DE3145332A1 - Sensor for ferromagnetic materials - Google Patents

Sensor for ferromagnetic materials

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DE3145332A1 DE19813145332 DE3145332A DE3145332A1 DE 3145332 A1 DE3145332 A1 DE 3145332A1 DE 19813145332 DE19813145332 DE 19813145332 DE 3145332 A DE3145332 A DE 3145332A DE 3145332 A1 DE3145332 A1 DE 3145332A1
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Klaus 7000 Stuttgart Adam
Gerhard Ing.grad. 7124 Oberriexingen Busch
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Abstract

In a sensor for ferromagnetic materials according to Patent ... Application P (Patent 3114352.0), in which a body is placed onto a piezoceramic platelet and piezoelectric voltages are produced at the electrodes of the platelet due to the magnetic interaction between ferromagnetic material and this body, resonances which occur are reduced by a vibration-damping medium being arranged in the sensor and acting on the piezoceramic platelet which is locally clamped at fixed points.

Description

Sensor für ferromagnetische Materialien. Sensor for ferromagnetic materials.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Sensor für ferromagnetische Materialien nach Patent (Patentanmeldung P 31 14 352.0), bei dem ein Körper mit einem an Fixpunkten ortsfest eingespannten und mit Elektroden versehenen piezokeramischen Plättchen kraftschlüssig verbunden ist und bei dem bei Vorbeiführen eines ferromagnetischen Materials an dem Körper durch magnetische Wechselwirkung mit diesem eine Kraft auf das Plättchen übertragen und dieses verformt wird und die hierdurch an seinen Elektroden auftretende slektrische Spannung als Kriterium für das Vorhandensein eines ferromagnetischen Materials ausgewertet wird.The present invention relates to a sensor for ferromagnetic Materials according to patent (patent application P 31 14 352.0), in which a body with a piezoceramic clamped in place at fixed points and provided with electrodes Plate is positively connected and when passing a ferromagnetic Material on the body through magnetic interaction with this on a force the platelet is transferred and this is deformed and thereby attached to its electrodes Occurring electrical voltage as a criterion for the presence of a ferromagnetic Material is evaluated.

Wie von schwingende Platten verwendenden Wandlern z.B.von Hörkapseln usw. her bekannt ist, treten bei ihnen Resonanzen auf, die die Verwendbarkeit beeinträchtigen, da sie einen unerwünschten Frequenzgang zur Folge haben. Da solche Resonanzen beim periodischen Vorbeiführen eines ferromagnetischen Materials an einem Sensor auch auftreten, setzt sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, den Einfluß dieser Resonanzen auf das Ausgangssignal wenn auch nicht zu beseitigen, so doch so stark zu vermindern, daß sie beim Einsatz des Sensors nicht mehr stören. Dieses wird dadurch erreicht, daß ein auf das an Fixpunkten ortsfest eingespannte piezokeramische Plättchen einwirkendes schwingungsdämpfendes Medium im Sensor angeordnet ist.Like transducers using vibrating plates, e.g. from ear capsules etc. is known, resonances occur with them, which impair the usability, as they result in an undesirable frequency response. Since such resonances with the periodically passing a ferromagnetic material past a sensor as well occur, the present invention has the task of reducing the influence of this Resonances on the output signal, if not to be eliminated, at least so strong to diminish that when Do not interfere with the use of the sensor. This is achieved in that a clamped on the fixed at fixed points Piezoceramic plates acting vibration-damping medium arranged in the sensor is.

Es ist nun zwar der Einsatz von dämpfenden Luftpolstern zur Frequenzgangbegradigung bei Schallwandlern und der Einsatz von Flüssigkeiten und dauerelastischen Materialien bei Tonabnehmern bekannt. Bei Sensoren gemäß dem Hauptpatent sind bisher solche Maßnahmen noch nicht eingesetzt worden Die Erfindung soll nun anhand der Figuren eingehend beschrieben werden. Es zeigt dabei: Fig. 1 einen Sensor, bei dem hinter dem piezokeramischen Plättchen ein schwingungsdämpfendes Medium angeordnet ist.It is now the use of cushioning air cushions to straighten the frequency response with sound transducers and the use of liquids and permanently elastic materials known for pickups. In the case of sensors according to the main patent, those are so far Measures have not yet been used. The invention will now be based on the figures are described in detail. It shows: Fig. 1 a sensor in which behind A vibration-damping medium is arranged on the piezoceramic plate.

Fig. 2 einen Sensor, bei dem die Oberfläche des auf einer Membran befestigten piezokeramischen Plättchens mit einem schwingungsdämpfenden Medium überzogen ist. Fig. 2 shows a sensor in which the surface of the on a membrane attached piezoceramic plate coated with a vibration-damping medium is.

