DE1573254A1

DE1573254A1 - Temperaturmesseinrichtung

Info

Publication number: DE1573254A1
Application number: DE19661573254
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl Klebig
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1966-09-05
Filing date: 1966-09-05
Publication date: 1970-03-26
Also published as: GB1194233A; CH463818A; BE703165A

Description

Li cent la Patent-Verwaltunge^GaibH Frankfurt am Main, Theodor-Stern-Kai 1

Werner/oe

S₀ Sept, 1966 Erf.-Nrο We 10/037

"Temperatur»©^einrichtung'

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur berührungslosen TemperaturbeetittMung an warnen, rotierenden Wellen₀

Für die Betriebsüberwachung ist es erforderlich, auch die Temperaturen der rotierenden Anlagenteile, wie z« B₀ einer Welle, mit ausreichender Genauigkeit bestimmen zu können. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei der übertragung der Meßwerte von dem auf dem rotierenden Teil angebrachten Meßinstrument auf das in dem feststehenden Bauteil angeordnete Anzeigegerät erhebliche Schwierigkeiten, insbesondere bei höheren Betriebstemperaturen, auftreten, die di« Tempera-

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turmessung an !»laufenden Wellen im Betrieb erschweren bsw. unmöglich machen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe sugrunde, auch bei hohen Betriebstemperaturen eine ausreichend genaue Temperaturbeat immung an umlaufenden Wellen durchführen su können,

Diese Aufgabe wird erfindungagemäß dadurch gelöst, daß die Einrichtung sur berUhrungalosen Temperaturbestimmune aus einem im feststehenden Bauteil angebrachten induktiven Meßfühler und mehreren am äußeren Umfang der rotierenden Welle angeordneten Ferritkörper besteht, deren Curie-Temperaturen in gleichmäßigen Temperaturschritten feingradig abgestuft sind· Vorteilhafterweise sind die Ferritkörper in dem Wellenkörper so eingelassen, daft ihre nach außen gerichteten Begrensungsflochen auf dem Wellendurchmesser !fegen«

In weiterer Ausbildung der Erfindung werden die vom induktiven Meßfühler übertragenen Meßimpulse von einem digitalen Zählwerk ausgezählt_β Als Angeigegerät kann aber auch ein Braun'sches Rohr verwendet werden, das die vvm induktiven Meßfühler übertragenen Meßimpulse als Anschläge abbildete'

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Uawit die Meßimpulse auf cine Wellenundr<hung bezogen aus» gezählt oder abgobildei werden können- wird von einem zweiten induktiven Meßfühler und einer auf dein Welieiwinfang angeordneten einzelnen poramagnetischen Stelle ein drehzahleynchronoe Signal erzeugt, das als Zählzeit"Startsignal dem digitalen Zählwerk und/oder dem Sägezahngenerator für das Braun¹ »ehe ßohr zugeführt wird-

ein Au&^ührungßbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird its folgenden näher beschrieben*

Am Umfang des Wellenkörpers 1 ist eine Anzahl Ferritkörper angeordnet, die an einem induktiven Meßfühler 3 bei der Drehung der Welle 1 vorüberlaufen. Der induktive MeiSfühler 3 wird von einen Oszillator 4 gespeist, über einon Gleichrichter 5 und einen Tiefpaß 6 wird der Ausgang dee Meßfühlers 3 an ein digitales Zählwerk 7 und/oder an die vertikalen Ablenkplatten eines Braun*sehen Rohres δ geführt. Von einer einzelnen paraaagnetischen Stelle 9, z» B, einer Bohrung oder Nut am tVellenuofang* wird einem »weiten induktiven Meßfühler 1O₅ der von einem Oszillator 11 gespeist wird, ein Impuls mit~ getftilt, der über einen Gleichrichter 12 und Tiefpaß 13 als drehs^il synchrone β Signal für den Start der nächstfolgenden Zählzoit d«*a digitalen Zahlwerk ? zugeführt/. Dieses Signal gelaugt auch aur Steuerung der horizontalen Ablenkplatten

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des Braun'sehen Rohres 8 an den Sägezahngenerator 14«

Bel der Erfindung wird die Tatsache auegenutzt, daß die Möglichkeit besteht, Ferrite durch Änderung ihrer. Zusammensetzung mit wählbaren Curie-Temperaturen herzustellen, wobei die obere Grenze für Ferroferrite bei 575° C liegt_β Auf dem Aellenumfang wird nun eine Anzahl von Ferritkör' pern 2 mit feingradiger und gleichmäßiger Stufung der Curie-Temperaturen angeordnet, die im uetriebszustand infolge der iVellendrehung an dem im feststehenden Bauteil angebrachten induktiven Meßfühler 3 vorüberlaufen. Die Temperatur der Ferritkörper 2 ist praktisch zu jeder Zeit gleich der des umgebenden iVellenstücks 1, die ja bestimmt werden soll Von den Ferritkörpern 2 sind nun diejenigen, deren Curie-Temperaturen unterhalb der vorhandenen Temperatur liegen, paramagnetisch geworden, während die übrigen ihren ferroraagnetischen Zustand beibehalten.. Wenn nun ein paramagnetisch gewordener Ferritkörper an dem induktiven Meßfühler 3 vorüberläuft, so wird durch ihn das Feld des Meßfühlers stark beeinflußt, so daß in dem Meßfühler ein Impuls induziert wird-, der an das Anzeigegerät weitorgeleitet wird. Der Gleichrichter 5 und der Tiefpaß 6 dienen dazu, den Ausgang des Meßfühlers so zu filtern, daß nur noch die Meßimpulse an die Anzeigegeräte weitergegeben werden-.

