CN117795313A - 用于表征金属切屑的传感器设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于表征切屑(14，15)的传感器设备，该传感器设备包括切屑分析区域(110)，所述切屑分析区域是空间区；包括至少一个发射线圈(210)的信号发生器(200)，所述信号发生器被设计为产生电激励信号(220)并使用发射线圈(210)将其以磁信号(230)的形式耦合到切屑分析区域中；以及包括至少一个接收器线圈(310)的切屑分类器(300)，其中，切屑分类器被设计为使用接收线圈接收来自切屑分析区域的切屑信号，并且切屑信号是由激励信号激励并由至少一个待分类的切屑产生的磁化信号。本发明还涉及一种使用传感器设备表征切屑的方法，该传感器设备具有至少一个信号发生器和切屑分类器。

Description

用于表征金属切屑的传感器设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于表征切屑的传感器设备。本发明还涉及一种通过传感器设备表征切屑的方法。

背景技术

传动装置基本上是已知的。传动装置用于传输和转换运动、能量和/或力，并用于各种技术系统中，例如风力发电站、船舶、直升机、缆车或车辆。

由此可知，传动装置在实际使用中会发生磨损，因为它们在传输和转换运动、能量和/或力时受到机械负载。为了减少磨损，对诸如齿轮或滚动轴承等功能性关键的部件进行润滑，目的是实现流体动力润滑状态，以减少传动装置中的机械磨损并防止传动装置过热。

在运行过程中，例如由于动态负载以及由于启动和制动过程，流体动力润滑状态无法始终得到保证，因此传动装置中的部件会发生磨损。因此，齿轮和滚动轴承或滑动轴承会发生各种损坏，如点蚀损坏、微蚀或磨损。因此，损坏或故障模式受各种标准(例如，DIN3979)的约束。正如在所述标准中所定义的，磨损被理解为由于两个物体相互摩擦而导致的材料的消融。这种损坏在下文中称为磨损。

磨损或分离的传动装置材料因此进入润滑回路，并以金属颗粒或金属切屑的形式作为人工产物存在于润滑回路中。此外，润滑回路中还可能存在其他悬浮物质或不同的相，例如包括烟尘或气泡的非金属颗粒。

因为传动装置的维护和修理有时需要付出很大的努力，所以这种维护工作或修理可能会导致长时间的停工，从而有时会造成很高的成本。此外，对于某些技术系统，需要高水平的操作可靠性，例如在直升机中，磨损将被监测到特别高的程度。

为此，努力监测传输。

已知的传动装置的监测的类型被称为用于计算传动装置部件的金属磨损颗粒的数量的颗粒计数器。因此所述颗粒计数器使用光学或电学方法。当使用电学方法时，例如，为了对金属切屑计数，在润滑管线中感应出电场。

然而，这种系统的问题在于，这种系统基本上仅允许得出关于磨损的定量结论，而不允许得出关于磨损的类型或任何传动装置损坏的结论。因此，润滑回路中计数的颗粒的数量只是一个定量指标，以便能够得出传动装置损坏的结论。

此外，所述系统依赖于磨损颗粒移动(循环润滑)，因此所述颗粒由颗粒计数器检测。

对于光学系统，有问题的是，所述系统只能有限程度地在深色油中的金属颗粒、气泡或烟尘之间发挥作用或进行区分，因为所述系统不能检测深色油中的颗粒。

为了提高具有传动装置的技术系统的安全性、可预测性和成本效益，因此，不仅需要通过计数颗粒来定量验证磨损，还需要能够定性评估磨损，并将磨损区分为关键的和非关键的磨损迹象。目前只有通过实验室测试或由专家现场“估计”来实现。

德国专利商标局研究了以下现有技术：EP 1933129 B1、EP 2121203B1、EP3349000 A1、DE 102010011936 A1、WO 2015/140411 A2、EP 2455774A1。公开文献EP1933129 B1、EP 3349000A1都涉及设备和方法，其中比较由金属颗粒引起的测量线圈和参考线圈之间的阻抗变化以表征金属颗粒。公开文献EP 2121203 B1识别了传送带上的金属物体，其中将线圈的未受磁影响的状态与受磁影响的状态进行比较。公开文献DE102010011936A1和WO 2015140411 A2涉及用于分析样品容器中的样品的测量装置。公开文献EP 2455774A1涉及一种具有切屑收集器的传感器设备，该切屑收集器具有永磁体。当永磁体的吸引效应被消除时，通过感应线圈生成相反场，从而可以移除磁性保持的切屑。

因此，本发明的目的是解决上述问题之一，以改善现有技术，或提供现有技术的替代方案。具体地，提供一种解决方案，通过该解决方案，除了检测切屑之外，还可以对切屑进行连续的监测和评估，以便能够评估现场和操作期间磨损的潜在危险。

发明内容

根据本发明，因此提出了根据权利要求1的传感器设备，并提供了用于表征切屑的传感器设备。因此，表征意味着通过传感器设备识别或确定切屑的特性，例如切屑的硬度、切屑尺寸(即其体积)、或者制造切屑的材料。硬度也可以同义地被解释为硬度等级。表征也可以被解释为对切屑的分析。因此，提出了在现场和操作期间通过传感器设备来表征和评估切屑。例如，切屑是从传动装置部件分离出来的颗粒。因此，切屑可以理解为金属颗粒或金属污染物。切屑也可以同义地被称为薄片。

切屑优选为金属切屑或含金属的切屑。

传感器设备包括切屑分析区域，其中，切屑分析区域是空间区。切屑分析区域描述了在其中执行的切屑的表征和分析的空间区。为此目的，可以通过切屑收集器将切屑保持在分析区域中，例如，以便在分析区域中提供切屑的静态分析。切屑分析区域是传动装置的润滑油回路中润滑管线内的空间段，例如，或者是冷却剂回路中冷却剂管线内的空间段。

此外，传感器设备包括具有至少一个发射线圈的信号发生器，其中，信号发生器被配置为生成电激励信号，并通过发射线圈将所述信号耦合到切屑分析区域中。

因此，提出通过信号发生器生成电信号，例如，该信号发生器具有作为信号源的与发射线圈导电连接的函数发生器。电激励信号可以是交流信号，例如正弦信号。例如，发射线圈是缠绕在磁芯上的铜线圈。发射线圈可以被解释为与激励器线圈紧密联系。该耦合也可以被解释为引入。因此，提出将电磁信号引入设置有一个切屑或多个切屑的切屑分析区域。因此，切屑或可选地切屑被激励信号激励，该激励信号作为磁信号耦合到切屑分析区域中。因此，具有发射线圈的信号发生器也可以被解释为发射单元，该发射单元用于将电信号或磁信号引入用于电或磁激励切屑的切屑分析区域。

