DE102011054241A1 - Magnetostricitver Lagersensor und Magnetostricitves Sensorelement davon - Google Patents

Magnetostricitver Lagersensor und Magnetostricitves Sensorelement davon Download PDF

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Abstract

Ein magnetostriktiver Lagersensor, dadurch gekennzeichnet, dass ein magnetostriktiven Sensorelement in einem Außenrohr (10) angebracht ist; wobei das magnetostriktive Sensorelement zwei Endaufsatz (30, 40) jeweils an beiden Enden eines hohlen Rohrs (20) hat und ein magnetostriktiven Draht (60) durch das Rohr (20) angebracht ist. Der magnetostriktiven Draht (60) hat zwei Draht-Adapter (61, 62), jeweils an beiden Enden des magnetostriktiven Drahts (60) befestigt und jeweils am Endaufsatz (30, 40) befestigt, so dass der magnetostriktiven Draht (60) berührungslos durch das Rohr (20) angeordnet ist. Ein Sensor-Modul (50) ist in einer der Draht-Adapter (61, 62) befestigt, um die Signal Veränderung auf dem magnetostriktiven Draht (60) wahrzunehmen. Mit der vorstehenden Struktur benötigt das magnetostriktive Sensorelement kein Gerät für die Anwendung von Vorspannung und Dämpfung. Dadurch wird die Struktur vereinfacht und eine hohe Stabilität bei der Messung der magnetostriktiven Lagersensor sicher gestellt.

Description

  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen magnetostriktiven Lagersensor und ein magnetostriktives Sensorelement davon, insbesondere auf einen magnetostriktiven Lagersensor mit einem Sonderentwurf und einer vereinfachten Struktur, um eine höhere Betriebsstabilität zu erreichen und mit einem abnehmbaren Maßnahme, um die Montage und Demontage zu erleichtern.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Ein magnetostriktiven Lagersensor besteht im Wesentlichen aus einem magnetostriktiven Draht, mindestens ein Bewegungsmagnet, einen Strompulsgenerator und einen Spannungspulsdetektor. Bei einer Magnetfeldsveränderung, die sich aus einer Spannung von einem Ende des magnetostriktiven Draht resultiert, kann die Spannungspulsdetektor das Magnetfeldsvariation durch eine Sensorspule am anderen Ende des magnetostriktiven Drahtes erkennen. Außerdem können die Spannungen aus einem piezoelektrischen Material erkannt und in elektrische Spannung umgewandelt werden. Ein solcher Effekt wird als magnetostriktiven Effekt genannt. Wenn mit Umkehr-Magnetostriktion kombiniert wird, wird solcher Effekt ein Umkehr-Magnetostriktiven Effekt genannt und ist die Variation eines magnetostriktiven Drahts dient als Ausgangssignal zu erkennen. Der magnetostriktiven Lagersensor wird benutzt, um ein Vibrationssignal eines Echosignals durch die Menge der Magnetostriktion zu erkennen. Der gesamte Vorgang umfasst folgende Schritte.
    • (1) Ein elektrischer Auslöser liefert einen Strompulssignal an die magnetostriktiven Draht, um einen angeregten Magnetfeld axial entlang der magnetostriktiven Draht mit Lichtgeschwindigkeit auszubreiten zu generieren.
    • (2) Das angeregten Magnetfeld kollidiert mit einem festen Magnetfeld mit wenigstens einem beweglichen Magnete. Die Masse des magnetostriktiven Drahts ist weit weniger als die von der bewegten magnetischen. Die Reaktionskraft aus der Kollision der Magnetfelder erregt eine Schall-Druckwelle entlang des magnetostriktiven Drahts und auf beiden Enden des magnetostriktiven Drahts auszubreiten.
    • (3) Nach Erhalt wird die Druckwelle in einen Spannungsimpulssignal durch einen piezoelektrischen Lagersensor oder eine Sensorspule umgewandelt.
    • (4) Eine Druckwelle-Geschwindigkeit und eine Zeitdifferenz werden unter Verwendung der Strompulssignal und der Spannungspulssignal berechnet, um einen Abstand zu einer Position zu erhalten.
  • Da die magnetostriktiven Lagersensor ist ein Industrie-Positionssensor mit erheblicher Präzision und Stabilität, muss deswegen die Strukturelle Gestaltung zuverlässig und die Montage sollte so einfach wie möglich sein.
