Claims (17)
AnsprücheExpectations
1. Sonde zur Verwendung beim Detektieren einzelner metallischer Teilchen, die in einem in einer länglichen Durchführung
kontinuierlich strömenden Fluid mitgeführt werden, mit einer die Durchführung umschließenden induktiven Spule,
dadurch gekennzeichnet,1. A probe for use in detecting individual metallic particles carried in a fluid flowing continuously in an elongated passage, with an inductive coil enclosing the passage, characterized in that
daß die induktive Spule elektrisch als elektrischer Einwindungs-Leiter konfiguriert ist, dessen in Längsrichtung
der Durchführung betrachtete Länge wenigstens so groß wie der Durchmesser des Leiters ist und der einen Spalt
aufweist, der sich über die gesamte Länge des Leiters erstreckt und die beiden in Längsrichtung verlaufenden Bereiche
des Leiters physisch voneinander trennt; undthat the inductive coil is electrically configured as a single-turn electrical conductor, the length of which, viewed in the longitudinal direction of the feedthrough, is at least as large as the diameter of the conductor and which has a gap extending the entire length of the conductor and physically separating the two longitudinal regions of the conductor; and
daß eine Kondensatoreinrichtung direkt an dem Spalt vorgesehen ist und elektrisch zwischen die genannten Bereiche
des Leiters geschaltet ist sowie von der Durchführung isoliert ist.
25that a capacitor device is provided directly at the gap and is electrically connected between the said regions of the conductor and is insulated from the bushing.
25
2. Sonde nach Anspruch 1,2. Probe according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der durch den elektrischen Leiter
und die Kondensatoreinrichtung gebildete Resonanzkreis ein Verhältnis von Induktivität zu Kapazität mit einem Wert von
höchstens 1:4 besitzt.characterized in that the current generated by the electrical conductor
and the resonant circuit formed by the capacitor device has an inductance to capacitance ratio of no more than 1:4.
3. Anordnung zum Detektieren einzelner metallischer Teilchen, die in einem in einer länglichen Durchführung kontinuierlich
fließenden Fluid mitgeführt werden, mit einer die Durchführung umschließenden induktiven Spule, die von
einer Antriebseinrichtung mit elektrischem Wechselstrom gespeist wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die induktive Spule elektrisch als elektrischer3. Arrangement for detecting individual metallic particles which are carried in a fluid flowing continuously in an elongated passage, with an inductive coil enclosing the passage which is fed by a drive device with alternating electrical current, characterized in that
that the inductive coil electrically as an electrical
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Einwindungs-Leiter konfiguriert ist, dessen in Längsrichtung
der Durchführung betrachtete Länge wenigstens so groß wie der Durchmesser des Leiters ist und der einen Spalt
aufweist, der sich über die gesamte Länge des Leiters erstreckt und die beiden in Längsrichtung verlaufenden Bereiche
des Leiters physisch voneinander trennt; daß eine Kondensatoreinrichtung direkt an dem Spalt vorgesehen
ist und elektrisch zwischen die genannten Bereiche des Leiters geschaltet ist sowie von der Durchführung isoliert
ist;single-turn conductor, the length of which, viewed in the longitudinal direction of the feedthrough, is at least as great as the diameter of the conductor and which has a gap extending over the entire length of the conductor and physically separating the two longitudinal regions of the conductor from one another; that a capacitor device is provided directly at the gap and is electrically connected between said regions of the conductor and is insulated from the feedthrough;
daß eine Steuereinrichtung die Antriebseinrichtung derart steuert, daß der von dieser gelieferte Wechselstrom eine
Frequenz besitzt, die im wesentlichen der durch das Vorhandensein von Einschlüssen in dem die Durchführung durchströmenden
Fluid beeinflußten elektrischen Resonanzfrequenz des durch den elektrischen Leiter und die Kondensatoreinrichtung
gebildeten elektrischen Resonators entspricht; und daß eine Bestimmungseinrichtung die magnetischen Eigenschaften
und Größen der metallischen Einschlüsse aufgrund von Fehlersignalen bestimmt, die von der Steuereinrichtung
ausgegeben werden und den Einfluß derartiger Einschlüsse auf die Resonanzfrequenz wiederspiegeln.that a control device controls the drive device in such a way that the alternating current supplied by it has a frequency which essentially corresponds to the electrical resonance frequency of the electrical resonator formed by the electrical conductor and the capacitor device, which frequency is influenced by the presence of inclusions in the fluid flowing through the feedthrough; and that a determination device determines the magnetic properties and sizes of the metallic inclusions on the basis of error signals which are output by the control device and reflect the influence of such inclusions on the resonance frequency.