传感器设备还包括具有至少一个接收传感器的切屑分类器，其中，切屑分类器被配置为通过接收传感器接收来自切屑分析区域的切屑信号，其中，切屑信号是由激励信号激励并由至少一个待分类的切屑生成的磁化信号。例如，接收传感器是接收线圈、被配置为利用霍尔效应接收切屑信号的接收元件(霍尔效应传感器)、被配置为利用磁阻效应接收切屑信号的接收元件(磁阻传感器)等。因此，提出通过接收传感器来测量切屑信号。

传感器设备优选地包括具有至少一个接收传感器的切屑分类器，其中，切屑分类器被配置为通过接收线圈接收来自切屑分析区域的切屑信号，其中，切屑信号是由激励信号激励并由至少一个待分类的切屑生成的磁化信号。

因此，提出通过切屑分类器接收离开切屑分析区域的磁信号，即切屑信号。切屑信号是由于切屑被激励信号激励而由切屑生成的磁信号。如上所述，通过信号发生器和发射线圈将电磁信号引入切屑分析区域，用于电或磁激励切屑。由于所述磁激励，切屑优选地通过接收线圈生成在激励信号的相移处测量的可测量信号。例如，切屑信号在接收线圈中引起电压，并生成可测量电压或可测量电流。因此，切屑分类器也可以被解释为用于优选地通过接收线圈测量切屑信号的接收或测量单元。因此，接收线圈可以被实施为阵列中互连的多个线圈。例如，接收线圈或多个接收线圈和/或发射线圈是绕制的铜线圈。

该基本原理类似地适用于至少一个接收传感器，该至少一个接收传感器实施为具有接收元件，该接收元件被配置为利用霍尔效应和/或磁阻效应接收切屑信号。由于磁激励，切屑生成通过接收元件在从激励信号的相移处测量的可测量信号，即切屑信号。切屑信号在接收元件中引起电压，并生成可测量电压或可测量电流，或者导致接收元件中电阻的可测量变化。因此，切屑分类器也可以被解释为用于通过霍尔效应传感器和/或磁阻传感器测量切屑信号的接收或测量单元。被配置为利用霍尔效应和/或磁阻效应来接收切屑信号的接收元件也可以被称为霍尔效应传感器和/或磁阻传感器。因此，接收元件可以被实施为阵列中互连的多个传感器。

当存在至少两个项目或物体时，存在多个项目或物体。

切屑分类器还被配置为通过评估激励信号和切屑信号之间的相移和/或切屑信号的振幅对切屑分析区域中的至少一个切屑进行分类。

因此，提出切屑分类器也用作评估单元或者包括这样的单元。因此，切屑分类器考虑激励信号和切屑信号，并且可以确定和/或处理两个信号之间的相移。附加地或者可替代地，切屑分类器可以确定和/或处理切屑信号的振幅。相移也称为相位差或定相，并且描述了两个正弦振动，例如，当周期长度匹配但零截点不同时，这两个正弦振动具有相对于彼此偏移的相位角。切屑信号的振幅描述了切屑信号与算术平均值的位置的最大偏差。振幅也称为峰值。

因此，分类是指要确定待分类的切屑的特性，例如切屑的硬度或硬度等级、切屑尺寸或切屑材料。应当理解，分类还包括检测切屑。传感器设备相应地还被配置为通过评估激励信号和切屑信号之间的相移和/或切屑信号的振幅来检测切屑分析区域中的至少一个切屑。

优选地提出评估或考虑切屑信号的振幅的绝对值以表征切屑。因此，提出将振幅确定为绝对值。

已经认识到，可以存在具有不同特性的金属切屑，并且不同特性允许得出关于损坏或磨损的程度和/或起因的结论。特别地，也已经认识到，对于是否存在关键或非关键的传动装置损坏或传动装置磨损，切屑的硬度是合适的指标。

通过评估相移和/或振幅，可以得出关于切屑的硬度的结论。例如，当检测到硬磁切屑时，可以认为关键的传动装置部件已经损坏。由于这个原因，关键的传动装置部件通常是硬化的并具有硬磁特性。相反，如果检测到软磁切屑，则可以认为是非关键磨损，因为软磁金属用于不太相关的传动装置部件。

通过评估相移和/或振幅，除了硬度之外，还可以得出关于切屑尺寸的结论。切屑尺寸也可以解释为切屑体积。当检测到大的切屑时，可以得出关于传动装置部件的损坏程度的结论。

此外，通过评估相移和/或振幅，还可以确定切屑的材料，因为由不同材料制成的切屑具有不同的磁特性，例如不同的磁化率。

因此，提出在传动装置的润滑回路中使用切屑作为磨损指标。因此，切屑的表征，也同义地被解释为分类，通过评估激励信号和切屑信号之间的相移和/或切屑信号的振幅来进行。

因此，提供了一种用于监测传动装置的状况的智能传感器，该智能传感器可以用于各种技术系统。

应当理解，在实施例中，激励信号和切屑信号之间的相移和/或切屑信号的振幅的评估是可选的，以便对切屑分析区域中的至少一个切屑进行分类。可以提供其他或进一步的评估方法，以便对切屑分析区域中的至少一个切屑进行分类。

切屑分类器优选地被配置为通过评估方法根据切屑信号和/或激励信号对切屑分析区域中的至少一个切屑进行分类，即通过包括以下各项的评估方法列表中的至少一种评估方法来分类：

-通过频率分析进行分类，例如通过傅立叶变换，诸如DFT(离散傅立叶变换)、FFT(快速傅立叶变换)或STFT(短期傅立叶变换)；

-通过小波分析进行分类；

-通过人工神经网络进行分类。

切屑分类器优选地被配置为至少确定至少一个待分类的切屑的硬度、切屑尺寸和/或切屑材料。所述参数被确定在于通过分析切屑信号的相移和/或振幅来推导或确定磁参数(例如磁滞曲线下的面积、磁化强度或其他磁特性)，和/或通过借助评估方法进行评估来推导或确定磁参数。

接收传感器优选地实施为具有接收线圈。因此，提出了一种具有至少一个接收线圈的切屑分类器，其中，切屑分类器被配置为通过接收线圈接收来自切屑分析区域的切屑信号，其中，切屑信号是由激励信号激励并由至少一个待分类的切屑生成的磁化信号。上文已经描述了使用接收线圈的操作原理。切屑信号在接收线圈中引起电压，并生成可测量电压或可测量电流。因此，切屑分类器也可以被解释为用于通过接收线圈测量切屑信号的接收或测量单元。