  • Wie im US-Patent Nr. 5998, 991 veröffentlicht, ist ein magnetostriktive Lagersensor 40 mit einer Innenrohr 44, einer Außenrohr 54 und einem magnetostriktiven Draht 12 in Innenrohr 44 bekannt. Die magnetostriktiven Draht 12 ist an beiden Enden des Innenrohres 44 durch eine Feder 18 befestigt, so dass die Feder 18 eine Vorspannung auf den magnetostriktiven Draht 12 übt. Ein erstes Ende des magnetostriktiven Draht 12 ist mit einem Dämpfer 20 verbunden. Darüber hinaus ist das erste Ende des magnetostriktiven Draht 12 mit einem externen Anschluss 58 verbunden, und ein zweites Ende mit einem weiteren Anschluss 60 durch das innere Rohr 44, so dass eine externe Sensorschaltung Verbindung angeschlossen ist. Das innere Rohr 4 ist aus einem leitfähigen Material hergestellt. Um die Druckwelle-Schwächung verursacht durch den Kontakt zwischen dem magnetostriktiven Draht 12 und einer Innenwand des Innenrohres 44 zu verhindern, die den Puls Signalübertragung beeinflusst, werden mehrere Abstandshalter 42 auf Intervallen innerhalb des inneren Rohr 44 montiert, um sicherzustellen, dass das innere Rohr 44 und den magnetostriktiven Draht 12 vollständig isoliert sind.
  • Die Feder 18 in der konventionellen magnetostriktiven Lagersensor dient dazu, eine Vorspannung an beiden Enden des magnetostriktiven Draht 12 auszuüben, damit die magnetostriktiven Draht 12 mit einer Zugkraft unterzogen werden kann, um gute elektromagnetische Signal und Linearität bei der Messung zu erhalten. Allerdings machen die lange Betriebsdauer und die hohen Umgebungstemperature die Feder 18 anfällig für elastische Ermüdung. Da die Feder ein kritisches Element in der konventionellen magnetostriktiven Lagersensor ist, führt die elastische Ermüdung zu instabilen Linearität bei der Messung. Auch fügt die Anwesenheit der Feder die Komplikation bei Zusammenbauen.
  • Außerdem wird der Dämpfer 20 auf der magnetostriktiven Draht 12 montiert, um die aus Torsions-Welle entlang der magnetostriktiven Draht 12 zurück kehrte Störungen zu verhindern. Wenn die Störung beseitigt werden kann, ist der Dämpfer 20 sicherlich ein optionales Element im Design. Da die magnetostriktiven Lagersensor 40 ist geerdet oder sendet Signal mit dem Innenrohr 44 ist es ein kompliziertes Montageprozess, den Abstandshalter 42 in das Innenrohr zu montieren, um sicherzustellen, dass die magnetostriktiven Draht 12 nicht in Kontakt mit dem inneren Rohr 44.
  • Das erstes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, magnetostriktiven Sensorelement eines magnetostriktiven Lagersensors bereit zu stellen, das keine Vorspannung oder keine Feder benötigt, das Dämpfer-Gestaltung für magnetostriktiven Draht vereinfacht ohne dabei an interne strukturelle Robustheit zu verlieren. Außerdem wird das Zusammenbau von mehreren isolieren und nichtleitenden Kombinationsrohre eingesetzt, um die Druckwelle-Schwächung zwischen dem magnetostriktiven Draht und die Innenwand jeder Kombinationsrohr zu verhindern und die Signalübertragungsfähigkeit beizubehalten.
  • Zur Erreichung der vorgenannten Ziele hat der magnetostriktiven Sensorelement ein Rohr, ein erstes Endaufsatz, ein zweites Endaufsatz, ein Sensormodul und einen magnetostriktiven Draht.
  • Das Rohr ist hohl und hat einen Innendurchmesser, ein erstes Ende und ein zweites Ende.
  • Der erste Endaufsatz ist um das erste Ende des Rohres angebracht. Er ist hohl und hat einen inneren Ende und einem äußeren Ende. Das innere Ende hat einen ersten Drahtsschlitz darin, um mit der Röhre zu kommunizieren. Das äußere Ende hat einen ersten Montageschlitz darin, um mit den ersten Draht-Schlitz zu kommunizieren.
  • Der zweite Endaufsatz ist um das zweite Ende des Rohres angebracht. Er ist hohl und hat einen inneren Ende und einem äußeren Ende. Das innere Ende hat einen zweiten Drahtsschlitz darin, um mit der Röhre zu kommunizieren. Das äußere Ende hat einen zweiten Montageschlitz darin, um mit dem zweiten Draht-Schlitz zu kommunizieren.
  • Das Sensor-modul ist innerhalb des ersten Montageschlitzes vom ersten Ende des ersten Endaufsatzes montiert.
