Fußpunktimpedanz)。因此，通过将阻抗变换级从探头移动到输入导线(Zuleitung)可显著减少对于传感器必需的结构空间。

除了电流连接之外，根据权利要求16还使用电流隔离的信号接头用于连接评估电子设备和探头，以减少干扰信号且实现无延迟的信号传输。根据权利要求18，如果例如将用于隔离发送和接收信号的耦合器(Koppler)集成到该连接中，存在这样的连接。在此，耦合器不仅可被实现为传导结构或以带有电流隔离的离散的结构元件的形式集成到电路板上。根据权利要求17，在第一信号接头和分析电子装置之间适宜地实施电流隔离且通过应用平行引导的导线在此实现信号接头的电流隔离。

通过在评估电子设备和探头之间的连接件中提供附加的功能性，该装置可避免温度小于和在导线长度增加的情况下较高的分散。根据权利要求19，在此可提及可接入的或集成在信号接头中的校正结构，其与合适的方法相结合允许消除电子电路和连接件的特性直至校正平面(Kalibrationsebene)。根据权利要求20，通过使用一个或多个模拟的或数字的温度传感器此外可监测在探头与评估电子设备之间的连接的温度进程(Temperaturgang)，以便借助于合适的方法在信号评估时补偿该温度进程。

根据权利要求21，馈入在10MHz至100GHz之间的高频范围中的电磁波。根据用作传导结构的缸的尺寸或大小和波模态(Wellenmode)，选择合适的频率，其高于所使用的波模式的下极限频率。在此，使用多个频率使能够实现更高的精度，因为可平衡不相关的测量误差。