接收传感器优选地实施为具有接收元件，该接收元件被配置为利用霍尔效应和/或磁阻效应来接收切屑信号。因此，切屑分类器被配置为通过霍尔效应传感器和/或通过磁阻传感器接收来自切屑分析区域的切屑信号。因此，除了接收线圈之外或替代接收线圈，提出使用霍尔效应传感器和/或磁阻传感器作为切屑信号的接收器。霍尔效应和磁阻效应基本上是已知的。因此，提出使用利用霍尔效应和/或磁阻效应来测量磁场或磁信号的传感器。因此，通过霍尔效应传感器和/或磁阻传感器来测量来自切屑分析区域的切屑信号，其中，切屑信号是由激励信号激励并由至少一个待分类的切屑生成的磁化信号。也可以提供接收线圈、霍尔效应传感器和/或磁阻传感器的组合。

优选地提出切屑分类器评估同相分量以识别切屑的切屑尺寸和/或切屑的切屑材料，所述分量还与切屑的磁化成比例。因此，所谓的同相分量从信号处理中是已知的，并且在对原定相(同相)执行激励信号和切屑信号的解调中确定。本文已经认识到，同相分量与切屑的磁化成比例。因此可以从关于切屑尺寸和/或切屑材料的磁化得出结论。

优选地提出切屑分类器评估异相分量以识别切屑的硬度和/或切屑材料，所述分量还与切屑的磁滞曲线下的面积成比例。因此，所谓的异相分量也从信号处理中也是已知的，并且在激励信号和切屑信号的解调以固定的相移参考频率执行时确定。异相分量也称为“正交”。本文已经认识到，异相分量与切屑的磁滞曲线下的面积成比例。还已经认识到，磁滞曲线下的面积允许得出关于切屑的硬度的结论。例如，具有大饱和磁化强度的窄磁滞曲线是低硬度(软磁)的指标，相比之下，宽且浅的磁滞曲线是较高硬度(硬磁)的指标。因此，例如，可以通过评估异相分量来确定不同的硬度等级。

应当理解，同相分量和异相分量由激励信号和/或切屑信号例如通过频率分析来确定。

因此，提出执行I&Q方法(同相&正交方法)，以便通过所述解调获得相位信息。

优选地，还提出激励信号为交流电压信号，例如正弦、三角形或矩形交流电压信号。使用交流电压信号作为激励信号是有利的，因为切屑信号可以被多次测量并且在一个相移处，因为所述信号被交流电压信号重复激励。交流电压信号也可以实施为交流电流信号。

在另一个实施例中，提出激励信号的频率范围为100Hz至10kHz。所述频率范围是这样的频率范围，通过该频率范围，激励信号的穿透深度也可以被调节，并且因此例如每当所述信号不充分地可测量时，切屑信号可以被调谐。

为了改变激励信号进入切屑的穿透深度，优选地提出激励信号的频率以预定义的顺序变化。因此，提出激励信号不以恒定频率工作，而是执行频率变化。在具体的示例中，首先为第一时间段设置第一频率，然后改变频率，并为第二时间段设置第二频率。因此，激励信号作为磁信号进入切屑的穿透深度也可以调整。

在优选的实施例中，信号发生器被配置为生成具有正弦曲线、和/或三角形曲线、和/或矩形曲线的电激励信号，以便设置激励信号进入切屑的穿透深度。电激励信号特别优选地实施为具有正弦曲线，因为正弦信号在切屑信号中引起较少的谐波。

优选地提出切屑分类器包括材料数据库，其中，材料数据存储在材料数据库中。

在特别优选的实施例中，提供材料数据在此作为比较数据，例如矫顽场强、磁化率、剩磁、磁饱和或磁滞曲线。因此，材料数据被实施为能够被内插并且能够作为数据集存储在存储单元中。用于材料数据的存储器可以是切屑分类器的一部分，或者可以是外部数据库。应当理解，在后一种情况下，切屑分类器相应地被配置为从外部数据库中读出。

还优选地提出切屑分类器被配置为通过与材料数据进行比较来确定切屑的至少一个第一硬度等级和/或第二硬度等级。第一硬度等级可以是表示所分类的切屑是软磁的硬度等级。第二硬度等级可以是表示所分类的切屑是硬磁的硬度等级。还可以提供硬度等级的其他中间等级。

附加地或者可替代地，还提出切屑分类器被配置为通过与材料数据进行比较来确定切屑的至少一种切屑尺寸。如上所述，切屑尺寸也可以被解释为体积。例如，可以从上述比较数据中确定切屑尺寸。

附加地或者可替代地，优选地提出将切屑分类器配置为通过与材料数据进行比较来确定切屑的至少一种切屑材料。切屑材料描述了制造切屑的材料，例如硬化钢。

材料数据优选地包括至少一条比较信号曲线。因此，提出至少一个比较信号曲线是材料数据的一部分，并且可以将捕获的切屑信号与比较信号曲线进行比较。多个比较信号曲线也可以存储在材料数据中，并且可以被解释为特征图。因此，提出通过与至少一个比较信号曲线进行比较，来对切屑分析区域中的待分类的切屑进行分类，例如以便确定切屑的硬度、切屑尺寸或切屑材料。

在特别优选的实施例中，提出通过将切屑信号与比较信号曲线进行比较来确定第一和/或第二硬度等级的存在。切屑分类器优选地被配置为通过将切屑信号与比较信号曲线进行比较来确定第一和/或第二硬度等级的存在。

在优选的实施例中，提出将切屑分类器实施为具有多个接收线圈，其中，接收线圈分布设置在传感器头内的传感器表面上。附加地或者可替代地，提出切屑分类器被实施为具有多个霍尔效应传感器和/或磁阻传感器，其中，霍尔效应传感器和/或磁阻传感器分布设置在传感器头内的传感器表面上。通过使用多个接收线圈，可以确定并提供切屑的位置。通过使用多个霍尔效应传感器和/或磁阻传感器，也可以确定和提供切屑的位置。因此，位置确定涉及切屑在传感器头上的位置。提供位置确定用于检测多个不同的切屑，以便提供设置在传感器头上的不同切屑的独立表征。