  • Der magnetostriktiven Draht ist durch das Rohr montiert angebracht, hat einen Drahtdurchmesser kleiner als der innere Durchmesser der Rohr und hat zwei Draht-Adapter jeweils an zwei Enden des magnetostriktiven Drahts angebracht. Ein Draht-Adapter ist in den ersten Montageschlitz des ersten Endaufsatzes und durch den Sensor-Modul montiert. Der andere Draht-Adapter ist in den zweiten Montageschlitz des zweiten Endaufsatzes montiert. Die beiden Enden des magnetostriktiven Drahtes sind jeweils am ersten Ende und dem zweiten Ende des Rohrs mit dem Zwei-Draht-Adapter befestigt, so dass der magnetostriktiven Draht berührungslos durch das Rohr angebracht ist.
  • Mit der vorhergehenden Struktur ist der magnetostriktiven Draht in dem ersten Endaufsatz und dem zweite Endaufsatz an dem erstere Ende und dem zweiten Ende des Rohrs mit dem Draht Adapter befestigt, dadurch wird keine Feder benötigt. Die Struktur und das Montageprozess sind effektiv vereinfacht.
  • Darüber hinaus kann das Rohr mit mehreren Kombinationsröhren und Kupplungen montiert werden. Da die Kombinationsröhre und die Kupplungen beide isoliert sind, sind sie unempfindlich gegen die Erzeugung der Störungen des magnetostriktiven Drahtes. Da jeder Kopplung einen Innendurchmesser kleiner als der von jedem der Kombinationsröhren hat, wird der magnetostriktive Draht vom Kontakt mit den Innenwänden der Kombinationsröhren zusätzlich beschränkt. Wodurch wird die Erzeugung der Druckwelle-Schwächung vermindert und die Signalübertragungsfähigkeit beibehalten.
  • Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Montage und Demontage eines magnetostriktiven Lagersensors zu erleichtern.
  • Zur Erreichung der vorgenannten Ziele hat der magnetostriktiven Lagersensor ein Hauptteil, ein magnetostriktiven Sensorelement, ein Sensorschaltungsmodul, ein Außenrohr und mindestens ein Bewegungsmagnet.
  • Das magnetostriktive Sensorelement ist die gleiche wie die vorstehenden magnetostriktiven Sensorelement. Das Rohr wird mit einem Ende des Hauptteils verbunden.
  • Das Sensorschaltungsmodul wird im Hauptteil montiert und elektrisch mit dem magnetostriktiven Sensorelement verbunden.
  • Das äußere Rohr ist lösbar um das Rohr des magnetostriktiven Sensorelements montiert.
  • Der mindestens ein Bewegungsmagnet ist beweglich um das äußere Rohr montiert. Jeder des mindestens einen Bewegungsmagneten hat mindestens einen Permanentmagneten montiert.
  • Die vorstehenden Struktur ermöglicht es dem äußeren Rohr und dem mindestens einen beweglichen Magneten lösbar sein, damit die Erleichterung der Montage, Wartung und die Notwendigkeit des häufigen Auf- und Abbau.
  • Weitere Ziele, Vorteile und neue Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen.
  • IN DER ZEICHNUNGEN
  • ist eine Seitenansicht in einer Abspaltung von einer Ausführungsform eines magnetostriktiven Lagersensor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
  • ist eine Seitenansicht in einer Abspaltung aus einem magnetostriktiven Sensorelement des magnetostriktiven Lagersensor in ;
  • ist eine vergrößerte Seitenansicht in einer Abspaltung des magnetostriktiven Sensorelement in ;
  • ist eine weitere vergrößerte Seitenansicht in einer Abspaltung des magnetostriktiven Sensorelement in ; und
  • ist eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines magnetostriktiven Lagersensor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
  • Mit Bezug auf 1 hat ein Ausführungsbeispiel eines magnetostriktiven Lagersensor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein äußeres Rohr 10, ein magnetostriktiven Sensorelement, eine Sensorschaltungsmodul 11 und ein Bewegungsmagneten 12. Das magnetostriktiven Sensorelement ist in dem äußeren Rohr 10 befestigt. Die Sensorschaltungsmodul 11 ist elektrisch mit dem magnetostriktiven Sensorelement verbunden. Die Bewegungsmagneten 12 ist beweglich rund um die äußere Röhre 10 montiert, verschiebbar eckt sich mit dem magnetostriktiven Sensorelement und einen Permanentmagneten in der Bewegungsmagneten 12 montiert. Wenn der Bewegungsmagneten 12 nach oben und unten mit einem Füllstand sich bewegt, induziert der Permanentmagnet dem magnetostriktiven Sensorelement innerhalb des äußeren Rohrs 10. Die magnetische Induktion wird durch die Sensorschaltungsmodul 11 erkannt. Das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt in dem magnetostriktiven Sensorelement innerhalb des äußeren Rohrs 10. Eine spezifische Struktur des magnetostriktiven Sensorelements ist in den folgenden vorgestellt.
