DE19821462A1 - Vorrichtung und Verfahren zur berührungslosen Erfassung von ferromagnetischen Objekten - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur berührungslosen Erfassung von ferromagnetischen ObjektenInfo
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Abstract
Bei einer Vorrichtung und einem Verfahren zur berührungslosen Erfassung von ferromagnetischen Objekten, umfassend in einem Gehäuse einen Magneten, ein Sensorelement zur Detektion von Magnetfeldern und eine Auswerteschaltung zur Auswertung des Ausgangssignals des Sensorelements, wobei der Magnet und das Sensorelement so angeordnet sind, daß der von dem Magneten erzeugte magnetische Fluß das Sensorelement und das zu erfassende ferromagnetische Objekt durchströmt, ist der Magnet eine Spule, die mit einem Strom beaufschlagt ist, dessen Polarität vorzugsweise periodisch mit kleiner Frequenz umkehrbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft zunächst eine Vorrichtung zur
berührungslosen Erfassung von ferromagnetischen Objekten
umfassend in einem Gehäuse einen Magneten, ein Sensor
element zur Detektion von Magnetfeldern und eine Aus
werteschaltung zur Auswertung des Ausgangssignals des
Sensorelements, wobei der Magnet und das Sensorelement so
angeordnet sind, daß der von dem Magneten erzeugte
magnetische Fluß das Sensorelement und das zu erfassende
ferromagnetische Objekt durchströmt.
Derartige Vorrichtungen werden als Näherungsschalter oder
als Näherungssensor beispielsweise in hydraulischen
Pressen eingesetzt, die beispielsweise bei der Her
stellung von Fahrzeugteilen zum Einsatz kommen. Nicht
selten sind diese Pressen bei der Fahrzeugherstellung in
unmittelbarer Nähe von Schweißrobotern angeordnet.
Aufgrund derartiger Anordnungen sind die Näherungs
schalter oder Näherungssensoren hohen Drücken, hohen
Temperaturen und bei einer Anordnung in unmittelbarer
Nähe von Schweißanlagen auch hohen Magnetfeldern ausge
setzt.
Bekannte Vorrichtungen gehen beispielsweise aus der
Firmendruckschrift Hall-Effect IC Applications Guide der
Firma Allegro MicroSystems, Inc., Massachusetts, USA,
hervor.
Eine solche, aus dem Stand der Technik bekannte Vor
richtung ist schematisch in Fig. 6 dargestellt. In einem
Gehäuse 80 ist ein Dauermagnet 82 angeordnet, in dessen
magnetischem Feld ein Sensorelement 84 sowie ein Fluß
leitelement 86 angeordnet sind. Das Gehäuse 80 ist
beispielsweise in einer metallischen Umgebung 88 angeord
net. Ein ferromagnetisches Objekt 89 soll mit dieser
Vorrichtung detektiert werden. Die Funktion dieser
Vorrichtung ist nun folgende: Das Sensorelement 84 zur
Erfassung des Magnetfeldes erfaßt das von dem Magneten 82
erzeugte Magnetfeld, dessen Feld in das Flußleitelement
86, das Gehäuse 80, das Einbaumaterial 88 und das zu
detektierende Objekt 89 eindringt. Dabei werden die
Linien der magnetischen Induktion B, wie in Fig. 6
angedeutet, durch das Flußleitelement 86 den zwischen
diesem und dem Gehäuse vorgesehenen Spalt sowie das
Einbaumaterial 88 und das zu detektierende ferromagneti
sche Objekt 89 beeinflußt. Nähert sich nun das zu
detektierende ferromagnetische Objekt 89 der Vorrichtung,
so findet eine signifikante Änderung der magnetischen
Induktion B statt, welche von dem Sensorelement 84 erfaßt
und in einer Auswerteschaltung ausgewertet wird.
