DE3019808C2

DE3019808C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen des Spaltes zwischen zwei einander gegenüberstehenden Oberflächen

Info

Publication number: DE3019808C2
Application number: DE3019808A
Authority: DE
Inventors: Bengt Ove Hägersten Aakerblom
Original assignee: Sunds Defibrator AB
Current assignee: Valmet AB
Priority date: 1979-06-05
Filing date: 1980-05-23
Publication date: 1984-02-23
Also published as: FI73078B; NO801672L; FI801748A; SE7904903L; SE416844B; BR8003511A; DE3019808A1; JPS55164302A; FI73078C; NO152271C; CA1147826A; US4387339A; JPH0229961B2; NO152271B

Description

a) die erste Wicklung wird mit einem Sollwertstrom gespeist;

b) die zweite Wicklung wird mit einem der Spannung eines Magnetfeldmessers proportionalen Strom gespeist;

c) der Magnetfeldmesser mißt die von beiden Wicklungen erzeugte Magnetfeiddifferenz;

d) bei einer Änderung des Magnetfeldes abhängig von der S?> Itbreite wird der zweiten Wicklung ein magnetrelddifferenzabhängiger Korrekturstrorn zugeführt, um die Magnetfeiddifferenz auf Null zu haken;

e) die Differenz zwischen dem Korrekturstrom und dem Sollwerts trom wird angezeigt

Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen mit Rechteckwellen mit einer Frequenz zwischen 1 und 100 Hz gespeist werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wicklungen (22, 24) .uf dem Kern (16) eines Topfkerns angeordnet sine! und der Mqgnetfeldmesser (30) in Form eines Hallgenerators Teil des Kerns ist,

der Hallgenerator an einen Nulldetektor (32) angeschlossen ist, dessen Ausgangssignal einen Stromgenerator (28) für die zweite Wicklung (24) ansteuert, und

ein Meßinstrument (36) über einen Differenzverstärker an die Stromgeneratoren (26, 28) für die beiden Wicklungen angeschlossen ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Verwendung in einer Bohrung einer Mahlscheibe, wobei das dem Mahlspalt zugekehrte Ende als Verschleißkörper ausgebildet ist der in so demselben Ausmaß wie die Mahlscheibe (10) abnutzbar ist

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Spaltes zwischen zwei einander gegenüberstehenden Oberflächen mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist bekannt, zum Bestimmen des Abstandes zwischen zwei Scheiben aus magnetischem Werkstoff den magnetischen Widerstand in einem magnetischen Kreis mittels eines induktiven Lagegebers zu messen, der in der einen Scheibe angeordnet ist, wobei der Luftspalt Teil des magnetischen Kreises ist Dabei wird die Induktivität bzw. der Selbstinduktionskoeffizient einer bzw. zweier Wicklungen dadurch gemessen, daß Wechselstrom eingespeist und gemessen wird. Dabßi entstehen jedoch hohe Eisenverluste in der Meßanordnung sowie in der gegenüberliegenden Scheibe. Diese Eisenverluste sind stark temperaturabhängig und verschlechtern die magnetische Leitfähigkeit des Eisens. Um diese Nachteile zu vermeiden, hat man auch vorgeschlagen, die Messung des magnetischen Widerstandes mit Hilfe von Gleichstromfeldent vorzunehmen. Dann ist jedcch die Anzeigevorrichtung für äußere Störfelder empfindlich und die Anzeige ist von der Remanenz in der Anordnung und vom Werkstoff der Scheiben abhängig. Auch werden hohe Anforderungen an das Meßgerät für das Gleichstromfeld hinsichtlich seiner Stabilität gestellt, ioweit ein absoluter Feldstärkewert gemessen werden soll.

Ein bekannter magnetischer Dickenmesser (Pflier: Elektrische Messung mechanischer Größen, 1948, S. 103, 104, Abb. 130) vergleicht die Dicke einer Normaipiatte mit der unbekannten Dicke des PrüPings, indem zwei Messangen mit entgegengesetzter Polung vergenommen werden. In zwei gegeneinander geschalteten Prüfspulen werden dann entgegengesetzte Spannungen induziert und die Differenz zwischen den beiden Meßspannungen ist ein Maß für die Dicke des Prüflings.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen des Spaltes zwischen zwei einander gegenüberstehenden Oberflächen ίο auszubilden, daß eine genaue und zuverlässige Messung mit einfachen Mitteln erfolgt

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die vorstehend geschilderten Schwierigkeiten beseitigt Es ist eine im Hinblick auf Temperatur, Zeit und Werkstoff sehr stabile Anzeige erzielt Insbesondere erfolgt die Messung mit Gleichstromfeldern.

In vorteilhafter Weiferbiidung werden die Wicklungen mit Rechteckweiien, also aiternierer Jen Gleichströmen gespeist

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung und

F i g. 2 eine Darstellung des bevorzugten Stromverlaufes.

Die Vorrichtung 14 ist in eine der beiden Oberflächen 10 und 12, zwischen denen der Abstand gemessen werden soll, eingebaut Diese Oberflächen können beispielsweise die Oberflächen von Mahlscheiben in einem Mahiapparat z. B. einem Refiner sein. Diese Mahlflächen, die mit Rippen o. dgl. ausgebildet sind, sind zueinander umlaufend, wobei vorzugsweise die eine Mahlscheibe drehfest und die andere umlaufend ist Die

dargestellten) drehfesten Mahlscheibe angebracht. Der Abstand zwischen den Mahlflächen bildet dann ein Maß für die intensität der Vermahlung.

