DE2551968B2 - Magnetsensor - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Magnetsensor mit einem innerhalb einer in einem
Gehäuse befestigten Meßspule angeordneten länglischen Magnetkern, dessen Durchmesser genügend
kleiner als der der Bohrung eines die Meßspule tragenden Spulenkörpers ist, um ein Verschwenken des
Magnetkerns gegenüber der Meßspule zu ermöglichen.
Ein solcher Magnetsensor ist aus der DT-AS 17 73 303 bekannt. Bei diesem Magnetsensor ist der
Magnetkern innerhalb der Spulenkörperbohrung schwenkbar beweglich aufgehängt. Die Lageänderungen
des Magnetkerns gegenüber dem Spulenkörper, welcher zwei Ringspulen trägt, werden als Meßergebnis
ausgewertet.
Es sind auch Magnetsonden oder Neigungsmesser bekannt, die einen sättigbaren Magnetkern enthalten
und wenigstens zwei elektrisch abgestimmte Feldsensoren aufweisen, die an einer nicht magnetisierbaren
Halterung derart befestigt sind, daß ihre Magnetachsen,
die auch durch die Lage des Kerns bestimmt werden, so genau wie möglich parallel oder koaxial zueinander
verlaufen. Die Ausgangssignale der zwei Sensoren werden ineinander entgegengesetzter Polarität zur
Auswertung herangezogen. Wenn diese Anordnung in ein gleichförmiges Magnetfeld gebracht wird, dann sind
die Feldkomponenten, die auf die Sensoren einwirken gleich, so daß sich die beiden Ausgangssignale der
Sensoren aufgrund der genannten Polung gegenseitig aufheben.
Wenn sich jedoch ein magnetischer Körper innerhalb des von dieser Anordnung erfaßten Magnetfeldbereichs
befindet, dann ist das Magnetfeld gestört, so daß es ar dem einen der Sensoren stärker ist als am anderer
Sensor. Die Folge davon ist, daß das Ausgangssignal de; einen Sensors größer ist als das andere und daß da:
Differenzsignal aus diesen beiden Signalen nicht mehl Null ist. Dies ist ein Hinweis auf die Anwesenheit de:
erwähnten magnetischen Gegenstandes.
Damit die beschriebene Anordnung eine großt Empfindlichkeit und Meßgenauigkeit hat, müssen die
beiden Sensoren exakt in der beschriebenen Weisi aufeinander ausgerichtet sein. Die mechanische Präzi
si-iii muß in der Größenordnung von drei Winkelsekun
den liegen, damit das Fehlersignal, das sich auf Grunc
einer Fehljustierung der Magnetachsen ergibt, kleine als 1 Gamma (10~5 Gauß) ist, wenn sich die Meßanord
nung in einem Magnetfeld von 60 000 Gamma befinde) Bei einer Fehljustierung der zwei Sensoren ist nämlicl
die Feldkomponente des Umgebungsfeldes am einei
Sensor nicht gleich der Feldkomponente am anderen nommen, in das es ohne Spiel eingepaßt ist, welches
Sensor. Die Differenz der beiden Ausgangssignale der seinerseits mit Hilfe von Zvlinderkopfschrauben auf die
Sensoren wird nicht zu Null, es ergibt sich somit ein
Bei bekannten Neigungsmessern wurde eine Ausrichtung
der beiden Sensoren durch mechanische Justierung der durch Zurechtbiegen der tragenden Halterung, wie
beispielsweise dem Rohr, erreicht, in dem die Sensoren befestigt sind. Derartiges ist beispielsweise in der US-PS
30 50 697 beschrieben. Das Zurechtbiegen des Rohres erzeugt im Rohr Spannungen. Diesen Spannungen gibt
das Rohr im Laufe der Zeit nach, so daß die Sensoren schließlich wieder fehljustiert sind. Eine Neujustierung
ist dann erforderlich.
In der US-PS 34 88 579 ist eine Lösung beschrieben, bej tier eine Kompensation für Fehljustierung der
beiden Sensoren elektrisch vorgenommen wird. Damit ist zwar eine sehr präzise Kompensation von Fehllagen
möglich, diese Lösung ist jedoch sehr aufwendig und kommt' daher nicht in Betracht, wenn die hohe
Genauigkeit, die auf diese Weise erreichbar ist, gar nicht erforderlich ist.