Eine solche Vorrichtung weist aufgrund des schützenden
Gehäuses eine hohe Resistenz gegen Druckwechselbean
spruchungen, die beispielsweise bei Hydraulikanwendungen
auftreten, auf, sie ist darüber hinaus gegenüber mechani
schen Beschädigungen, beispielsweise Kratzer und der
gleichen resistent.
Problematisch bei einer derartigen Vorrichtung ist jedoch
zum Beispiel das Auftreten von Spänen, die beispielsweise
bei der Metallbearbeitung entstehen oder die im Hydrauli
köl einer Hydraulikpresse auftreten können. Diese Späne
werden von dem Dauermagneten angezogen und sammeln sich
vor dem Sensorelement 84, wodurch das Meßergebnis
verfälscht wird.
Darüber hinaus kann eine derartige Vorrichtung nicht ohne
weiteres bei hohen Temperaturen eingesetzt werden, da in
diesem Falle nicht auszuschließen ist, daß der Dauerma
gnet seine Magnetisierung verliert. Schließlich kann eine
solche Vorrichtung auch nicht ohne weiteres in der Nähe
hoher Magnetfelder, die zum Beispiel von Schweißanlagen
erzeugt werden, eingesetzt werden, da während des
Schweißvorgangs sehr hohe magnetische Felder auftreten,
die zu einer Sättigungsmagnetisierung beispielsweise des
Gehäuses 80 oder des Einbaumaterials 88 führen. Die
infolge davon auftretende Remanenz des Gehäuses 80 sowie
des Einbaumaterials 88 verfälscht ebenfalls das Meß
ergebnis.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße
Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung von ferromagne
tischen Objekten dahingehend weiterzubilden, daß sie eine
hohe Resistenz gegen Druckwechselbeanspruchungen,
Temperaturen, Drücken und Magnetfeldern zeigt und so zum
Einsatz bei hohen Betriebstemperaturen, Betriebsdrücken
und in der Umgebung von Schweißanlagen geeignet ist. Das
durch die Vorrichtung erzielte Meßergebnis soll des
weiteren nicht durch metallische Späne o. dgl., die
beispielsweise bei der Metallbearbeitung oder in Hydrau
likflüssigkeiten auftreten können, beeinflußt werden.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur berührungs
losen Erfassung ferromagnetischer Objekte der eingangs
beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Magnet mit einem Strom beaufschlagbar ist, dessen
Polarität vorzugsweise periodisch mit kleiner Frequenz
umkehrbar ist.
Die Ersetzung des Dauermagneten durch eine Spule, die mit
einem Strom beaufschlagt wird, dessen Polarität vorzugs
weise periodisch mit kleiner Frequenz umgekehrt wird, hat
den besonders großen Vorteil, daß durch die kontinuierli
che Umkehrung des Stromes und damit des Magnetfelds nicht
nur jegliche Verfälschung des Meßergebnisses durch
Remanenzerscheinungen eliminiert wird. Darüber hinaus
wird hierdurch auch sehr vorteilhaft vermieden, daß Späne
und dergleichen an der Vorrichtung haften bleiben, da
einmal angezogene Späne in einer darauffolgenden Umpola
risierung des Stromes und damit Umkehrung des Magnetfel
des abgestoßen werden.
Zur Verbesserung der Flußleitung ist bei einer sehr
vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, daß wenigstens
ein Flußleitelement in dem von der Spule erzeugten
magnetischen Fluß angeordnet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist dabei
vorgesehen, daß das Flußleitelement im wesentlichen
senkrecht zur Spule T-förmig angeordnet ist.
Dabei kann vorteilhaft vorgesehen sein, daß das Flußleit
element und der Kern der Spule einstückig ausgebildet
sind.