In die Oberfläche 10 ist ein Kern 16 aus magnetisch hochpermeabjem Werkstoff und einem ebenfalls aus hochpermeablem Werkstoff bestehenden Zylinder 18 eingelassen. Der Kern 16 und der Zylinder 18 sind über einen Boden 20 magnetisch zusammengeschaltet Auf dem Kern 16 sind zwei Wicklungen 22 und 24 vorgesehen, die von je einem zugehörigen, schematisch dargestellten Stromgenerator 26 bzw. 28 mit Gleich-

strom gespeist werden. Zwischen den Wicklungen 22 und 24 ist ein Meßelement für Gleichstromfeldmessung also ein Magnetfeldmesser 30 eingesetzt und über einen Nulldetektor 32 an den Stromgenerator 28 angeschaltet An den Stromgenerator 26 ist ein Sollwertgeber 34 angeschaltet und von den Stromgeneratoren 26 und 2S sind Leitungen zu einem Meßinstrument 36 gezogen.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Die beiden Wicklungen 22, 24 sind einander entgegengesetzt, um ein abgeglichenes System zu erhalten. Dies bedeutet, daß df»r resultierende Magnetfluß durch den Magnet-Feldmesser 30 stets auf Null gehalten wird.

Wenn sich der Abstand zwischen den Oberflächen 10 und 12 ändert, so daß sich die Reluktanz für o.en Teil der Vorrichtung 14 ändert, der von der Wickl-^:~g 24 gespeist wird, entsteht ein Fluß durch den Magii_..\_;dmesser 30. Dieser reagiert auf den Fluß und «^ut . über den Nulldetektor 32 den Stromgenerator 2s. .' t seinen Strom zu der Wicklung 24 änHert ^--.-an, daß der resultierende Fluß durch den Ma^-.jt^re!dmesser 30 wieder gleich NuI! wird. Ein Aus./np?;sbignal wird durch ^Messen des Unterschieds zwiswien den in die Wicklungen 22,24 eingespeisten Strömen erhalten. Die Methode mit der Nulldetektierung des Magnetflusses "durch den Mägnetfeldmesser 30 hat zur Foige, daß größere Anforderungen in bezug auf seine Stabilkät nicht gestellt zu werden brauchen (Hallgenerator oder Djstorsionsmeßaüsrüstung).

ίη einem Mahlapparät sind die Oberflächen 10 und 12 einem Verschleiß ausgesetzt Zweckmäßig kann daher die Vorrichtung 14 an ihrem der Oberfläche 10 zugekehrten Endteil als Verschleißköiper ausgebildet sein, dessen Abnutzung mit derselben Geschwindigkeit erfolgt wie die der Oberfläche 10. In dieser Weise wird der Kreis für das Magnetfeld stets den wirklichen Abstand zwischen den Oberflächen 10 und 12 erfassen.

Sind die Oberflächen 10 und 12 z. B. die Mahlflächen eines Mahlapparats, übt das Mahlgut zwischen ihnen eine gewisse, auf die Flächen zu deren Ebene senkrecht gerichtete Kraft, den sogenannten Mahldruck, aus. Wenn z. B. die Oberflächen in Berührung miteinander kommen oder Fremdgegenstände in den Spalt zwischen den Mahlscheiben geraten, wird der Mahldruck ungewöhnlich hoch, und man erhält einen kräftigen Verschleiß der Mahlflächen. Wenn die Vorrichtung 14 in ein Loch im Träger der einen Mahlscheibe hineingepreßt ist kann der Preßsitz zwischen der Vorrichtung und dem Loch in der Mahlscheibe so gewählt werden, daß bei Auftreten eines solchen stark erhöhten Mahldrucks die Vorrichtung in das Loch zurückgedrückt wird.

Die Wicklungen 22, 24 werden mit Gleichstrom gespeist der seine Richtung mit so niedriger Frequenz wechselt, daß Wirbelstromverluste vermieden werden. Die Methode mit alternierenden Gleichstromfeldern beseitigt mit ortsfesten Störfeldern verknüpfte Probleme, wie das des erdmagnetischert Felds, w α verringert auch die Abhängigkeit von Remanenz bei derr Messen des Abstands zwischen Stähloberflächen. Die AlteTr.ierung erfordert jedoch, daß bei dem Nulldetektor 32 eine mit der Altärnierung synchrone Polwendung erfolgt

Der altern?-·, rende Gleichstrom muß die Form einer sogenannten Rechteckwelle gemäß der F ig. 2, auf der / die Stromstärke bezeichnet und t die Zeit ist, und eine Frequenz von 1—100 Hz haben. Indem die Stromstärke so lange wie möglich konstant bleibt wird ihre Messung erleichtert

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Messen des Spaltes zwischen zwei einander gegenüberstehenden Oberflächen aus magnetisch leitendem Werkstoff mittels der Reluktanzmethode, bei der eine in der einen Oberfläche vorgesehene Anordnung mit zwei Wicklungen verwendet wird, die nach Art einer Differenzschaltung gegensinnig geschaltet und an ein Meßinstrument zur Anzeige der Spaltbreite angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet: