DE9001431U1 - Detector for the contamination of a separator magnet - Google Patents
Detector for the contamination of a separator magnetInfo
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Description
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Xhlemann GmbH &igr; ->■-> &lgr; &eegr;*-* ~Xhlemann GmbH &igr;->■->&lgr;&eegr;*-* ~
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Heesfeld 4Heesfeld 4
3300 Brauixschwsig &«tnm3300 Brauixschwsig &«tnm
6. Februar 1990February 6, 1990
Detektor für die Verschmutzung eines AbscheidemagnetenDetector for the contamination of a separator magnet
Die Erfirdung betrific ein * Detektor für dan Vers ehr rtzunggrad ein«? s in einer Transporte!, -ichtung "nsbesondere einer Fob-leitui befindlichen Abscheideraagne^en mit einem in der Nähe des Abscheidemagneten angeordnetes! Ir ;etf r Idsensor und einer daran angescTilossenen Auswertungsschaltung.The invention relates to a detector for the degree of corrosion in a separating magnet located in a transport device, in particular a conveyor line, with an Ir ; etf sensor arranged near the separating magnet and an evaluation circuit connected to it.
Es ist bekannt, ferromagnetische Verunreinigungen in gasförmigen, flüssigen oder Feststoff-Transportströmen mit Hilfe eines Ab- ;L^heidemagneten zu entfernen. Derartige Magnetfilter sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt. Mit zunehmender Verschmutzung durch das abgeschiedene Material wird das für die Abscheidung wirksame Magnetfeld zunehmend abgeschwächt. Da mit Erreichen eines gewissen Verschmutzungsgrades die gewünschteIt is known to remove ferromagnetic impurities in gaseous, liquid or solid transport streams using a separating magnet. Such magnetic filters are known in numerous designs. As the contamination by the separated material increases, the magnetic field effective for the separation is increasingly weakened. Since the desired
Abscheidung nicht mehr gewährleistet ist, sind in der Praxis sehr f kurze Wartungsintervalle eingehalten worden, um die Abscheidemagneten immer wieder zu reinigen. Die kurzen Wartungsintervalle : sind zeit- und kostenintensiv. Ihre Verlängerung barg jedoch das 20 Risiko, aufgrund einer zu großen Verschmutzung keine ausreichende Abscheidung der ferromagnetischen Verschmutzungen mehr zu &iacgr; gewährleisten und eine Verstopfung der Rohrleitung o. ä. herbeizuführen. Separation is no longer guaranteed, very short maintenance intervals have been observed in practice in order to clean the separator magnets again and again. The short maintenance intervals are time-consuming and costly. However, extending them entails the risk of no longer being able to ensure sufficient separation of the ferromagnetic contamination due to excessive contamination and of causing blockages in the pipe or similar.
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Durch ein Gerät der US-Firma ENGINEERED MAGNETICS ist es bekannt, die Verschmutzung des Abscheidemagneten mit einem Magnetfeldsen-SOkT festzustellen. Hierzu wird in die Wandung der Rohrleitung ein Loch gebohrt, durch das eine mir , zm Magnetfeldsensor versehene Hülse in das Innera der Rohrleitung geschoben wird. Der Magnet-A device from the US company ENGINEERED MAGNETICS is known to detect the contamination of the separator magnet with a magnetic field sensor. To do this, a hole is drilled in the wall of the pipe through which a sleeve fitted with a magnetic field sensor is pushed into the interior of the pipe. The magnet
J.&Ggr; ieldsensor wird so möglichst nahe an dem Abscheidemagneten positioniert. Es hat sich gezeigt, daß das bekannte Gerät - wenn überhaupt - nur sehr grobe Anhaltspunkte über der Verschmutzungsgrad des Abscheidemagneten gibt. Das Gerät ist sehx stark von den Betriebsbedingungen in der Rohrleitung abhängig. Ein von dem Detektor über eine angeschlossene Auswertungsschaltung abgegebenes Alarmsignal läßt daher eine optimale Gestaltung der Wartungsarbeiten für die Reinigung des Abscheidemagneten nicht zu.The field sensor is positioned as close as possible to the separator magnet. It has been shown that the known device - if at all - only gives very rough indications of the degree of contamination of the separator magnet. The device is very dependent on the operating conditions in the pipeline. An alarm signal emitted by the detector via a connected evaluation circuit therefore does not allow for optimal planning of the maintenance work for cleaning the separator magnet.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Detektor der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß eine zuverlässige Aussage über die Verschmutzung des Abscheidemagneten erhalten wird.The invention is based on the object of designing a detector of the type mentioned at the outset in such a way that a reliable statement about the contamination of the separating magnet is obtained.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Detektor der eingangs
erwähnten Art dadurch gelöst, daß in unmittelbarer Nähe des Magnetfeldsensors eine elektrische Heizeinrichtung und ein
Temperaturfühler angeordnet sind und daß eine Temperaturregelschaltung
die Temperatur am Magnetfeldsensor konstant und über der Umgebungstemperatur hält.