Zur optimalen Leitung und Umkehrung des magnetischen
Flusses und insbesondere dann, wenn die Vorrichtung in
einer Umgebung zum Einsatz kommt, die selbst keine
flußleitenden Eigenschaften aufweist und wenn auch das
Gehäuse keine oder wenig flußleitende Eigenschaften
aufweist, kann ferner bei einer vorteilhaften Ausfüh
rungsform vorgesehen sein, daß ein oder mehrere weitere,
die Spule umgebende Flußleitelemente im wesentlichen
parallel zur Spule angeordnet sind.
Hinsichtlich der Anordnung des Sensorelementes sind
unterschiedliche Ausführungsformen denkbar.
Bei einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß das
Sensorelement zwischen dem T-förmig angeordneten Fluß
leitelement und der Spule angeordnet ist.
Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß der
Sensor auf der dem T-förmig angeordneten Flußleitelement
abgewandten Seite der Spule angeordnet ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß
das Sensorelement im wesentlichen mittig im Kern der
Spule angeordnet ist.
Letztere Anordnung hat den besonders großen Vorteil, daß
das das Sensorelement durchdringende elektrische Feld
besonders homogen ist, woraus eine sehr hohe Meßgenau
igkeit resultiert.
Das Gehäuse kann aus den unterschiedlichsten Materialien
bestehen. Beispielsweise kann es aus einem nicht ferroma
gnetischen Metall, vorzugsweise aus Aluminium, Edelstahl
oder Titan bestehen.
Darüber hinaus kann es auch aus Kunststoff bestehen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird darüber hinaus auch
durch ein Verfahren zur berührungslosen Erfassung von
ferromagnetischen Objekten mittels einer obenbeschriebe
nen Vorrichtung gelöst, welches durch folgende Schritte
gekennzeichnet ist:
- a) Man beaufschlagt die Spule mit einem Strom vor gegebener Polarität,
- b) man wartet eine vorgegebene Wartezeit,
- c) man erfaßt den magnetischen Fluß durch das Sensor element,
- d) man beaufschlagt die Spule mit einem Strom umgekehr ter Polarität,
- e) man wartet wiederum eine vorgegebene Wartezeit,
- f) man erfaßt den magnetischen Fluß durch das Sensor element,
- g) man bildet als Maß für das Ausgangssignal die Differenz der in den Schritten c) und f) erfaßten Flüsse.
Durch die Differenzbildung der erfaßten Flüsse wird eine
eventuell vorhandene Remanenz des Gehäuses, eine Remanenz
des zu detektierenden Objekts oder eine Remanenz der
Umgebung eliminiert. Durch die Wartezeit wird sicherge
stellt, daß Wirbelströme abgeklungen sind.
Vorteilhafterweise wiederholt man die Schritte a) bis g)
periodisch und mittelt die Ausgangssignale. Hieraus
resultiert eine Steigerung der Meßgenauigkeit.
Die Wartezeit wird vorzugsweise so eingestellt, daß die
Wirbelströme abgeklungen sind.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird des weiteren durch ein
Verfahren zur berührungslosen Erfassung von ferromagneti
schen Objekten mit Hilfe einer oben beschriebenen
Vorrichtung gelöst, welches durch folgende Schritte
gekennzeichnet ist:
- a) Man beaufschlagt die Spule mit einem kontinuierlich ansteigenden Strom kleiner Anstiegsrate,
- b) man erfaßt den magnetischen Fluß durch das Sensor element,
- c) man beaufschlagt die Spule mit einem kontinuierlich abfallenden Strom kleiner Abfallrate,
- d) man erfaßt den magnetischen Fluß durch das Sensor element,
- e) man bildet als Maß für das Ausgangssignal die Differenz der in den Schritten b) und d) ermittelten Flüsse.
Die Anstiegs- bzw. Abfallrate des Stroms wird hierbei so
gewählt, daß die durch die Änderung des Magnetfeldes
induzierten Wirbelströme so gering bleiben, daß sie das
Meßergebnis nicht wesentlich verfälschen.