附加地或者可替代地，通过使用多个接收线圈，可以确定并提供切屑的尺寸。附加地或者可替代地，通过使用多个霍尔效应传感器和/或磁阻传感器，还可以附加地或者可替代地确定和提供切屑的尺寸。例如，当切屑跨多个接收线圈设置时，可以通过评估设置在待分类的切屑附近的接收线圈的切屑信号来确定切屑尺寸。反射的切屑信号在那里最强。

为此，线圈可以作为阵列互连，并可以通过选择电路(例如通过多路复用器)单独读出。

例如，当切屑跨多个霍尔效应传感器和/或磁阻传感器设置时，可以通过评估设置在待分类的切屑附近的霍尔效应传感器和/或磁阻传感器的切屑信号来确定切屑尺寸。反射的切屑信号在那里最强。

为此，霍尔效应传感器和/或磁阻传感器可以作为阵列互连，并可以通过选择电路(例如通过多路复用器或总线系统)单独读出。

接收线圈优选地以蜂窝图案分布设置在传感器头内。附加地或者可替代地，霍尔效应传感器和/或磁阻传感器以棋盘图案分布设置在传感器头内，即在两个方向上彼此矩形相邻，像棋盘一样。因此可以增加包装密度。

至少一个接收线圈优选地包括相对于传感器表面平面的垂直定向基本上实施的线圈轴。因此，相对于传感器表面的所述定向使得最小化激励信号对切屑信号的影响成为可能。通过所述布置，生成垂直于接收线圈定向的激励场。因此，激励信号对接收线圈的影响被最小化。附加地或者可替代地，至少一个霍尔效应传感器和/或磁阻传感器包括相对于传感器表面平面的垂直定向实施的至少一个传感器轴，特别使得最小化激励信号对切屑信号的影响。因此，提出霍尔效应传感器和/或磁阻传感器被定向为尽可能少地测量激励信号，或者至少使得多轴传感器的至少一个轴尽可能少地测量激励信号。在优选的实施例中，至少一个霍尔效应传感器和/或至少一个磁阻传感器被实施为具有多个轴，特别是三个轴。因此，激励信号对接收线圈的影响被最小化。

传感器设备优选地包括切屑收集器，以将至少一个待分类的切屑保持在切屑分析区域中。因此，提出提供一种用于将一个或多个待分类的切屑静态地保持在切屑分析区域中的设备。这也可以被解释为捕获一个或多个切屑。

在优选的实施例中，提出切屑收集器被配置为通过磁场将至少一个待分类的切屑磁性地保持在切屑分析区域中。为此，切屑收集器可以被实施为例如由直流电供电的线圈。切屑收集器也可以被实施为具有磁体，例如永磁体。

附加地或者可替代地，在优选的实施例中，提出切屑收集器被配置为通过磁场将至少一个待分类的切屑磁性地保持在切屑分析区域中。为此，切屑收集器可以被实施为具有金属网或具有篮或网。

优选地提出切屑收集器被配置为由直流电驱动的线圈，以通过磁场将至少一个待分类的切屑磁性地保持在切屑分析区域中。通过由直流电驱动的线圈可以有利地实施可调节的磁场。因此，磁收集器可以根据需要关断。

在另一个优选的实施例中，磁场被实施为通过控制单元接通和断开。因此，例如可以实施切屑区域的清洁。为了维护，可以关闭切屑收集器的磁场。关闭后，切屑不再被切屑收集器磁性保持，因此可以很容易地移除。

切屑分析区域优选地为液体流经的管线内的空间区。因此，提出传感器设备可以安装和使用在液体流经的所有管线中，例如润滑回路或冷却回路的管线。

前述传感器设备也可以相应地被引入液体流经的任何任意的管线中。

在优选的实施例中，液体为油和/或液体冷却剂，该管线还优选为润滑和/或冷却剂管线。

优选地提出设置切屑分类器，用于通过通信单元向外部处理单元提供切屑信号以进行外部评估。

优选地提出切屑分类器被配置为通过通信单元提供评估结果，其中，评估结果特别是分类的硬度等级、分类的切屑尺寸和/或分类的切屑材料。因此，评估或分类的结果可以被进一步处理，并被提供给例如用于过程监测的过程计算机，或者通过分析单元进行分析，或者被提供给报告单元，以便表示维护或修理的需要。

信号发生器优选地被配置为通过通信单元向切屑分类器和/或外部处理单元提供激励信号作为参考信号。

例如，外部处理单元是外部过程计算机或外部控制单元。外部过程计算机或外部控制单元可以是使用传感器设备的技术系统的一部分。

优选地提出切屑分类器包括计算单元，以便通过评估激励信号和切屑信号之间的相移和/或切屑信号的振幅对切屑分析区域中的至少一个切屑进行分类；和/或通过评估方法根据切屑信号和/或激励信号对切屑分析区域中的至少一个切屑进行分类。

计算单元可以是作为传感器设备的一部分的内部计算单元，例如微控制器。计算单元也可以是外部计算单元，例如外部过程计算机或外部控制单元。

根据本发明，还提出了一种通过传感器设备表征切屑的方法，该传感器设备包括至少一个信号发生器和切屑分类器。

该方法包括以下步骤：通过具有发射线圈的信号发生器生成电激励信号，其中，信号发生器被配置为生成电激励信号，并通过发射线圈将所述信号耦合到切屑分析区域中，其中，切屑分析区域是空间区；

通过具有至少一个接收传感器的切屑分类器接收切屑信号，其中，切屑分类器被配置为通过接收传感器接收来自切屑分析区域的切屑信号，其中，切屑信号是由激励信号激励并由至少一个待分类的切屑生成的磁化信号；

通过切屑分类器评估切屑信号，其中，切屑分类器被配置为通过评估激励信号和切屑信号之间的相移和/或切屑信号的幅度来对切屑分析区域中的至少一个切屑进行分类。

在特别优选的实施例中，传感器设备根据前述实施例中的任一个实施。

评估步骤优选地还包括以下步骤：

通过借助于切屑分类器确定同相分量来确定待分类的切屑的切屑尺寸和/或切屑材料，该同相分量优选地与切屑的磁化成比例，和/或

通过确定异相分量来确定待分类的切屑的至少一个硬度等级和/或切屑材料，该异相分量优选地与切屑的磁滞曲线下的面积成比例。

上述用于表征切屑的传感器设备的说明、优点和实施例类似地应用于通过传感器设备表征切屑的本方法。

附图说明

下面使用实施例并参考附图对本发明进行更详细的描述，其中，相同的附图标记用于相同或相似的部件：

图1示意性地示出了实施例中具有传感器设备的传动装置的润滑回路。

图2示意性地示出了实施例中根据本发明的传感器设备的框图。

图3示意性地示出了实施例中被引入液体流经的管线中的传感器设备的一部分。

图4示意性地示出了实施例中具有主线圈和多个接收线圈的传感器设备的一部分的侧面截面图。

图5示意性示出了实施例中具有多个接收线圈的传感器设备的一部分的俯视截面图。

图6示出了描述激励信号和切屑信号之间相移的评估以及切屑信号的振幅的评估的六个示意图。

图7示出了两条磁滞曲线的示意图。

图8示意性地示出了实施例中根据本发明的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了实施例中具有传感器设备100的传动装置11的润滑回路10。出于说明目的，传动装置11被示为正齿轮传动装置。