30This object is achieved according to the invention with a detector of the type mentioned at the outset in that an electrical heating device and a temperature sensor are arranged in the immediate vicinity of the magnetic field sensor and that a temperature control circuit keeps the temperature at the magnetic field sensor constant and above the ambient temperature.
30
Erfindungsgemäß wird die Arbeitstemperatur des Magnetfeldsensors oberhalb der Umgebungstemperatur konstant gehalten. Es hat sich gezeigt, daß hierdurch eine um Größenordnungen höhere Meßgenauigkeit erzielbar ist, die es insbesondere erlaubt, den Magnetfeldsensor mit der Heizeinrichtung und dem Temperaturfühler an der Außenseite der Röhrwandung .In einem Gehäuse anzu-According to the invention, the working temperature of the magnetic field sensor is kept constant above the ambient temperature. It has been shown that this makes it possible to achieve a measurement accuracy that is orders of magnitude higher, which in particular allows the magnetic field sensor with the heating device and the temperature sensor to be mounted on the outside of the tube wall in a housing.
ordnen, so daß ein Durchbohren der Rohrwandii'ij und ein die Strömung innerhalb der Rohrleitung störendes Hineinragen des Magnetfeldsensors mit seinem Gehäuse vermieden werden kann. Das Konstanthalten der Temperatur am Magnetfeldsensor kann noch durch eine thermisch isolierende Umhüllung, beispielsweise mit einer thermisch isolierenden Folie, des Magnetfeldsensors mit Heizeinrichtung und Temperaturfühler unterstützt werden.arrange so that drilling through the pipe wallii'ij and the protrusion of the magnetic field sensor with its housing, which would disrupt the flow within the pipe, can be avoided. Keeping the temperature at the magnetic field sensor constant can be further supported by a thermally insulating covering, for example with a thermally insulating film, of the magnetic field sensor with heating device and temperature sensor.
In einer besonders einfachen, preiswerten und kompakt anzuordnenden Ausführungsform ist die Heizeinrichtung durch wenigstens einen Ohmschen Heizwiderstand gebildet. Dabei kann der Temperaturfühler durch einen temperaturabhängigen Widerstand, vorzugsweise einen NTC-Widerstand, gebildet sein.In a particularly simple, inexpensive and compact embodiment, the heating device is formed by at least one ohmic heating resistor. The temperature sensor can be formed by a temperature-dependent resistor, preferably an NTC resistor.
Eine räumlich bevorzugte Anordnung sieht vor, daß der Magnetfeldsensor ein Hall-Element ist, an dessen gegenüberliegenden Längsseiten zwei Ohmsche Heizwiderstände angeordnet sind, zwischen denen sich der Temperaturfühler befindet. Diese Anordnung ist platzsparend und gewährleistet eine symmetrische Temperaturverteilung am Hall-Element. Darüber hinaus kompensieren sich etwaige, durch den durch die Heizwiderstände fließenden Strom entstehende Magnetfelder am Hall-Element, so daß dessen Messung nicht verfälscht wird.A spatially preferred arrangement provides that the magnetic field sensor is a Hall element, on whose opposite long sides two ohmic heating resistors are arranged, between which the temperature sensor is located. This arrangement saves space and ensures a symmetrical temperature distribution on the Hall element. In addition, any magnetic fields on the Hall element caused by the current flowing through the heating resistors are compensated so that its measurement is not distorted.
Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below using an embodiment shown in the drawing. Show:
Figur 1 eine schematische Darstellung der Anordnung eines Abscheidemagneten und eines auf der Außenseite einer Rohrwandung in einem GehäuseFigure 1 is a schematic representation of the arrangement of a separating magnet and a separating element on the outside of a pipe wall in a housing
&Iacgr; /&Igr; &iacgr;/Igr; &iacgr;
Figur 2 eine schematische Darstellung des MeßprinzipsFigure 2 shows a schematic representation of the measuring principle
Figur 3 eine Draufsicht auf einen Magnetfeldsensor mitFigure 3 is a plan view of a magnetic field sensor with
zwei Heizwiderständen und einem Temperaturfühlertwo heating resistors and a temperature sensor
Figur 4 einen Querschnitt durch die Anordnung gemäß Figur 3Figure 4 shows a cross section through the arrangement according to Figure 3
Figur 5 ein Prinzipschaltbild für den erfindungsgemäßen Detektor.Figure 5 is a schematic diagram for the detector according to the invention.
