DE2545022A1

DE2545022A1 - Magnetoelastischer geber

Info

Publication number: DE2545022A1
Application number: DE19752545022
Authority: DE
Inventors: Orvar Dahle; Folke Von Knorring; Sture Siby
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1974-10-25
Filing date: 1975-10-08
Publication date: 1976-04-29
Also published as: CA1040885A; US4030346A; SE7413444L; SE385406B; JPS5165981A; FR2288972A1

Description

Rechts-und Patentanwalt Prankfurt/Main, den 29. 9. 1975

Dr.-lng. JosdU-a Daecker _π . _{n n/}. „

6 Frankfurt/M. 1 Boe/Prs 20.026 P Rathenaupl. 2 · Tel. (06 11) 282355

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget Västeras/Schweden

Magnetoelastischer Geber

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen magnetoelastischen Geber zur Messung mechanischer Beanspruchungen in Körpern aus magnetischem Material.

In dem deutschen Patent 1 201 582 wird ein Geber beschrieben, der zum Messen mechanischer Beanspruchungen in Gegenständen aus magnetischem Material verwendet wird. Der Geber hat einen Magnetisierungsteil, der einen magnetischen Fluß im Meßobjekt erzeugt, und einen Meßteil, der die Veränderungen des magnetischen Feldbildes im Meßobjekt mißt, wenn dieses mechanisch beansprucht wird. Beim Messen wird der Geber so angeordnet, daß die Luftspalte zwischen dem Geber und dem Meßobjekt möglichst klein sind und möglichst konstant bleiben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen magnetoelastischen Geber der oben beschriebenen Art zu entwickeln, welcher in einer Weise mit dem Meßobjekt verbunden ist, welches die obengenannten Nachteile des bekannten Gebers vermeidet.

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Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein magnetoelastischer Geber nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, der erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Me rkmale aufwe ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gebers nach der Erfindung sind in den Unteranspriichen genannt.

Bei dem Geber nach der Erfindung kann der Meßkörper, an dem die Messung unmittelbar durchgeführt wird, entweder das Meßobjekt selbst sein oder ein zusätzlicher Meßkörper, beispielsweise eine Platte aus magnetischem Material, der auf dem Meßobjekt befestigt wird.

Dadurch,, daß die Bolzen am Meßkörper festgeschweißt werden, erhält man eine außerordentlich robuste Befestigung des Gebers. Die bei den bekannten Meßgebern infolge der Veränderung der luftspalte möglichen Meßfehler treten bei dem Geber nach der Erfindung nicht auf.

Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1a und 1b die Draufsicht bzw. die Seiten-

ansicht, letztere teilweise im Schnitt, eines unmittelbar auf einem ebenen Meßobjekt aufgebauten Gebers nach der Erfindung,

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Fig. 2a die Verwendung eines kreuzförmigen Joches,

Fig. 2b den auf einer gekrümmten Fläche aufgesetzten Geber,

Fig. 3a und 3b einen Geber, der auf eine als Meßkörper dienende Platte aufgebaut ist, die am Meßobjekt befestigt ist.

Die Fig. 1a und 1b zeigen einen Geber, der auf einem Meßkörper 1 aus magnetischem Material aufgebaut ist und von dem man in diesem Fall voraussetzt, daß er ein Teil des Meßobjektes ist, welches unter der Wirkung einer mechanischen Kraft steht. Vier Bolzen 2, 3, 4 und 5 werden mittels Bolzenschweißung befestigt, so daß die Bolzen fest und luftspaltfrei am Meßkörper befestigt sind. Um jeden Bolzen wird eine Wicklung 6, 7, 8 und 9 angebracht, Die freien Enden der Bolzen 2 und 4 bzw. 3 und 5 sind durch das Joch 10 bzw. 11 aus magnetischem Material miteinander verbunden. Dadurch wird ein erster magnetischer Kreis gebildet, der aus den Bolzen 2 und 4 mit den Wicklungen 6 und 8, dem Joch 10 und dem Meßkörper 1 besteht. Ein zweiteijmagnetischer Kreis wird von den Bolzen 3 und 5 mit den Wicklungen 7 und 9» dem Joch 11 und dem Meßkörper 1 gebildet. Die eine der Wicklungen dieser Kreise ist zur Erzeugung eines Magnetfeldes im Meßkörper an eine nicht gezeigte Spannungsquelle angeschlossen. Die Wicklungen des zweiten Kreises sind an eine Meßanordnung zur Anzeige der Veränderungen des magnetischen Feldbildes angeschlossen, welche im Meßkörper auftreten, wenn dieser mechanisch belastet wird.