  • Mit Bezug auf 2, hat das magnetostriktiven Sensorelement ein Rohr 20, ein erstes Endaufsatz 30, ein zweites Endaufsatz 40, ein Sensor-modul 50 und ein magnetostriktiven Draht 60.
  • Das Rohr ist hohl und hat ein erstes Ende und ein zweites Ende. Das erste Ende ist auf der linken und das zweite Ende auf der rechten Seite in 2. Das Rohr 20 kann ein einzelnes Rohr oder montiert mit mehreren Kombinationsröhren sein. In der vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Rohr 20 mit mehreren Kombinationsröhren 21 montiert. Eine hohle Kopplung 22 ist jeweils um zwei benachbarten Kombinationsröhre 21 angebracht. Zum besseren Verständnis der genaue Struktur und der Beziehung mit minimalen Kombinationsröhren 21 und hohle Kopplungen 22 ist das Rohr 20 durch die Kombination zweier Kombinationsröhren 21 und einer hohlen Kopplung 22 dargestellt. Die Kombinationsröhre 21 und die hohle Kupplungen 22 sind aus einem isolierenden Material oder oberflächenbehandelt, um isolierend gemacht. Das Isoliermaterial kann ein Polymer sein.
  • Jede Kombinationsrohr 21 hat einen inneren Durchmesser und zwei offene Enden, um miteinander für die entsprechenden hohlen Kupplungen 22 darauf montiert zu kommunizieren und für den entsprechenden ersten Endaufsatz 30 und den zweiten Endaufsatz 40 dort montiert werden. In der vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der hohle Kupplung 22 rohrförmig und weist eine Durchgangsbohrung 221 zentral durch den hohlen Kupplung 22 für den magnetostriktiven Draht 60 durchgelassen auf. Die hohle Kupplung 22 hat zwei Kupplungsteile 222, Jede Kupplungsteil 222 ist an einem Ende des hohlen Kupplung 22 gebildet und hat einen reduzierten Außendurchmesser passend zum Innendurchmesser der Kombinationsrohr 21, um das Kuppeln zu erleichtern. Neben einem festen Sitz greift die Kupplungsteil 222 des hohlen Kupplung 22 die Kombinationsrohr 21 durch eine Nut-und-Zapfen-Verbindung, um der magnetostriktiven Draht 60 von der Rotation der einzelnen Kombinationsrohr 21 gedreht zu verhindern. Da der Durchmesser der Durchgangsbohrung 221 von jedem hohlen Kupplung 22 kleiner als der Innendurchmesser der jede Kombinationsrohr 21 ist, ist der magnetostriktiven Draht 60 durch die hohlen Kupplung 22 begrenzt und ist nicht leicht mit einer Innenwand der beliebigen Kombinationsrohr 21 zu berühren. Daher kann die Druckwelle-Schwächung vermieden werden. Mit Bezug auf 3 hat jede hohle Kupplung 22 ein Ringsteg 223 ausgebildet auf und radial nach innen herausgeragt aus einer inneren Wand der Durchgangsbohrung 221 des hohlen Kupplung 22 zur weiteren Einschränkung der magnetostriktiven Draht 60 mit einem Drahtdurchmesser kleiner als ein Innendurchmesser des Ringsteg 223 und zu verhindern, dass der magnetostriktiven Draht 60 mit der Innenwand der Kombinationsrohr 21 kontaktiert.
  • Unter Bezugnahme auf 2 und 4 ist das erste Endaufsatz 30 um das erste Ende des Rohres 20 montiert, hohl und hat einen inneren Ende und einem äußeren Ende. Das innere Ende hat eine Einsteckteil 31 ausgebildet darauf und hat einen reduzierten Außendurchmesser. Der Außendurchmesser der Einsteckteil 31 passt der Innendurchmesser der Kombinationsrohren 21 des Rohrs 20, so dass der Montage der Einsteckteil 31 in eine entsprechende Kombinationsrohr 21 zu erleichtern. Auch das Einsteckteil 31 des inneren Endes des ersten Endaufsatzes 30 greift in eine entsprechende Kombinationsrohr 21 durch eine Nut-und-Zapfen-Verbindung.