4. Anordnung zum Detektieren von in einem Fluid mitgeführten metallischen Teilchen,4. Arrangement for detecting metallic particles carried in a fluid,
mit einer Einrichtung zum Begrenzen wenigstens einer länglichen Durchführung für den Durchstrom des Fluids durch
diese;
mit einem metallischen Sondenelement, das in bezug auf die Begrenzungseinrichtung stationär ist und durch ein Spaltrohr
gebildet ist, das sich um die Durchführung herumerstreckt und zwei Randbereiche besitzt, die einen Spalt
abgrenzen, der sich die Durchführung entlangerstreckt und die Randbereiche physisch vollständig voneinander trennt;
mit einer an dem Spalt angeordneten Kondensatoreinrichtung,
die wenigstens zwei einander zugewandte Kondensator flächen, die je mit einem der Randbereiche des Sondenelements elek-with means for limiting at least one elongate passage for the flow of fluid therethrough;
with a metallic probe element which is stationary with respect to the limiting device and is formed by a gap tube which extends around the feedthrough and has two edge regions which delimit a gap which extends along the feedthrough and physically separates the edge regions completely from one another; with a capacitor device arranged on the gap which has at least two capacitor surfaces facing one another, each of which is electrically connected to one of the edge regions of the probe element.
trisch verbunden sind, sowie wenigstens eine zwischen den
Kondensatorflächen angeordnete dielektrische Schicht aufweist; trically connected, and at least one dielectric layer arranged between the
capacitor surfaces;
mit einer Einrichtung zum Hervorrufen eines elektrischen Wechselstromflusses in dem Sondenelement zwischen den beiden
Kondensatorflächen um die Durchführung herum, so daß das Sondenelement und die Kondensatoreinrichtung einen
Resonanzkreis bilden, dessen Resonanzeigenschaften von jeglichem dann in der Durchführung vorhandenen Einschluß in
von den elektromagnetischen Eigenschaften des Einschlusses abhängiger Weise beeinflußt werden; undwith means for causing an alternating electric current to flow in the probe element between the two capacitor surfaces around the feedthrough, so that the probe element and the capacitor means form a resonant circuit, the resonant properties of which are influenced by any inclusion then present in the feedthrough in a manner dependent on the electromagnetic properties of the inclusion; and
mit einer Einrichtung zum Bestimmen der Art von wenigstens jeglichem dann in der Durchführung vorhandenen metallischen
Teilchen aufgrund von Veränderungen des elektrischn Wechselstroms, die den Einfluß eines solchen metallischen Teilchens auf die Resonanzeigenschaften wiederspiegeln.
with a device for determining the nature of at least any metallic particle then present in the feedthrough based on changes in the alternating electrical current which reflect the influence of such metallic particle on the resonance properties.
5. Anordnung nach Anspruch 4,5. Arrangement according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoreinrichtung eine Mehrzahl von längs des Spalts verteilten einzelnen Kondensatoren
beinhaltet.characterized in that the capacitor device includes a plurality of individual capacitors distributed along the gap.
6. Anordnung nach Anspruch 5,6. Arrangement according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Kondensatoren um Chip-Kondensatoren handelt.characterized in that the capacitors are chip capacitors.