泵12是润滑回路10的一部分，被配置为在回路中泵送润滑油13。提供润滑油13用于减少传动装置11的磨损并减少所示正齿轮传动装置中的机械摩擦。由于传动装置上的机械负载，可能会出现磨损迹象，例如传动装置部件的表面点蚀或烧蚀。磨损或分离的传动装置材料因此进入润滑回路10，并以金属颗粒或金属切屑14、15形式作为人工产物存在于润滑回路中。例如，在图1中，示出了可能在不同的时间点分离的两个硬磁切屑或颗粒15和一个软磁切屑或颗粒14。此外，润滑回路中还存在其他悬浮物16，例如非金属污垢颗粒。

提供过滤器17用于从润滑油13中过滤出悬浮物16。金属切屑被传感器设备100过滤。传感器设备优选地包括切屑收集器，以便将至少一个待分类的切屑或待分类的切屑14、15保持在切屑分析区域110中。

用于表征切屑的传感器设备100是润滑回路10的一部分。例如，传感器设备100被实施为如图2、3、4或5所示。传感器设备100被引入液体流经的管线18中，并且包括作为管线18内的空间区的切屑分析区域110，如虚线区域所示。

传感器设备100包括信号发生器(图1中未示出)，该信号发生器具有至少一个发射线圈，其中，信号发生器被配置为生成电激励信号，并通过发射线圈将所述信号作为磁信号耦合到切屑分析区域110中。激励信号作为磁信号耦合到切屑分析区域110中由图1所示的场线表示。

图1示出了正齿轮传动装置的润滑回路10。然而，所示的传感器设备100也可以被引入液体流经的任何其他管线18中。传感器设备100的功能原理不限于传动装置的润滑回路10，而是例如也可以被引入冷却剂回路或直接引入传动装置。

图2示意性地示出了例如图1所示的传感器设备100的电路框图。

传感器设备100被提供用于表征切屑14、15，并包括切屑分析区域110，其中，切屑分析区域110为空间区，例如液体流经的管线18内的空间区，如图1所示。

传感器设备100包括具有至少一个发射线圈210的信号发生器200，其中，信号发生器被配置为生成电激励信号220，并通过发射线圈210将所述信号作为磁信号230耦合到切屑分析区域110中。电激励信号220可以例如通过函数发生器240生成，作为频率范围从100Hz到10kHz的正弦交流电压信号。在这种情况下，激励信号220的频率可以以预定义的顺序变化，以便调节进入切屑14、15的穿透深度。

还可以提供放大器250，以放大电激励信号220。

电激励信号220在发射线圈中被转换为磁信号230，因此耦合到切屑分析区域110中。磁信号230磁性地激励切屑14、15，从而基于磁信号230的激励生成独特的且可测量的切屑信号260。

传感器设备还包括具有至少一个接收传感器310的切屑分类器300，其中，切屑分类器300被配置为通过接收线圈接收来自切屑分析区域110的切屑信号260。因此接收线圈也可以被解释为测量线圈。切屑信号260是由激励信号激励并由至少一个待分类的切屑14、15生成的磁化信号。

除接收线圈外或作为接收线圈的替代，可以使用至少一个霍尔效应传感器和/或磁阻传感器。实施例示例中示出了接收线圈的使用。

切屑分类器300被配置为通过评估激励信号220和切屑信号260之间的相移和/或切屑信号260的振幅来对切屑分析区域110中的至少一个切屑14、15进行分类。

例如，切屑分类器300评估用于识别切屑14、15的切屑尺寸和/或切屑14、15的切屑材料的同相分量，所述分量与切屑的磁化成比例。附加地或者可替代地，切屑分类器300评估用于识别切屑14、15的硬度和/或切屑14、15的切屑材料的异相分量，所述分量与切屑的磁滞曲线下的面积成比例，如图6和7中的示例所示。

切屑分类器300还可以包括放大器330，以便在期望的工作范围内放大通过接收线圈310测量的切屑信号260。

如果切屑分类器300被实施为具有多个接收线圈310，其中，接收线圈310分布设置在传感器头内的传感器表面上，以提供切屑的位置的确定，如图4和5所示，则还可以提供选择电路320，例如多路复用器，以便彼此独立地评估多个接收线圈310。

切屑分类器300还可以包括材料数据库340，其中，材料数据存储在材料数据库中，例如矫顽场强、磁化率、剩磁、磁饱和或磁滞曲线。

切屑分类器300被配置为利用计算单元350通过与材料数据进行比较来确定切屑14、15的至少一个第一硬度等级和/或第二硬度等级、切屑尺寸和/或切屑材料。因此，可以确定例如是否存在软磁切屑14或硬磁切屑15。还可以确定切屑尺寸或切屑体积，并且还可以确定切屑14或15的材料。因此可以得出关于关键的或非关键的磨损或者关键的或非关键的传动装置损坏的结论。

计算单元350被实施为例如微控制器。

材料数据库340在图2中被描绘为切屑分类器的一部分，但也可以是外部数据库，计算单元350可以通过例如通信模块与外部数据库通信。

材料数据还可以包括比较信号曲线，其中，第一和/或第二硬度等级的存在通过将切屑信号260与比较信号曲线进行比较来确定，即通过计算单元来确定。因此，与存储在材料数据库340中的切屑信号260的多个信号曲线进行比较。例如，信号曲线可以作为特征图存储在材料数据库340中。

在切屑分类器300通过评估激励信号220和切屑信号260之间的相移和/或切屑信号260的振幅对切屑分析区域中的至少一个切屑14、15进行分类之后，分类的结果可以被进一步处理，例如被提供给用于过程监测的过程计算机400，或者通过分析单元410进行分析，或者被提供给报告单元420以表示维护或修理的需要。