  • Das erste Endaufsatz 30 weist ferner einen Drahtsschlitz 32 und einen Halterungsschlitz 33 auf. Der Drahtsschlitz 32 ist im inneren Ende des ersten Endaufsatzes 30 mit dem Rohr 20 zu kommunizieren ausgebildet. Der Montageschlitz 33 ist im äußeren Ende des ersten Endaufsatzes 30 ausgebildet, um mit dem Drahtsschlitz 32 zu kommunizieren und dient zur Befestigung des Sensor-Modul 50 darin. Das Sensor-Modul 50 hat einen isolierenden und zylindrischen Körper und eine Sensorspule (nicht dargestellt) im Inneren des Körpers angebracht. Der Außendurchmesser des Körpers passt an dem Innendurchmesser des Halterungsschlitzes 33 an, um die Montage des Körpers innerhalb der Montageschlitz 33 zu erleichtern. Mit weiterer Bezugnahme auf 4 hat der zylindrische Körper des Sensor-Modul 50 ein Durchgangsloch 51 durch den zwei Enden des Körpers für den magnetostriktiven Draht 60 durchzugehen. Der Durchloch 51 hat einen Adapter Schlitz 52 an einem äußeren Ende ausgebildet und hat einen erweiterten Innendurchmesser für den ersten Draht Adapter 61 an einem Ende des magnetostriktiven Drahts 60, um in der Adapter-Steckplatz 52 montiert werden, ausgebildet. Das Sensor-Modul 50 kann ein piezoelektrischen Material, ein elektromechanischen Lagersensor, eine Induktionsspule oder eine Kombination der oben genannten Elemente sein.
  • Mit weiterer Bezugnahme auf 2 wird der zweite Endaufsatz 40 um die zweite Ende des Rohres 20 montiert. Er ist strukturell ähnlich mit dem ersten Endaufsatz 30 in einer hohlen Form und weist ein äußeres Ende und ein inneres Ende. Das innere Ende hat eine Einsteckteil 41 und einen reduzierten Außendurchmesser. Der Außendurchmesser der Einsteckteil 41 passt dem Innendurchmesser der Kombinationsrohren 21 des Rohres 20 zum Erleichterung des Einbaus der Einsteckteil 41 in eine entsprechende Kombinationsrohr 21 an. Auch das Einsteckteil 41 des inneren Endes des zweiten Endaufsatzes 40 greift in eine entsprechende Kombinationsröhre durch eine Nut-und-Zapfen-Verbindung an. Der zweite Endaufsatz 40 weist ferner einen Drahtsschlitz 42 und einer Halterungsschlitz 43 auf. Der Drahtsschlitz 42 ist im inneren Ende des zweiten Endaufsatz 40 angeordnet, um mit dem Rohr 20 für den Durchgang des magnetostriktiven Drahts 60 zu kommunizieren. Die Montageschlitz 43 ist im äußeren Ende des zweiten Endaufsatzes 40 angeordnet, um mit dem Draht-Slot 42 zu kommunizieren und dient zur Befestigung eines zweiten Draht-Adapters 62 am anderen Ende des magnetostriktiven Drahts 60 in der Halterungsschlitz 43. Der magnetostriktiven Draht 60 wird durch den zweiten Draht-Adapter 62 gezogen. Er ist mit dem ersten Endaufsatz 30 durch eine Rückkehr-Signalleitung 63 entlang eines Umfangs des Rohres 20 erweitert und ist im ersten Endaufsatz 30 verlötet.
  • Wie bereits erwähnt dringt der magnetostriktiven Draht 60 durch die Kombinationsrohre 21 und die hohle Kupplung 22 des Rohres 20 und hat jeweils einen ersten Draht-Adapter 61 und dem zweiten Draht-Adapter 62 und sicher am beiden Enden des Rohres 20 befestigt. Der erste Draht-Adapter 61 ist in der Halterungsschlitz 33 des ersten Endaufsatzes 30 montiert und wird sicher in der Adapter-Steckplatz 52 der Abfragemodul 50 befestigt. Der zweite Draht-Adapter 62 ist in der Halterungsschlitz 43 des zweiten Endaufsatzes 40 montiert. Der erste Draht-Adapter 61 und dem zweiten Draht Adapter 62 dienen dazu, den beiden Enden der magnetostriktiven Draht 60 zu ziehen und jeweils auf beiden Enden des magnetostriktiven Drahts 60 am ersten Ende und dem zweiten Ende des Rohrs 20 zu befestigen. Dementsprechend kann der magnetostriktiven Draht 60 durch das Rohr 20 ohne Kontakt mit der Innenwand des Rohres 20 montiert werden. Der magnetostriktiven Draht 60 kann aus einem Lackdraht vorgenommen werden.
