DE2551968C3 - Magnetsensor - Google Patents

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 an dem einen der Sensoren stärker ist als am anderen Sensor. Die Folge davon ist, daß das Ausgangssignal des einen Sensors größer ist als das andere und daß das Differenzsignal aus diesen beiden Signalen nicht mehr Null ist. Dies ist ein Hinweis auf die Anwesenheit des erwähnten magnetischen Gegenstandes.

Damit die beschriebene Anordnung eine große Empfindlichkeit und Meßgenauigkeit hat, müssen die beiden Sensoren exakt in der beschriebenen Weise aufeinander ausgerichtet sein. Die mechanische Präzision muß in der Größenordnung von drei Winkelsekunden liegen, damit das Fehlersignal, das sich auf Grund einer Fehljustierung der Magnetachsen ergibt, kleiner

fts als 1 Gamma (10~⁵ Gauß) ist, wenn sich die Meßanordnung in einem Magnetfeld von 60 000 Gamma befindet. Bei einer Fehljustierung der zwei Sensoren ist nämlich die Feldkomponente des Umgebungsfeldes am einen

Sensor nicht gleich der Feldkomponente am anderen Sensor. Die Differenz der beiden Ausgangssignale der Sensoren wird nicht zu Null, es ergibt sich somit ein Fehlersignal.

Bei bekannten Neigungsmessern wurde eine Ausrichtung der beiden Sensoren durch mechanische Justierung oder 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 irs 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, bei der 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, 30 12 191 und 2S b7 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 der 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 Maßnahmen können die magnetischen Achsen zweier solcher 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 clic Justierung der Magnetkerne innerhalb der .Spulenkörper.

Das in seiner Lage justierbare Ende des Magnetkerns wird zweckmäßigerweise von einem Endstück aufgtnommen, in das es ohne Spiel eingepaßt ist, welches seinerseits mit Hilfe von Zylinderkopfschrauben auf die Stirnseite des Spulenkörpers geschraubt ist. Zur Ermöglichung der Justierung weisen die Schraubenlö-

s eher 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

ίο Endstück, daß das Magnetkernende aufnimmt, so ausgebildet ist, daß sich die konischen Flanken der Flachkopfschrauben an seinen Außenrändern abstützen. Durch unterschiedlich tiefes Eindrehen der Flachkopfschrauben in die Gewindelöcher des Spulenkörpers

ι ü 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

Fig. 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 Fig. 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;

Fig.6 einen ähnlichen Schnitt, der ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

5S F i g. 7 eine Ansicht der Stirnseite von F i g. 6.

Fig. 1 zeigt eine Magnetsonde, in der ein oder zwei Magnetsensoren der erfindungsgemäßen Art verwendet sind. Es kann einer der Magnetsensoren so ausgebildet sein, daß seine Magnetachse fest, d. h. nicht

do justierbar ist, während der andere Sensor in der erfindungsgemäßen Art ausgeführt ist. Es können aber auch beide Sensoren in der erfindungsgemäßen Art ausgebildet sein. Die Magnetsonde besteht aus einem röhrenförmigen Stiel 10, an dessen oberen Ende eine

ds zylindrische Dose 12 größeren Durchmessers angebracht ist. In der Dose 12 ist ein elektrischer Schaltkreis angeordnet, an den über ein Kabel 16 ein Kopfhörer 14 angeschlossen ist. Diese Magnetsonde ist sehr leicht und

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 s akustisches Signal wahrnehmbar.

Das Rohr 10, das das Gehäuse für die Magnetsensoren darstellt, enthält eine Baugruppe 18 mit einer lubiisförmigen Halterung 20, Magnelscnsoren 22 und 24 einer ersten Ausführungsform der Erfindung, und ι ο 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 ij 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 mm 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 d'jr Magnetachsen der beiden Sensoren beiträgt.

Wie aus den F i g. 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 is 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 Iängsiaufenden 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 Überdeckungsstellen 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 Quer- (.0 schnitt 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 Spulenkörners zu erleichtern.

Eine längslaufende 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 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 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 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, !n einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Material für die genannten Teile ein Phenolharz verwendet, das mit Glas- oder Baumwollfasern verstärk! ist. Nur zur Verdeutlichung zeigt F i 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 dargestellt, vom Spulenkörper und dem Endstück ergriffen werden.

Tn der geschilderten Weise kann nun die axiale Lage des Magentkerns gegenüber der Achse des Spulenkörpers einjustiert werden. Der Hohlraum für den 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 dem dem Endstück 34 zugekehrten Ende. Der kleinste Querschnitt wird vom Durchmesser des Magnetkern an den Überlappungsstellen 46 der Streifen bestimmt.

Die Ausnehmung 42 in den beiden Spulenkörperhälften 32 und 32' setzen sich über das Stück 48 hinweg ir Kanälen 60 fort, deren Querschnitt noch kleiner ist al« der des Stückes 48. Das Endstück 34 ist mit einei durchgehenden Bohrung 64 versehen, die in die Bohrung 55 mündet und einen kleineren Durchmesset als letztere haL Wie aus F i g. 5 ersichtlich, erstrecker sich durch die so gebildeten Löcher steife Anschluß drähte 68 bzw. 76 für die Erregung des Magnetkerns. Ai den Spulenkörperteilen 32 und 32' sind außerdem in dei Mitte Nuten 70 ausgebildet, die zur Aufnahme einei Spulenwicklung 72 bestimmt sind. Die beiden Spulen körperteile werden von dieser Wicklung und von den Endstück 34 (wenn die Schrauben 38 festgeschraub sind) zusammengehalten. Der verbleibende Durchmes

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 Her 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 wie 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 Anschlußdrähte 78 werden dann an den Spulen 72 angelötet. Sie laufen außen an der tubusförmigen 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 zweckmäßigerweise aus einem Streifen Schaummaterial 84, wie Polyurethan, mit einem Streifen Klebeband 86. Das Schaummaterial wird auf 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 Gehäuse 10 eingeschoben, bis das justierbare Ende des Sensors 22 leicht aus dem Ende des Gehäuses 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 Magnetkerns 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

ίο 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 Anschlußdrähte 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 Spuienkörperteile 108 und 110 größeren Durchmessers auf, die die Enden des Keramikrohres 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 Abmessungen so gewählt sind, daß sie das Ende des Magnetkerns

eng umschließen. Den Übergang zwischen den Boh rungsabschnitten 114 und 116 bildet ein Konus 118, der das Einsetzen des Magnetkerns 44 erleichtert. Eine zylindrische Bohrung 120 kleineren Durchmessers erstreckt sich axial von der Bohrung 116 zur Endfläche 122 des Spulenkörperteils 110.

Das Endstück 100 hat zweckmäßigerweise quadratische Gestalt Es wird auf die flache Stirnfläche 24 des Spulenkörperteils 108 mit vier Flachkopfschrauben 104 aufgeschraubt, deren Gewinde 126 in entsprechende

fts Gewindebohrungen 128 im Spulenkörperteil 108 eingeschraubt sind. Diese Gewindebohrungen sind so angeordnet daß die vier Schrauben um den Umfang des Endstücks 100 dessen Kanten benachbart verteilt sind.

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 Erregerdrahi Ί68 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 derdie Spulenwicklung 144 angeordnet wird. Die Dünnwandigkeit 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 tubusformige Halterung 20' eingeschoben, daß das Endstück 100 und die Schrauben 104 aus dem Ende der Halterung hervorschauen. Der Sensor ist so orientiert, 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 Magnetkern in seiner Achse gegenüber der des Spulenkörpers verschwenkt werden. Mit Hilfe der Flachkopfschrauben 104 ist es somit möglich, sehr schnell eine Justierung und Befestigung des Magnetkerns vorzunehmen. Nach dem Justieren wird die Baugruppe in die in Fig. 2 dargestellte Lage gebracht und das Gehäuse mit der bereits erwähnten Kappe 92 verschlossen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

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 Spuienkörpers 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 1, 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 zugehöriges 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) verteilie 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. Magnelsensor 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 Bohrungsabschnitt (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 (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 Spuienkörpers ein dünnwandiges Keramikrohr (106) angeordnet ist.

14. Magnetsonde mit zwei Magnetsensoren, deren Signalausgangsspannungen gegeneinander geschaltut 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.