CN107849836B - 磨损传感器以及相应的磨损元件、组件和用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磨损传感器和磨损元件，并涉及相应的组件和用途。所述传感器设计成用于铲土机械的铲斗上的磨损元件。所述传感器包括电传感器电路和至少一个长臂(23)，所述长臂在限定纵轴的检测方向上延伸。所述臂(23)具有基部(25)和端部。所述端部连同所述磨损元件的磨损材料一起磨损。所述臂(23)包括形成所述电传感器电路的一部分并沿着臂(23)以相对于纵轴测量的不同的单独长度延伸的多个电连接(27)。本发明还涉及铲土机械的铲斗的磨损元件、组件及其用于确定所述磨损的用途。

Description

磨损传感器以及相应的磨损元件、组件和用途

技术领域

本发明涉及用于铲土机械(earth-moving machine)铲斗(bucket)中的磨损元件的磨损传感器。它也适用于提供了从淹没区挖掘(excavate)、运输和沉积物料的切割头(cutting head)疏浚船舶(dredging vessel)。

本发明还涉及具有根据本发明的传感器的铲土机械的铲斗的磨损元件以及由所提及的磨损元件和所述相应的支撑件(support)或适配器(adapter)形成的组件(assembly)，其中所述磨损元件具有适合于组装于所述支撑件上的后端(rear end)，并且所述支撑件具有适于组装于所述磨损元件上的前端(front end)，其中所述磨损元件的后端具有内表面，在所述组装位置中所述内表面朝向所述支撑件前端的内表面。

本发明还涉及根据本发明的所述磨损传感器的用途。

背景技术

挖掘工作(excavation work)，拆迁工作(demolition work)，建筑工作(construction work)，采矿工作(mining work)，疏浚工作(dredging work)和类似活动都使用铲土机械。铲斗(bucket)或挖斗(shovel)通常具有多个磨损元件(wear element)，以防磨损和碰撞和/或改善土壤穿透性(soil penetration)，如例如齿(teeth)，支撑件或适配器和/或保护器(protector)(前部和侧部)。然而，所述磨损元件实际上被磨损掉了，因此有必要定期更换磨损元件。

大型铲土机械，特别是在采石场(quarry)和矿山(mine)中运行的那些，对于所述场地的生产至关重要。为此，这些机器的停机时间(downtime)可能会极大地影响其生产力。缺少，损坏或磨损的磨损元件将需要停止所述机器以组装另一磨损元件，导致生产时间浪费。在这个意义上，能够预测磨损元件的剩余使用寿命，以试图使所述磨损元件的更换与由于其他原因导致的机器的停车一致，以及在磨损超过其设计限制(这可能导致磨损元件脱落，故障和/或磨损元件必须保护的其他元件损坏)之前更换所述磨损元件，都是令人感兴趣的。

所述磨损元件的工作条件，对于高机械要求，振动，吹风(blow)和高温(在一些区域超过100℃甚至超过200℃)是特别苛刻的。

例如，通过RFID(射频识别)标记(tag)包含存在检测器是已知的，然而，这是仅适用于检测磨损元件的存在而不是其磨损水平的系统。而且，如果他们要在高温下工作时，则通常会出现问题。其他系统使用人工视觉技术。

通过在所述磨损元件中包括标记或开口容许检测磨损水平的系统也是已知的。然而，这些系统要求所述操作员进行物理检视所述磨损元件。

发明内容

本发明的目的是克服这些缺点。该目的通过开头部分所示的所述类型的磨损传感器而实现，其特征在于所述磨损传感器包括感测电路和沿限定纵轴的检测方向延伸的至少一个细长臂(elongated arm)，其中所述细长臂具有基部和端部，其中所述端部适于与所述磨损元件的磨损材料一起磨损，并且其中所述细长臂包括形成所述感测电路的一部分并相对于彼此延伸不同长度(沿所述臂根据纵轴线测量的)的多个电连接(electricalconnection)。