  • Die magnetostriktiven Draht 60 in der vorliegenden Erfindung ist in dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Rohrs 20 mit dem ersten Draht-Adapter 61 und dem zweiten Draht Adapter 62 fixiert. Als Ergebnis kann der magnetostriktiven Draht 60 berührungslos und fest im Inneren des Rohres 20 ohne die Verwendung einer Feder befestigt werden, wodurch die Struktur und das Montageprozess der vorliegenden Erfindung effektiv vereinfacht wird. Außerdem, wenn das Rohr 20 mit der Kombinationsrohren 21, die mit den hohlen Kupplungen 22 verbunden sind, zusammengebaut wird, weil die hohle Kupplungen 22 den Innendurchmesser kleiner als der des Rohres 20 sind, wird der Kontakt vom magnetostriktiven Draht 60 mit der Innenwand des Rohres 20 dadurch weiter eingeschränkt und die Erzeugung von Stoßwellen-Abschwächung verhindert und die Signalübertragungsfähigkeit beibehalten. Der Ringsteg 221 gebildet auf der Innenwand der Durchgangsbohrung 221 der hohlen Kupplung 22 wird weiter den magnetostriktiven Draht 60 von den Innenwänden der Kombinationsrohren 21 sicher isoliert.
  • Mit Bezug auf 5 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel eines magnetostriktiven Lagersensors in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die magnetostriktiven Lagersensor ist dadurch gekennzeichnet, dass das magnetostriktiven Sensorelement ein mechanisches Mittel verwendet, um mit dem Hauptkörper 70 zu kombinieren. Das mechanische Mittel kann ein Befestigungselement, ein Gleitstück, ein Schiebe-Kanal, Schraubenmittel, Schweißenmittel und ähnliches sein. Der magnetostriktiven Lagersensor hat ein Sensorschaltung-Modul (nicht dargestellt) im Hauptteil 70 angebracht und elektrisch mit dem magnetostriktiven Sensorelement verbunden. in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der magnetostriktiven Sensorelement einen Gewindeanschluss 23 auf einem Ende darauf ausgebildet, neben dem Hauptkörper 70, um im äußeren Rohr 10' montiert zu werden. Um mit dem Rohr 20 seichter verschraubt zu werden hat das äußere Rohr 10' einen Gewindeanschluss 13 indem die Anschlüsse 13, 23 zusammen verschraubt werden. Darüber hinaus kann mindestens ein Bewegungsmagnet 12 beweglich um das äußere Rohr 10' montiert werden und jeder der mindestens einen beweglichen Magneten 12' hat mindestens einen Permanentmagneten darin montiert.
  • Zusammengefasst, mit oben erwähnter Struktur der vorliegenden Erfindung kann die vorliegende Erfindung den magnetostriktiven Lagersensor mit mehr vereinfachter Struktur und mehr Stabilität in der Messung.
  • Obwohl zahlreiche Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind in der vorstehenden Beschreibung erwähnt, zusammen mit Details über die Struktur und Funktion der Erfindung, die Veröffentlichung ist nur zur Veranschaulichung. Änderungen können im Detail vorgenommen werden, insbesondere in Fragen der Form, Größe und Anordnung der Teile innerhalb der Prinzipien der Erfindung in vollem Umfang durch die breite allgemeine Bedeutung der Begriffe, in denen die beigefügten Ansprüche ausgedrückt angegeben.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 5998991 [0004]

Claims (14)

  1. Ein magnetostriktiven Sensorelement des magnetostriktiven Lagersensors umfassend: ein Rohr (20), das hohl ist und hat einen inneren Durchmesser, ein erstes Ende und ein zweites Ende; ein erstes Endaufsatz (30), montiert um dem ersten Ende des Rohrs (20), ist hohl und mit: einem inneren Ende mit einem ersten Draht-Steckplatz (32), um mit dem Rohr (20) zu kommunizieren und einem äußeren Ende mit einem ersten Montageschlitz (33), um mit dem ersten Draht-Steckplatz (32) zu kommunizieren; ein zweites Endaufsatz (40), montiert um dem zweiten Ende des Rohres (20), ist hohl und mit: einem inneren Ende, das ein zweiter Draht-Steckplatz (42) hat, um mit dem Rohr (20) zu kommunizieren und einem äußeren Ende, das einen zweiten Montageschlitz (43) hat, um mit dem zweiten Draht-Steckplatz (42) zu kommunizieren; ein Sensor-Modul (50), montiert in dem ersten Montageschlitz (33) des ersten Endes des ersten Endaufsatzes (30) und einem magnetostriktiven Draht (60), befestigt durch das Rohr (20), mit einem Drahtdurchmesser kleiner als der innere Durchmesser des Rohres (20) und mit zwei Draht-Adapter (61, 62) jeweils montiert auf beiden Enden des magnetostriktiven Drahts (60), wobei ein Draht-Adapter (61) in den ersten Montageschlitz (33) des ersten Endaufsatz (30) und durch die Sensormodul (50) angebracht ist; der andere Draht-Adapter (62) in der zweiten Montageschlitz (43) des zweiten Endaufsatz (40) angebracht; wobei die beiden Enden des magnetostriktiven Drahts (60) jeweils auf dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Rohrs (20) mit Hilfe der Zwei-Draht-Adapter (61, 62) angebracht sind, so dass der magnetostriktiven Draht (60) berührungslos durch das Rohr (20) angebracht wird.