Es ist auch bekannt, Körper aus leicht magnetisierbarem
Material nahe dem Meßgerät anzuordnen, um die erwähnten Fehlereinflüsse zu kompensieren. Solche
Lösungen sind beispielsweise in den US-PS 29 66 853, 3012 191 und 29 67 483 beschrieben. Hiermit sind
jedoch nur minimale Korrekturen möglich und der Einsatzbereich ist beschränkt. Es müssen zusätzliche
Elemente an den Sensorkernen selbst angebracht werden, was zusätzliche Schwierigkeiten mit sich bringt
und wiederum Fehler hervorruft, die aus den Belastungen
resultieren, denen die Kerne ausgesetzt sind. In den US-PS 34 87 459 und 37 57 209 sind Lösungen beschrieben,
die mechanisch justierbare Kompensationsglieder enthalten, die solche Probleme nicht aufwerfen.
Aus den US-PS 26 20 381, 26 42 479, 30 64 185 und 30 65 413 sind Neigungsmesser bekannt, bei denen die
Magnetachsen der beiden Sensoren dadurch aufeinander einjustiert werden, daß einer der Sensoren oder
beide Sensoren verschwenkbar in bezug auf den gemeinsamen Halter einstellbar an diesem befestigt
sind. Die Mittel, mit denen die Verschwenkung bei der Einjustierung bewirkt wird, sind verhältnismäßig
schwer, kompliziert aufgebaut und kostspielig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Magnetsensor anzugeben, bei dem die magnetische
Achse in ihrer Winkellage gegenüber dem tragenden Gehäuse präzise mechanisch einjustiert
werden kann, um Fehllagen korrigieren zu können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ά"τ Magnetkern an seinem einen Ende in der
Bohrung schwenkbar festgelegt und sein anderes Ende quer zur Achsrichtung justierbar am Spulenkörper
befestigt ist. .
Bei dem erfindungsgemäßen Magnetsensor sind somit weder der Magnetkern noch die ihn tragenden
Elemente irgendwelchen mechanischen Spannungen ausgesetzt. Durch die erfindungsgemäßen V "nahmen
können die magnetischen Achsen zweie, olcher Sensoren aufeinander einjustiert werden, ohne daß es
dazu notwendig ist, die Sensoren an den sie tragenden Elementen schwenkbar einstellbar zu befestigen. Die
Verschwenkung, d.h. Justierung der magnetischen Achsen, erfolgt allein durch die Justierung der Magnetkerne
innerhalb der Spulenkörper.
Das in seiner Lage justierbare Ende des Magnetkerns wird zweckmäßigerweise von einem Endstück aufgeseinerseits
mit Hilfe von Zylinderkopfschrauben auf die Stirnseite des Spulenkörpers geschraubt ist Zur
Ermöglichung der Justierung weisen die Schraubenlöeher in dem Endstück einen größeren Durchmesser als
die Schrauben auf. Die Justierung wird vorgenommen, bevor die Zylinderkopfschrauben festgezogen werden.
Alternativ kann die Justierung auch mit Hilfe von Flachkopfschrauben durchgeführt werden, wobei das
D Endstück, daß das Magnetkernende aufnimmt, so ausgebildet ist, daß sich die konischen Hanken der
Flachkopfschrauben an seinen Außenrändern abstützen. Durch unterschiedlich tiefes Eindrehen der Flachkopfschrauben
in die Gewindelöcher des Spulenkörpers kann eine Justierung des Endstückes quer zur Achse des
Spulenkörpers vorgenommen werden.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist
die Bohrung im Spulenkörper an der Stelle, wo sie das Ende des Magnetkerns aufnimmt, und die Bohrung im
Endstück, daß das-andere Ende des Magnetkerns aufnimmt, gut auf den Durchmesser der Kernenden
angepaßt, damit der Kern unverrückbar festgelegt ist. Spulenkörper und Endstück bestehen vorzugsweise aus
einem Plastikmaterial, das ausreichend deformierbar ist, um eine begrenzte Verschwenkung des Magnetkerns in
bezug auf die Achse des Spulenkörpers zu erlauben, ohne daß der Magnetkern einer meßbaren mechanischen
Spannung unterworfen wird. Der Spulenkörper kann einstückig sein, er kann aber auch aus einem Paar
gleicher Halbschalen zusammengesetzt sein. Die Bohrung im Spulenkörper kann zylindrisch oder konisch
sein. Der Spulenkörper weist in der Mitte eine Ringnut zur Aufnahme der Spulenwicklung auf. Um die
Empfindlichkeit des Sensors zu vergrößern, kann im Spulenkörper in dem Bereich, in dem die Spule
angeordnet ist, ein dünnwandiges Keramikrohr sein.