事实上，所述磨损元件具有已经设计和设想用于磨损的磨损材料的一部分。换句话说，它是随着时间逐渐磨损掉的部件的一部分，因此将从所述部件中被物理地消除。根据本发明的所述传感器具有感测电路，其(臂)的一部分朝着设想通过磨损消除的所述部件的区域延伸。所述传感器的臂将其末端容纳于将被消除的所述部件的这个区域中，并且因此在随后使用所述磨损元件期间，所述传感器臂的末端也将被消除。因此，排布于所述臂中的所述电连接将被物理地消除，这将导致所述相应的电路保持开放。由于在所述纵轴的方向上存在多个相对于彼此延伸不同长度的电连接(即，或多或少地朝向所述臂的端部延伸)，则这些电连接将随着所述磨损元件的所述磨损逐渐进行，而顺序地中断，因此，所述传感器的所述臂的端部逐渐被切除。因此，检测电路将能够检测哪个或那些电连接被中断，并因此将能够知道直至所述臂的磨损点以及因此所述磨损元件磨损已经进展什么程度。

所述感测电路优选排布于印刷电路板(PCB)上。所述感测电路有利地由无源元件(passive element)(电阻，线圈和/或电容器)形成，因为这些元件是最能承受高温的那些。另外，它将以由布置于所述印刷电路板上的导电材料制成的轨道(track)的形式包括它们之间的一系列电连接。这些电连接中的一些电连接是能够被拉长的那些从而使其沿着所述臂相对于彼此延伸不同长度，使得当所述臂逐渐磨损掉时，这些电连接以交错的方式(instaggered manner)逐渐中断。因此，检测电路将能够检测这些电导通每一个的故障，并基于所述检测电路而检测所述磨损元件的磨损进程。为此，所述检测电路向所述感测电路发送预先建立的电信号，并测量和分析由所述感测电路接收到的所述响应信号。

所述臂优选嵌入(embed)聚合材料的块(a mass of polymeric material)中。事实上，由于所述磨损元件的环境特性，所述磨损传感器将经受非常苛刻的工作条件。具体而言，所述臂会暴露于外面。对于与所述磨损元件的其余部分一起磨损掉并且不会由于这种侵蚀性的工作环境而遭受其他的损坏的所述臂，有利的是对于后者要嵌入到保护它并另外允许将所述传感器固定于所述磨损元件上的聚合材料的块中。聚合材料的块优选为双组分硅酮弹性体，结合低导热性和高弹性，为所述组件提供了良好的柔韧性，更好地吸收了其所承受的机械要求。适用于实施本发明的双组分硅酮弹性体的商业实例是由Dow

销售的具有商标名

170的产品。

原则上，所述臂可以具有任何形状，条件是它至少在一个方向上(它是作为磨损进展指示器受控方向)延伸。它是认为限定所提及的纵轴的方向。在实践中，并且考虑到现有的空间限制，在测定所述磨损并不令人感兴趣的所述方向上所述臂将尽可能小，因此其将具有基本上细长的构造(在所述纵轴的方向上)并垂直于纵轴变窄。在任何情况下，要测定的所述磨损区域对于每种应用(涉及的所述磨损元件的类型，其具体设计，必须处理的土壤的类型等)将是不同的。

有利的是，所述细长臂具有3～7个沿所述臂相对于彼此延伸不同长度的所述电连接(根据所述纵轴测定的)。事实上，在严格意义上，所述细长臂中具有单个电连接的传感器可能是足够的。例如，所述电连接能够以对应于所述磨损元件所设想的最大磨损的方式排布。因此能够检测所述部件必须更换的时刻。然而，由于存在完整的传感器，即所有其余的组件都是完全可操作的，则在所述臂中存在不只一个电连接是有用的，因为以这种方式不仅是改变所述磨损的磨损元件的所述时刻能够被检测，而且所述磨损进程也能够检测，这就例如允许预测何时所述部件必须被更换。从这个意义上而言，存在至少两个电连接，优选3～7个电连接，已经显示出是最好的组合，因为它以低成本实现了足够的分辨率。然而，考虑具有更多连接的替代解决方案也是完全可能的。