  2. Das magnetostriktive Sensorelement nach Anspruch 1, wobei das Rohr (20) mit mehreren Kombinationsröhren (21) angebracht ist; wobei eine hohle Kupplung (22) um jeweils zwei benachbarten Kombinationsröhren (21) befestigt ist; wobei jedes Kombinationsrohr (21) einen Innendurchmesser hat und die hohle Kupplung (22) ist rohrförmig und hat einen Durchgangsbohrung (221), ausgebildet zentral durch die hohle Kupplung (22) für den Durchgang des magnetostriktiven Drahts (60); und zwei Kopplungsabschnitt (222), die jeweils an einem Ende der hohlen Kupplung (22) angeordnet sind und mit einem reduzierten Außendurchmesser an Innendurchmesser von jedes Kombinationsrohrs (21) angepasst.
  3. Das magnetostriktive Sensorelement nach Anspruch 2, wobei jede hole Kupplung (22) eine ringförmige Kante (223) hat, die radial nach innen aus der inneren Wand der Durchgangsbohrung (221) der hohlen Kupplung (22) herausragt.
  4. Das magnetostriktive Sensorelement nach Anspruch 2, wobei der Kopplungsabschnitt (222) von jeder hohlen Kupplung (22) an das entsprechende Kombinationsrohr (21) durch Formschluss greift.
  5. Das magnetostriktive Sensorelement nach Anspruch 2, wobei der Kupplungsabschnitt (222) von jeder hohlen Kupplung (22) an das entsprechende Kombinationsrohr (21) durch eine Nut-Zapfen-Verbindung greift, um die gegenseitige Drehung der hohlen Kupplung (22) und des Kombinationsrohrs (21) zu verhindern.
  6. Das magnetostriktive Sensorelement nach Anspruch 2, wobei das innere Ende des ersten Endaufsatzes (30) und des zweiten Endaufsatzes (40) jeweils einen Einsteckteil (31, 41) hat, der einen reduzierten Außendurchmesser aufweist, der dem Innendurchmesser des entsprechenden Kombinationsrohrs (21) des Rohres (20) angepasst.
  7. Das magnetostriktive Sensorelement nach Anspruch 6, wobei der Einsteckteil (31, 41) des inneren Ende der ersten Endaufsatzes (30) und das zweite Endaufsatzes (40) jeweils an das entsprechende Kombinationsrohr (21) durch einer Nut-Zapfen-Verbindung greift, um die gegenseitige Drehung des Kombinationsrohrs (21) und ein des ersten Endaufsatzes (30) und des zweiten Endaufsatzes (40) zu verhindern.
  8. Das magnetostriktive Sensorelement nach Anspruch 7, wobei der Sensor-Modul (50) einen zylindrischen Körper hat; wobei ein Außendurchmesser des zylindrischen Körpers an dem Innendurchmesser des ersten Montageschlitzes (33) des ersten Endaufsatzes (30) angepasst, um den zylindrischen Körper innerhalb der ersten Montageschlitz (33) angebraucht zu werden.
  9. Das magnetostriktive Sensorelement nach Anspruch 8, wobei der Sensor-Modul (50) einen zylindrischen Körper mit Durchgangsbohrung (51) durch zwei Enden des Körpers für den Durchgang des magnetostriktiven Drahts (60) hat, wobei die Durchgangsbohrung (51) einen Adapter-Steckplatz (52) hat, der an einem äußeren Ende angeordnet ist und mit einem erweiterten Innendurchmesser für einen der Draht-Adapter (61, 62) auf dem entsprechenden Ende des magnetostriktiven Drahts (60) dort montiert zu werden.
  10. Das magnetostriktive Sensorelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Sensor-Modul (50) ein piezoelektrisches Material, ein elektromechanischer Lagersensor, eine Induktionsspule und eine Kombination des piezoelektrischen Materials, der elektromechanische Wandler und der Induktionsspule ist.
  11. Ein magnetostriktiver Lagersensor umfassend: einen Hauptkörper; ein magnetostriktives Sensorelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (20) mit einem Ende des Hauptteils kombiniert wird; ein Sensorschaltungsmodul (11), montiert im Hauptkörper und elektrisch mit dem magnetostriktiven Sensorelement verbunden; ein Außenrohr (10), um das Rohr (20) des magnetostriktiven Sensorelement lösbar befestigt und mindestens ein Bewegungsmagnet (12), das um dem Außenrohr (10) beweglich angebracht und verschiebbar bündig mit dem magnetostriktiven Sensorelement angeordnet ist; wobei jeder der mindestens ein Bewegungsmagnet (12) mindestens einem Permanentmagneten hat.