图3示出了如图1或2所示的用于表征切屑的传感器设备100的一部分。传感器设备100包括切屑分析区域110，优选地为液体流经的管线18内的空间区。传感器设备100包括具有至少一个发射线圈(未示出)的信号发生器。信号发生器被配置为生成电激励信号220，并通过发射线圈(也未示出)将所述信号作为磁信号230耦合到切屑分析区域110中。

传感器设备100还包括切屑收集器270，以将至少一个待分类的切屑14、15保持在切屑分析区域110中，即以静态的方式保持在传感器设备100的传感器头处。在图3中仅间接示出了切屑收集器270，因为多个金属切屑14、15粘附在传感器设备100的传感器头上。切屑收集器270被配置为通过磁场磁性地将至少一个待分类的切屑保持在切屑分析区域110中。为此，切屑收集器可以被配置为由直流电驱动的线圈，以通过磁场磁性地将至少一个待分类的切屑14、15保持在切屑分析区域110中，其中，磁场被实施为用于通过控制单元来接通和断开以清洁切屑区域。

图4示出了具有发射线圈210和多个接收线圈310的传感器设备100的一部分的侧面截面图。接收线圈分布设置在传感器头280内的传感器表面290上，以便提供切屑14、15的位置的确定和/或尺寸的确定。

接收线圈310包括相对于传感器表面平面290的垂直定向实施的线圈轴，以最小化激励信号对切屑信号的影响。所示实施例中的发射线圈210还包括相对于传感器表面平面290基本平行实施的线圈轴。发射线圈的线圈轴可以可替代地被实施为相对于传感器表面平面290基本垂直，特别是如果发射线圈缠绕在垂直臂上。通过所述对准，可以减少作为磁信号230耦合到切屑分析区域110中的激励信号的影响，并且可以以改进的方式测量切屑信号，因为激励场垂直于接收线圈。

图5描绘了具有多个接收线圈310的传感器设备100的一部分，其中，接收线圈310分布设置在传感器头280内的传感器表面290上，以便提供切屑14、15的位置的确定和/或尺寸的确定，其中，接收线圈310以蜂窝图案分布设置在传感器头280内。例如，所示的图5是图4的俯视截面图。

图6示出了用于表征切屑的评估原理。如上所述，切屑分类器被配置为通过评估激励信号和切屑信号之间的相移和/或切屑信号的振幅来对切屑分析区域中的至少一个切屑进行分类。因此，切屑分类器被配置为确定例如切屑尺寸、切屑材料和/或切屑的硬度等级。

在顶部区域A中示出了三个图A1至A3，说明了软磁切屑的特征。

在底部区域B中示出了三个图B1至B3，说明了硬磁切屑的特征。

图A1和B1中示出了两条不同的磁滞曲线。在图A1和B1中，磁化强度M绘制在Y轴上，磁场强度H绘制在X轴上。曲线与Y轴的交点对应于正剩磁和负剩磁。与X轴的交点对应于正矫顽场强和负矫顽场强。虚线对应初始磁化曲线的走向。可以看出，曲线A1和B1在正方向和负方向都饱和，与磁场强度是正增加还是负增加无关。这就是所谓的磁饱和。因此，两条磁滞曲线也包括正磁饱和以及负磁饱和。从图A1可以看出，与图B1相比，出现了窄磁滞曲线，从而得出软切屑的结论。与图A1相比，图B1中的磁滞曲线更宽且更低，从而可以得出硬磁切屑的结论。这种关系如图6和图7所示。

例如，电激励信号220和切屑信号260在图A2和B2中示出。在两个图A2和B2中随时间t绘出了电压U。电压曲线220和260确实在同一图中示出，但是信号曲线220和260的振幅值可以不同。

如图A2和B2所示，由于切屑的不同材料特性，电激励信号220和切屑信号260之间出现不同的相移。例如，软磁切屑生成的切屑信号如图A2所示。举例来说，图B2示出了由硬磁切屑生成的切屑信号。通过评估相移，可以对切屑例如根据硬度进行分类，。

除相移外或作为相移的替代，还提供了评估切屑信号260的振幅。切屑信号的振幅可以用作相移的附加信息，因为当作为电激励信号的函数被磁激励时，不同的切屑在切屑信号曲线中实施不同的振幅。

图A3和B3基本上以不同的描绘方式示出了图A2和B2，即作为旋转的空间相量。可以看出，空间相量220和260以各种大小的相位角彼此同步旋转。因此，相移也可以基于相位角来确定。

图7示出了三轴图中绘制的两条磁滞曲线的示例。磁场强度H绘制在X轴上。磁通量密度B绘制在第一Y轴上，磁化强度M绘制在第二Y轴上。

可以看出，硬磁和软磁切屑在磁滞曲线的不同区域有所不同。这种实现不仅用于检测，而且用于表征切屑分析区域中的切屑，例如关于其尺寸(切屑体积)、磁特性(硬度)或材料特性(切屑材料)。

图8示出了通过传感器设备表征切屑的方法的流程图。

在第一步骤S1中，通过具有发射线圈的信号发生器生成电激励信号，其中，信号发生器被配置为生成电激励信号，并通过发射线圈将所述信号耦合到切屑分析区域中，其中，切屑分析区域是空间区。

在第二步骤S2中，通过具有至少一个接收线圈的切屑分类器接收切屑信号，其中，切屑分类器被配置为通过接收线圈接收来自切屑分析区域的切屑信号，其中，切屑信号是由激励信号激励并由至少一个待分类的切屑生成的磁化信号。

在第三步骤S3中，通过切屑分类器评估切屑信号，其中，切屑分类器被配置为通过评估激励信号和切屑信号之间的相移和/或切屑信号的振幅来对切屑分析区域中的至少一个切屑进行分类。

此外，在步骤S3中示出了两个进一步优选的步骤S3.1和S3.2。

在步骤S3.1中，通过借助于切屑分类器确定同相分量来确定待分类的切屑的切屑尺寸和/或切屑材料，该同相分量与切屑的磁化成比例。

在步骤3.2中，通过确定与切屑的磁滞曲线下的面积成比例的异相分量来确定待分类的切屑的至少一个硬度等级和/或切屑材料。

作为进一步的考虑，提出了一种用于表征切屑的传感器设备，该传感器设备包括切屑分析区域、信号发生器、切屑分类器，其中，切屑分析区域是空间区；信号发生器具有至少一个发射单元，其中，信号发生器被配置为生成电激励信号，并通过发射单元将所述信号耦合到切屑分析区域中；切屑分类器具有至少一个接收传感器，其中，切屑分类器被配置为通过接收传感器接收来自切屑分析区域的切屑信号，其中，切屑信号是由激励信号激励并由至少一个待分类的切屑生成的磁化信号，其特征在于，切屑分类器还被配置为通过评估激励信号和切屑信号之间的相移和/或切屑信号的振幅来对切屑分析区域中的至少一个切屑进行分类。

