DE2931412C2

DE2931412C2 - Sensor zur Messung magnetischer Verunreinigungen

Info

Publication number: DE2931412C2
Application number: DE19792931412
Authority: DE
Inventors: Thomas Ing.(grad.) 8400 Regensburg Kuchlmayr
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-08-02
Filing date: 1979-08-02
Publication date: 1984-04-19
Also published as: DE2931412A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor zur Messung magnetischer Verunreinigungen in Flüssigkeiten, insbesondere des Metallabricbs in Motor- und Getriebeöl, mit einem Feldplatten-Differentialfühlcr aus zwei elektrisch in Reihe geschalteten und auf einem Dauermagneten angebrachten Fcldplattcn.

Ein derartiger Sensor, der größere Partikel anziehen und kleinere Partikel zerstören kann, ist aus der DIvOS 49 587 bekannt.

Wesentlich für eine einwandfreie Funktion von Motoren, Getrieben und so weiter ist die Schmiereigenschaft des Öls. Diese wird unter anderem durch die sich bei längerer Betriebsdauer ansammelnden metallischen Abriebe herabgesetzt, die i:i den meisten Fällen magnetisch leitend sind.

Bereits vor einem geplanten oder intcrvallmüßigcn Ölwechsel kanu in Maschinen der stetig zunehmende Metallabrieb kritische Weile erreichen, so daß eine Beschädigung des Motors oder Getriebes nicht auszuschließen ist.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ci.icn einfach aufgebauten Sensor anzugeben, der ohne großen Aufwand eine Messung des in einer Flüssigkeit schwimmenden, magnetisch !eilenden Metallabricbs in gigkeit vpii dessen Knn.'enfuion enmujlicht.

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.l.iit sehen Material ausreichender Dicke umgeben ist.

Der erfindungsgemäße Sensor benötigt also lediglich einen Feldplatten-Dilferentialfühier aus zwei elektrisch in Reihe geschalteten und aui einem Dauermagneten angebrachten Feldplatten, die bei Annäherung eines Eisenteils eine Flußkonzentration erfahren und einen höheren Widerstandswert aufweisen. Dabei wird nur eine der beiden Feldplatten -angesteuert, so daß sich deren Widerstandsverhältnis ändert.

Dieser Feldplatten-Differentialfühler ist nun in einem topfförmigen Gehäuse so angeordnet, daß nur die Hälfte seiner Stirnfläche beziehungsweise die Stirnfläche einer Feldplatte sichtbar ist. Der übrige Feldplatten-Differentialfühler ist von einem nichtmagnetischen Material ausreichender Dicke umgeben, so daß nur die eine Feldplatte einer eventuellen Beeinflussung durch Eisen- oder sonstiges magnetisches Material ausgesetzt wird.

Wenn dieser Sensor in eine bewegte Flüssigkeit gebracht wird, in der sich magnetisch leitender Abrieb befindet, so sammelt sich mit der Zeit ein Teil dieses Abriebs an der freien oder »offenen« Stirnfläche des Feldplatten-Differentialfühlers. Dies bedeutet aber, daß dadurch der magnetische Fluß durch die eine Feldplatte konzentriert wird, so daß deren Widerstandswert entsprechend ansteigt.

Dieser Anstieg des Widerstandswerts einer Feldplatte kam in einer Brückenschaltung ausgewertet werden, deren Ausgangsspannung beispielsweise 0 V beträgt, wenn der Feldplatten-Differentialfühler nicht beeinflußt wird. Die Ausgangsspannung steigt dann mit zunehmender Anhäufung des Abriebs vor der freien Stirnfläche an. Eine Differentialschaltung der beiden Feldplatten kann eine ausreichende Temperatur-Selbstkompensation bewirken, wobei eine nachgeschaltete Verstärkerstufe mit einem geringen Eingangswiderstand ein noch besseres Temperaturverhalten ermöglicht. Versuche haben gezeigt, daß in einem Temperaturbereich von 0 bis 90⁰C dann die Abweichungen vom Ist-Wert beziehungsweise die Fehler kleiner als 5% sind.

Um durch eine stetig an den Feldplatten-Differentialfühler vorbeibewegte Flüssigkeit eine zu schnelle Ansammlung von Abrieb an dessen Stirnfläche zu verhindern, kann um das topfförmige Gehäuse ein Rohr angebracht werden, so daß nur der in dessen öffnung absinkende Abrieb wirksam wird.

Das Ausgangssignal des Sensors kann entweder analog dargestellt werden, oder über eine .Schwellwert-Logik geführt sein, so daß bei Überschreiten eines vorgegebenen Wertes eine entsprechende Anzeige erfolgt.

Der erfindungsgemäUc Sensor ist insbesondere für ölgeschmierie. Maschinen, wie beispielsweise Motoren. Getriebe, Generatoren, Pumpen und so weiter vorteilhaft verwendbar.