In den beiden Figuren sind die bereits bei denen des Hauptpatents vorhandenen Teile mit den gleichen Bezügszeichen bezeichnet. Es ist also in Fig. 1 mit 1 ein piezokeramisches Plättchen bezeichnet, auf dessen beiden Deckflächen z.B. durch Aufdampfen eines metallischen Belages Elektroden aufgebracht sind, von denen die eine mit einer Membran 6 z.B. durch Löten verbundene nicht dargestellt ist, wogegen die auf die andere Deckfläche aufgebrachte das Bezugszeichen 3 trägt. Ein ferromagnetischer Körper 4 ist über die Membran 6 kraftschlüssig mit dem Plättchen 1 verbunden, so daß auf diesen Körper 4 einwirkende Kräfte auf das Plättchen 1 übertragen werden, dieses reversibel verformen und so piezoelektrische Spannungen zwischen den beiden Elektroden verursachen. Der ferromagnetische Körper 4 kann entsprechend dem vorgesehenen Einsatz des Sensors aus weichmagnetischem oder aufmagnetisiertem hartmagnetischem Material bestehen, im letzten Falle also ein Permanentmagnet sein. Ist das durch den Sensor zu ermittelnde ferromagnetische Material aus einem weichmagnetischen oder einem nicht aufmagnetisierten hartmagnetischen Werkstoff, so wird man als Körper 4 einen Permanentmagneten verwenden, der beim Vorbeiführen an dem zu ermittelnden Material angezogen wird. Ist das zu ermittelnde Material selbst ein Permanentmagnet, so wird der Körper 4 aus einem weichmagnetischen Material hergestellt. Wählt man auch in diesem Falle für den Körper 4 einen Permanentmagneten, so erhält man abhängig von der magnetischen Polarität des dem Körper 4 gegenüberstehenden Teiles Spannungen unterschiedlicher Polarität zwischen den Elektroden. Kann dieses in Kauf genommen werden oder ist dieses sogar erwünscht, läßt sich der ferromagnetische Körper 4 stets als Permanentmagnet ausbilden. Das piezokeramische Plättchen 1 ist dabei an Fixpunkten, z.B. an seinen Rändern ortsfest eingespannt, während die vom Körper 4 übertragene Kraft dann auf die Plättchenmitte einwirkt.In the two figures they are already in those of the main patent existing parts with the same reference numerals. So it is in Fig. 1 with 1 denotes a piezoceramic plate, on the two top surfaces e.g. electrodes are applied by vapor deposition of a metallic coating, of which one connected to a membrane 6, e.g. by soldering, is not shown is, whereas the one on the other top surface applied the reference number 3 carries. A ferromagnetic body 4 is frictionally connected to the membrane 6 connected to the plate 1, so that forces acting on this body 4 act on the Plate 1 are transferred, this deform reversibly and so piezoelectric Cause voltages between the two electrodes. The ferromagnetic body 4, depending on the intended use of the sensor, can be made of soft magnetic or consist of magnetized hard magnetic material, in the latter case a Be permanent magnet. Is the ferromagnetic material to be detected by the sensor from a soft magnetic or a non-magnetized hard magnetic Material, so you will use a permanent magnet as the body 4, the Passing the material to be determined is attracted. Is that to be determined The material itself is a permanent magnet, so the body 4 is made of a soft magnetic one Material made. If one also chooses a permanent magnet for the body 4 in this case, in this way, depending on the magnetic polarity of the body 4 opposite is obtained Partial voltages of different polarity between the electrodes. Can this be accepted or if this is even desired, the ferromagnetic Always train body 4 as a permanent magnet. The piezoceramic plate 1 is fixed in place at fixed points, e.g. at its edges, while the from Body 4 then acts on the center of the plate.

Ein solcher Sensor ist nun z.B. in ein Gehäuse 8 eingebaut.Such a sensor is now built into a housing 8, for example.

Besteht dieses Gehäuse aus einem metallischen Rohr, so kann die Membran 6 in einer Nut am Gehäuserande eingebördelt, eingelötet oder eingeklebt werden. Am anderen Rohrende können ebenso Abschlußeinrichtungen mit Anschlüssen für den Sensor eingesetzt sein, wobei der Anschluß für die Elektrode 3 durch Anlöten eines Drahtes an den Belag hergestellt ist, der dann mit dem Anschluß in der Abschlußeinrichtung verbunden ist. Ist das Gehäuse 8 aus Kunststoff und die Membran 6 und die Abschlußeinrichtung eingeklebt oder thermoplastisch eingebördelt, so muß am Membranrand ein Anschlußdraht für die mit der Membran verbundene Elektrode angelötet und diese mit dem zugehörigen Anschluß der Abschlußeinrichtung verbunden werden.If this housing consists of a metallic tube, the membrane can 6 crimped, soldered or glued in a groove on the edge of the housing. At the other end of the pipe, locking devices with connections for the Sensor be used, the connection for the electrode 3 by Soldering a wire to the covering is made, which is then connected to the connection in the terminating device is connected. Is the housing 8 made of plastic and the Membrane 6 and the closing device glued in or thermoplastically crimped, a connecting wire for the electrode connected to the membrane must be attached to the edge of the membrane soldered on and connected to the associated terminal of the terminating device will.