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Als Anzeigegerät dienen das digital« Zählwerk 7 und/oder das Braun'sehe Rohr 3. In dem digitalen Zählwerk 7 wird die Zahl der Impulse ausgezählt, die während einer WeI-lenuadrehung erzeugt werden. Dazu wird als Zählstar.tsignal der Impuls einer einzelnen paramagnetischen Stelle 9 herangezogen, die in dem zweiten induktiven Meßfühler 10 einen Impuls pro Wellenumdrehung induziert. Da die Curie-Temperaturen der Ferritkörper 2 in gleichmäßigen oder bekannten Temperaturschritten abgestuft sind, kann aus der vom digitalen Zählwerk 7 zwischen zwei aufeinanderfolgenden» Zähl-Startimpulsen des einzelnen Ferritkörpers 9 registrierten Zahl der vom induktiven Meßfühler 3 aufgenommenen Impulse die Betriebstemperatur der Welle mit ausreichender Genauigkeit bestimmt werden. Sie ergibt sich bei gleichmäßigen Schritten der Curie-Temperatur nach der Formel

T_x - (n - 1) . ßr_{c +} τ

Dabei stellen. T die zu ermittelnde Betriebstemperatur, T die niedrigste Curie-Temperatur aller eingebauten Ferritkörper 2, ^T₀ die konstante Differenz der Curie-Temperatur zweier

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aufeinanderfolgender Ferritkörper und η die registrierte Zahl der Impulse während einer Wellenumdrehung darο Die Temperaturbestimnung ist folglich nur im Bereich zwischen der niedrigsten und der höchsten Curie-Temperatur der Ferritkörper 2 möglich.

Als Anzeigegerät kann auch das Bftaun'sche Rohr 8 Verwendung finden, auf dessen Schirm die Meßimpulse als Ausschläge sichtbar werden» Die in dem induktiven Meßfühler 3 induzierten Spannungsimpulse werden dazu auf die vertikalen Ablenkplatten des Rohres gegeben, während den horizontalen Ablenkplatten das drehzahlsynchrone Sägezahnsignal zugeführt wird,, Dadurch wird bewirkt, daß auf de* Schira die Abbildung der Impulse der bei einer Wellenuadrehung an Meßfühler vorüberlaufenden Ferritkörper als feststehendes Bild erscheint, An ^iner den Curie-Temper&turen zugeordneten Skala kann die Be« triebsteuperatur abgelesen werden, wobei als Zeiger der letzte in Richtung zu steigenden Curie-Temperaturen liegende Impulsausschlag herangezogen «rird_o

Die in den Wellenkörper 1 eingelassenen Ferritkörper 2 bilden

mit der Welle i einen in magnetischer Hinsicht homogenen Kör-

i per, wenn die Betriebstemperatur unterhalb der Curie-Tempera-

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türen der Ferrite liegt., Der Unterschied der Permeabilitätswerte zwischen der Welle 1 und den ferromagnetischen Ferritkörpern ist nämlich kloin gegenüber den Unterschied zwischen der Welle 1 und den paramagnetisch gewordenen Ferritkörpernc Deshalb stellen die von den Anzeigegeräten registrierten Impulse eindeutig die Anzahl der paramagnetisch^ Ferritkörper dar. Um die Einflüsse unterschiedlicher Luftspalte zwischen der Welle 1 bzw« den Ferritkörpern 2 und dem induktiven Meßfühler 3 auf das magnetische Feld zu beseitigen, sind die Ferritkörper 2 so in den Wellenkorper eingelassen, daß ihre äußeren Begrenzungsflächen mit der Oberfläche des Wellenkörpers abschließen₀

Die alt der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, die Betriebstemperaturen umlaufender Wellen auch im höheren Temperaturniveau in ausreichend genauer Weise fest« zustellen* Somit ist es ζο B. auch möglich, an schnell drehenden Wellen die Erwärmungsgeschwindigkeiten zu ermitteln, die für die Betriebsüberwachung außerordentlich wichtig sind

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Claims

Llcentia Patent-Vorwaltungs-Gmbß Frankfurt au Main, Theodor-Störn-Kai 1 Werner/oe 5. Sept ο 1966 firfo-Nr» We 10/037 Patentansprüche

1. Einrichtung zur berührungslosen Temperaturbestiiamung an warmen, rotierenden Wellen, gekennzeichnet durch einen im feststehenden Bauteil angebrachten induktiven Meßfühler (3) und mehrere am äußeren Umfang der rotierenden Welle (1) angeordnete Ferritkörper (2), deren Curie-Temperaturen in gleichmäßigen Temperatureehritten feingradig abgestuft sind»

2c Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ferritkörper (2).in dem Uellenkörper (1) so eingelassen sind, daß ihre nach außen gerichteten Begrenzungsflä-

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chen auf den Wellendurchaeseer liegen.

3, Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein digitales Zählwerk (?) die vom induktiven Meßfühler (3) übertragenen Meßiopulse auszählt O

4c Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Braun'sehea Rohr (8) die vom induktiven Meßfühler (3) übertragenen Meßimpulse als Ausschläge abbildet ο

5ο Einrichtung nach den Ansprüchen 1 '-?is 4,dadurch gekennzeichnet _t daß von einest zweiten induktiven Meßfühler (10) und einer auf den tfellenuatfang angeordneten paramagneiischen Stelle (9) ein drehzahlsynchrones Signal erzeugt wird* das als Zählzeit-Startsignal dem digitalen Zählwerk. (7) und/oder dem Sägezahngenerator (14) füV das Braun¹sehe Rohr (8) zugeführt

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