7. Anordnung nach Anspruch 4,7. Arrangement according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Randbereiche des Sondenelements
zur Bildung jeweiliger Kondensatorplatten der Kondensatoreinrichtung überlappen; und daß die Kondensatoreinrichtung
weiterhin wenigstens ein zwischen den sich überlappenden Randbereichen angeordnetes dielektrisches
Element beinhaltet.characterized in that the edge regions of the probe element
overlap to form respective capacitor plates of the capacitor device; and in that the capacitor device
further includes at least one dielectric element arranged between the overlapping edge regions.
8. Anordnung nach Anspruch 4,8. Arrangement according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Randbereiche des Sondenelements
überlappen; und daß die Kondensatoreinrichtungcharacterized in that the edge regions of the probe element
overlap; and that the capacitor device
zwischen den sich überlappenden Randbereichen angeordnet ist.is arranged between the overlapping edge areas.
9. Anordnung nach Anspruch 8,9. Arrangement according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoreinrichtung eine Mehrzahl von längs des Spalts verteilten einzelnen Kondensatoren
beinhaltet.characterized in that the capacitor device includes a plurality of individual capacitors distributed along the gap.
10. Anordnung nach Anspruch 9,10. Arrangement according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Kondensatoren um Chip-Kondensatoren handelt.characterized in that the capacitors are chip capacitors.
11. Anordnung nach Anspruch 4,11. Arrangement according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hervorruf-Einrichtung eine
Einrichtung zum Anlegen eines elektrischen Erregungs-Wechselfelds an das Sondenelement aufweist; und daß die Bestimmungseinrichtung
eine Einrichtung zum Mischen einer Wechselspannung des elektrischen Wechselstroms separat in
Phasenübereinstimmung bzw. mit 90* Phasenverschiebung mit einer das elektrische Erregungs-Wechselfeld darstellenden
Wechselspannung aufweist, um bei Vorhandensein eines beliebigen metallischen Teilchens in der Durchführung ein Widerstands-Fehlersignal
bzw. ein Reaktions-Fehlersignal zu erhalten, sowie eine Einrichtung zum Auswerten des Widerstands-Fehlersignals
und des Reaktions-Fehlersignals aufweist, um daraus Informationen über die Größe und die magnetischen
Eigenschaften eines solchen metallischen Teilchens zu erhalten.characterized in that the inducing device comprises a
device for applying an alternating electric excitation field to the probe element; and in that the determining device comprises a
device for mixing an alternating voltage of the alternating electric current separately in
phase agreement or with a 90* phase shift with an alternating voltage representing the alternating electric excitation field in order to obtain a resistance error signal
or a reaction error signal in the presence of any metallic particle in the feedthrough, and a device for evaluating the resistance error signal
and the reaction error signal in order to obtain information about the size and the magnetic
properties of such a metallic particle.
12. Anordnung nach Anspruch 11,12. Arrangement according to claim 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Anlegen einen spannungsgesteuerten Oszillator mit einem Steuereingang
aufweist; und daß weiterhin eine Reaktionsfehler-Rückkopplungseinrichtung vorhanden ist zum Führen des
Reaktions-Fehlersignals auf den Steuereingang des spannungsgesteuerten Oszillators zum Steuern von dessen
Frequenz in der Frequenz des Resonanzkreises folgender Weise.characterized in that the means for applying comprises a voltage controlled oscillator having a control input; and in that there is further provided a response error feedback means for feeding the response error signal to the control input of the voltage controlled oscillator for controlling its frequency in the frequency of the resonant circuit in the following manner.