Vorzugsweise wiederholt man die Schritte a) bis e)
periodisch und mittelt zur Erhöhung der Meßgenauigkeit
die Ausgangssignale.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ferner auch noch durch
ein Verfahren zur berührungslosen Erfassung von ferroma
gnetischen Objekten mit Hilfe einer oben beschriebenen
Vorrichtung gelöst, welches durch folgende Schritte
gekennzeichnet ist:
- a) Man beaufschlagt die Spule mit einem ansteigenden Strom kleiner Anstiegsrate,
- b) man erfaßt den magnetischen Fluß durch das Sensor element,
- c) man beaufschlagt die Spule mit einem abfallenden Strom kleiner Abfallrate,
- d) man erfaßt den magnetischen Fluß durch das Sensor element,
- e) man gibt ein Ausgangssignal vorgegebener Größe immer dann aus, wenn der magnetische Fluß eine vorgegebene Schaltschwelle über- bzw. unterschreitet.
Dabei wird die Anstiegs- bzw. Abfallrate des Stroms
wiederum so gewählt, daß die durch die Änderung des
Magnetfeldes induzierten Wirbelströme so gering bleiben,
daß sie das Meßergebnis nicht wesentlich verfälschen.
Auch in diesem Falle werden zur Erhöhung der Meßgenau
igkeit vorzugsweise die Schritte a) bis e) periodisch
wiederholt und die sich ergebenden Ausgangssignale
gemittelt.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind Gegen
stand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichneri
schen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur berüh
rungslosen Erfassung ferromagnetischer Objek
te;
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfin
dungsgemäßen Vorrichtung zur berührungslosen
Erfassung ferromagnetischer Objekte;
Fig. 3 schematisch eine Auswerteschaltung für eine
erfindungsgemäße Vorrichtung zur berührungs
losen Erfassung ferromagnetischer Objekte;
Fig. 4 schematisch den Spulenstrom sowie die magneti
sche Induktion bei einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung
ferromagnetischer Objekte;
Fig. 5 einen anderen Spulenstrom und die daraus
resultierende magnetische Induktion sowie das
Ausgangssignal bei einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung
ferromagnetischer Objekte und
Fig. 6 eine aus dem Stand der Technik bekannte Vor
richtung zur berührungslosen Erfassung ferro
magnetischer Objekte.
Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur berührungs
losen Erfassung ferromagnetischer Objekte 20 umfaßt ein
aus Kunststoff oder aus einem nicht ferromagnetischen
Metall, beispielsweise Aluminium, Titan oder Edelstahl
bestehendes Gehäuse 10, in dem eine Spule 12 mit einem
Kern 13 angeordnet ist.
Über der Spule 12, beispielsweise wie in Fig. 1 darge
stellt, einstückig mit dem Kern 13 der Spule 12 ver
bunden, ist ein Flußleitelement 14 im wesentlichen
senkrecht zum Kern 13 der Spule 12, T-förmig angeordnet.
Das Flußleitelement 14 weist eine sehr hohe Permeabilität
µr auf. Dem T-förmigen Flußleitelement 14 abgewandt ist
ein Sensorelement 16 zur Erfassung eines Magnetfelds
angeordnet. Die gesamte Vorrichtung ist beispielsweise in
einem Einbaumaterial 30 angeordnet, dessen Permeabilität
ebenfalls sehr hoch ist, beispielsweise in einem ferroma
gnetischen Stahl.
Bei Beaufschlagung der Spule 12 mit einem Strom erzeugt
diese ein Magnetfeld und eine magnetische Induktion B,
deren Linien durch das Flußleitelement 14, den zwischen
diesem und dem Gehäuse 10 vorhandenen Spalt S1, das Ein
baumaterial 30, den Spalt S2 zwischen der Vorrichtung und
dem zu erfassenden ferromagnetischen Objekt 20, das
ferromagnetische Objekt 20 und das Sensorelement 16
verlaufen.