Die Erfindung soll an verschiedenen Ausführungsformen nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
näher erläutert werden. Es zeigt
F i g. 1 eine perspektivische Darstellung einer Magnetsonde, die zwei Magnetsensoren der erfindungsgemäßen
Art enthält;
F i g. 2 eine Längsansicht, teilweise im Schnitt, der Magnetsonde nach Fi g. 1, aus der die Art der Montage
der Magnetsensoren hervorgeht;
F i g. 3 eine perspektivische Teildarstellung des einen Endes der röhrenförmigen Halterung für die Sensoren;
F i g. 4 eine Explosionszeichnung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetsensors;
F i g. 5 einen Längsschnitt durch das eine Ende der röhrenförmigen Halterung und den Magnetsensor, aus
dem die Justiermittel hervorgehen;
F i g. 6 einen ähnlichen Schnitt, der ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
F i g. 7 eine Ansicht der Stirnseite von F i g. 6. F i g. 1 zeigt eine Magnetsonde, in der ein oder zwei
Magnetsensoren der erfindungsgemäßen Art verwendet sind. Es kann einer der Magnetsensoren se
ausgebildet sein, daß seine Magnetachse fest, d. h. nicht justierbar ist, während der andere Sensor in dei
erfindungsgemäßen Art ausgeführt ist Es können abei auch beide Sensoren in der erfindungsgemäßen Ar
ausgebildet sein. Die Magnetsonde besteht aus einen röhrenförmigen Stiel 10, an dessen oberen Ende ein«
zylindrische Dose 12 größeren Durchmessers ange bracht ist. In der Dose 12 ist ein elektrischer Schaltkrei
angeordnet, an den über ein Kabel 16 ein Kopfhörer l·
angeschlossen ist. Diese Magnetsonde ist sehr leicht un
kann unterhalb der Dose 12 am Rohr 10 getragen werden. Beim Absuchen des Erdbodens nach verborgenen
magnetischen Gegenständen läßt man das Rohr 10 über dem Boden pendeln. Bei Registrierung eines
magnetischen Gegenstandes ist im Kopfhörer 14 ein akustisches Signal wahrnehmbar.
Das Rohr 10, das das Gehäuse für die Magnetsensoren darstellt, enthält eine Baugruppe 18 mit einer
tubusförmigen Halterung 20, Magnetsensoren 22 und 24 einer ersten Ausführungsform der Erfindung, uid
weitere Teile, die später noch beschrieben werden. Die tubusförmige Halterung 20 ist langgestreckt, besteht aus
nichtmagnetisierbarem Material und weist vorzugsweise kreisförmigen Querschnitt auf. Es kann aus
Aluminiumrohr von etwa 56 cm Länge und etwa 16 mm Außendurchmesser bei etwa 12,5 mm Innendurchmesser
bestehen. Für die Befestigung der Sensoren ist das Rohr an seinen beiden Enden teilweise weggeschnitten,
so daß sich eine langgestreckte Rinne 26 ergibt, wie sie in F i g. 3 dargestellt ist, deren Querschnitt etwa
halbkreisförmig ist. Die Rinne hat eine Länge von etwa 6,3 cm, ihre Längskanten 28 liegen etwa 6 rnm tiefer als
die Oberseite 30 des Rohres. Die beiden Rinnen 26 sind zweckmäßigerweise um 180° gegeneinander versetzt an
der Halterung 20 angeordnet. Auf diese Weise werden an der Halterung 20 einander entgegengesetzte
Belastungsverhältnisse geschaffen, was zur Erzielung der erwünschten Parallelität, d. h. der Kolinearität der
Magnetachsen der beiden Sensoren beiträgt.
