DE102005043056A1

DE102005043056A1 - Arrangement for detecting the speed of an object and laboratory centrifuge with such an arrangement

Info

Publication number: DE102005043056A1
Application number: DE200510043056
Authority: DE
Inventors: Christian Rötzer
Original assignee: Elatec Vertriebs GmbH
Current assignee: Elatec GmbH
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2007-03-15
Also published as: WO2007028648A2; WO2007028648A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erfassung der Geschwindigkeit eines Objektes in einer Anlage oder in einer Vorrichtung, wie in einer Zentrifuge, einer Werkzeugmaschine, einer Förderanlage oder ähnlichen, mit einer Erfassungseinrichtung (12) und einem getrennt von dieser ausgebildeten Signalgeber (14), der zur Geschwindigkeitserfassung mit der Erfassungseinrichtung (12) zusammenwirkt. Die Erfassungseinrichtung (12) weist eine Auswerteeinheit (32) sowie mindestens eine Sendespule (24) zur Erzeugung eines sich mit vorgegebener Frequenz ändernden magnetischen Wechselfeldes auf, während der Signalgeber (14) einen Schwingkreis (34) mit einer Spule (36) aufweist. Bei einem Aneinandervorbeibewegen der beiden Spulen (24, 36) wird eine von der Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Spulen (24, 36) abhängige Änderung des magnetischen Wechselfeldes bewirkt, auf deren Basis die Auswerteeinheit (32) die Relativgeschwindigkeit zwischen den Spulen (24, 36) ermittelt.The invention relates to an arrangement for detecting the speed of an object in a system or in a device, such as in a centrifuge, a machine tool, a conveyor or the like, with a detection device (12) and a separately formed from this signal generator (14) for speed detection cooperates with the detection device (12). The detection device (12) has an evaluation unit (32) and at least one transmitting coil (24) for generating a variable frequency magnetic field changing, while the signal generator (14) has a resonant circuit (34) with a coil (36). When the two coils (24, 36) are moved together, a change of the alternating magnetic field dependent on the relative speed between the two coils (24, 36) is effected, on the basis of which the evaluation unit (32) determines the relative speed between the coils (24, 36). determined.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erfassung der Geschwindigkeit eines Objektes in einer Anlage oder in einer Vorrichtung, wie in einer Zentrifuge, einer Werkzeugmaschine, einer Förderanlage oder ähnlichem, mit einer Erfassungseinrichtung und einem getrennt von dieser ausgebildeten Signalgeber, der zur Geschwindigkeitserfassung mit der Erfassungseinrichtung zusammenwirkt. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Laborzentrifuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13 mit einer derartigen Anordnung zur Erfassung der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors der Laborzentrifuge.The The invention relates to an arrangement for detecting the speed an object in a facility or device, as in a centrifuge, a machine tool, a conveyor or the like, with a detection device and a separate from this Signal generator used for speed detection with the detection device interacts. Furthermore, the invention relates to a laboratory centrifuge according to the preamble of claim 13 with such an arrangement for detecting the rotational speed of the rotor of the laboratory centrifuge.

Die Erfassung der Geschwindigkeit eines Objektes in einer Anlage oder einer Vorrichtung, ist aus vielfältigsten Gründen von besonderem Interesse, so beispielsweise um die Geschwindigkeit des Objektes nachzuregeln oder um zu überprüfen, ob das Objekt eine vorgegebene Geschwindigkeit nicht über- oder unterschreitet. Derartige Anordnungen kommen beispielsweise in Laborgeräten, wie Zentrifugen, in Bearbeitungsmaschinen, wie Werkzeugmaschinen, oder auch in Großanlagen, wie Fördereinrichtungen und Förderanlagen, zum Einsatz.The Recording the speed of an object in a plant or a device, is the most diverse establish Of particular interest, such as speed to readjust the object or to check if the object is a given one Speed not above or below speed. Such arrangements come for example in laboratory equipment, such as Centrifuges, in processing machines, such as machine tools, or also in large plants, like conveyors and conveyor systems, for use.

Zum Erfassen der Geschwindigkeit eines Objektes werden häufig Anordnungen mit sogenannten Induktionssensoren oder Hallsensoren verwendet. Bei der Geschwindigkeitserfassung mit einem Induktionssensor erzeugt der Induktionssensor mit Hilfe einer Spule ein magnetisches Feld. Zur Geschwindigkeitserfassung wird durch das Magnetfeld der Spule mit geringem Abstand ein Signalgeber, beispielsweise ein aus einem weichmagnetischen Material gefertigtes Signalgeberrad oder ein aus einem weichmagnetischen Material gefertigter Stift, vorbeigeführt. In Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Induktionssensor und dem Signalgeber wird die Stärke des vom Induktionssensor erzeugten magnetischen Feldes kurzfristig verändert. Die Änderung des magnetischen Feldes wird an eine Auswerteeinheit weitergeleitet, welche die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Induktionssensor und dem Signalgeber bestimmt.To the Capturing the speed of an object will often be arrangements used with so-called induction sensors or Hall sensors. Generated during the speed detection with an induction sensor the induction sensor using a coil, a magnetic field. For speed detection is by the magnetic field of the coil at a short distance a signal generator, for example one from a soft magnetic material manufactured signaler or off passed a soft magnetic material manufactured pen. In dependence from the relative velocity between the induction sensor and the signal generator becomes the strength of the magnetic field generated by the induction sensor in the short term changed. The change the magnetic field is forwarded to an evaluation unit, which is the relative velocity between the induction sensor and the signal generator determined.

Bei einer Anordnung mit Hallsensor liegt am Hallsensor eine sogenannte Hallspannung an. Beabstandet zum Hallsensor ist ein Dauermagnet angeordnet, der auf den Hallsensor einwirkt. Zur Geschwindigkeitserfassung wird zwischen den Dauermagneten und den Hallsensor ein Signalgeber hindurchgeführt, welcher das magnetische Feld des Dauermagneten kurzfristig abschirmt, wobei sich die am Hallsensor anliegende Spannung ändert. Diese Spannungsänderung wird erfasst und zur Geschwindigkeitsbestimmung ausgewertet.at an arrangement with a Hall sensor is located at the Hall sensor a so-called Hall voltage on. Distanced from the Hall sensor is a permanent magnet arranged, which acts on the Hall sensor. For speed detection between the permanent magnet and the Hall sensor is a signal generator passed, which shields the magnetic field of the permanent magnet in the short term, wherein the voltage applied to the Hall sensor changes. This voltage change is recorded and evaluated for speed determination.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Anordnung zur Erfassung der Geschwindigkeit eines Objektes anzugeben. Ein weiterer Aspekt der Aufgabe der Erfindung ist es, mit geringem Aufwand eine derartige Anordnung bereitzustellen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Laborzentrifuge anzugeben, bei der eine einfache und sichere Drehzahlmessung möglich ist.outgoing From this prior art, it is an object of the invention, a improved arrangement for detecting the speed of an object specify. Another aspect of the object of the invention is to provide such an arrangement with little effort. Further It is an object of the invention to provide a laboratory centrifuge, in a simple and safe speed measurement is possible.

Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst und insbesondere dadurch, dass die Erfassungseinrichtung eine Auswerteeinheit sowie mindestens eine Sendespule zur Erzeugung eines sich mit vorgegebener Frequenz ändernden magnetischen Wechselfeldes aufweist, dass der Signalgeber einen Schwingkreis mit einer Spule aufweist, dass das Aneinandervorbeibewegen der beiden Spulen eine von der Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Spulen abhängige Änderung des magnetischen Wechselfeldes bewirkt, und dass die Auswerteeinheit basierend auf der Änderung des magnetischen Wechselfeldes die Relativgeschwindigkeit zwischen den Spulen ermittelt. Des weiteren wird die Aufgabe durch eine Laborzentrifuge mit den Merkmalen nach Anspruch 13 gelöst.These The object is achieved by an arrangement having the features of claim 1 solved and in particular in that the detection device is an evaluation unit and at least one transmitting coil for generating a changing with a predetermined frequency magnetic alternating field, that the signal transmitter has a Resonant circuit with a coil that the Anemandvor obbeiven of the two coils one of the relative speed between the both coils dependent change the magnetic alternating field causes, and that the evaluation unit based on the change of the alternating magnetic field the relative velocity between the coils determined. Furthermore, the task is performed by a laboratory centrifuge solved with the features of claim 13.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung erzeugt die Sendespule des Erfassungsgerätes ein magnetisches Wechselfeld. Die vorgegebene Frequenz des magnetischen Wechselfeldes liegt hierbei in einem Bereich von hundert Kilohertz bis zu mehreren Gigahertz. Insbesondere wenn das magnetische Wechselfeld mit hoher Frequenz schwingt, können äußere Einflüsse wirksam abgeschirmt werden, so dass die Empfindlichkeit der Anordnung vergleichsweise hoch ist. Das magnetische Wechselfeld selbst wird durch die Spule des Signalgebers kurzfristig verändert, wobei auch der Signalgeber mit einem Schwingkreis versehen ist. Kommt der Signalgeber in den Wirkungsbereich des magnetischen Wechselfeldes der Erfassungseinrichtung wird über die Spule des Signalgebers Energie aus dem magnetischen Wechselfeld abgeführt und das Schwingungsverhalten des magnetischen Wechselfeldes nachweisbar beeinflusst. Dieser Effekt ist besonders stark, wenn die Resonanzfrequenz des Schwingkreises des Signalgebers zumindest annähernd der Frequenz entspricht, mit der das magnetische Wechselfeld schwingt, da im Schwingkreis des Signalgebers ein Strom zu fließen beginnt, welcher dem magnetischen Wechselfeld der Sendespule des Erfassungseinrichtung maximal entgegenwirkt. Aufgrund der verglichen mit dem Stand der Technik hohen Empfindlichkeit der Anordnung kann der Signalgeber auch mit vergleichsweise großem Abstand zur Erfassungseinrichtung angeordnet sein.at the inventive arrangement the transmitting coil of the detection device generates an alternating magnetic field. The predetermined frequency of the alternating magnetic field is in this case a range of one hundred kilohertz to several gigahertz. Especially When the alternating magnetic field oscillates at high frequency, external influences can be effective be shielded, so that the sensitivity of the arrangement comparatively is high. The alternating magnetic field itself is through the coil the signal generator changed at short notice, wherein also the signal generator is provided with a resonant circuit. If the signal transmitter comes within the effective range of the alternating magnetic field the detection device is about the coil of the signal generator energy from the alternating magnetic field dissipated and the vibration behavior of the alternating magnetic field detectably influenced. This effect is especially strong when the resonance frequency of the Resonant circuit of the signal generator corresponds at least approximately to the frequency, with which the alternating magnetic field oscillates, as in the resonant circuit the signal generator begins to flow a current which is the alternating magnetic field the transmitting coil of the detection device counteracts to the maximum. Due to the high sensitivity compared to the prior art the arrangement, the signal generator with a comparatively large distance be arranged to the detection device.

Die erfindungsgemäße Anordnung eignet sich sowohl zur Erfassung einer Lineargeschwindigkeit, also der Geschwindigkeit eines sich geradlinig bewegenden Objektes, als auch zur Erfassung der Rotationsgeschwindigkeit eines Objektes. Die Erfassungseinrichtung kann dabei sowohl am sich bewegenden Objekt als auch an einer Meßstelle positioniert werden. Vorzugsweise ist jedoch der Signalgeber aufgrund seines einfachen Aufbaus am Objekt befestigt und wird an der Erfassungseinrichtung zur Beeinflussung des magnetischen Wechselfeldes vorbeigeführt.The inventive arrangement is suitable both for detecting a linear velocity, ie the speed of a rectilinear moving object, as also for detecting the rotational speed of an object. The detection device can both on the moving object as well as at a measuring point be positioned. Preferably, however, the signal generator is due its simple construction attached to the object and is at the detection device passed to influence the magnetic alternating field.

Die Erfassungseinrichtung kann je nach Einsatzweck, beispielsweise für den Einsatz in Werkzeugmaschinen, sehr robust ausgebildet und durch eine fest verdrahte Schaltungsanordnung realisiert sein. Ferner ist auch die Verwendung einstellbarer Funktionseinheiten wie eines einstellbaren Frequenzgenerators oder eines einstellbaren Verstärkers, möglich, um beispielsweise die Empfindlichkeit oder die Reichweite der Erfassungseinrichtung zu verändern. Die Auswerteeinheit kann als programmierbarer Computer, als EPROM- oder auch als ROM-Einheit ausgebildet sein. Die für die Auswertung erforderlichen Daten können in einer entsprechend ausgelegten Speichereinheit der Auswerteeinheit hinterlegt sein.The Detection device can, depending on the purpose of use, for example, for use in machine tools, very robust and solid Wired circuit arrangement be realized. Furthermore, the Use of adjustable functional units such as an adjustable Frequency generator or an adjustable amplifier, possible to For example, the sensitivity or the range of the detection device to change. The evaluation unit can be used as a programmable computer, as EPROM or be designed as a ROM unit. The for the evaluation required data in a correspondingly designed memory unit of the evaluation unit be deposited.

Die erfindungsgemäße Anordnung eignet sich beispielsweise zur Erfassung der Rotationsgeschwindigkeit oder der Vorschubgeschwindigkeit eines Werkzeuges in einer Bearbeitungsmaschine, der Rotationsgeschwindigkeit eines Rotors in einer Zentrifuge oder auch zur Erfassung der Transportgeschwindigkeit einer Fördereinheit in einer Förderanlage, beispielsweise einem Förderer in einer Elektrohängebahn oder einer Palette auf einem Palet tenförderer. Es sind jedoch vielfältige weitere Einsatzmöglichkeiten für die erfindungsgemäße Anordnung gegeben.The inventive arrangement is suitable, for example, for detecting the rotational speed or the feed rate of a tool in a processing machine, the rotational speed of a rotor in a centrifuge or also for detecting the transport speed of a conveyor unit in a conveyor system, for example, a conveyor in a monorail or a pallet on a pallet conveyor. However, there are many more applications for the inventive arrangement given.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung sowie den Unteransprüchen.Further Advantages of the invention will become apparent from the following description, the drawing and the dependent claims.

Um eine möglichst genaue Erfassung der Geschwindigkeit zu ermöglichen, wird bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung vorgeschlagen, an der Erfassungseinrichtung mindestens eine weitere Sendespule vorzusehen, welche in einem vorgegebenen Abstand zur ersten Sendespule angeordnet ist und ein weiteres magnetisches Wechselfeld erzeugt. Durch die Relativbewegung der Spule des Signalgebers zu den beiden Sendespulen der Erfassungseinrichtung wird somit eine Änderung beider magnetischer Wechselfelder bewirkt, die von den beiden Sendespulen erzeugt werden. Die zeitlich aufeinander folgenden Änderungen der beiden magnetischen Wechselfelder werden an die Auswerteeinheit weitergeleitet, welche aus dem vorgegebenen Abstand zwischen den beiden Sendespulen der Erfassungseinrichtung sowie der Dauer zwischen der Änderung der beiden magnetischen Wechselfelder die Geschwindigkeit bestimmt. Grundsätzlich ist es bei dieser Ausführungsform möglich, noch weitere Sendespulen vorzusehen. Eine derartige Anordnung mit mehreren Sendespulen eignet sich beispielsweise zur Bewegungserfassung eines Werkzeugschlittens an einer Werkzeugmaschine, in dem an der Linearführung der Werkzeugmaschine mehrere Sendespulen vorgesehen sind, an denen der Werkzeugschlitten mit daran gehaltenem Signalgeber vorbeigeführt wird.Around one possible Accurate detection of the speed will be at a special preferred embodiment the inventive arrangement proposed, at the detection means at least one further Provide transmitting coil, which at a predetermined distance to first transmitting coil is arranged and another magnetic alternating field generated. Due to the relative movement of the coil of the signal generator to The two transmitting coils of the detection device thus becomes a change Both magnetic alternating fields causes, that of the two transmitting coils be generated. The temporally successive changes the two alternating magnetic fields are sent to the evaluation unit forwarded, which from the given distance between the two transmitting coils of the detection device and the duration between the change of two alternating magnetic fields determines the speed. in principle it is in this embodiment possible, to provide even more transmission coils. Such an arrangement with several Transmit coils are suitable, for example, for detecting movement of a Tool carriage on a machine tool, in which on the linear guide of the Machine tool several transmitting coils are provided, where the Tool carriage is guided past with it held signal generator.