einer Rohrwandung 2 angeordnet ist und zur Abscheidung von ferromagnetischen Verunreinigungen aus einem Transportstrom dient. Der Transportstrom kann Feststoffe, beispielsweise pneumatisch oder durch Schwerkraft geförderte Getreidekörner, Flüssigkeiten oder Gase beinhalten, die mit ferromagnetischen Teilen verunreinigt sein können.a pipe wall 2 and serves to separate ferromagnetic contaminants from a transport stream. The transport stream can contain solids, for example grains conveyed pneumatically or by gravity, liquids or gases, which can be contaminated with ferromagnetic parts.
Auf der Außenseite der Rohrwandung 2 ist ein Gehäuse 3 angeordnet, das einen Magnetfeldsensor 4 umschließt, dessen elektrische Anschlüsse durch Stopfbuchsen 5 aus dem Gehäuse herausführbar sind. An der Außenseite des Gehäuses ist eine Alarmlampe 6 ange-A housing 3 is arranged on the outside of the pipe wall 2, which encloses a magnetic field sensor 4, whose electrical connections can be led out of the housing through glands 5. An alarm lamp 6 is attached to the outside of the housing.
bracht, die beim Überschreiten eines vorbestimmten Verschmutzungsgrades aufleuchtet und somit ein Alarmsignal abgibt, 5, Es kann zweckmäßig sein, ein weiteres, akustisches Alarmsignal ff mit einer Hupe zu erzeugen, wenn der vorbestimmte Verschmutzungs- - grad überschritten wird, so daß die Notwendigkeit für die Reini- f 10 gung des Abscheidemagneten 1 deutlich kundgetan wird.which lights up when a predetermined level of contamination is exceeded and thus emits an alarm signal, 5. It may be expedient to generate a further acoustic alarm signal ff with a horn when the predetermined level of contamination is exceeded, so that the need for cleaning the separating magnet 1 is clearly announced.
!Ai Fimir 1 woirrt- cnhotnAt- i errh HiiT-nh B<nne»irhnc1-Q Pfeile» den Vorlauf!Ai Fimir 1 woirrt- cnhotnAt- i errh HiiT-nh B<nne»irhnc1-Q arrows» the lead
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der Feldlinien des Magnetfeldes des Abscheidemagneten 1. Die auf- !■'. grund der Entfernung des Magnetfeldsensors 4 und der Anordnung
&Ggr; 15 außerhalb der Rohrwandung 2 nicht unerheblich geschwächten Magnetfeldanteile,
die von dem Sensor 4 detektiert werden können, j reichen aus, um ein zuverlässiges Meßsignal zu erzeugen, wenn die
nachstehend näher beschriebene Temperaturstabilisierung vorgenommen
wird.
'. 20the field lines of the magnetic field of the separating magnet 1. The magnetic field components which can be detected by the sensor 4 and which are considerably weakened due to the distance of the magnetic field sensor 4 and the arrangement 15 outside the pipe wall 2 are sufficient to generate a reliable measuring signal if the temperature stabilization described in more detail below is carried out.
'. 20
Figur 2 verdeutlicht das Meßprinzip. Es zeigt in Figur 2a dicht nebeneinander verlaufende Magnetfeldlinien eines Abscheidemagne-K ten 1, die an der Position des Magnetfeldsensors 4 eine hoheFigure 2 illustrates the measuring principle. It shows in Figure 2a closely spaced magnetic field lines of a separating magnet 1, which at the position of the magnetic field sensor 4 have a high
Magnetfeldstärke charakterisieren.
25Characterize magnetic field strength.