In Fig. 1 ist schematisch eine Induktionslinie der
magnetischen Induktion B dargestellt. Die magnetische
Induktion B hängt davon ab, ob vor dem Sensorelement 16
ein oder kein ferromagnetisches Objekt 20 angeordnet ist.
Die magnetische Induktion B ändert sich signifikant, wenn
vor dem Sensorelement 16 ein ferromagnetisches Objekt
angeordnet wird. In letzterem Falle steigt die magneti
sche Induktion B an, da die Feldlinien in dem ferromagne
tischen Objekt gewissermaßen "gebündelt" und umgelenkt
werden. Hierdurch ist eine Detektion des ferromagneti
schen Objekts auf weiter unten noch näher zu beschreiben
de Weise möglich.
Der Strom, mit dem die Spule 12 beaufschlagt wird, wird
mit einer kleinen Frequenz periodisch umgekehrt. Als
Folge davon kehren sich das magnetische Feld und die
magnetische Induktion B periodisch mit kleiner Frequenz
um. Hierdurch wird sichergestellt, daß beim Einsatz der
Vorrichtung beispielsweise in der Umgebung von span
abhebenden Werkzeugmaschinen oder in Hydraulikaggregaten,
in denen aufgrund von Verschleißerscheinungen Späne
auftreten, diese Späne nicht unterhalb des Sensorelements
an dem Gehäuse 10 haften bleiben, da sie bei Umkehrung
des Magnetfelds abgestoßen werden. Darüber hinaus wird
durch die Umkehrung des Magnetfelds auch eine eventuell
auftretende Remanenz des Gehäuses 10 und/oder des zu
erfassenden ferromagnetischen Objekts 20 und/oder des
Einbaumaterials 30 eliminiert, wie weiter unten noch
beschrieben wird.
Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich
von der in Fig. 1 dargestellten dadurch, daß weitere
Flußleitelemente 15 vorgesehen sind, die die Spule 12
umgeben. Derartige Flußleitelemente 15 werden zur
Verbesserung der Flußleitung angeordnet.
In Fig. 3 ist schematisch eine Schaltung dargestellt,
welche zur Auswertung des von dem Sensorelement 16
ausgegebenen Signals verwendet werden kann. Diese
Schaltung umfaßt im wesentlichen einen Microcontroller
100, der die Spule 12 über Treiber 110 die Spule 12 mit
einem Strom periodisch, mit kleiner Frequenz umkehrbarer
Polarität beaufschlagt. Die von dem Sensorelement 16
ausgegebenen Signale werden über einen Kondensator 115
und einen Verstärker 120 dem Microcontroller 100 zu
geführt und in diesem zur Ausgabe eines Ausgangssignals
verarbeitet. Ein Temperaturabgleich der Auswerteschaltung
kann auf an sich bekannte Weise beispielsweise mittels
eines NTC oder PTC 130 erfolgen.
Ausführungsbeispiele von Verfahren zur berührungslosen
Erfassung ferromagnetischer Objekte mittels der oben
beschriebenen Vorrichtung werden nachfolgend in Ver
bindung mit den Fig. 4 und 5 beschrieben.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, wird die Spule 16 mit einem
Strom J beaufschlagt, dessen Polarität sich periodisch
mit kleiner Frequenz ändert. Durch diesen Strom J wird
eine magnetische Induktion B erzeugt, die in der unteren
Hälfte der Fig. 4 schematisch dargestellt ist. Die
magnetische Induktion B bei Nichtvorhandensein eines
ferromagnetischen Objekts ist in der linken, mit I
bezeichneten Bildhälfte dargestellt, wohingegen die
magnetische Induktion B bei Vorhandensein eines ferroma
gnetischen Objekts in der rechten, mit II bezeichneten
Bildhälfte dargestellt ist. Wie aus Fig. 4 hervorgeht,
wird nach Umkehrung der Polarität zunächst solange
gewartet, bis eventuell in dem Gehäuse 10 und/oder in dem
zu detektierenden Objekt 20 und/oder in dem Einbaumateri
al 30 eventuell auftretende Wirbelströme abgeklungen sind
und sich die magnetische Induktion B nicht mehr ändert.