Alternativ oder auch ergänzend hierzu wird ferner vorgeschlagen, den Signalgeber selbst mit mindestens zwei Spulen auszustatten, welche in einem vorgegebenen Abstand zueinander angeordnet sind. Bei einer Bewegung der beiden Spulen des Signalgebers relativ zur Sendespule der Erfassungs einrichtung bzw. zu den Sendespulen einer mit mehreren Sendespulen versehenen Erfassungseinrichtung bewirken die zueinander beabstandeten Spulen des Signalgebers zeitlich aufeinanderfolgende Änderungen des magnetischen Wechselfeldes der mindestens einen Sendespule. Die Auswerteeinheit kann dann aus dem vorgegebenen Abstand zwischen den beiden Spulen des Signalgebers und der Dauer zwischen den beiden Änderung des magnetischen Wechselfeldes der Sendespule(n) die Relativgeschwindigkeit zwischen den Spulen des Signalgebers und der bzw. den Sendespulen der Erfassungseinrichtung bestimmen.alternative or in addition For this purpose, it is also proposed, the signal generator itself with at least To equip two coils, which at a predetermined distance from each other are arranged. During a movement of the two coils of the signal generator relative to the transmitting coil of the detection device or to the transmitting coils a detection device provided with a plurality of transmitting coils cause the spaced coils of the signal generator in time successive changes of the alternating magnetic field of the at least one transmitting coil. The evaluation unit can then from the predetermined distance between the two coils of the signal generator and the duration between the two changes of the alternating magnetic field of the transmitting coil (s) the relative speed between the coils of the signal transmitter and the or the transmitting coils determine the detection device.

Besonders bevorzugt kommt als Signalgeber ein sogenannter Transponder zum Einsatz, bei dem eine mit der Spule gekoppelte Speichereinheit vorgesehen ist, in welcher Daten abgespeichert sind. Die Daten auf der Speichereinheit des Transponders können dann, beispielsweise durch Amplitudenmodulation, von der Erfassungseinrichtung aus dem Transponder ausgelesen werden. Hierdurch ist es möglich, den Signalgeber nicht nur zur Geschwindigkeitserfassung heranzuziehen, sondern gleichzeitig auch beispielsweise objektspezifische Daten, die in der Speichereinheit abgespeichert sind, zu übermitteln. So lassen sich eine Vielzahl unterschiedlicher Daten auf dem Transponder abspeichern. Neben objektspezifischen Daten wie einer Identifikationsnummer für das Objekt auch verfahrensspezifische Daten wie beispielsweise eine maximal zulässige oder minimal erforderliche Geschwindigkeit.Especially Preferably comes as a signal generator, a so-called transponder Use in which provided with the coil coupled storage unit is in which data is stored. The data on the storage unit of the transponder can then, for example, by amplitude modulation, from the detection device be read out of the transponder. This makes it possible to Not only to use a signal generator for speed detection, but at the same time, for example, object-specific data, which are stored in the memory unit to transmit. This allows a variety of different data on the transponder save. In addition to object-specific data such as an identification number for the Object also process-specific data such as a maximum permissible or minimum required speed.

Bei der Verwendung eines Transponders als Signalgeber ist es ferner von besonderem Vorteil, wenn die Erfassungseinrichtung als Lese/Schreibeinrichtung ausgebildet ist, die beim Aneinandervorbeibewegen der Spulen zusätzliche Daten in die Speichereinheit des Transponders übermittelt, welche dann in der Speichereinheit abspeichert werden. So bietet sich an, im Transponder die zuvor erfasste Geschwindigkeit von einer zweiten Spule der Erfassungseinrichtung in die Speichereinheit zu übertragen. Ferner bietet sich an, wenn das Objekt mehrere Stationen zu durchlaufen hat, im Transponder abzuspeichern, welche Station aktuell angefahren wird. Die Vielzahl an möglichen unterschiedlichen Daten, die in der Speichereinheit abgespeichert werden können, ist dabei lediglich durch die Speichergröße der Speichereinheit begrenzt.When using a transponder as a signal generator, it is also of particular advantage if the detection device is designed as a read / write device which, when the coils move closer to one another, feeds additional data into the memory transmitted unit of the transponder, which are then stored in the memory unit. It thus makes sense to transmit the previously detected speed in the transponder from a second coil of the detection device into the memory unit. Furthermore, if the object has to travel through several stations, it is also possible to store in the transponder which station is currently being approached. The large number of possible different data that can be stored in the memory unit is limited only by the memory size of the memory unit.

Damit auch die Geschwindigkeit von Objekten erfasst werden kann, welche sich mit größerem Abstand an der Meßstelle vorbeibewegen, wird bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung vorgeschlagen, den Signalgeber mit einer eigenständigen Spannungsversorgung zu versehen. Hierdurch ist es möglich, die Lesereichwerte der Erfassungseinrichtung weiter zu erhöhen.In order to Also, the speed of objects can be detected, which at a greater distance at the measuring point moving past is in a particularly preferred embodiment the inventive arrangement proposed, the signal generator with a stand-alone power supply to provide. This makes it possible to Further increase reading ranges of the detection device.

Besonders bevorzugt eignet sich die erfindungsgemäße Anordnung zur Erfassung der Rotationsgeschwindigkeit eines Objektes. Zu diesem Zweck ist eine der beiden Spulen, entweder die Spule des Signalgebers oder die Sendespule des Erfassungsgerätes, an dem in Rotation zu versetzenden Objekt gehalten. Die andere Spule, also die Sendespule des Erfassungsgerätes bzw. die Spule des Signalgebers, mit der die am Objekt gehaltene Spule zusammenwirkt, ist benachbart zur Rotationsachse des Objektes derart angeordnet, dass sich die am Objekt vorgesehene Spule bei einer Drehung des Objektes auf einer Kreisbahn an der anderen Spule vorbeibewegt. Die beiden Spulen müssen dabei so angeordnet und ausgebildet sein, dass das magnetische Wechselfeld bei jeder Umdrehung kurzfristig eine Änderung erfährt, die von der Auswerteeinheit erfasst wird. Werden mehrere Spulen verwendet, beispielsweise zwei Sendespulen oder zwei Signalgeberspulen, müssen diese so angeordnet sein, dass durch das Zusammenwirkend der Spulen zur Bestimmung der Rotationsgeschwindigkeit geeignete Signalimpulse erzeugt werden.Especially Preferably, the inventive arrangement is suitable for detection the rotational speed of an object. For this purpose is one of the two coils, either the coil of the signal generator or the transmitting coil of the detection device, held on the object to be rotated. The other coil, Thus, the transmitting coil of the detection device or the coil of the signal generator, with which the coil held on the object cooperates is adjacent arranged to the axis of rotation of the object such that the provided on the object coil at a rotation of the object on a Orbit passed by the other coil. The two coils must be there be arranged and designed so that the alternating magnetic field at each revolution undergoes short-term change, which detected by the evaluation becomes. If several coils are used, for example two transmitting coils or two signal generator coils these are arranged so that by the cooperation of the coils suitable signal pulses for determining the rotational speed be generated.

