Gerät zum Messen der Dicke von magnetisch nichtleitenden Schichten innerhalb von Rohren aus ferromagnetischem Material
Der Kesselstein, der sich in den Siederohren von Dampfkesseln bei Speisung mit hartem Wasser bildet, verursacht eine Erhöhung der Temperatur der Rohrwände, eine Erniedrigung der Wärmeübertragung zwischen den Verbrennungsprodukten und ! dem er- hitzten Wasser und deshalb auch eine Beeinträchti gung des Kreislaufes innerhalb der Siederohre, so dass sich ihre Temperatur erhöht und es zu Rohrbrüchen kommen kann. In manchen Fällen, namentlich wo sich Schichten von Silikatkesselstein bilden, können schon Schichten einer Dicke von einigen Zehntelsmillimetern ernste Folgen haben.
Es ist deshalb erforderlich, die Dicke der Kesselstein schicht zu überwachen, um rechtzeitig eine Reinigung unternehmen zu können und um nachzuprüfen, ob die Reinigung, sei sie mit mechanischen oder chemischen Mitteln durchgeführt, genügend war. Das genaue Messen der Dicke der angesetzten Schicht kann auch bei verschiedenen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten erwünscht sein, da dadurch zum Beispiel das Wesen des Flüssigkeits- bzw. Dampfumlaufes nachgeprüft werden kann.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Stärke von magnetisch nicht leitenden Schichten auf ferromagnetischen Unterlagen durch Messung der von der Schichtstärke abhängigen Induktanz eines auf die Schicht aufzusetzenden, mit einer stromdurchflossenen Spule versehenen Weicheisenkörpers festzustellen. Bei einer bekannten, für diese Messung dienenden Sonde ist der Weicheisenkern drehbar innerhalb der feststehenden Spule angeordnet, so dass die Sonde auf den zu untersuchenden Flächen abgerollt werden kann.
Um diese Sonde zum Messen von auf dler Innenseite von Rohren sitzenden Schichten verwendbar zu machen, wird gemäss der Erfindung die Messspule an dem freien Ende eines von zwei federnd auseinandergespreizten Armen angeordnet, welche mit ihrem Scheitel schwenkbar an einem Fahrgestell gelagert sind und von denen der andere Arm am Ende Führungsrollen trägt. Die Verwendung von Spreizarmen mit Rollen, die sich an die Innenwandung eines zu messenden Rohres anlegen, ist bei Geräten zum Messen des Innendurchmessers der Rohre bekannt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Messen der Dicke von magnetisch nichtleitenden Schichten innerhalb von Rohren aus ferromagnetischem Material auf induktivem Wege mittels einer Messspule, in der ein ferromagnetischer Kern drehbar gelagert ist, dessen Enden als Rollen ausgebildet sind, die sich auf der zu messenden Schicht abrollen. Kennzeichnend für die vorliegende Erfindung ist, dass die Messspule an dem freien Ende eines von zwei federnd auseinandergespreizten Armen angeordnet ist, welche mit ihrem Scheitel schwenkbar an einem Fahrgestell mit mindestens einer Fahrrolle gelagert sind und von denen der andere Arm am Ende Führungsrollen trägt.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt, wo
Fig. 1 eine Seitenansicht des Gerätes in Arbeitsstellung innerhalb eines Rohres vorstellt,
Fig. 2 eine Draufsicht mit Schnitt entlang der Achse der Messspule.
Auf der Achse 9, die ein Paar von Führungsrollen 13 verbindet, sind einerseits ein nicht bezeichnetes rohrförmiges Führungsglied angelenkt, anderseits zwei gegeneinander ausschwenkbare Arme 3, 8, die durch eine Federkraft 12 auseinandergespreizt werden. Im Arm 3 ist mittels eines Zapfens 6 ein Tragkörper 2 drehbar um die Längsachse des Armes 3 gelagert, wobei die Drehung durch einen Stift 7 be grenzt ist, der sich innerhalb einer Nut des Armes 3 bewegt. Der Tragkörper 2 besitzt eine Querbohrung, in welcher der magnetische Kern 4 einer Messspule 1 drehbar gelagert ist, wobei kreisförmige Stirnplatten 5 dieses Kernes ein Rollenpaar bilden. Die Messspule 1 selbst umfasst die Bohrung für den Kern 4 und ist unbeweglich gegenüber dem Tragkörper 2. Der zweite Arm 8 besitzt an seinem Ende gleichfalls ein Rollenpaar 10, dessen Achse einen Stromunterbrecher 11 betätigt.
Der Tragkörper 2 mit dem Kern 4 und Stirnplatten 5 und das Rollenpaar 10 sind auf den betreffenden Armen abnehmbar und auswechselbar befestigt.
Die Stromleitungen zur Spule 1 und zum Stromunterbrecher 11 führen durch das an die Achse 9 angelenkte, rohrförmige Führungsglied.
Das Gerät wird in das zu messende Rohr durch Zusammenpressen der Feder 12 eingeführt, wobei sich die Rollen 10, 13 und 5, durch Federkraft auseinandergespreizt, gegen die Rohrwand pressen. Dabei ermöglicht die ausschwenkbare Lagerung des Tragkörpers 2 ein sicheres Anliegen der Rollen 5, welche die Stirnplatten des Spulenkernes 4 bilden, an die zu messende Schicht. Wenn wir nun in die Messspule 1 elektrischen Strom einführen, können wir auf Grund der Änderung der Induktivität der Messspule gegen- über Messungen von reinen Oberflächen ferromagnetischen Materials die Dicke der magnetisch nichtleitenden Schicht ermitteln. Die Messung selbst kann auf beliebige, an sich bekannte Weise vollführt werden, z. B. in Brückenschaltung oder mittels der Kompensationsmethode.
BTenn wir nun das Gerät entlang des Rohres bewegen, können wir an beliebiger Stelle die Dicke der Kesselsteinschicht messen. Dabei sind die Rollen 13 lediglich Führungsrollen. Die Rollen 10 oder unter Umständen auch die Rollen 5 können zur Betätigung eines Stromunterbrechers 11 ausgenützt werden, dessen Impulse an einem Registrierapparat die Lage des Gerätes innerhalb des Rohres angeben bzw. die Abwicklung eines Registrierstreifens steuern.
Durch geeignete Schaltung der Messspule kann, da ein genaues Anliegen der Stirnplatten 5 der Kerne 4 an die gemessene Schicht verbürgt werden kann, eine grosse Messgenauigkeit erzielt werden, die bei geringeren Schichtdicken im Bereich von 0,01 mm liegen, so dass durch dieses Gerät auch die Dicke sehr dünner Metallüberzüge oder dergleichen gemessen werden kann. Da die Halter der Rollenpaare 5, 13 auswechselbar bzw. verlängerbar sind, können Messungen in Rohren von verschiedenem Durchmesser vorgenommen werden.
Es ist selbstverständlich, dass manche Teile des erfindungsgemässen Gerätes auf andere Weise durchgeführt werden können. So können zum Beispiel die Arme 3, 8 mittels Blattfedern gehalten und auseinandergespreizt werden; es kann lediglich eine Fahrrolle 13 vorgesehen sein und dergleichen, ohne dass das Wesen der Erfindung dadurch geändert wäre. Das an die Achse 9 angelenkte Führungsglied kann als elastisches Metallrohr oder dergleichen ausgeführt werden, um ein Einführen des Gerätes in gebogene Rohre zu ermöglichen.