Wie aus den Fig.4 und 5 im einzelnen hervorgeht,
besteht ein Sensor 22 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung aus einem länglichen zylindrischen
isolierenden Gehäuse 28, in dem ein länglicher zylindrischer Spulenkörper angeordnet ist, der aus
einem Paar identischer gegossener oder gespritzter Halbschalen 32 und 32' besteht. Es sei betont, daß der
Spulenkörper auch aus einem Stück bestehen kann. Am Spulenkörper ist ein dünnes, zylindrisches Endteil 34
angebracht, das auf der flachen Stirnseite 36 des Spulenkörpers aufliegt. Es ist dort mit Hilfe von
magnetisierbaren Zylinderkopfschrauben 38, vorzugsweise aus Messing, festgeschraubt. Die ebenen längslaufenden
Flächen 40 der beiden Hälften des Spulenkörpers weisen eine längserstreckte Ausnehmung 42 von
vorzugsweise halbkreisförmigem Querschnitt auf. Nach dem Zusammensetzen der beiden Spurenkörperteile
liegen die ebenen Flächen 40 aufeinander, die Ausnehmungen 42 bilden einen länglichen Hohlraum
zur Aufnahme eines tubusförmigen Magnetkerns 44. Der Hohlraum erstreckt sich in der gleichen Achse wie
die Achse des Spulenkörpers und öffnet sich am einen Ende zu den Stirnflächen 36 hin. Der Magnetkern
besteht zwecksmäßigerweise aus einem Keramikrohr, auf das ein Magnetmaterial, wie Permalloy, in Streifen
gewickelt ist. Die Enden der Streifen sind an den Uberdeckungsstellen 46 aneinander befestigt, wie es in
der US-PS 29 81 885 beschrieben ist. An den den Stirnseiten 36 abgewandten Enden sind die Ausnehmungen 42 an einem kurzen Stück 48 abgestuft verkleinert.
Dieses kurze Stück 48 hat halbkreisförmigen Querschnitt und ist so dimensioniert, daß sich nach dem
Zusammensetzen des Spulenkörpers eine zylindrische Bohrung ergibt, die das eine Ende des Magnetkerns eng
umschließt. Die Stufe, an der sich der Durchmesser von der Ausnehmung 42 zu dem kurzen Stück 48 verengt, ist
als Konus 50 ausgebildet, um das Einführen des Magnetkerns nach dem Zusammensetzen des Spulenkörpers zu erleichtern.
Eine längülaufende zylindrische Bohrung 52 (s. F i g. 5)
erstreckt sich axial von der ebenen Stirnseite 53 des Endstücks 34 etwa bis zur halben Dicke in das Endstück
34 hinein. Der Durchmesser dieser Bohrung 52 ist so gewählt, daß sie das freie Ende des Magnetkerns eng
umschließt. Nach dem Zusammensetzen der Spulenkörperteile, des Magnetkerns und des Endstücks sind die
Enden des Magnetkerns in der sich ergebenden Bohrung 48 und der Bohrung 52 eingespannt. Die beiden
ίο Teile des Spulenkörpers werden, wie später noch
erläuterd wird, von der Spulenwicklung 72 zusammengehalten. Das Endstück 36 wird mit Hilfe von
Zylinderkopfschrauben 38 auf den Spulenkörper geschraubt.
Dabei erstrecken sich die Schraubenschäfte 54
ι j durch entsprechende, sich diametral gegenüberstehende
Löcher 36 im Endstück in Gewindebohrungen 58, die in den Teilen des Spulenkörpers ausgebildet sind. Der
Durchmesser der Löcher oder Bohrungen 56 ist um ein vorgegebenes Mindestmaß größer als der Durchmesser
der Schraubenschäfte 54, so daß das Endstück 34 quer zur Achse des Spulenkörpers verstellt werden kann,
wenn die Schrauben 38 noch nicht festgezogen sind. Die Teile des Spulenkörpers und das Endstück sind aus
einem Isoliermaterial hergestellt, wie beispielsweise
2s einem Plastikmaterial, das ausreichend deformierbar ist,
daß einerseits die Enden des Magnetkerns spielfrei festgelegt werden, andererseits eine begrenzte axiale
Verschwenkung des Magnetkerns in bezug auf die Achse des Spulenkörpers möglich ist, ohne daß der
Magnetkern mechanischen Spannungen ausgesetzt wird. Die erforderliche Variationsbreite beim Justieren
ist ohnehin nur sehr klein. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Material für
die genannten Teile ein Phenolharz verwendet, das mit
xs Glas- oder Baumwollfasern verstärkt ist. Nur zur
Verdeutlichung zeigt Fi g. 5 eine relativ weite Einspannung der Magnetkernenden im Spulenkörper und dem
Endstück. In der Praxis genügt es, wenn die Enden des Magnetkerns auf einer viel kürzeren Länge, als in F i g. 5
.40 dargestellt, vom Spulenkörper und dem Endstück ergriffen werden.