Die Sendespule oder die Impulsspule kann beispielsweise seitlich nahe der Rotationsachse angeordnet sein und nur einen vorgegebenen Winkelabschnitt von beispielsweise 1° der 360° abdecken, während die am Objekt gehaltene Spule das rotierende Objekt nur teilweise abdeckt, so dass bei einer Drehung des Objektes die Spulen jeweils nur für einen vorgegebenen Winkelabschnitt aneinander vorbeigeführt werden, wodurch die gewünschte kurzfristige Änderung des magnetischen Wechselfeldes auftritt.The Transmitting coil or the pulse coil, for example, close to the side be arranged the axis of rotation and only a predetermined angle section for example, 1 ° of Cover 360 °, while the coil held on the object only partially covers the rotating object, so that upon rotation of the object, the coils only for one predetermined angle section are passed by each other, whereby the desired short-term change of the alternating magnetic field occurs.

Alternativ ist es auch möglich, beide Spulen, sowohl die Sendespule der Erfassungseinrichtung als auch die Signalgeberspule ringförmig, beispielsweise kreisringförmig, elliptisch oder oval, auszubilden, wobei die Rotationsachse durch die Spulen verläuft.alternative it is also possible both coils, both the transmitting coil of the detection device as also the signal generator coil ring-shaped, for example, annular, elliptical or oval, form the axis of rotation through the coils runs.

Um die gewünschte kurzfristige Änderung des magnetischen Wechselfeldes realisieren zu können, wird dann bei einer Weiterbildung dieser erfindungsgemäßen Anordnung vorgeschlagen, dass zumindest eine der beiden Spulen in einer zur Rotationsachse geneigt verlaufenden Ebene angeordnet ist. Durch die geneigte Anordnung der mindestens einen Spule wird erreicht, dass sich die beiden Spulen bezogen auf eine bestimmte Meßstelle bei jeder vollständigen Umdrehung des Objektes einander nähern und wieder voneinander entfernen, so dass das magnetische Wechselfeld durch das Zusammenwirken der Spulen kontinuierlich verändert wird und zwischen einer maximalen Beeinflussung, wenn die beiden Spulen am stärksten aufeinander zubewegt sind, und einer geringst möglichen Beeinflussung schwankt, wenn die Spulen am größten voneinander beabstandet sind.Around the desired short-term change of the to realize magnetic alternating field is then in a development this inventive arrangement suggested that at least one of the two coils in a for Rotation axis inclined plane is arranged. By the inclined arrangement of the at least one coil is achieved that the two coils refer to a specific measuring point at each complete Rotation of the object approach each other and again from each other remove, so that the magnetic alternating field by the interaction of the Coils changed continuously and between a maximum impact, if the two Coils the strongest moving towards each other, and a least possible influence fluctuates, when the coils are most spaced apart are.

Sind beide Spulen konzentrisch zur Rotationsachse angeordnet, müssen entweder beide Spulen geneigt verlaufen, um den gewünschten Effekt zu erzielen, wenn die Spulen kreisringförmig sind. Sind die Spulen dagegen elliptisch oder oval, können die Spulen gegebenenfalls auch in parallel zueinander verlaufenden Ebenen liegen.are both coils arranged concentrically to the rotation axis, must either both coils are inclined to achieve the desired effect, when the coils are circular are. In contrast, if the coils are elliptical or oval, the coils can possibly also in mutually parallel planes.

Als weitere alternative Ausführungsform mit zwei ringförmigen Spulen wird vorgeschlagen, dass zumindest eine der beiden ringförmig ausgebildeten Spulen exzentrisch zur Rotationsachse angeordnet ist. Durch die bezüglich der Rotationsachse exzentrische Anordnung zumindest einer der Spulen wird erreicht, dass sich das magnetische Wechselfeld bei einer Drehung des Objektes in Abhängigkeit von der Drehposition des Objektes zur Meßstelle verändert, so dass auch auf diese Weise eine Erfassung der Rotationsgeschwindigkeit möglich ist.When another alternative embodiment with two ring-shaped Coils are proposed that at least one of the two annular coils is arranged eccentrically to the axis of rotation. By regarding the Rotation axis eccentric arrangement of at least one of the coils it is achieved that the alternating magnetic field during a rotation of the object in dependence changed from the rotational position of the object to the measuring point, so that on this Way a detection of the rotational speed is possible.

Desweiteren wird vorgeschlagen, zumindest eine der Spulen mit einer die Spule teilweise abdeckenden magnetischen Abschirmung zu versehen. Ist eine der Spulen dabei konzentrisch zur Rotationsachse angeordnet, während die andere Spule exzentrisch zur Rotationsachse angeordnet ist, wird bei einer Drehung des Objektes eine von der Drehposition abhängige Änderung des magnetischen Wechselfeldes bewirkt. Verlaufen beide Spulen dagegen konzentrisch zur Rotationsachse, muss jede Spulen mit einer diese teilweise abdeckenden magnetischen Abschirmung versehen sein. Durch die magnetischen Abschirmungen wird dann erreicht, dass das magnetische Wechselfeld maximal beeinflusst wird, wenn sich die Abschirmungen überdecken und die beiden nicht abgeschirmten Abschnitte der beiden Spulen unmittelbar aufeinander einwirken, während das magnetische Wechselfeld der Sendespule nahezu unbeeinflusst bleibt, wenn die Abschirmungen so verdreht zueinander sind, dass die magnetische Abschirmung der jeweils einen Spule den nicht abgeschirmten Abschnitt der jeweils anderen Spule zugewandt positioniert ist. Auf diese Weise wird ein eindeutiger Signalverlauf erzeugt, welcher eine eindeutige Zuordnung des sich rotierenden Objektes bezüglich der Meßstelle und damit eine Erfassung der Drehzahl bzw. Rotationsgeschwindigkeit ermöglicht.Furthermore, it is proposed to provide at least one of the coils with a coil partially covering the magnetic shield. If one of the coils is arranged concentrically with respect to the axis of rotation, while the other coil is arranged eccentrically to the axis of rotation, a rotation of the object causes a change of the magnetic alternating field which is dependent on the rotational position. On the other hand, if both coils are concentric with the axis of rotation, each coil must be provided with a magnetic shield which partially covers them. By the magnetic shields is then achieved that the alternating magnetic field is maximally affected when the shields overlap and the both unshielded portions of the two coils act directly on each other, while the magnetic alternating field of the transmitting coil remains almost unaffected, when the shields are so twisted to each other that the magnetic shield of each coil is positioned facing the unshielded portion of the other coil. In this way, a clear signal profile is generated, which allows a clear assignment of the rotating object with respect to the measuring point and thus a detection of the rotational speed or rotational speed.

Wie eingangs erläutert, eignet sich die erfindungsgemäße Anordnung für vielfältigste Einsatzzwecke, bei denen auf einfache Weise die Geschwindigkeit eines Objektes innerhalb einer Vorrichtung oder einer Anlage erfasst werden soll. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Signalgeber als Transponder ausgebildet ist, da so objektspezifische Daten im Transponder abgespeichert sein können, wenn der Transponder als Signalgeber an dem sich bewegenden Objekt vorgesehen ist.As explained at the beginning, the arrangement according to the invention is suitable for most diverse Uses where easily the speed an object within a device or a system detected shall be. It is particularly advantageous if the signal generator is designed as a transponder, since so object-specific data in Transponders can be stored if the transponder provided as a signal generator on the moving object is.

Ein Anwendungsbereich der erfindungsgemäßen Anordnung ist die Labortechnik und hier insbesondere Geräte, die mit hohen Drehzahlen arbeiten, wie Zentrifugen.One The field of application of the arrangement according to the invention is laboratory technology and in particular devices, working at high speeds, like centrifuges.

So wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine Laborzentrifuge mit der erfindungsgemäßen Anordnung auszustatten, um mit dieser die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors der Zentrifuge zu bestimmen. Zu diesem Zweck ist bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform einer mit der erfindungsgemäßen Anordnung ausgestatteten Laborzentrifuge der Signalgeber am Rotor der Zentrifuge und die Erfassungseinrichtung am Gehäuse der Zentrifuge vorgesehen, wobei die Sendespule benachbart zur Rotationsachse des Rotors angeordnet ist.So is proposed according to the invention, a Equip laboratory centrifuge with the inventive arrangement, with this the rotational speed of the rotor of the centrifuge to determine. For this purpose is in a particularly preferred embodiment one with the inventive arrangement equipped laboratory centrifuge the signal generator on the rotor of the centrifuge and the detection device provided on the housing of the centrifuge, wherein the transmitting coil is disposed adjacent to the axis of rotation of the rotor is.