13. Anordnung nach Anspruch 12,13. Arrangement according to claim 12,
weiterhin gekennzeichnet durch einen spannungsgesteuerten Widerstand, der in den Kreis mit den Sondenelenent angeordnet
ist und einen Steuereingang aufweist, sowie durch eine Widerstandsfehler-Rückkopplungseinrichtung zun Führen des
Widerstands-Fehlersignals auf den Steuereingang des spannungsgesteuerten Widerstands zun Entgegenwirken von Veränderungen
des effektiven Widerstands des Resonanzkreises. 10further characterized by a voltage-controlled resistor arranged in the circuit with the probe elements and having a control input, and by a resistance error feedback device for feeding the resistance error signal to the control input of the voltage-controlled resistor to counteract changes in the effective resistance of the resonant circuit. 10
14. Anordnung zun Detektieren von in einen Fluid nitgeführten metallischen Teilchen,14. Arrangement for detecting metallic particles carried in a fluid,
nit einer Einrichtung zun Begrenzen wenigstens einer länglichen Durchführung für den Durchstron des Fluids durch
diese;with a device for limiting at least one elongate passage for the flow of the fluid therethrough;
nit einen metallischen Sondenelenent, das in bezug auf die
Begrenzungseinrichtung stationär ist und sich un die Durchführung herunerstreckt;
nit einer Kondensatoreinrichtung, die wenigstens zwei einander zugewandte Kondensatorf lachen, die je nit einen anderen
Bereich des Sondenelenents elektrisch verbunden sind, sowie wenigstens eine zwischen den Kondensatorflächen angeordnete
dielektrische Schicht aufweist;
nit einer Einrichtung zun Hervorrufen eines elektrischen Wechselstromflusses in den Sondenelenent un die Durchführung
herun sowie zu den beiden Kodensatorflächen hin und von diesen weg, so daß das Sondenelenent und die Kondensatoreinrichtung
einen Resonanzkreis bilden, dessen Resonanzeigenschaften von jeglichen dann in der Durchführung vorhandenen
Einschluß in von den elektronagnetisehen Eigenschaften
des Einschlusses abhängiger Weise beeinflußt werden, wobei eine Einrichtung zun Anlegen eines elektrischen
Erregungs-Wechselstroms an das Sondenelenent vorhanden ist; unda metallic probe element which is stationary with respect to the limiting device and extends down to the bushing;
with a capacitor device having at least two capacitor surfaces facing each other, each of which is electrically connected to a different region of the probe element, and at least one dielectric layer arranged between the capacitor surfaces;
with means for causing an alternating electric current to flow into the probe element and down the feedthrough and towards and away from the two capacitor surfaces so that the probe element and the capacitor means form a resonant circuit whose resonant properties are influenced by any inclusion then present in the feedthrough in a manner dependent on the electromagnetic properties of the inclusion, there being means for applying an alternating electric excitation current to the probe element; and
nit einer Einrichtung zum Bestimnen der Art von wenigstens
jeglichen dann in der Durchführung vorhandenen netallischen Teilchen aufgrund von Veränderungen des elektrischn Wech-with a device for determining the nature of at least
any metallic particles then present in the passage based on changes in the electrical
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selstroms, die den Einfluß eines solchen metallischen Teilchens auf die Resonanzeigenschaften wiederspiegeln, wobei
eine Einrichtung zum Mischen einer Wechselspannung des elektrischen Viechseistroms separat in Phasenübereinstimmung
bzw. mit 90° Phasenverschiebung mit einer das elektrische Erregungs-Wechselfeld darstellenden Wechselspannung vorgesehen
ist, um bei Vorhandensein eines beliebigen metallischen Teilchens in der Durchführung ein Widerstands-Fehlersignal
bzw. ein Reaktions-Fehlersignal zu erhalten, sowie eine Einrichtung zum Auswerten des Widerstands-Fehlersignals
und des Reaktions-Fehlersignals vorgesehen ist, um daraus Informationen über die Größe und die magnetischen
Eigenschaften eines solchen metallischen Teilchens zu erhalten .current which reflect the influence of such a metallic particle on the resonance properties, whereby
a device is provided for mixing an alternating voltage of the electrical current separately in phase agreement
or with a 90° phase shift with an alternating voltage representing the electrical excitation alternating field
in order to obtain a resistance error signal
or a reaction error signal in the presence of any metallic particle in the bushing, and a device is provided for evaluating the resistance error signal
and the reaction error signal in order to obtain information about the size and the magnetic
properties of such a metallic particle.