Die sich dabei einstellenden magnetischen Induktionen B
werden voneinander subtrahiert, wobei die dabei gewonnene
Differenz AB ein Maß für das Vorhandensein oder Nicht
vorhandensein eines ferromagnetischen Objekts darstellt.
Wie aus der mit II bezeichneten rechten Bildhälfte
hervorgeht, ist ΔB bei Vorhandensein eines ferroma
gnetischen Objekts größer als bei Nichtvorhandensein
eines ferromagnetischen Objekts. In dem Microcontroller
100 kann nun beispielsweise dann, wenn ΔB eine vor
gegebene Schwelle überschreitet, das Vorhandensein eines
ferromagnetischen Objekts signalisiert werden.
Das Verfahren zur Erfassung ferromagnetischer Objekte
mittels einer der obenbeschriebenen Vorrichtungen umfaßt
folgende Schritte:
- a) man beaufschlagt die Spule 12 mit einem Strom I vorgegebener Polarität;
- b) man wartet eine vorgegebene Wartezeit;
- c) man erfaßt den magnetischen Fluß B durch das Sensor element 16;
- d) man beaufschlagt die Spule 12 mit einem Strom I umgekehrter Polarität;
- e) man wartet eine vorgegebene Wartezeit;
- f) man erfaßt den magnetischen Fluß B durch das Sensor element 16;
- g) man bildet als Maß für das Ausgangssignal die Differenz der in den Schritten c) und f) erfaßten Flüsse ΔB.
Eine andere Ausführungsform des Verfahrens zur berüh
rungslosen Erfassung ferromagnetischer Objekte mittels
einer der oben beschriebenen Vorrichtungen ist in Fig. 5
schematisch dargestellt. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, kann
die Spule 12 auch mit einem kontinuierlich ansteigenden
oder abfallenden Strom J beaufschlagt werden, wobei die
Anstiegsrate/Abfallrate dJ/dt so klein eingestellt wird,
daß eventuell auftretende Wirbelströme abgeklungen sind.
Dabei stellt sich ein magnetischer Fluß B ein, der links
in dem mit I bezeichneten Bereich der Figur einer
Situation ohne Vorhandensein eines ferromagnetischen
Objekts und rechts, in dem mit II bezeichneten Bereich
der Figur einer Situation bei Vorhandensein eines
ferromagnetischen Objekts vor der Vorrichtung entspricht.
Bei Vorhandensein eines ferromagnetischen Objekts ändert
sich der Fluß B wesentlich stärker und weist wesentlich
größere Werte auf gegenüber dem magnetischen Fluß B, der
bei Nichtvorhandensein eines ferromagnetischen Objekts
durch das Sensorelement 16 detektiert wird. Zur Bestim
mung des Ausgangssignals kann der magnetische Fluß auch
mit festen Schwellen +s und -s verglichen werden und der
Zeitpunkt der Überschreitung dieser Schwellen +s, -s zur
Auswertung verwendet werden, beispielsweise durch die
Bestimmung des Tastverhältnisses des sich nach dem
Vergleich ergebenden Signals, wie es in Fig. 5 darge
stellt ist.