Wenn die Spule des Signalgebers sowie die Sendespule der Erfassungseinrichtung ringförmig ausgebildet sind, ist es von Vorteil, wenn die Sendespule der Erfassungseinrichtung im Gehäuse unterhalb des Rotors konzentrisch oder gegebenenfalls auch exzentrisch zur Rotationsachse angeordnet ist. Die Spule des Signalgebers ist vorzugsweise an der Unterseite des Rotors gehalten. Je nach Ausführungsform können die Spulen in unterschiedlichen Ebenen geneigt zueinander verlaufen oder durch magnetische Abschirmungen teilweise abgedeckt sein.If the coil of the signal generator and the transmitting coil of the detection device ring-shaped it is advantageous if the transmitting coil of the detection device in the case concentric or optionally eccentric below the rotor is arranged to the axis of rotation. The coil of the signal generator is preferably held on the underside of the rotor. Depending on the embodiment can the coils in different planes are inclined to each other or partially covered by magnetic shields.

Alternativ ist es auch möglich, eine der Spulen, beispielsweise die Sendespule der Erfassungseinrichtung, seitlich zur Rotationsachse anzuordnen, während die andere Spule, beispielsweise die Spule des Signalgebers, seitlich am Rotor befestigt ist, sich jedoch nicht vollständig um den Rotor erstreckt.alternative it is also possible one of the coils, for example the transmitting coil of the detection device, to arrange laterally to the axis of rotation, while the other coil, for example the coil of the signal transmitter, is attached to the side of the rotor, however, itself not completely extends around the rotor.

Besonders von Vorteil ist es auch, den Rotor der Laborzentrifuge auswechselbar auszubilden und am Rotor als Signalgeber einen Transponder vorzusehen. Es besteht dann die Möglichkeit, in der Speichereinheit des Transponders rotorspezifische und/oder probenspezifische Daten abzuspeichern. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner von Vorteil, wenn auch die Erfassungseinrichtung als Schreib-/Leseeinrichtung ausgebildet ist, mit der die in der Speichereinheit abgespeicherten Daten verändert oder überschrieben werden können.Especially it is also advantageous to replace the rotor of the laboratory centrifuge form and provide a transponder on the rotor as a signal generator. There is then the possibility in the memory unit of the transponder rotor specific and / or save sample-specific data. In this embodiment It is also advantageous, although the detection device as a read / write device is formed, with the stored in the memory unit Data changed or overwritten can be.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles sowie Abwandlungen von diesem unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:following the invention with reference to an embodiment and modifications of this explained in more detail with reference to the drawing. It shows:

1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Erfassung der Geschwindigkeit eines Objektes; 1 a block diagram of an inventive arrangement for detecting the speed of an object;

2 eine schematische Darstellung einer Laborzentrifuge, die mit einer erfindungsgemäßen Anordnung ausgestattet ist, mit der die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors zu bestimmen ist; 2 a schematic representation of a laboratory centrifuge, which is equipped with an inventive arrangement with which the rotational speed of the rotor is to be determined;

3 eine schematische Darstellung einer ersten Art der Positionierung der beiden Spulen der Anordnung zur Erfassung der Rotationsge schwindigkeit, bei der die Spulen ringförmig ausgebildet und geneigt zueinander angeordnet sind; 3 a schematic representation of a first way of positioning the two coils of the arrangement for detecting the speed of rotation, in which the coils are annular and inclined to each other;

4 eine schematische Darstellung einer zweiten Art der Positionierung der beiden Spulen der Anordnung zur Erfassung der Rotationsgeschwindigkeit, bei der die Spulen elliptisch ausgebildet und geneigt zueinander angeordnet sind; 4 a schematic representation of a second way of positioning the two coils of the arrangement for detecting the rotational speed, wherein the coils are formed elliptical and inclined to each other;

5 eine schematische Darstellung einer dritten Art der Positionierung der beiden Spulen der Anordnung zur Erfassung der Rotationsgeschwindigkeit, bei der die Spulen ringförmig ausgebildet und durch Abschirmungen teilweise abgedeckt sind; 5 a schematic representation of a third way of positioning the two coils of the arrangement for detecting the rotational speed, wherein the coils are annular and partially covered by shields;

6 eine schematische Darstellung einer vierten Art der Positionierung der beiden Spulen der Anordnung zur Erfassung der Rotationsgeschwindigkeit, bei der die Spulen ringförmig ausgebildet und versetzt zur Rotationsachse angeordnet sind; und 6 a schematic representation of a fourth way of positioning the two coils of the arrangement for detecting the rotational speed, wherein the coils are annular and arranged offset from the axis of rotation; and

7 eine schematische Darstellung einer fünften Art der Positionierung der beiden Spulen der Anordnung zur Erfassung der Rotationsgeschwindigkeit, bei der eine Spule kleiner ausgebildet ist und sich bezüglich der anderen Spule auf einer Kreisbahn bewegt. 7 a schematic representation of a fifth way of positioning the two coils of the arrangement for detecting the rotational speed, in which a coil is formed smaller and moves with respect to the other coil on a circular path.

In 1 ist als Blockschaltbild eine erfindungsgemäße Anordnung 10 zur Erfassung der Geschwindigkeit eines Objektes dargestellt. Die Anordnung 10 weist eine Erfassungseinrichtung 12 sowie einen Signalgeber auf, welcher im vorliegenden Fall als Transponder 14 ausgebildet ist.In 1 is a block diagram an invent according to the arrangement 10 shown for detecting the speed of an object. The order 10 has a detection device 12 and a signal generator, which in the present case as a transponder 14 is trained.

Zur Erfassung der Geschwindigkeit des Objektes kann entweder die Erfassungseinrichtung 12 oder der Transponder 14 an dem sich bewegenden Objekt befestigt sein, während die jeweils andere Funktionseinheit, also der Transponder 14 oder die Erfassungseinrichtung 12, an der Meßstelle angeordnet ist. Hierbei ist allerdings zu bemerken, dass auch die Meßstelle nicht ortsfest angeordnet sein muss, sondern sich gegebenenfalls selbst bewegen kann.To detect the speed of the object, either the detection device 12 or the transponder 14 be attached to the moving object, while the other functional unit, ie the transponder 14 or the detection device 12 , is arranged at the measuring point. It should be noted, however, that the measuring point does not have to be arranged stationarily, but may also be able to move itself.

Die Erfassungseinrichtung 12 weist einen Frequenzgenerator 16 auf, welcher mit einem Verstärker 18 verbunden ist. Das Signal des Verstärkers 18 wird an einen aus einem Widerstand 20, einem Kondensator 22 und einer Sendespule 24 gebildeten Schwingkreis 26 übertragen. Bei Betrieb der Erfassungseinrichtung 12 erzeugt die Sendespule 24 des Schwingkreises 26 ein magnetisches Wechselfeld, das entsprechend der vom Frequenzgenerator 16 vorgegebenen Frequenz schwingt.The detection device 12 has a frequency generator 16 on which with an amplifier 18 connected is. The signal of the amplifier 18 gets to one of a resistance 20 , a capacitor 22 and a transmitting coil 24 formed resonant circuit 26 transfer. During operation of the detection device 12 generates the transmitting coil 24 of the resonant circuit 26 an alternating magnetic field corresponding to that of the frequency generator 16 given frequency oscillates.

Parallel geschaltet zur Sendespule 24 steht der Schwingkreis 26 mit einem AM-Demodulator 28 in Verbindung, welcher über einen weiteren Verstärker 30 mit einer Auswerteeinheit 32 verbunden ist.Parallel connected to the transmitter coil 24 is the resonant circuit 26 with an AM demodulator 28 in connection, which via another amplifier 30 with an evaluation unit 32 connected is.