In der geschilderten Weise kann nun die axiale Lage des Magentkerns gegenüber der Achse des Spulenkörpers
einjustiert werden. Der Hohlraum für den
4.s Magnetkern im Spulenkörper, der durch die Ausnehmung
42 gebildet wird, ist leicht konisch ausgeführt, wie in den Zeichnungen dargestellt, damit der Magnetkern
verschwenkt werden kann, ohne daß die Permalloy-Streifen die Wandung des Spulenkörpers berühren. Der
größte Querschnitt des Hohlraums liegt dabei an derr dem Endstück 34 zugekehrten Ende. Der kleinste
an den Überlappungsstellen 46 der Streifen bestimmt.
SS ten 32 und 32' setzen sich über das Stück 48 hinweg ii
Kanälen 60 fort, deren Querschnitt noch kleiner ist al der des Stückes 48. Das Endstück 34 ist mit eine
durchgehenden Bohrung 64 versehen, die in di Bohrung 55 mündet und einen kleineren Durchmesse
r«> als letztere hat. Wie aus F i g. 5 ersichtlich, erstrecke
sich durch die so gebildeten Löcher steife AnschluC drähte 68 bzw. 76 für die Erregung des Magnetkerns. A
den Spulenkörperteilen 32 und 32' si "d außerdem In d(
Mitte Nuten 70 ausgebildet, die zur Aufnahme ein« '">
Spulenwicklung 72 bestimmt sind. Die beiden Spulei körperteile werden von dieser Wicklung und von de
Endstück 34 (wenn die Schrauben 38 festgeschraul sind) zusammengehalten. Der verbleibende Durchme
ser des Spulenkörpers an der Nut 70 ist ausreichend klein, um eine gute magnetische Kopplung zwischen der
Wicklung 72 und den Permalloy-Streifen auf dem Kern zu gewährleisten.
Nach dem Zusammenbau des Sensors 22 wird dieser <,
in die Rinne 26 der tubusförmigen Halterung 20 eingesetzt, wobei die ebenen Flächen 40 der Spulenkörperteile
senkrecht zu der Ebene stehen, die von den Längskanten 28 der Rinne bestimmt ist. Dies geht aus
Fig.5 hervor. Als zusätzliche Maßnahme zum Zusammendrücken
der beiden Spulenkörperteile sind die Abmessungen der Rinne und des Spulenkörpers so auf
einander abgestimmt, daß der Spulenkörper in der Rinne durch sattes Anliegen von deren Seitenwänden
festgeklemmt wird. Die Spulenkörperteile sind mit Flanschen 74 versehen, die im zusammengesetzten
Zustand einen Flanschring am Ende des Spulenkörpers bilden, auf die das Endstück 34 aufgeschraubt wird.
Dieser Flanschring liegt an der halbkreisförmigen Stirnfläche 75 der tubusförmigen Halterung 20 an und
legt die axiale Lage des Spulenkörpers an der tubusförmigen Halterung 20 fest.
Nachdem der Magnetsensor 22 in die Rinne 26 eingelegt ist, wird der aus dem Endstück 34 herausschauende
Anschlußring 76 haarnadelförmig umgebogen, so daß er an der Stirnseite 66 des Endstückes 34
aufliegt. Das freie Ende dieses Anschlußdrahtes wird längs an der Halterung 20 entlanggeführt. Der
Anschlußdraht, der durch die öffnung 60 im Spulenkörper herausragt, wird mit dem anderen Sensor 24
verbunden. Dieser Sensor wird dann in seine geeignete Lage an der Halterung gebracht und dort in der gleichen
Weise v/ie der Sensor 22 festgeklemmt. Die Magnetkerne der beiden Sensoren haben zweckmäßigerweise die
gleiche axiale Orientierung in bezug auf ihre Spulenkörper, so daß die Überlappungen oder Falze 46 an den
Permalloy-Streifen auf der gleichen Seite liegen, wenn die Sensoren in den Rinnen 26 befestigt sind. Dies
erleichtert das Abgleichen der Magnetsonde. Die Anschlußdrähtc 78 werden dann an den Spulen 72
angelötet. Sie laufen außen an der tiibusförmigcn Halterung 20 entlang, wie F i g. 2 zeigt. Mit Isolierband
80 können die Leitungen in ihrer Lage fixiert werden.