所述传感器能够设想两种不同的策略。在一种情况下，所述传感器能够是单块传感器(monoblock sensor)，从而使单个印刷的电路板已经集成了执行传感器功能所需的所有元件。在这种情况下，所述印刷电路板将已经包括适于检测排布于所述臂中的每个电连接的故障的检测电路。这种替代方案容许实现更紧凑和更具成本有效的传感器。此外，所述传感器仅需要在所述齿上进行变更，因此可以将其组装于传统的支撑件或适配器上，和/或能够用于直接组装于铲斗唇部之上的齿中。所述感测电路和所述检测电路更简单，并且无线通信装置(如下所述)的存在并非是必需的。然而，它也有一些缺点：所述传感器整体受到所述磨损元件的高温特性，所述传感器的使用寿命是所述磨损元件的实际使用寿命，等等。

所述传感器优选还包括具有射频发射器的数据传输电路。事实上，与所述磨损元件的磨损有关的信息因此可以向外传递到例如能够排布于所述挖掘机械驾驶室(cab)的控制系统中。这个控制系统进而能够通过3G，互联网或卫星连接到能够管理远离所述机器工作区域的获得的数据的总部。

有利的是，所述射频发射器以50MHz～990MHz，优选150MHz～950MHz，非常优选433MHz的频率发射。实际上，必须考虑的是，所述传感器要排布于完全金属的环境中，并且其确实要容纳于金属部件内部。这使通过射频的通信变得非常复杂。然而，据观察，所指示的频率能够通过所述磨损元件的空间和间隙特性以及通常被排布于所述挖掘机的铲斗中的所述元件的空间和间隙特性进行传递。因此，能够建立与射频的通信，而不必将天线放置于使其暴露于所述磨损元件的腐蚀性环境的所述磨损元件外部。

在整体传感器(monoblock sensor)的情况下，特别有利的是，所述电连接是彼此平行连接的多个电阻电路的部分，其中所述检测电路适于检测所述多个电阻电路的端子中的电压降。事实上，这种解决方案特别具有成本效益并易于实现。

另一种策略包括设计所述传感器使其形成两个物理独立的部件或部分。在所述第二种情况下，所述第一部分是包括所述细长臂的部分，而所述第二部分则排布于所述磨损元件的外部，并是包括所述检测电路的部分。所述第一部分进一步包括无线互连装置。所述第二部分进而进一步包括所述数据传输电路和适于与无线互连装置建立无线连接的第二无线互连装置。换句话而言，所述无线连接装置和所述第二无线连接装置是允许在所述传感器的两个部分之间，特别是在所述感测电路与所述检测电路之间建立连接的那些。这个替代方案允许将所述检测电路，所述传输电路，和尤其是所述电池容纳于具有较低温度的地方。另一方面，它允许更好地使用所述传感器的这些部件，因为它们能够用于多个连续的磨损元件。所述传感器的第一部分进而只包含更耐温的元件。作为对应物(counterpart)，需要无线互连装置，并且所述支撑件或适配器(或通常将在其中组装所述磨损元件的位置)必须适于能够包括所述传感器的第二部分。

在整体传感器(monoblock sensor)的情况下以及在由两个物理上独立的部件或部分形成的传感器的情况下，将所述传感器容纳于由聚合材料制成的胶囊中是有利的(在整体传感器的单个胶囊或两个胶囊，一个胶囊用于由两个部分形成的所述传感器的每个部分)。所述胶囊的聚合材料优选是半结晶脂族聚酰胺，并且特别有利的是其是通式如下的PA66，即，聚[亚氨基(1,6-二氧代六亚甲基)亚氨基六亚甲基]

PA66具有高刚性，高熔点和尺寸稳定性。此外，它具有低吸湿性，因此可以设计成具有更接近的容限(tolerance)。它也具有高拉伸强度和耐磨性，并且是可以粘合和焊接的材料。另一个有利的替代方案是该材料是PEEK(聚醚醚酮)，具体而言是由以下反应获得的化合物：