Claims (15)
1. Vorrichtung zur berührungslosen Erfassung von
ferromagnetischen Objekten (20) umfassend in einem
Gehäuse (10) einen Magneten, ein Sensorelement (16)
zur Detektion von Magnetfeldern und eine Auswerte
schaltung zur Auswertung des Ausgangssignals des
Sensorelements (16), wobei der Magnet und das
Sensorelement (16) so angeordnet sind, daß der von
dem Magneten erzeugte magnetische Fluß das Sensor
element (16) und das zu erfassende ferromagnetische
Objekt (20) durchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß
der Magnet eine Spule (12) ist, die mit einem Strom
beaufschlagt ist, dessen Polarität vorzugsweise
periodisch mit kleiner Frequenz umkehrbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein Flußleitelement (14) in dem von
der Spule erzeugten magnetischen Fluß angeordnet
ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Flußleitelement (14) im wesentli
chen senkrecht zur Spule (12) T-förmig angeordnet
ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Flußleitelement (14) und ein Kern (13) der
Spule (12) einstückig ausgebildet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß weitere, die Spule (12)
umgebende Flußleitelemente (15) im wesentlichen
parallel zur Spule (12) angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement (16)
zwischen dem T-förmig angeordneten Flußleitelement
(14) und dem Kern (13) der Spule (12) angeordnet
ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement (16)
auf der dem T-förmig angeordneten Flußleitelement
(14) abgewandten Seite der Spule (12) angeordnet
ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement (16)
vorzugsweise mittig im Kern (13) der Spule (12)
angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) aus
einem leitfähigen Material geringer Permeabilität
besteht.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) aus
einem nichtleitenden Material, vorzugsweise aus
Kunststoff, besteht.
11. Verfahren zur berührungslosen Erfassung ferromagne
tischer Objekte (20) unter Verwendung einer Vor
richtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekenn
zeichnet durch folgende Schritte:
- a) man beaufschlagt die Spule (12) mit einem Strom vorgegebener Polarität;
- b) man wartet eine vorgegebene Wartezeit;
- c) man erfaßt den magnetischen Fluß durch das Sensorelement (16);
- d) man beaufschlagt die Spule (12) mit einem Strom umgekehrter Polarität;
- e) man wartet wiederum eine vorgegebene Warte zeit;
- f) man erfaßt den magnetischen Fluß durch das Sensorelement (16);
- g) man bildet als Maß für das Ausgangssignal die Differenz der in den Schritten c) und f) erfaßten Flüsse.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Schritte a) bis g) periodisch wiederholt
und die Ausgangssignale mittelt.
13. Verfahren zur berührungslosen Erfassung ferromagne
tischer Objekte unter Verwendung einer Vorrichtung
nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet
durch folgende Schritte:
- a) man beaufschlagt die Spule mit einem kontinu ierlich ansteigenden Strom kleiner Anstiegs rate,
- b) man erfaßt den magnetischen Fluß durch das Sensorelement,
- c) man beaufschlagt die Spule mit einem kontinu ierlich abfallenden Strom kleiner Abfallrate,
- d) man erfaßt den magnetischen Fluß durch das Sensorelement,
- e) man bildet als Maß für das Ausgangssignal die Differenz der in den Schritten b) und d) ermittelten Flüsse.
14. Verfahren zur berührungslosen Erfassung ferromagne
tischer Objekte (20) unter Verwendung einer Vor
richtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekenn
zeichnet durch folgende Schritte:
- a) man beaufschlagt die Spule (12) mit einem kontinuierlich ansteigenden Strom kleiner Anstiegsrate;
- b) man erfaßt den magnetischen Fluß durch das Sensorelement (16);
- c) man beaufschlagt die Spule mit einem abfallen den Strom kleiner Abfallrate;
- d) man erfaßt den magnetischen Fluß durch das Sensorelement (16);
- e) man gibt ein Ausgangssignal vorgegebener Größe immer dann aus, wenn der magnetische Fluß eine vorgegebene Schaltschwelle (s, -s) über- bzw. unterschreitet.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß man die Schritte a) bis e) periodisch
wiederholt und die Ausgangssignale mittelt.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998121462 DE19821462A1 (de) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | Vorrichtung und Verfahren zur berührungslosen Erfassung von ferromagnetischen Objekten |
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DE1998121462 DE19821462A1 (de) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | Vorrichtung und Verfahren zur berührungslosen Erfassung von ferromagnetischen Objekten |
Publications (1)
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