Der Transponder 14 hat seinerseits einen Schwingkreis 34, welcher eine Spule 36, einen Widerstand 38 und einem Kondensator 40 aufweist, die parallel miteinander verschaltet sind. Der Schwingkreis 34 steht ferner mit einer Speichereinheit 42 zur Abspeicherung von Daten in Verbindung.The transponder 14 in turn has a resonant circuit 34 which is a coil 36 , a resistance 38 and a capacitor 40 has, which are connected in parallel with each other. The resonant circuit 34 also stands with a storage unit 42 for storing data in connection.

Zur Erfassung der Geschwindigkeit wird die Erfassungseinrichtung 12 aktiviert, deren Sendespule 24 das magnetische Wechselfeld mit vorgegebener Frequenz erzeugt. Sobald die Spule 36 des Transponders 14 in den Wirkungsbereich des magnetischen Wechselfeldes gelangt, entsteht eine magnetische Kopplung zwischen den beiden Spulen 24 und 36. Dabei wird Energie aus dem magnetischen Wechselfeld der Sendespule 24 über die Spule 36 in den Schwingkreis 34 des Transponders 14 eingekoppelt und der Schwingkreis 34 zum Schwingen angeregt. Die vom Frequenzgenerator 16 vorgegebene Frequenz f_Gen entspricht hierbei vorzugsweise der Resonanz frequenz f_Res des Schwingkreises 34 des Transponders 14, da so die aus dem Schwingkreis 26 der Erfassungseinrichtung 12 abgeführte Energie maximal ist, wodurch die Auswertung erleichtert wird.For detecting the speed, the detection device 12 activated, the transmitting coil 24 generates the alternating magnetic field with a given frequency. Once the coil 36 of the transponder 14 enters the effective range of the alternating magnetic field, a magnetic coupling between the two coils 24 and 36 , This energy from the alternating magnetic field of the transmitting coil 24 over the coil 36 into the resonant circuit 34 of the transponder 14 coupled and the resonant circuit 34 excited to swing. The from the frequency generator 16 predetermined frequency f _{gene in} this case preferably corresponds to the resonance frequency f _{Res of} the resonant circuit 34 of the transponder 14 because it's out of the resonant circuit 26 the detection device 12 dissipated energy is maximum, whereby the evaluation is facilitated.

Diese magnetische Kopplung der beiden Spulen 24 und 36 bewirkt einen Spannungsabfall, der von der Auswerteeinheit 32 erfasst wird. Dabei kann man mit Hilfe der Auswerteeinheit 32 in Abhängigkeit von dem Spannungsverlauf die Relativgeschwindigkeit ermitteln, mit der sich die beiden Spulen 24 und 36 aneinander vorbeibewegen.This magnetic coupling of the two coils 24 and 36 causes a voltage drop from the evaluation unit 32 is detected. You can do this with the help of the evaluation unit 32 depending on the voltage curve determine the relative speed with which the two coils 24 and 36 pass each other.

Darüber hinaus können mit Hilfe des AM-Demodulators 28 der Erfassungseinrichtung in der Speichereinheit 42 des Transponders 14 abgespeicherte Daten ausgelesen und/oder neue Daten in die Speichereinheit 42 übertragen werden.In addition, with the help of the AM demodulator 28 the detection device in the storage unit 42 of the transponder 14 stored data read and / or new data in the memory unit 42 be transmitted.

In 2 ist ein mögliches Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemäße Anordndung 10 gezeigt, eine Laborzentrifuge 50, die mit der erfindungsgemäßen Anordnung 10 ausgestattet ist.In 2 is a possible application example of the arrangement according to the invention 10 shown a laboratory centrifuge 50 , with the inventive arrangement 10 Is provided.

Die Laborzentrifuge 50 hat ein Gehäuse 52 mit einer als Drehantrieb dienenden Welle 54. Auf das freie Ende der Welle 54 ist ein Rotor 56 teilweise aufgesteckt, der mit der Welle 54 drehfest aber lösbar verbunden ist. Der Rotor 56 dient zur Aufnahme von Probebehältern 58.The laboratory centrifuge 50 has a housing 52 with a serving as a rotary shaft 54 , On the free end of the shaft 54 is a rotor 56 partially plugged, with the shaft 54 rotatably but releasably connected. The rotor 56 serves to accommodate sample containers 58 ,

Im Gehäuse 52 ist die Erfassungseinrichtung 12 aufgenommen, von der aus Übersichtlichkeitsgründen nur das Schaltgehäuse sowie die Sendespule 24 dargestellt sind.In the case 52 is the detection device 12 taken for reasons of clarity, only the switch housing and the transmitting coil 24 are shown.

An der Unterseite des Rotors 56 ist der Transponder 14 der erfindungsgemäßen Anordnung 10 befestigt. In der Speichereinheit 42 des Transponders 14 sind unterschiedliche rotorspezifische und gegebenenfalls auch proben spezifische Daten abgespeichert, so beispielsweise die maximal zulässige Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 56, die Anzahl der Probenbehälter 58, die vorgegebene Dauer, mit der die Proben zentrifugiert werden sollen und ähnliches. Der Transponder 14 ist so am Rotor positioniert, dass der Transponder 12 mit seiner Spule 36 (vgl. 1) auf einer Kreisbahn durch das von der Sendespule 24 erzeugte magnetische Wechselfeld hindurchgeführt wird.At the bottom of the rotor 56 is the transponder 14 the inventive arrangement 10 attached. In the storage unit 42 of the transponder 14 are stored different rotor specific and possibly sample specific data, such as the maximum allowable rotational speed of the rotor 56 , the number of sample containers 58 , the predetermined duration with which the samples are to be centrifuged and the like. The transponder 14 is positioned on the rotor so that the transponder 12 with his spool 36 (see. 1 ) on a circular path through the from the transmitting coil 24 generated magnetic alternating field is passed.

Wird nun der Rotor 56 in Drehung versetzt, wird die Spule 36 des Transponders 14 bei jeder vollständigen Umdrehung des Rotors 56 durch das von der Sendespule 24 des Erfassungseinrichtung 12 erzeugte magnetische Wechselfeld geführt. Bei jedem Durchlaufen des magnetischen Wechselfeldes wird das Wechselfeld kurzfristig gedämpft. In Abhängigkeit von der Anzahl der von der Spule 36 verursachten Änderungen des magnetischen Wechselfeldes bezogen auf die Zeit ist es so möglich, die Drehzahl des Rotors 56 und damit seine Rotationsgeschwindigkeit zu bestimmen. Gleichzeitig können Daten von der Speichereinheit 42 des Transponders 14 ausgelesen oder von der Erfassungseinrichtung 12 in die Speichereinheit 42 des Transponders 14 geschrieben werden.Will now be the rotor 56 set in rotation, the coil becomes 36 of the transponder 14 every complete revolution of the rotor 56 through the from the transmitting coil 24 the detection device 12 generated magnetic alternating field. Each time the alternating magnetic field passes through, the alternating field is briefly damped. Depending on the number of the coil 36 caused changes in the alternating magnetic field with respect to time, it is possible, the speed of the rotor 56 and to determine its rotation speed. At the same time, data from the storage unit 42 of the transponder 14 read or from the detection device 12 in the storage unit 42 of the transponder 14 to be written.

In den weiteren 3 bis 7 sind weitere unterschiedliche Möglichkeiten dargestellt, wie die miteinander zusammenwirkenden Spulen 24 und 36 zur Erfassung der Rotationsgeschwindigkeit eines Objektes, wie dem zuvor beschrieben Rotor 56, angeordnet sein können.In the other 3 to 7 are shown more different ways, such as the cooperating coils 24 and 36 for detecting the rotational speed of an object, such as the previously described rotor 56 , can be arranged.