Nachfolgend virtl ein Ausl thiTiigsbei'-piei der Erfindung an Hand der /eichnuiij naher eri.inten. Ts zeigt

Fig. I einen Sthnitt des I eltl-Ί i!t,-i, I):If.·:v:it;.ilinh lers. wobei ein Rohr ieJii lit Ii ¹M ν...Ί;ϊι; cn .,;-L'eilei.te; ist.

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der ßrückenschaltung der F i g. 5 von der zunehmenden Ansammlung von magnetisch leitendem Abrieb an der Stirnfläche einer Feldplatte, und

F i g. 7 eine Differentialschallung mit zwei Feldplatten, ϊ

In Fig. 1 sind zwei Feldpiatten 1 und 2 auf einem Dauermagneten 3 vorgesehen, der zusammen mit den Feldplatten 1 und 2 in einem Kunststofi-Gehärse 4 untergebracht ist. aus dem Leitungen 6 herausgelührt sind. Das kunststoff-Gehäuse 4 ist über Kunststoff 5 in ;o einem topfförmigen Gehäuse 7 vorgesehen, das so ausgeführt ist, daß die Stirnfläche der Feldplatte 2 vom Gehäuse 7 bedeckt wird, während die Stirnfläche der Feldplatte 1 frei liegt.

F i g. 2 zeigt eine Draufsicht des Fcldplatien-Differen- ι > tialfühlers der Fig. 1 mit der durch einen Absatz 8 des Gehäuses 7 freiliegenden Stirnfläche der Feldplatte 1.

Wenn dieser Feldplatten-Differentialfühler in eine bewegte Flüssigkeit gebracht wird, in der sich magnetisch feilender Abrieb befindet, so sammelt sich ." mit der Zeit ein Teil dieses Abriebs an der freiliegenden Stirnfläche der Feldplatte 1, was in F i g. 3 durch das Bezugszeichen 10 angedeutet ist. Dadurch wird der magnetische I⁷IuB durch die Feldplatte 1 konzentriert, das in der Reihenschaltung der F i g. 4 durch Pfeile 11 .' gezeigt ist. Dadurch steigt der Widerstandswert der Feldplatte 1 an.

Dieser Anstieg des Widerstandswerts kann mit der in Fig. 5 gezeigten Brückenschaltung der Feldplatten 1 und 2 mit zwei Widerständen 12 und 13 von jeweils 1 kOhm ausgewertet werden. An den Eingangsanschlüssen 15 und 16 der Brückenschaltung liegt eine Betriebsspannung Ub beziehungsweise Erde (0 V). Am Ausgang der Brückenschaliung wird eine Spannung Ua erhalten, die mit zunehmender Konzentration K von Abrieb 10 an der freiliegenden Stirnfläche der Feldplatte 1 ansteigt.

Fig. 7 zeigt die Feldpiatten 1 und 2 in einer Differentialschaltung (vergleiche DE-OS 29 09 194) mit einem Operationsverstärker 17, einem Kompensationswiderstand 18 und einem weiteren Widerstand 19. Am Punkt 18/19 der Schaltung beträgt der Eingangswiderstand 0 Ohm; mit dem Widerstand 18 kann nun der Temperaturgang der Widerstandsanordnung (bestehend aus Widerstand 18 und Parallelwiderstand der beiden Feldplattenwiderstände) gegen den Temperaturgang der Ausgangsspannung des J-'eldplaüen-Differentialfühlcrs kompensiert werden (vergleiche DE-OS 25 15812).

In Fig.l ist noch durch Slrichlinicn ein Rohr 20 ge/eigt, das über das Gehäuse 7 geführt ist. um eine zu schnelle Ansammlung von Abrieb 10 an der Stirnfläche der Feldplatte 1 zu verhindern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Sensor zur Messung magnetischer Verunreinigungen in Flüssigkeiten, insbesondere des Metallabriebs in Motor- und Getriebeöl, mit einem Feldplatten-Differentialfühler aus zwei elektrisch in Reihe geschalteten und auf einem Dauermagneten angebrachten Feldplatten, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldplatten-Diffcrentialfühler derart ummantelt ist. daß lediglich d\s Stirnfläche einer der Feldplatten (1) in direkte Nähe der Flüssigkeit gebracht werden kann, während die andere feldplatte (2) von einem nichtmagnetischen Material ausreichender Dicke umgeben isL

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldplatten-Differentiülfühler von einem topfförmigen Gehäuse (7) ummantelt \'Λ.

1 Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Gehäuses (7) 8 mm beträgt.

4. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Feldplatten (1,2) den Zweig einer Brückenschaltung bilden.

5. Sensor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) von einem Rohr (20) derart umgeben ist, daß die Stirnfläche der einen Feldplatte (1) im Innenraum des Rohres (20) für die Flüssigkeit zugänglich ist.

6. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Schwellwert-Logik ein Ausgangssignal lediglich bei Überschreiten eines vorgegebenen Wertes abgegeben wird.