Bevor die Baugruppe 18 in das rohrförmige Gehäuse
10 eingesetzt wird, werden im Abstand voneinander ^
Lagermuffen 82 auf die Baugruppe 18 aufgeschoben, die sie in dem rohrförmigen Gehäuse 10 zentrieren. Die
Lagermuffen bestehen zwcckmaßigerwcise aus einem Streifen Schaummaterial 84, wie Polyurethan, mit einem
Streifen Klebeband 86. Das Schaummaterial wird auf $0
die Baugruppe 18 aufgezogen und mittels des Bandes darauf festgelegt, Die Muffe ist im Durchmesser groß
genug, um beim Einsetzen der Baugruppe 18 in das rohrförmige Gehäuse 10 zusammengedrückt zu werden.
Die Muffen verhindern ein Verrutschen der Baugruppe 18 in Längsrichtung, insbesondere in der dem Einschieben
entgegengesetzten Richtung.
Sodann wird die Baugruppe 18 in das rohrförmige Gehttuse 10 eingeschoben, bis das justierbare Ende de«
Sensors 22 leicht aus dem Ende des Gehäuses (.0 hervorsteht. Am anderen Ende des Gehäuses kann eine
tubusförmige Kappe 88 eingesetzt werden, die geeignete
öffnungen zum Durchtritt der Anschlußdrähte aufweist. Am Sensor 22 kann dann die Magnetsonde
abgeglichen werden, d. h. die axiale Lage des Magnet- κ
kerns des Sensors 22 wird so einjustiert, daß das Differenzsignal aus den beiden Magnetspulen zu Null
wird. Als Meßinstrumente für den Abgleich können solche verwendet werden, die die Ausgangsspannungen
der beiden Sensoren anzeigen. Es kann ein Meßgerät oder ein Oszillograph zum Anzeigen der Neigung
verwendet werden, wobei das Gehäuse 10 an Rädern zur axialen Rotation um eine zum Erdfeld senkrechte
Achse gelagert ist. Nachdem in dieser Weise die Neigung gemessen wurde, werden die Schrauben 38
gelöst und das Endstück wird mit den Fingern so einjustiert, daß die magnetischen Achsen der beiden
Sensoren richtig zueinander ausgerichtet sind. Bei Neigungsmessern muß die Justierung so genau wie
möglich vorgenommen werden. Bei Magnetsonden, wir sie zuvor beschrieben wurden, ist es zweckmäßig, wenn
eine leichte Fehllage eingestellt wird. Nach dem Einjustieren werden die Schrauben 38 wieder festgezogen,
um das Endstück 34 in seiner Lage zu fixieren. Mit einem Kleber kann dann zusätzlich das Endstück am
Spulenkörper fixiert werden.
Die Baugruppe 18 wird dann in das Gehäuse 10 in eine Lage eingeschoben, wie sie in F i g. 2 dargestellt ist.
Sodann werden die Anschlußdrähte mit dem elektronischen Schaltkreis in der Dose 12 verbunden. Die
Baugruppe 18 ist im Gehäuse durch die Muffen 82 festgelegt. Zur Festigkeit tragen außerdem die steifen
Anschlußdrähtc 68 bei, die an einer gedruckten Schaltkarte in der Dose 12 festgelötet werden. Dies ist
in F i g. 2 mit 90 näher bezeichnet. Das offene Ende des Gehäuses 10 wird durch eine tubusförmige Kappe 92
verschlossen, die in das Gehäuse eingesetzt und daran befestigt wird.
Die F i g. 6 und 7 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Sensor 22' ist das
Endstück 100 gegenüber dem Spulenkörper 102 transversal mit Hilfe von Flachkopfschrauben 104
justierbar. Die Justierung erfolgt durch die geneigten Flanken der Schraubenköpfe beim Festschrauben, d. h.
beim Festschrauben wird der Magnetkern 44 nicht nur justiert, sondern auch in seiner Lage fixiert.