Bei der in 3 gezeigten Möglichkeit sind die beiden Spulen 24 und 36 kreisringförmig ausgebildet und konzentrisch zur Rotationsachse R angeordnet. Damit das magnetische Wechselfeld der Sendspule 24 der Erfassungseinrichtung 12 von der Spule des Transponders 14 beeinflusst werden kann, sind die beiden Spulen 24 und 36 geneigt zueinander angeordnet.At the in 3 shown possibility are the two coils 24 and 36 annular and concentric with the axis of rotation R arranged. Thus the magnetic alternating field of the transmission coil 24 the detection device 12 from the spool of the transponder 14 can be influenced are the two coils 24 and 36 arranged inclined to each other.

Durch die geneigte Anordnung der Spulen 24 und 26 wird erreicht, dass sich die Spulen 24 und 36 bei einer Relativbewegung aufeinander zubewegen und anschließend wieder voneinander wegbewegen. Durch diese Taumelbewegung der beiden Spulen 24 und 36 zueinander wird das magnetische Wechselfeld der Sendespule 24 kontinuierlich verändert, wobei bei geringstem Abstand der Spulen 24 und 36 zueinander die Änderung des Wechselfeldes am größten ist. Zur Ermittlung der Rotationsgeschwindigkeit werden beispielsweise diese maximal auftretenden Änderungen des magnetischen Wechselfeldes von der Auswerteeinheit 32 erfasst und basierend auf einer vorgegebenen Zeitspanne die Drehzahl bestimmt.Due to the inclined arrangement of the coils 24 and 26 it is achieved that the coils 24 and 36 move towards each other during a relative movement and then move away from each other again. By this wobbling motion of the two coils 24 and 36 to each other, the magnetic alternating field of the transmitting coil 24 changed continuously, with the shortest distance of the coils 24 and 36 the change of the alternating field is the greatest to each other. To determine the rotational speed, for example, these maximum occurring changes of the alternating magnetic field of the evaluation 32 detected and determines the speed based on a predetermined period of time.

In 4 ist eine zweite Art der Anordnung der beiden Spulen 24 und 36 gezeigt. In diesem Fall werden elliptische oder ovale Spulen 24 und 36 verwendet, welche konzentrisch zur Rotationsachse R angeordnet sind. Durch die elliptische Form der Spulen 24 und 36 wird erreicht, dass bei einer Relativbewegung der Spulen 24 und 36 zueinander, das magnetische Wechselfeld ähnlich der zuvor unter Bezugnahme auf 3 geschilderten Weise beeinflusst wird, wobei der Einfluss der Spule 36 auf die Sendespule 24 durch die elliptische bzw. ovale Form weiter verstärkt wird.In 4 is a second type of arrangement of the two coils 24 and 36 shown. In this case, elliptical or oval coils are used 24 and 36 used, which are arranged concentrically to the rotation axis R. Due to the elliptical shape of the coils 24 and 36 is achieved that during a relative movement of the coils 24 and 36 to each other, the magnetic alternating field similar to the previously with reference to 3 influenced manner, the influence of the coil 36 on the transmitter coil 24 is further reinforced by the elliptical or oval shape.

In 5 ist eine dritte mögliche Art der Anordnung der Spulen 24 und 36 gezeigt. Bei dieser Art der Anordnung sind die beiden Spulen 24 und 36 kreisringförmig und konzentrisch zur Rotationsachse R angeordnet. Des weiteren ist jede Spule 24 und 36 mit einer magnetischen Abschirmung 60 und 62 versehen. Sobald eine Relativbewegung zwischen den beiden Spulen 24 und 36 um die Rotationsachse R auftritt, wird das von der Abdeckung 60 der Sendespule 24 teilweise abgedeckte magnetische Wechselfeld von der durch die Abdeckung 62 teilweise abgedeckten Spule 36 durchlaufen, wobei das magnetische Wechselfeld der Sendespule 24 in Abhängigkeit von der relativen Position der Abdeckung 62 der Spule 36 zur Abdeckung 60 der Sendespule 24 variiert. Dabei kann die Auswerteeinheit 32 beispielsweise in Abhängigkeit von der jeweils größten Änderung des magnetischen Wechselfeldes sowie einer vorgegebenen Zeitdauer die Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Spulen 24 und 36 bestimmen.In 5 is a third possible way of arranging the coils 24 and 36 shown. In this type of arrangement, the two coils 24 and 36 arranged annular and concentric with the axis of rotation R. Furthermore, every coil is 24 and 36 with a magnetic shield 60 and 62 Mistake. Once a relative movement between the two coils 24 and 36 occurs around the axis of rotation R, that of the cover 60 the transmitting coil 24 partially covered alternating magnetic field from that through the cover 62 partially covered coil 36 go through, the alternating magnetic field of the transmitting coil 24 depending on the relative position of the cover 62 the coil 36 to the cover 60 the transmitting coil 24 varied. In this case, the evaluation unit 32 for example, depending on the respective largest change in the alternating magnetic field and a predetermined period of time, the relative speed between the two coils 24 and 36 determine.

6 zeigt eine vierte mögliche Art der Anordnung der Spulen 24 und 36 zueinander. Bei dieser Art der Anordnung sind die Spulen 24 und 36 kreisringförmig ausgebildet, liegen in zumindest annähernd parallel zueinander verlaufenden Ebenen sind jedoch exzentrisch zur Rotationsachse angeordnet. Durch die exzentrische Anordnung wird bei einer Relativbewegung der beiden Spulen 24 und 36 zueinander erreicht, dass eine maximale Beeinflussung des magnetischen Wechselfeldes der Sendespule 24 auftritt, wenn sich die beiden Spulen am stärksten überdecken, während die Änderung des magnetischen Wechselfeldes abnimmt, je geringer die gegenseitige Überdeckung der beiden Spulen 24 und 36 ist. 6 shows a fourth possible way of arranging the coils 24 and 36 to each other. In this type of arrangement, the coils 24 and 36 formed annular, are in at least approximately parallel to each other extending planes, however, are arranged eccentrically to the axis of rotation. Due to the eccentric arrangement is at a relative movement of the two coils 24 and 36 achieved to each other, that a maximum influence on the alternating magnetic field of the transmitting coil 24 occurs when the two coils overlap the strongest, while the change of the alternating magnetic field decreases, the less the mutual overlap of the two coils 24 and 36 is.

7 zeigt schließlich eine fünfte mögliche Art der Anordnung der Spulen. Bei dieser Art der Anordnung ist eine der Spulen 24 und 36, beispielsweise die Spule 36 des Transponders 14, kleiner ausgebildet als die andere Spule der beiden Spulen 24 und 36, beispielsweise die Sendespule 24 der Erfassungseinrichtung 12. Die größere der beiden Spulen, hier die Sendespule 24 ist exzentrisch zur Rotationsachse R in einer rechtwinklig zu dieser verlaufenden Ebene angeordnet, während die kleiner Spule 36 um eine konzentrisch zur Rotationsachse R verlaufenden Kreisbahn K rotiert, wobei sie mit ihrer Flachseite zumindest annähernd rechtwinklig zur Sendespule 24 verläuft. Sobald sich die kleinere Spule, hier die Spule 36, auf der Kreisbahn K bewegt dringt sie in das magnetische Wechselfeld der Sendespule 24 ein, wobei durch den sich ständig ändernden Abstand zwischen den Spulen 24 und 36 das magnetische Wechselfeld in Abhängigkeit von der relativen Position der beiden Spulen 24 und 36 zueinander kontinuierlich und wiederkeh rend ändert. Diese Änderungen werden von der Auswerteeinheit 32 erfasst und basierend auf diesen bezogen auf eine vorgegebene Zeitdauer die Drehzahl bestimmt. 7 finally shows a fifth possible way of arranging the coils. In this type of arrangement is one of the coils 24 and 36 For example, the coil 36 of the transponder 14 , smaller than the other coil of the two coils 24 and 36 , For example, the transmission coil 24 the detection device 12 , The larger of the two coils, here the transmitting coil 24 is arranged eccentrically to the rotation axis R in a plane perpendicular thereto, while the smaller coil 36 around a concentric to the rotation axis R extending circular path K rotates, with their flat side at least approximately at right angles to the transmitting coil 24 runs. As soon as the smaller coil, here the coil 36 , moved on the circular path K, it penetrates into the magnetic alternating field of the transmitting coil 24 one, whereby by the ever-changing distance between the coils 24 and 36 the alternating magnetic field as a function of the relative position of the two coils 24 and 36 continuously and repeatedly changes. These changes are made by the evaluation unit 32 detected and based on these determined based on a predetermined period of time the speed.