  12. Der magnetostriktive Lagersensor nach Anspruch 11, wobei das Rohr (20) des magnetostriktiven Sensorelements mit einem mechanischen Mitteln mit dem Hauptkörper verbunden ist.
  13. Der magnetostriktive Lagersensor nach Anspruch 12, wobei das Rohr (20') des magnetostriktiven Sensorelements einen Gewindeanschluss (23) an einem Ende hat, der neben dem Hauptkörper angeordnet ist und das Außenrohr (10') eine Gewindeanschluss (13) hat, um auf dem Gewindeanschluss (23) des Rohres (20') eingeschraubt zu werden.
  14. Der magnetostriktive Lagersensor nach Anspruch 12, wobei das mechanische Mittel ein Befestigungselement, ein Gleitstück, ein Schiebe-Kanal, ein Verschraubensmittel und eine Schweißmittel ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106679767A (zh) * 2017-01-13 2017-05-17 北京航天金泰星测技术有限公司 一种磁致伸缩液位传感器及其固定装置
CN111912498A (zh) * 2020-08-13 2020-11-10 白银珍 一种水利工程水库管理用便捷式水位测量装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4939457A (en) * 1989-05-03 1990-07-03 Mts Systems Corporation Flexible tube sonic waveguide for determining liquid level
US4943773A (en) * 1987-09-24 1990-07-24 Magnetek Controls Magnetostrictive linear displacement transducer having preselected zero crossing detector
US5821743A (en) * 1997-01-03 1998-10-13 Patriot Sensors & Control Corporation Magnetostrictive waveguide position measurement apparatus with piezoceramic element
DE19820167A1 (de) * 1997-05-01 1998-11-12 Patriot Sensors & Control Corp Flüssigkeitspegel-Erfassungsvorrichtung
US5848549A (en) * 1995-11-30 1998-12-15 Nyce; David S. Magnetostrictive position sensing probe with waveguide referenced to tip for determining fluid level in a container
US5998991A (en) 1997-11-10 1999-12-07 Patriot Sensors And Controls Pickupless magnetostrictive position measurement apparatus
US6559636B1 (en) * 1998-06-16 2003-05-06 Balluff, Inc. Modular waveguide assembly and method for making the same
US20050132807A1 (en) * 2003-10-16 2005-06-23 Klaus Manfred Steinich Sensor based on the travel time principle with a detector unit for mechanically elastic waves
JP2010252030A (ja) * 2009-04-15 2010-11-04 Murata Mfg Co Ltd ホーンアンテナ
WO2011033639A1 (ja) * 2009-09-17 2011-03-24 独立行政法人電子航法研究所 導波管の接続機構

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4943773A (en) * 1987-09-24 1990-07-24 Magnetek Controls Magnetostrictive linear displacement transducer having preselected zero crossing detector
US4939457A (en) * 1989-05-03 1990-07-03 Mts Systems Corporation Flexible tube sonic waveguide for determining liquid level
US5848549A (en) * 1995-11-30 1998-12-15 Nyce; David S. Magnetostrictive position sensing probe with waveguide referenced to tip for determining fluid level in a container
US5821743A (en) * 1997-01-03 1998-10-13 Patriot Sensors & Control Corporation Magnetostrictive waveguide position measurement apparatus with piezoceramic element
DE19820167A1 (de) * 1997-05-01 1998-11-12 Patriot Sensors & Control Corp Flüssigkeitspegel-Erfassungsvorrichtung
US5998991A (en) 1997-11-10 1999-12-07 Patriot Sensors And Controls Pickupless magnetostrictive position measurement apparatus
US6559636B1 (en) * 1998-06-16 2003-05-06 Balluff, Inc. Modular waveguide assembly and method for making the same
US20050132807A1 (en) * 2003-10-16 2005-06-23 Klaus Manfred Steinich Sensor based on the travel time principle with a detector unit for mechanically elastic waves
JP2010252030A (ja) * 2009-04-15 2010-11-04 Murata Mfg Co Ltd ホーンアンテナ
WO2011033639A1 (ja) * 2009-09-17 2011-03-24 独立行政法人電子航法研究所 導波管の接続機構

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106679767A (zh) * 2017-01-13 2017-05-17 北京航天金泰星测技术有限公司 一种磁致伸缩液位传感器及其固定装置
CN111912498A (zh) * 2020-08-13 2020-11-10 白银珍 一种水利工程水库管理用便捷式水位测量装置
CN111912498B (zh) * 2020-08-13 2022-12-16 厦门忻德信息技术有限公司 一种水利工程水库管理用便捷式水位测量装置

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