15. Anordnung nach Anspruch 14,15. Arrangement according to claim 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Zuführen einen spannungsgesteuerten Oszillator mit einem Steuereingang
aufweist; und daß weiterhin eine Reaktionsfehler-Rückkopplungseinrichtung
zum Führen des Reaktions-Fehlersignals auf den Steuereingang des spannungsgesteuerten Oszillators
vorhanden ist.characterized in that the means for supplying comprises a voltage-controlled oscillator with a control input; and that there is also a response error feedback means for supplying the response error signal to the control input of the voltage-controlled oscillator.
16. Anordnung nach Anspruch 15,16. Arrangement according to claim 15,
weiterhin gekennzeichnet durch einen spannungsgesteuerten Widerstand, der in dem Kreis mit dem Sondenelement angeordnet
ist und einen Steuereingang aufweist, sowie durch eine Widerstandsfehler-Rückkopplungseinrichtung zum Führen des
Widerstands-Fehlersignals auf den Steuereingang des spannungsgesteuerten
Widerstands.further characterized by a voltage controlled resistor arranged in the circuit with the probe element
and having a control input, and by a resistance error feedback device for feeding the
resistance error signal to the control input of the voltage controlled
resistor.
17. Anordnung zum Detektieren von in einem Fluid mitgeführten metallischen Teilchen,17. Arrangement for detecting metallic particles entrained in a fluid,
mit einer Einrichtung zum Begrenzen wenigstens einer längliehen
Durchführung für den Durchstrom des Fluids durch diese;with a device for limiting at least one elongate passage for the flow of the fluid through it;
mit wenigstens einem metallischen Sondenelement, das in bezug auf die Begrenzungseinrichtung stationär ist und
derart konfiguriert ist, daß es sich um die Durchführung herumerstreckt und das in der Durchführung erzeugte elektrische
Feld auf ein Minimum reduziert, wenn elektrischer Strom um die umfangsmäßig voneinander beabstandeten Bereiche
der Durchführung um diese herumfließt;
mit einer Kondensatoreinrichtung, die wenigstens zwei einander zugewandte Kondensatorflachen, die je mit einem der
Bereiche des Sondenelements elektrisch verbunden sind, sowie wenigstens eine zwischen den Kondensatorflachen angeordnete
dielektrische Schicht aufweist;
mit einer Einrichtung zum Hervorrufen eines elektrischen Wechselstromflusses in dem Sondenelement zwischen den beiden
Bereichen und den beiden Kondensatorflächen um die Durchführung herum, so daß das Sondenelement und die Kondensatoreinrichtung
einen Resonanzkreis bilden, dessen Resonanzeigenschaften von jeglichem dann in der Durchführung
vorhandenen Einschluß in von den elektromagnetischen Eigenschaften des Einschlusses abhängiger Weise beeinflußt
werden; undat least one metallic probe element stationary with respect to the limiting means and configured to extend around the feedthrough and minimize the electric field generated in the feedthrough when electric current flows around the circumferentially spaced portions of the feedthrough;
with a capacitor device which has at least two mutually facing capacitor surfaces, each of which is electrically connected to one of the regions of the probe element, and at least one dielectric layer arranged between the capacitor surfaces;
with means for causing an alternating electric current to flow in the probe element between the two regions and the two capacitor surfaces around the feedthrough, so that the probe element and the capacitor means form a resonant circuit, the resonant properties of which are influenced by any inclusion then present in the feedthrough in a manner dependent on the electromagnetic properties of the inclusion; and
mit einer Einrichtung zum Bestimmen der Art von wenigstens jeglichem dann in der Durchführung vorhandenen metallischen
Teilchen aufgrund von Veränderungen des elektrischn Wechselstroros,
die den Einfluß eines solchen metallischen Teilchens auf die Resonanzeigenschaften wiederspiegeln.with means for determining the nature of at least any metallic particle then present in the feedthrough based on changes in the alternating electrical current which reflect the influence of such metallic particle on the resonance properties.