作为发射线圈的替代方案，因此提出使用具有至少一个发射单元的信号发生器，其中，信号发生器被配置为生成电激励信号，并通过发射单元将所述信号作为磁信号耦合到切屑分析区域中。因此，提出使用任何其他任意技术装置来代替发射线圈，以便生成电激励信号。

使用具有至少一个发射线圈的信号发生器是可选的特征，其中，信号发生器被配置为生成电激励信号，并通过发射线圈将所述信号作为磁信号耦合到切屑分析区域中。还可以提供仅被配置为接收切屑信号并评估切屑信号的传感器设备。

作为进一步的考虑，因此提出了一种用于表征切屑的传感器设备，该传感器设备包括：具有至少一个接收传感器的切屑分类器，其中，切屑分类器被配置为通过接收传感器接收切屑信号，其中，切屑信号是由激励信号激励并由至少一个待分类的切屑生成的磁化信号，其中，切屑分类器被配置为通过评估激励信号和切屑信号之间的相移和/或切屑信号的振幅来对至少一个切屑进行分类。

具有通用发射单元或没有信号发生器的本传感器设备优选地根据前述实施例中的任何一个来实施。

通过具有发射线圈的信号发生器生成电激励信号的方法步骤是可选的特征，其中，信号发生器被配置为生成电激励信号，并通过发射线圈将所述信号耦合到切屑分析区域中，其中，切屑分析区域是空间区。还可以提供仅被配置为接收和评估切屑信号的方法。

作为进一步的考虑，因此提出了一种通过包括至少一个切屑分类器的传感器设备表征切屑的方法。该方法包括以下步骤：通过具有至少一个接收传感器的切屑分类器接收切屑信号，其中，切屑分类器被配置为通过接收传感器接收所生成的切屑信号，其中，切屑信号是由激励信号激励并由至少一个待分类的切屑生成的磁化信号；以及通过切屑分类器评估切屑信号，其中，切屑分类器被配置为通过评估激励信号和切屑信号之间的相移和/或切屑信号的振幅来对至少一个切屑进行分类。因此提出了一种测量方法。

通过评估激励信号和切屑信号之间的相移和/或切屑信号的振幅对至少一个切屑进行分类的特征因此也是可选的特征。一般提出评估所接收的切屑信号以便对切屑进行分类。因此，提出将切屑信号评估为由激励生成的磁信号，该磁信号作为对激励的反应在切屑中生成。相比之下，用于表征切屑的已知方法使用比较线圈以便利用测量线圈和参考线圈之间的阻抗变化来表征切屑，如上文介绍中所述。

参考标记列表

10润滑回路

11传动装置

12泵

13润滑油

14、15(金属)切屑(软磁、硬磁)

16悬浮物

17过滤器

18液体流动的管线

100传感器设备

110切屑分析区域

200信号发生器

210发射线圈

220激励信号

230磁信号

240函数发生器

250放大器

260切屑信号

270切屑收集器

280传感器头

290传感器表面平面

300切屑分类器

310接收线圈

320选择电路

330放大器

340材料数据库

350计算单元

400过程计算机

410分析单元

420报告单元

Claims (23)

1.一种用于表征切屑(14，15)的传感器设备(100)，包括：

切屑分析区域(110)，其中，所述切屑分析区域是空间区；

具有至少一个发射线圈(210)的信号发生器(200)，其中，所述信号发生器被配置为生成电激励信号(220)并通过所述发射线圈将所述信号作为磁信号(230)耦合到切屑分析区域中；

具有至少一个接收传感器(310)的切屑分类器(300)，其中，所述切屑分类器被配置为通过所述接收传感器接收来自所述切屑分析区域的切屑信号(260)，其中，所述切屑信号是由所述激励信号激励并由至少一个待分类的切屑(14，15)生成的磁化信号，其特征在于：

所述切屑分类器(300)还被配置为通过评估所述激励信号(220)和所述切屑信号(260)之间的相移和/或所述切屑信号(260)的振幅对所述切屑分析区域(110)中的至少一个切屑(14，15)进行分类。

2.根据权利要求1所述的传感器设备(100)，其中，具有接收线圈的所述接收传感器被实施为用于接收所述切屑信号。

3.根据权利要求1或2所述的传感器设备(100)，其中，所述接收传感器被实施为具有接收元件，所述接收元件被配置为利用霍尔效应和/或磁阻效应来接收所述切屑信号。

4.根据权利要求1至3所述的传感器设备(100)，其中，所述切屑分类器(300)评估同相分量，所述同相分量用于识别所述切屑的切屑尺寸和/或所述切屑的切屑材料，所述分量优选地与所述切屑的磁化成比例。

5.根据权利要求1至4所述的传感器设备(100)，其中，所述切屑分类器(300)评估异相分量，所述异相分量用于识别所述切屑的硬度和/或切屑材料，所述分量优选地与所述切屑的磁滞曲线下的面积成比例。

6.根据前述权利要求中任一项所述的传感器设备(100)，其中，所述激励信号(220)是交流电压信号，特别是正弦、三角形或矩形交流电压信号。

7.根据前述权利要求中任一项所述的传感器设备(100)，其中，所述激励信号(220)具有从100Hz到10kHz的频率范围内的频率。

8.根据权利要求7所述的传感器设备(100)，其中，所述激励信号(220)的所述频率以预定义的顺序变化，以便改变所述激励信号进入所述切屑(14，15)的穿透深度。

9.根据前述权利要求中任一项所述的传感器设备(100)，其中，所述信号发生器(200)被配置为生成具有正弦曲线、和/或三角形曲线、和/或矩形曲线的电激励信号(220)，以便设置所述激励信号进入所述切屑的穿透深度。

10.根据前述权利要求中任一项所述的传感器设备(100)，其中，所述切屑分类器(300)包括材料数据库(340)，其中，材料数据存储在所述材料数据库中，以及

(i)所述切屑分类器(300)被设置为用于通过与所述材料数据进行比较来确定所述切屑的至少一个第一硬度等级和/或第二硬度等级，和/或

(ii)所述切屑分类器(300)被设置为用于通过与所述材料数据进行比较来确定所述切屑的至少一个切屑尺寸，和/或

(iii)所述切屑分类器(300)被配置为通过与所述材料数据进行比较来确定所述切屑的至少一种切屑材料。

11.根据权利要求10所述的传感器设备(100)，其中，所述材料数据包括至少一个比较信号曲线，其中，通过将所述切屑信号与所述至少一个比较信号曲线进行比较来优选地确定所述第一硬度等级和/或第二硬度等级的存在。