Erfindungsgemäß wird,wie in Figur 1 gezeigt,nun im Innern des Gehäuses 8 hinter dem piezokeramischen Plättchen 1 ein schwingungsdämpfendes Medium 7 angebracht. Dieses Medium kann beispielsweise bei geeigneter Dimensionierung des Hohlraumes hinter dem Plättchen 1 aus einem Luftpolster bestehen. Es kann dieser Hohlraum aber auch mit einer Flüssigkeit z.B. einem öl oder einem Fett angefüllt sein. Ferner kann er auch mit einem aufgeschäumten Kunststoff oder mit einer dauerelastischen Masse ausgefüllt sein. Durch ein solches schwingungsdämpfendes Medium werden Resonanzen eines Sensors gedämpft und es läßt sich durch geeignete Wahl des Dämpfungsmittels und Dimensionierung des Dämpfungsraumes eine für den jeweilig vorgeschlagenen Einsatz hinreichende Begradigung des Frequenzganges erzielen.According to the invention, as shown in Figure 1, now inside the housing 8 a vibration-damping medium 7 is attached behind the piezoceramic plate 1. This medium can, for example, with suitable dimensioning of the cavity consist of an air cushion behind the plate 1. It can have this cavity though also be filled with a liquid e.g. an oil or a fat. Further it can also be made with a foamed plastic or with a permanently elastic one Mass to be filled. Such a vibration-damping medium creates resonances a sensor damped and it can be through a suitable choice of the damping means and dimensioning of the damping space one for the proposed application achieve sufficient straightening of the frequency response.

Eine Variante dieser Anordnungsart des schwingungsdämpfenden Mediums 7 zeigt die Figur 2. Hier ist die Oberfläche des piezokeramischen Plättchens 1 mit einer dauerelastischen Schicht eines schwingungsdämpfenden Mediums 7 überzogen. Es kann aber, wie in Figur 2 nicht dargestellt, diese dauerelastische Schicht auch auf die dem piezokeramischen Plättchen 1 abgewandte Seite der Membran 6 oder auch auf beide Seiten aufgebracht sein. In jedem Falle sind geeignete Maßnahmen zum Herausführen der Elektrodenanschlüsse und ihr Verbinden mit den Sensoranschlüssen in der Abschlußeinrichtung zu treffen.A variant of this type of arrangement of the vibration-damping medium 7 shows the figure 2. Here the surface of the piezoceramic plate 1 is with a permanently elastic layer of a vibration-damping medium 7 covered. However, as not shown in FIG. 2, this permanently elastic layer can also be used onto the side of the membrane 6 facing away from the piezoceramic plate 1 or also be applied on both sides. In any case, appropriate measures are required for leading out the electrode connections and connecting them to the sensor connections to meet in the final facility.

5 Patentansprüche Leerseite5 claims Blank page

Claims (5)

Patentansprüche 1. Sensor für ferromagnetische Materialien nach Patent (Patentanmeldung P 31 14 352.0), bei dem ein Körper mit einem an Fixpunkten ortsfest eingespannten und mit Elektroden versehenen piezokeramischen Plättchen kraftschlüssig verbunden ist und bei dem bei Vorbeiführen eines ferromagnetischen Materials an dem Körper durch magnetische Wechselwirkung mit diesem eine Kraft auf das Plättchen übertragen und dieses verformt wird und die hierbei an seinen Elektroden auftretende piezoelektrische Spannung als Kriterium für das Vorhandensein eines ferromagnetischen Materials ausgewertet wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein auf das an Fixpunkten ortsfest eingespannte piezokeramische Plättchen (1) einwirkendes, schwingungsdämpfendes Medium (7) im Sensor angeordnet ist. Claims 1. Sensor for ferromagnetic materials according to patent (Patent application P 31 14 352.0), in which a body with a fixed point at fixed points clamped piezoceramic plates provided with electrodes is connected and in which when passing a ferromagnetic material the body exerts a force on the platelet through magnetic interaction with it transferred and this is deformed and the occurring at its electrodes piezoelectric voltage as a criterion for the presence of a ferromagnetic Material is evaluated, that a acting on the piezoceramic plate (1) clamped in place at fixed points, vibration-damping medium (7) is arranged in the sensor. 2. Sensor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das schwingungsdämpfende Medium (7) aus einem von einem abgeschlossenen Hohlraum gebildeten Luftpolster besteht.2. Sensor according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the vibration-damping medium (7) from a closed cavity formed air cushion. 3. Sensor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das schwingungsdämpfende Medium (7) aus einer Flüssigkeit besteht.3. Sensor according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the vibration-damping medium (7) consists of a liquid. 4. Sensor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das schwingungsdämpfende Medium (7) durch einen aufgeschäumten Kunststoff oder eine dauerelastische Masse gebildet wird.4. Sensor according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the vibration-damping medium (7) by a foamed plastic or a permanently elastic mass is formed. 5. Sensor nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Plättchen (1) oder eine mit diesem Plättchen verbundene Membran (6) mit einer dauerelastischen Schicht eines schwingungsdämpfenden Mediums (7) überzogen ist.5. Sensor according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the plate (1) or a membrane (6) connected to this plate covered with a permanently elastic layer of a vibration-damping medium (7) is.
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