该化合物在高温下也具有优异的机械和化学性能(在高温下降解低)。

在具有所述封装的传感器的情况下，所述胶囊内部的中空空间优选用上述的聚合材料的块填充。

在所述传感器由两个部分形成的情况下，特别有利的是，所述电连接是彼此级联连接的多个LC电路的部分，其中所述检测电路适于以预先确立的信号检测多个LC电路的谐振。事实上，在由两部分构成的所述传感器的情况下，通过无线连接传输的信号必须到达感测电路。为此，这个信号适合作为一个可变信号。这个信号优选是被称为正弦(Sinc)的信号(其是对应于所述(sen(x))/x的信号)。进而，所述检测电路将能够以所述正弦信号检测所述LC电路的谐振。有利的是，所述检测电路适合于通过快速傅立叶变换(Fast FourierTransform)(FFT)处理由所述感测电路接收的信号。每个LC电路优选具有L＝22μH和C＝470nF。进而，所述正弦信号优选具有1kHz～100kHz，而非常优选4kHz～10kHz的频率。特别有利的是，所述频率为5kHz。因此，所述返回感应脉冲以最大的能量和功率接收，使得通过快速傅里叶变换的其所述处理更容易。

所述无线互连装置和所述第二无线互连装置均优选包括铁氧体芯。铁氧体芯具有较低的机械阻力(mechanical resistance)，因此如果经受所述磨损元件的腐蚀性环境，它们可能会被损坏。为此，有利的是，每个所述铁氧体芯位于所述相应部分的一端(具体而言位于彼此相对的端部)，并由陶瓷材料板材优选氧化铝从外部保护。有利的是，所述陶瓷材料板材粘附到硅酮基粘合密封剂垫(例如，由Dow

以商标名7091粘合密封剂销售的垫)上，实现保持所述系统密封以防外部侵害(灰尘，湿气等)的功能以及吸收可能影响所述铁氧体的完整性和在其开放端起到对所述组件的保护作用的陶瓷板材本身的完整性的鼓风(blow)和/或振动的功能。

可替代地，能够使用其他材料，例如，永磁体。

所述铁氧体优选是圆形的，这能够以尽可能最低的损耗最大化所述场力线(fieldline)，使所述能量成本最小化，并允许以尽可能最小的空间进行通信。利用这种几何形状，即使在使用期间发生断裂的情况下，所述场力线也不会显著分散，并可以继续进行通信。

所述铁氧体芯优选在其外周上具有容纳线圈的凹槽(groove)。因此容纳所述铁氧体芯所必需的尺寸被最大限度地减小。有利的是，所述线圈由利兹线(Litz wire)制成。

所述传感器优选具有排布于所述传感器后端上的天线。事实上，在整体传感器的情况下，这个位置是最靠近所述磨损元件和所述相应支撑件之间的附着区域(area ofattachment)的位置。在这个附着区域通常有间隙(clearance)，通过该间隙可以传输所述射频信号。有利的是，所述天线具有之字形形状(zig-zag shape)，即，其由彼此平行的第一多个节段(segment)形成，所述第一多个节段由也彼此平行的第二多个节段附接并且与所述第一多个节段形成非零角度。因此，实现了具有与单极相当的性能但具有相当更短的长度的天线。

所述磨损传感器优选另外包括附加的传感器，特别是温度传感器，压力传感器，加速度计(accelerometer)和/或陀螺仪。因此能够使用一系列常见的元件(例如所述数据传输电路和通常管理所述传感器的电子元件)。有利的是，所述磨损传感器还包括定位系统，如例如GPS-或RFID-型定位系统，如果所述磨损元件本身更容易拆卸，则进行其定位。因此，其收集变得更容易，并防止损坏诸如碎石机(crusher)等其它机器或装置(installation)的可能性。

在任何情况下，所述磨损传感器本身都能够用于检测所述磨损元件的脱落(fall-off)，从而使其收集更容易而防止损坏其他机器，例如，碎石机等。实际上，所述磨损元件的脱落在任何情况下都将导致能够被识别为所述磨损元件脱落的“状态改变”(所述磨损传感器与外部之间缺乏通信，所述磨损传感器的两个部分之间缺乏通信)。