12.根据前述权利要求中任一项所述的传感器设备(100)，其中，所述切屑分类器(300)被实施为具有多个接收线圈(310)和/或具有多个霍尔效应传感器和/或具有多个磁阻传感器，其中，所述接收线圈和/或所述霍尔效应传感器和/或所述磁阻传感器被分布设置在传感器头(280)内的传感器表面(290)上，特别是以便提供所述切屑的位置的确定和/或所述切屑的尺寸的确定，其中，所述接收线圈和/或所述霍尔效应传感器和/或所述磁阻传感器以蜂窝和/或棋盘图案优选地分布设置在传感器头内。

13.根据前述权利要求中任一项所述的传感器设备(100)，其中，至少一个接收线圈(310)包括线圈轴、和/或至少一个霍尔效应传感器包括传感器轴、和/或至少一个磁阻传感器包括至少一个传感器轴，所述至少一个传感器轴被实施为在相对于传感器表面平面的垂直定向上，特别是以便最小化所述激励信号对所述切屑信号的影响。

14.根据前述权利要求中任一项所述的传感器设备(100)，其中，所述传感器设备还包括切屑收集器(270)，以便将所述至少一个待分类的切屑(14，15)保持在所述切屑分析区域(110)中，所述切屑收集器优选地被配置为通过磁场将所述至少一个待分类的切屑磁性地保持在所述切屑分析区域中和/或通过流体可渗透的过滤器结构将所述切屑机械地保持在所述切屑分析区域中。

15.根据权利要求14所述的传感器设备(100)，其中，所述切屑收集器(270)被配置为由直流电驱动的线圈，以通过磁场将所述至少一个待分类的切屑磁性地保持在所述切屑分析区域中，并且所述磁场优选地被实施为用于通过控制单元接通和关断，特别是用于清洁切屑区域。

16.根据前述权利要求中任一项所述的传感器设备(100)，其中，所述切屑分析区域(110)是液体流经的管线(18)内的空间区，所述液体优选地是油和/或液体冷却剂，所述管线还优选地是润滑管线和/或冷却剂管线。

17.一种用于通过传感器设备(100)表征切屑(14，15)的方法，所述传感器设备包括至少一个信号发生器(200)和切屑分类器(300)，所述方法包括以下步骤：

通过具有发射线圈(210)的所述信号发生器(200)生成(S1)电激励信号(220)，其中，所述信号发生器被配置为生成所述电激励信号并通过所述发射线圈将所述信号作为磁信号耦合到切屑分析区域中，其中，所述切屑分析区域是空间区；

通过具有至少一个接收传感器(310)的所述切屑分类器(300)接收(S2)切屑信号(260)，其中，所述切屑分类器被配置为通过所述接收传感器接收来自所述切屑分析区域(110)的所述切屑信号，其中，所述切屑信号是由所述激励信号(220)激励并由至少一个待分类的切屑(14，15)生成的磁化信号；

通过所述切屑分类器(300)评估(S3)所述切屑信号(260)，其中，所述切屑分类器被配置为通过评估所述激励信号(220)和所述切屑信号(260)之间的相移和/或所述切屑信号(260)的振幅对所述切屑分析区域(110)中的至少一个切屑(14，15)进行分类，其中，优选地所述传感器设备根据权利要求1至16中的任一项来实施。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述评估还包括以下步骤：

通过借助于所述切屑分类器确定同相分量来确定所述待分类的切屑(14，15)的切屑尺寸和/或切屑材料，所述同相分量优选地与所述切屑的磁化成比例，和/或

通过确定异相分量来确定所述待分类的切屑(14，15)的至少一个硬度等级和/或切屑材料，所述异相分量优选地与所述切屑的磁滞曲线下的面积成比例。

19.一种用于表征切屑(14，15)的传感器设备(100)，包括：

切屑分析区域(110)，其中，所述切屑分析区域是空间区；

具有至少一个发射单元(210)的信号发生器(200)，其中，所述信号发生器被配置为生成电激励信号(220)并通过所述发射单元将所述信号作为磁信号(230)耦合到所述切屑分析区域中；

具有至少一个接收传感器(310)的切屑分类器(300)，其中，所述切屑分类器被配置为通过所述接收传感器接收来自所述切屑分析区域的切屑信号(260)，其中，所述切屑信号是由所述激励信号激励并由至少一个待分类的切屑(14，15)生成的磁化信号，其特征在于：

所述切屑分类器(300)还被配置为通过评估所述激励信号(220)和所述切屑信号(260)之间的相移和/或所述切屑信号(260)的振幅对所述切屑分析区域(110)中的所述至少一个切屑(14，15)进行分类。

20.一种用于表征切屑(14，15)的传感器设备(100)，包括：

具有至少一个接收传感器(310)的切屑分类器(300)，其中，所述切屑分类器被配置为通过所述接收传感器接收切屑信号(260)，其中，所述切屑信号是由所述激励信号激励并由至少一个待分类的切屑(14，15)生成的磁化信号，其特征在于：

所述切屑分类器(300)还被配置为通过评估所述激励信号(220)和所述切屑信号(260)之间的相移和/或所述切屑信号(260)的振幅对至少一个切屑(14，15)进行分类。

21.根据权利要求19或20所述的传感器设备(100)，其中，所述传感器设备根据前述权利要求1至16中任一项来实施。

22.一种通过包括至少一个切屑分类器(300)的传感器设备(100)来表征切屑(14，15)的方法，包括以下步骤：

通过具有至少一个接收传感器(310)的切屑分类器(300)接收(S2)切屑信号(260)，其中，所述切屑分类器被配置为通过所述接收传感器接收生成的切屑信号，其中，所述切屑信号是由激励信号(220)激励并由至少一个待分类的切屑(14，15)生成的磁化信号；

通过所述切屑分类器(300)评估(S3)所述切屑信号(260)，其中，所述切屑分类器被配置为通过评估所述激励信号(220)和所述切屑信号(260)之间的相移和/或所述切屑信号(260)的振幅对至少一个切屑(14，15)进行分类。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，根据权利要求1至16中的任一项来实施用于执行所述方法的传感器设备。