Im einzelnen weist der zylindrische Spulenkörper 102
im Innern ein dünnwandiges Keramikrohr 106 mit geringem Ausdehnungskoeffizienten und ein Paar
zylindrischer isolierender Spulenkörperteile 108 und 110 größeren Durchmessers auf, die die Enden des
Kcramikrohrcs umschließen und daran mit Hilfe eines geeigneten Klebers, beispielsweise aus Epoxydharz,
befestigt sind. Die Bohrungsabschnitte 112 und 114 in den Spulenteilen haben den gleichen Innendurchmesser
wie das Keramikrohr 106 und bilden mit diesem zusammen einen glatten, durchgehenden Hohlraum zur
Aufnahme des tubusförmigen Magnetkerns 44. Axial benachbart dem Bohrungsabschnitt 114 ist in dem
Spulenkörper 110 eine zylindrische Bohrung 116 kleineren Durchmessers ausgebildet, deren Abmessun·
gen so gewählt sind, daß sie das Ende des Magnetkern! eng umschließen. Den Übergang zwischen den Boh
rungsabschnittcn 114 und 116 bildet ein Konus 118, dci
das Einsetzen des Magnetkerns 44 erleichtert. Ein« zylindrische Bohrung 120 kleineren Durchmesser!
erstreckt sich axial von der Bohrung 116 zur Endflächi
122 des Spulenkörpertcils 110.
Das Endstück 100 hat zweckmäßigerweise quadrati sehe Gestalt. Es wird auf die flache Stirnfläche 24 de
Spulenkörpcrteils 108 mit vier Flachkopfschrauben 10 aufgeschraubt, deren Gewinde 126 In entsprechend
Gewindebohrungen 128 im Spulenkörperteil 108 elnge schraubt sind, Diese Gewindebohrungen sind si
angeordnet, daß die vier Schrauben um den Umfang de Endstücks 100 dessen Kanten benachbart verteilt sin<
709 627/41
ίο
Dabei liegen die Flanken 130 der kegelförmigen Schraubenköpfe auf den Kanten 132 des Endstücks 100
an. Das Endstück kann auch kreisförmig ausgebildet sein, es brauchen dann nur drei Flachkopfschrauben
verwendet zu werden. Das Endstück 100 ist mit einer zentrischen zylindrischen Bohrung 134 versehen, die
sich bis zur halben Dicke in sie hinein erstreckt und deren Durchmesser so gewählt ist, daß sie das Ende des
Magnetkerns 44 eng umgreift. Von dieser Bohrung aus führt eine Bohrung 138 kleineren Durchmessers zur
Stirnfläche 139 des Endstücks.
Wie im ersten Ausführungsbeispiel bestehen Spulenkörper und Endstück aus einem geeigneten deformierbaren
Material, das eine geringe Verschwenkung des Magnetkerns 44 zuläßt.
Der Erregerdraht 168 läuft durch die öffnungen 120 und 138 sowie durch das hohle Keramikrohr des
Magnetkerns. Die Seitenflächen 140 und 142 der Spulenkörperteile 108 und 110 bilden zusammen mit
dem Mittelteil des Keramikrohres 106 eine kreisförmige Nut, in der die Spulen wicklung 144 angeordnet wird. Die
üünnwandigkeit des Keramikrohres ermöglicht eine vorzügliche magnetische Kopplung zwischen der
Spulenwicklung und dem Magnetkern und trägt damit zur Empfindlichkeitssteigerung bei. Am Umfang sind die
Spulenkörperteile mit einer Ringnut 146 zur Aufnahme eines O-Ringes 148 aus Gummi oder einem anderen
geeigneten Material versehen.
Beim Zusammenbau wird der Sensor so weit in die
tubusförmige Halterung 20' eingeschoben, daß das
Endstück 100 und die Schrauben 104 aus dem Ende der Halterung hervorschauen. Der Sensor ist so orientiert,
S daß die Anschlußdrähte 150 der Spulenwicklung 144 in einer Längsrille 152 an der Innenseite der Halterung 20'
laufen. Ein zweiter Sensor, der ebenso wie der Sensor 22 aufgebaut sein kann, aber auch vom nichtjustierbaren
Typ sein kann, wird am anderen Ende, das hier nicht
ίο gezeigt ist, der tubusförmigen Halterung 20' montiert.
Der Erregerdraht 68 wird durch beide Sensoren geführt
und die Anschlüsse der Spulen 144 werden durch Drähte 78 in der schon oben beschriebenen Weise verbunden.