有利的是，所述磨损传感器包括消耗减少装置(consumption reduction means)，其适于周期性地将所述传感器从低消耗模式激活到激活模式，并使所述传感器返回到所述低消耗模式。事实上，所述传感器可能具有的限制之一就是可用的能量。另一方面，对于磨损状态的信息不需要随着时间的推移连续地或高频率地传输。为此，对于所述磨损传感器在一段时间内处于“睡眠”状态是有利的，在此之后它“醒来(wake up)”，检测磨损水平，向外传输，以及返回睡眠状态。事实上，甚至有可能设想一种替代方案，在这种替代方案中，一旦唤醒，它就检测所述磨损水平，并且例如，只有在相对于向外发送的最后数据存在重大变化，或如果它检测到所述齿已经脱落的情况下才进行传输。

有利的是，所述传感器包括能量存储装置，优选是电池。因此，所述传感器能够相对于外部以完全自主的方式起作用。可选地或另外地，所述传感器能够包括能量收集装置。

磨损元件通常在制造后储存相当长的时间。由于空间(和成本)的限制，所述电池的容量有限，因此所述传感器在未安装于所述机器中时被失活(deactivate)是令人感兴趣的。为此目的，有利的是，所述传感器包括用于连接所述电池的连接装置，所述电池适于从外部激活。

本发明的另一个目的还涉及铲土机械的铲斗的磨损元件，其特征在于其包括根据本发明的磨损传感器。

所述磨损元件优选具有适合于组装于所述铲斗上或固定于所述铲斗的支撑件上的后端，其中所述后端具有内表面，在组装位置中，所述内表面面向所述铲斗或所述支撑件，并且具有从所述磨损元件的内表面朝着内部延伸的开口，以及所述传感器容纳于所述开口中。下面将更详细地解释这个解决方案。

本发明的另一个目的是由铲土机械的铲斗的磨损元件和磨损元件的支撑件形成的组件，其中所述磨损元件具有适于组装于所述支撑件上的后端，并且所述支撑件具有适于组装于所述磨损元件上的前端，其中所述后端具有的内表面，在所述组装位置上所述内表面面向所述支撑件的前端的内表面，并包括由根据本发明的两个部分形成的传感器。优选所述磨损元件的所述内表面具有从所述磨损元件的内表面朝着内侧延伸的开口，并且所述传感器的第一部分容纳于所述开口中，以及所述支撑件的所述内表面具有的第二开口从所述支撑件的内表面朝着所述支撑件的内部延伸，以及所述传感器的第二部分容纳于所述第二开口中。有利的是，所述支撑件包括适于将所述磨损元件的保持销容纳于所述支撑件中的第三开口，以及所述第二开口通过连通开口(communication opening)与所述第三开口连通(communicate)。所述连通开口允许通过所述保持销与所述第三开口之间存在的所述间隙建立通过射频的传输。为此目的，在这种情况下，也有利的是所述传感器具有排布于所述传感器的后端处，特别是所述传感器的第二部分的后端处并特别是紧接所述连通开口的所述天线。

最后，本发明的另一个目的是本发明的磨损传感器用于确定铲土机械铲斗中磨损元件的磨损的用途。

附图说明

本发明的其他优点和特征基于以下描述进行显示，其中本发明的优选实施方式以非限制性的方式参照附图进行描述。所述附图显示：

图1显示了由本发明的磨损元件、其支撑件和磨损传感器构成的组件的第一实施方式的截面侧面正视图(sectioned side elevational view)。

图2显示了图1的所述组件的所述截面的的立体图。

图3显示了图1的所述传感器的示意性侧面正视图。

图4显示了没有所述胶囊的图1所述传感器的顶部平面图。

图5显示了图1所述传感器的所述感测电路的接线图(wiring diagram)。

图6显示了由本发明的磨损元件、其支撑件和磨损传感器构成的组件的第二实施方式的截面的侧面正视图。

图7显示了图6所述组件的所述截面的立体图。

图8显示了由第一部分和第二部分构成的图6所述传感器的示意性侧面正视图。

图9显示了没有胶囊的图6所述传感器的第一部分的顶部平面图。

图10显示了没有胶囊的图6所述传感器的第二部分的顶部平面图。

图11显示了处于新状态的图6所述传感器的所述感测电路、所述无线连接装置和所述第二无线连接装置的接线图。

图12显示了处于部分磨损掉的状态下的图11所述接线图。

图13显示了具有组装于其唇缘(lip)上的多个支撑件和磨损元件的挖斗(shovel)的立体图。

图14显示了本发明的磨损元件的第三实施方式的截面侧面正视图。

具体实施方式

图1～图5显示了本发明的第一实施方式。齿1组装于传统支撑件或适配器3上，所述支撑件或适配器3进而适合组装于铲土机械等的挖斗的唇缘(lip)上(见图13)。所述齿1是根据本发明的所述磨损元件。所述齿1在其后端具有壳体，在所述壳体中容纳位于所述支撑件3的前端处的突出部(nose)7。所述壳体具有内表面9，在所述组装位置上内表面9将会面向所述突出部7的内表面11。在本说明书和权利要求书中，已经指出，所述突出部7的所述内表面11是“内部”的，因为它在所述组装位置上与环境隔离，而不是因为它是凹形表面(concave-type surface)。在齿1的所述壳体的所述内表面9的情况下，所述术语“内部的”也是因为所述表面在所述组装位置上与环境隔离，尽管在当前情况下它也是凸面的。因此，在用于所述齿和所述支撑件之间的偶联的其它几何解决方案(例如，所述齿具有突出部而所述支撑件具有壳体)的情况下，必须始终理解的是，所述内表面是在组装位置中不与所述环境接触的那些。

在所述齿1的所述壳体的所述内表面9上存在开口13，所述磨损传感器容纳于其中。在所述实施方式中，所述磨损传感器是整体传感器(monoblock sensor)，即它由单个部件形成。所述磨损传感器包括内部容纳印刷电路板17和电池19的胶囊15。所述胶囊15中可用的整个中空空间填充有聚合材料，从而使所述印刷电路板和所述电池19两者都是嵌埋于所述聚合材料块(the mass of polymeric material)中。所述胶囊15具有包含封闭端的基本细长圆筒形状(elongated cylindrical shape)，尽管其他几何形状，如例如具有正方形横截面，也是可能的。所述另一端已经通过盖21关闭。

所述印刷电路板17在概念上分成两部分，靠近所述盖21的所述控制部分，和靠近所述胶囊15的所述封闭端的感测部分。所述感测部分是包括由多个彼此平行连接的电阻形成的感测电路的部分。所述感测部分是细长的并延伸到所述胶囊15的所述封闭端，从而限定了所述臂23。所述电阻物理地排布于靠近所述控制部分的所述感测部分的端部上，即所述臂23的所述基部25中，而多个电连接27(建立电阻的平行电连接)沿着所述臂23各自延伸不同长度。

当所述齿1磨损掉时，所述传感器的末端也将被磨损掉，从而电连接27将被切除。这将导致平行连接的电阻组件的等效电阻根据切除的电连接27的数量而逐渐改变。所述控制部分包括适于允许特定电流通过所述感测电路并适合于检测所述电阻组件的端子(terminal)中的电压的检测电路。因此，能够测定所述等效电阻的值，由此能够知道被切除的所述电连接27的数量。

在图5的接线图(wiring diagram)中，由于磨损而消除的电连接27被标记为十字(cross)。所述平行连接的组件的等效电阻将与消除该电连接27之前的等效电阻不同。

所述控制部分进一步包括数据传输电路，天线28，电池19以及所述传感器的修正操作(correct operation)所需的其它元件。所述天线28排布于所述控制部分的后端，即，靠近所述壳体的所述内表面9。因此，通过所述壳体的内表面9和突出部7的所述内表面11之间存在的间隙(clearance)能够建立通过射频的传输。

所述壳体内表面9上的所述开口13的位置允许“合理地”将所述传感器与所述齿1工作的所述腐蚀性环境(aggressive environment)隔离开。

图6～图12显示了本发明的第二实施方式。以类似于前述情况的方式，将齿1组装于支撑件3上，所述支撑件3进而适合组装于挖掘铲斗(excavating bucket)的唇缘(lip)上。然而，在当前情况下，所述支撑件3具有第二开口29，并且所述传感器由两个部分(它们是两个独立部件)构成。所述第一部分31容纳在所述齿1的所述开口13中，而所述第二部分33容纳于所述支撑件3的所述第二开口29中。所述开口13和29两者在所述组装位置上彼此面对，使得所述第一部分31和所述第二部分33在所述组装位置上也相互面对。