Die zuvor beschrieben Anordnungen der Sputen 24 und 36 zueinander stellen nur einige Beispiele möglicher Anordnungen dar. Beispielsweise können die mit den Abschirmungen 60 und 62 versehenden Spulen 24 und 36 gleichzeitig auch geneigt und/oder exzentrisch zur Rotationsachse R angeordnet sein. Ferner kann beispielsweise eine elliptische Spule mit einer kreisringförmigen Spule kombiniert werden, wobei eine der Spulen exzentrisch zur Rotationsachse R angeordnet ist. Entscheidend ist lediglich, dass sich durch die Form der Spule und/oder durch die Art der Anordnung der beiden Spulen 24 und 36 zueinander der Abstand der Spulen 24 und 26 in Abhängigkeit von der jeweiligen relativen Position der Spulen 24 und 36 zueinander so ändert, dass eine von der Position abhängige, definierte Änderung des magnetischen Wechselfeldes der Sendespule 24 auftritt.The previously described arrangements of spurs 24 and 36 to each other represent only a few examples of possible arrangements. For example, with the shields 60 and 62 providing coils 24 and 36 at the same time also inclined and / or eccentric to the rotation axis R be arranged. Further, for example, an elliptical coil can be combined with an annular coil, wherein one of the coils is arranged eccentrically to the rotation axis R. All that matters is that the shape of the coil and / or the nature of the arrangement of the two coils 24 and 36 to each other the distance of the coils 24 and 26 depending on the relative position of the coils 24 and 36 mutually changes so that a position-dependent, defined change of the alternating magnetic field of the transmitting coil 24 occurs.

1010: Anordnungarrangement
1212: Erfassungseinrichtungdetector
1414: Transpondertransponder
1616: Frequenzgeneratorfrequency generator
1818: erster Verstärkerfirst amplifier
2020: Widerstandresistance
2222: Kondensatorcapacitor
2424: offene Sendespuleopen transmitting coil
2626: Schwingkreisresonant circuit
2828: AM-DemodulatorAM demodulator
3030: zweiter Verstärkersecond amplifier
3232: Auswerteeinheitevaluation
3434: Schwingkreisresonant circuit
3636: SpuleKitchen sink
3838: Widerstandresistance
4040: Kondensatorcapacitor
4242: Speichereinheitstorage unit
5050: Laborzentrifugelaboratory centrifuge
5252: Gehäusecasing
5454: Wellewave
5656: Rotorrotor
5858: Probenbehältersample container
6060: Abschirmungshielding
6262: Abschirmungshielding
KK: Kreisbahnorbit

Claims

Arrangement for detecting the speed of an object in a plant or in a device, such as in a centrifuge, a machine tool, a conveyor or the like, with a detection device ( 12 ) and a separate from this trained signal generator ( 14 ), which is used for speed detection with the detection device ( 12 ) cooperates, characterized in that the detection device ( 12 ) an evaluation unit ( 32 ) and at least one transmitting coil ( 24 ) for generating a variable frequency alternating magnetic field, that the signal generator ( 14 ) a resonant circuit ( 34 ) with a coil ( 36 ) that the moving together of the two coils ( 24 . 36 ) one of the relative speed between the two coils ( 24 . 36 ) dependent change of the alternating magnetic field causes, and that the evaluation unit ( 32 ) based on the change of the alternating magnetic field, the relative velocity between the coils ( 24 . 36 ).

Arrangement according to claim 1, characterized that for detecting the speed at least one further transmitting coil is provided on the detection device, which in a predetermined Distance to the first transmitting coil is arranged and another magnetic Alternating field generates that the transmitting coils of the detection device and the coil of the signal generator in the He rate of speed move relative to each other so that the coil of the signal generator a change both magnetic alternating fields causes, and that the evaluation unit from the predetermined distance between the two transmitting coils of the Detector and the duration between changes the two alternating magnetic fields determines the speed.

Arrangement according to claim 1 or 2, characterized that the signal transmitter has at least two coils, which in are arranged at a predetermined distance from each other, that the Transmitter coil of the detection device and the coils of the signal generator in detecting the speed so relative to each other move that spaced coils of the signal generator temporal successive changes to the cause magnetic alternating field of the transmitting coil, and that the Evaluation unit from the given distance between the two Coils the switch and the duration between the two changes of the alternating magnetic field of the transmitting coil, the speed certainly.

Arrangement according to claim 1, 2 or 3, characterized in that as a signal transmitter, a transponder ( 14 ), one with the coil ( 36 ) coupled storage unit ( 42 ), in which data are stored, and in that, when the coils ( 24 . 36 ) between the detection device ( 12 ) and the transponder ( 14 ) Data are transferable.

Arrangement according to claim 4, characterized in that the detection device ( 12 ) is designed as a read / write device and that when moving forwards the coils ( 24 . 36 ) additional data from the detector ( 12 ) in the memory unit ( 42 ) of the transponder ( 14 ) and in the memory unit ( 42 ) are storable.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the signal generator provided with its own power supply is.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the arrangement ( 10 ) for detecting the rotational speed of an object ( 56 ) that serves one of the the coils ( 36 ) on the object to be rotated ( 56 ) and that the other coil ( 24 ) adjacent to the axis of rotation (R) of the object ( 56 ) is arranged such that the on the object ( 56 ) provided coil ( 36 ) during a rotation of the object ( 56 ) on a circular path on the other coil ( 24 ) so that the distance between the coils ( 24 . 36 ) in dependence on the rotational position of the object ( 56 ) changes.

Arrangement according to claim 7, characterized in that the two coils ( 24 . 36 ) are annular, preferably annular, elliptical or oval in shape and the axis of rotation (R) through the annular coils ( 24 . 36 ).

Arrangement according to claim 8, characterized in that at least one of the two coils ( 24 . 36 ) is arranged in a direction of rotation axis (R) inclined plane.

Arrangement according to claim 8 or 9, characterized in that both coils ( 24 . 36 ) are arranged concentrically to the axis of rotation (R).

Arrangement according to claim 8 or 9, characterized in that at least one of the two coils ( 24 . 36 ) is arranged eccentrically to the rotation axis (R).

Arrangement according to one of claims 8 to 11, characterized in that at least one of the two coils ( 24 . 36 ) with a coil ( 24 . 36 ) partially covering magnetic shield ( 60 . 62 ) is provided.

Laboratory centrifuge with a housing ( 52 ), a rotor ( 56 ) for receiving sample containers ( 58 ) and an arrangement ( 10 ) for detecting the rotational speed of the rotor ( 56 ), characterized in that the arrangement ( 10 ) for detecting the rotational speed of the rotor ( 56 ) according to one of claims 1 to 12, wherein one of the coils ( 24 . 36 ) on the rotor ( 56 ) is provided.

Laboratory centrifuge according to claim 13, characterized in that the signal generator ( 14 ) on the rotor ( 56 ) of the centrifuge ( 50 ) and the detection device ( 12 ) on the housing ( 52 ) of the centrifuge ( 50 ) are provided, wherein the transmitting coil ( 24 ) adjacent to the axis of rotation (R) of the rotor ( 56 ) is arranged.

Laboratory centrifuge according to claim 14, characterized in that the rotor ( 56 ) is replaceable and that on the rotor ( 56 ) provided signal transmitter a transponder ( 14 ), in its storage unit ( 42 ) Rotorspezifische and / or sample-specific data are stored.

Laboratory centrifuge according to claim 15, characterized in that the detection device as a read / write device ( 12 ) and that in the memory unit ( 42 ) stored data by the read / write device ( 12 ) are changeable.