Die Baugruppe wird dann mit Muffen, wie die Muffen 82
• 5 in F i g. 2, versehen und in das Gehäuse 10 eingeschoben.
Die Drähte werden mit dem elektrischen Schaltkreis verbunden. Selektives Lösen und Festschrauben der
Flachkopfschrauben 104 bewirken, daß das Endstück 100 seitlich in bezug auf die Achse des Spulenkörpers
verschoben wird. Auf diese Weise kann der Magnetkerr in seiner Achse gegenüber der des Spulenkörper«
verschwenkt werden. Mit Hilfe der Flachkopfschrauber 104 ist es somit möglich, sehr schnell eine Justierung unc
Befestigung des Magnetkerns vorzunehmen. Nach derr Justieren wird die Baugruppe in die in Fig.ί
dargestellte Lage gebracht und das Gehäuse mit dei bereits erwähnten Kappe 92 verschlossen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
1. Magnetsensor mit einem innerhalb einer in einem Gehäuse befestigten Meßspule angeordneten
länglichen Magnetkern, dessen Durchmesser genügend kleiner als der der Bohrung eines die Meßspule
tragenden Spulenkörpers ist, um ein Verschwenken des Magnetkerns gegenüber der Meßspule zu
ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (44) an seinem einen Ende in
der Bohrung (48; 116) schwenkbar festgelegt und sein anderes Ende quer zur Achsrichtung justierbar
am Spulenkörper (32,32'; 108) befestigt ist.
2. Magnetsensor nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Befestigung und Justierung des einen Endes des Magnetkerns (44) ein an dem
Spulenkörper (32, 32'; 108) anschraubbares Endstück (34; 100) vorgesehen ist.
3. Magnetsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (34) ein Sackloch
(52) zur Aufnahme des Endes des Magnetkerns (44) und wenigstens ein Schraubloch (56) aufweist, dessen
Durchmesser größer als der Schraubendurchmesser ist, und zur Befestigung eine Zylinder- oder
Rundkopfschraube (38) verwendet ist, die in ein lugehöriges Gewindeloch (58) im Spulenkörper (32,
32') geschraubt ist.
4. Magnetsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung und Justierung
des Endstücks (100) mehrere um den Umfang des Endstücks (100) verteilte Flachkopfschrauben (104)
vorgesehen sind, deren Schraubköpfe mit den Flanken (130) am Rand (132) des Endstücks (100)
anliegen und die in den Spulenkörper (108) geschraubt sind.
5. Magnetsensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (100) quadratischen
Querschnitt hat und zu seiner Befestigung vier Flachkopfschrauben (104) vorgesehen sind.
6. Magnetsensor nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (132)
des Endstücks (100) angefast ist.
7. Magnetsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Magnetkern (44) tubusförmig ist, die Bohrungsabschnitte (48,52; 116,134) die Magnetkernenden eng
anliegend aufnehmen und Spulenkörper (32, 32'; 108, 110) sowie Endstück (34, 100) aus einem
deformierbaren Material bestehen.
8. Magnetsensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (42; 114) im
Spulenkörper (32, 32'; 110) am Übergang zu dem Bohrungsabschnit't (48; 116), der das Magnetkernende
aufnimmt, mit einem Konus (50,118) versehen ist.
9. Magnetsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung
(42) im Spulenkörper (32, 32') konisch ist, sich zum Endstück (34) hin erweiternd.
10. Magnetsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Spulenkörper aus zwei identischen Halbschalen (32, 32') besteht.
11. Magnetsensor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper mit einem endteilseitigen Flanschring hs
(74) versehen ist.
12. Magnetsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Spulenkörper (32, 32'; 108, 110) mit einer Ringnut (70) zur Aufnahme einer Spulenwicklung (72, 144)
versehen ist.
13. Magnetsensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Ringnut (70) im
Innern des Spulenkörpers ein dünnwandiges Keramikrohr (106) angeordnet ist.
14. Magnetsonde mit zwei Magnetsensoren, deren Signalausgangsspannungen gegeneinander geschaltet
sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetsensoren je an einem Ende einer gemeinsamen
rohrförmigen Halterung (20) befestigt sind, und wenigstens einer der Magnetsensoren einem solchen
nach einem der vorhergehenden Ansprüche entspricht.
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8328 | Change in the person/name/address of the agent |
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