所述第一部分31包括所述感测电路，与前述情况类似，所述感测电路由限定所述臂23的基本细长的印刷电路板构成。在这种情况下，不采用平行排布的电阻，所述感测电路却包括LC电路的级联(cascade)。多个电连接(它们是随着所述齿1的磨损推进而要被切掉的那些)沿着所述臂23延伸。所述感测电路被胶囊15封闭，并且所述胶囊15和所述印刷电路板之间的中空空间填充聚合材料。

所述检测电路、所述数据传输电路、所述天线28、所述电池19和所述传感器正确工作所需的其余元件位于所述第二部分33中。假定所述第一部分31与所述第二部分33之间没有电连接，则它们中每一个都包括形成所述无线连接装置和所述第二无线连接装置的铁氧体芯35。所述第一部分31的铁氧体芯35排布于其后端上，而所述第二部分33的所述铁氧体芯35排布于其前端上，从而使得在所述组装位置上，两个铁氧体芯35都相互面对并都相互可能是最接近的。所述第二部分33容纳于第二胶囊37中，并且所述第二胶囊37与所述印刷电路板之间的中空空间也填充聚合材料。

所述胶囊15的开口端和所述第二胶囊37的开口端都由盖21封闭，所述盖21在这种情况下由陶瓷材料如例如氧化铝制成。这是由于在本申请的替代方案中这些盖21必须保护非常精细的铁氧体芯35的事实。

在该第二实施方式中，所述天线28再次位于所述传感器的后端处，尤其是在所述第二部分33的后端处。这个端部靠近排布于其上装配有齿1的所述支撑件3中的第三开口38。为了将所述齿1固定于所述支撑件3上，通过排布于所述齿1的两侧上的开口插入保持销(retaining pin)，所述保持销容纳于所述第三开口38中。为了本发明的目的，所述销子的取向是不相关的并且，它们能够例如垂直排列，即相对于附图中所示的位置旋转90°的位置。所述保持销、所述支撑件3和所述齿1之间的间隙足以允许所述射频信号通过。为此，所述支撑件3具有通过连通开口39与所述第三开口38连通的第二开口29，使射频信号从所述天线28传送到所述第三开口38并从其上传送至外部更容易。

图11和图12的接线图允许看到图右侧的所述感测电路的相应部分以及在中央部分中具有相应的铁氧体芯35的所述无线连接装置和所述第二无线连接装置。在图12中，两个LC电路(它们由于磨损而被破坏)被标记十字(cross)。图11和图12的所述感测电路对特定输入信号(例如，正弦(Sinc)信号)的响应在两种情况下将是不同的，因此所述传感器将能够知道所述磨损元件的磨损水平。

图14显示了本发明的另一个实施方式。在这种情况下，所述磨损传感器具有在两个不同方向上(这两个方向可以是垂直的，但是也可以在它们之间形成锐角)延伸的两个臂。因此就能够控制所述磨损元件在两个不同方向上的磨损。这种解决方案与所述整体替代方案以及由两个物理独立部分形成的所述传感器构成的替代方案都是兼容的。

Claims (18)

1.一种用于铲土机械的铲斗中磨损元件的磨损传感器，所述磨损传感器包括感测电路和在限定纵轴的检测方向上延伸的至少一个细长臂(23)，所述细长臂(23)具有基部(25)和端部，其中所述端部适合连同所述磨损元件的磨损材料一起磨损，其中所述细长臂(23)包括形成所述感测电路的部件并相对于彼此延伸不同长度的多个电连接(27)，所述长度是沿所述细长臂(23)根据所述纵轴测定，所述磨损传感器由两个部分形成，所述部分是两个物理独立的部件，其中第一部分(31)包括所述细长臂(23)和无线互连装置，以及第二部分(33)包括适合检测每个所述电连接(27)的故障的检测电路、具有射频发射器的数据传输电路，其中所述射频发射器以包括在50MHz～990MHz的频率发射，和适合与所述无线互连装置建立无线连接的第二无线互连装置，其特征在于所述电连接(27)是彼此级联连接的多个LC电路的部件，其中所述第二部分(33)能够通过所述第二无线互连装置和所述无线互连装置将预先建立的信号传输至所述感测电路，所述预先建立的信号是可变的信号，所述检测电路适合在所述预先建立的信号下检测所述多个LC电路的谐振。