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Fig. 2a zeigt in Draufsicht einen Geber, bei dem die freien Enden aller vier Bolzen mit einem gemeinsamen kreuzförmigen Joch 12 verbunden sind und somit sowohl den Magnetisierungsfluß als auch den Meßfluß leiten. Fig. 1b ffiigt, wie ein Geber nach der Erfindung auf einer gekrümmten Fläche 13 befestigt ist.

Die in den Fig. 1a-2b gezeigten Geber setzen voraus, daß das Meßobjekt 1 aus magnetischem Material besteht. Wenn das Objekt, dessen Beanspruchungen gemessen werden sollen, aus unmagnetischem Material besteht, wie z.B. aus rostfreiem Stahl, Kupfer o.dgl., so muß der Geber in der Weise abgeändert werden, daß er auf einen separaten Meßkörper, beispielsweise einer Platte 14 aus magnetischem Material, die mit nach unten gerichteten Stützschenkein versehen ist, aufgebaut wird. Danach wird der Meßkörper 14 befestigt, indem man beispielsweise die Schenkel 15 an dem Gegenstand 16 festschweißt, dessen mechanische Beanspruchung gemessen werden soll. Eine solche Maßnahme kann in gewissen Fällen auch, dann von Vorteil sein, wenn das Objekt 16 aus magnetischem Material besteht, nämlich dann, wenn im Meßobjekt magnetische Zustände herrschen, die störend auf den Meßvorgang wirken.

Um zu verhindern, daß die störenden Magnetfelder in den Meßkörper 14 eindringen, kann zwischen den Meßkörper 14 und das Meßobjekt 16 eine Zwischenlage aus unmagnetischem Material eingefügt werden. Der Meßkörper 14 ist mit dem Meßobjekt 16 so starr verbunden, daß er den Verformungen des Meßobjektes folgt und das Messen des

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Verformungszustandes des unmagnetisehen Materials am Meßkörper vorgenommen werden kann.

Die Ausführungsform nach Fig. 3a und 3b hat den Vorteil, daß der Geber als eine fertige Einheit hergestellt werden kann, die auf das Meßobjekt geschweißt wird. Der Meßkörper 14 kann mit einer zentralen Öffnung 17 versehen sein, die den Erregerfluß in die Meßrichtungen zwingt, was die Erregerleistung verringert.

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Claims

Patentansprüche;

<Γ 1 J Magnetoelastischer Geber zur Messung mechanischer Beanspruchungen in Körpern aus magnetischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche eines Meßkörpers (1, 13_f 14) vier Bolzen (2-5) vorzugsweise in den Ecken eines quadratischen Feldes befestigt sind, daß auf wenigstens einem der Bolzen eine Wicklung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes im Meßkörper angebracht ist, daß auf wenigstens einem dem genannten Bolzen benachbarten Bolzen eine Wicklung zur Messung der Feldbildveränderungen angebracht ist, die bei mechanischer Belastung des Meßkörpers auftreten, und daß die freien Enden der diagonal angeordneten Bolzen durch ein Joch (10, 11, 12) aus magnetischem Material verbunden sind.
2. Magnetoelastischer Geber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen durch Bolzenschweißen befestigt sind»
3.. Magnetoelastischer Geber nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen bei Messung an einem Meßobjekt aus magnetischem Material direkt auf dem Meßobjekt befestigt sind, das dann zugleich den Meßkörper bildet.
4. Magnetoelastischer Geber nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Messung an einem Meßobjekt aus unmagnetischem Material oder bei Meßobjekten aus magnetischem Material, in welchem magnetische Störfelder auftreten, die Bolzen auf einer als Meßkörper dienenden Platte (14) oder dergleichen ^aus magnetischem Material befestigt sind, die auf dem Meßobjekt befestigt istßO 9 8 1 8 / 027 1 η _

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5. Magnetoelastischer Geber nach. Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenlage aus unmagnetischem Material zwischen dem Meßkörper und dem Meßobjekt angebracht ist.
6. Magnetoelastischer Geber nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (14)ein zentral liegendes Loch (17) hat.

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