2.根据权利要求1所述的磨损传感器，其特征在于所述细长臂(23)具有3至7个沿着所述细长臂(23)相对于彼此延伸不同长度的所述电连接(27)，所述长度是根据所述纵轴测定。

3.根据权利要求1或2所述的磨损传感器，其特征在于所述射频发射器以包括在150MHz～950MHz的频率发射。

4.根据权利要求1或2所述的磨损传感器，其特征在于每个所述LC电路具有L＝22μH和C＝470nF。

5.根据权利要求1或2所述的磨损传感器，其特征在于所述检测电路适合生成正弦信号。

6.根据权利要求5所述的磨损传感器，其特征在于所述正弦信号具有包括在1kHz～100kHz的频率。

7.根据权利要求1或2所述的磨损传感器，其特征在于所述检测电路适合通过快速傅立叶变换处理从所述感测电路接收的信号。

8.根据权利要求1或2所述的磨损传感器，其特征在于所述无线互连装置和所述第二无线互连装置各自包括铁氧体芯(35)。

9.根据权利要求8所述的磨损传感器，其特征在于每个所述铁氧体芯(35)位于所述第一部分(31)和所述第二部分(33)的一个端部，并通过陶瓷材料的片材从外部进行保护。

10.根据权利要求8所述的磨损传感器，其特征在于所述铁氧体芯(35)在其外周具有容纳线圈的凹槽。

11.根据权利要求10所述的磨损传感器，其特征在于所述线圈由利兹线制成。

12.根据权利要求1或2所述的磨损传感器，其特征在于所述磨损传感器另外包括温度传感器、压力传感器、加速度计、陀螺仪或者定位系统。

13.一种铲土机械的铲斗的磨损元件，其特征在于所述磨损元件包括根据权利要求1～12中任一项所述的磨损传感器的第一部分(31)。

14.根据权利要求13所述的磨损元件，具有适合组装于所述铲斗上或固定在所述铲斗上的支撑件(3)上的后端，其中所述后端具有所述磨损元件的内表面(9)，在组装位置上所述磨损元件的内表面(9)面向所述铲斗或所述支撑件(3)，其特征在于所述磨损元件具有从所述磨损元件的内表面(9)朝向所述磨损元件的内侧延伸的开口(13)，以及所述磨损传感器容纳在所述开口(13)中。

15.一种由铲土机械的铲斗的磨损元件和所述磨损元件的支撑件(3)形成的组件，其中所述磨损元件具有适合组装于所述支撑件(3)上的后端，以及所述支撑件(3)具有适合组装于所述磨损元件上的前端，其中所述后端具有所述磨损元件的内表面(9)，在组装位置上所述磨损元件的内表面(9)面向所述支撑件(3)的前端的内表面(11)，特征在于所述组件包括权利要求1～12中任一项所述的磨损传感器，所述磨损传感器由第一部分(31)和第二部分(33)形成。

16.根据权利要求15所述的组件，其特征在于所述磨损元件的内表面(9)具有从所述磨损元件的内表面(9)朝向所述磨损元件的内侧延伸的开口(13)，以及所述磨损传感器的第一部分(31)容纳于所述开口(13)中，以及所述支撑件(3)的前端的内表面(11)具有从所述支撑件(3)的前端的内表面(11)朝向所述支撑件(3)的内侧延伸的第二开口(29)，以及所述磨损传感器的第二部分(33)容纳于所述第二开口(29)中。

17.根据权利要求16所述的组件，其特征在于所述支撑件(3)包括适合将所述磨损元件的保持销容纳于所述支撑件(3)中的第三开口(38)，以及所述第二开口(29)与所述第三开口(38)连通。

18.权利要求1～12中任一项所述的磨损传感器用于测定铲土机械的铲斗中磨损元件的磨损的用途。

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