25
Figur 2b zeigt einen mit Schmutz 7 beladenen Abscheidemagneten bei dem ein wesentlicher Teil der Feldlinien durch den Schmutz kurzgeschlossen wird. Am Ort des Magnetfeldsensors 4 wird nur noch ein wesentlich abgeschwächtes Magnetfeld detektiert. 30Figure 2b shows a separating magnet loaded with dirt 7 in which a significant part of the field lines are short-circuited by the dirt. At the location of the magnetic field sensor 4, only a significantly weakened magnetic field is detected. 30
Um gemäß Figur 1 den Magnetfeldsensor 4 auch außerhalb der Rohrwandung 2 positionieren und dennoch eine zuverlässige Information über den Verschmutzungsgrad erhalten zu können, ist in den Figüren 3 und 4 eine Anordnung dargestellt, mit der die Temperatur des Magnetfeldsensors 4 konstant gehalten wird. Der Magnetfeldsensor 4 ist durch ein plattenförmiges Hall-Element gebildet, zuIn order to position the magnetic field sensor 4 outside the pipe wall 2 as shown in Figure 1 and still obtain reliable information about the degree of contamination, an arrangement is shown in Figures 3 and 4 with which the temperature of the magnetic field sensor 4 is kept constant. The magnetic field sensor 4 is formed by a plate-shaped Hall element, to
&Ggr;) dessen beiden Seiten jeweils ein Ohms el &igr; er Heizwiderstand ß angeordnet ist. Zwischen den Ohmschen Heizwiderständen 8 ist ein NTC-Widerstand 9 als Temperaturfühler positioniert, und zwar in einem etwa gleichen Abstand zu den Ohmschen HeizwiderstMnden 8 wie das Hall-Element 4, wie insbesondere Figur 4 verdeutlicht. Hall-Element 4, die beiden Ohmschen Heizwiderstände 8 und der als NTC-Widerstand ausgebildete Temperaturfühler 9 sind auf einer gemeinsamen Platte 10 montiert. Die gemeinsame Platte 10 ist mit ihren Bauelementen vorzugsweise in eine thermisch isolierende Folie (nicht dargestellt) gehüllt, die das Konstanthalten der Temperatur unterstützt.Γ) on each of whose two sides an ohmic heating resistor ß is arranged. An NTC resistor 9 is positioned between the ohmic heating resistors 8 as a temperature sensor, namely at approximately the same distance from the ohmic heating resistors 8 as the Hall element 4, as is particularly clear in Figure 4. Hall element 4, the two ohmic heating resistors 8 and the temperature sensor 9 designed as an NTC resistor are mounted on a common plate 10. The common plate 10 and its components are preferably wrapped in a thermally insulating film (not shown), which helps to keep the temperature constant.
Figur 5 zeigt ein Prinzipschaitbild, anhand dessen die Funktion der in den Figuren 1 bis 4 erläuterten Anordnung beschrieben wird. Der in dem Gehäuse 3 auf der Platte 10 angeordnete Magnetfeldsensor 4 steht unter dem Einfluß der Ohmschen Heizwiderstände 8 als Heizelement. Der in der Anordnung enthaltene Temperaturfühler erzeugt ein temperaturabhängiges Signal, das in «ainem Temperaturregler 11, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als PI-Regler ausgebildet ist, zu einem Sterersignal für die Heizwiderstände 8 umgeformt wird. Durch diese Anordnung bleibt die Arbeitstemperatur des Magnetfeldsensors 4 konstant.Figure 5 shows a basic circuit diagram, which is used to describe the function of the arrangement explained in Figures 1 to 4. The magnetic field sensor 4 arranged in the housing 3 on the plate 10 is under the influence of the ohmic heating resistors 8 as a heating element. The temperature sensor contained in the arrangement generates a temperature-dependent signal, which is converted in a temperature controller 11, which in the illustrated embodiment is designed as a PI controller, into a control signal for the heating resistors 8. This arrangement keeps the working temperature of the magnetic field sensor 4 constant.
Der Magnetfeldsensor 4 produziert ein Ausgangssignal, das dem an seinem Ort befindlichen Magnetfeld proportional ist. Dieses Ausgangssignal wird in einem Meßverstärker 12 vo-·«tärkt. An den Y-* °>-verstSrker 12 ist ein Nullpunktsteller 13 angeschlossen, mit dem vorzugsweise eine solche Nullpunktverschiebung vorgenommen wird, daß für den unverschir.utzten Abscheidemagneten 1 eine Aufgangs Spannung Null am Ausgang des Meßverstärkers 12 ansteht, während mit zunehmender Verschmutzung eine zunehmende Spannung am Ausgang des Meßverstärkers 12 auftritt. Die am Ausgang des Meßverstärkers 12 auftretende Spannung ist somit dem Verschmutzungsgrad proportional.The magnetic field sensor 4 produces an output signal which is proportional to the magnetic field at its location. This output signal is amplified in a measuring amplifier 12. A zero point adjuster 13 is connected to the Y-* °> amplifier 12, with which a zero point shift is preferably carried out such that for the unpolluted separating magnet 1 an output voltage of zero is present at the output of the measuring amplifier 12, while with increasing contamination an increasing voltage occurs at the output of the measuring amplifier 12. The voltage occurring at the output of the measuring amplifier 12 is thus proportional to the degree of contamination.
Die gemessene Spannung wird in einem Spannungs-Strom-Wandler 14 in einen meßwertproportionalen Konstantstrom umgeformt., der zur Meßwert-Fernanzeige in einem Anzeigegerät 15 außerhalb des Gehäuses 3 geeignet ist.The measured voltage is converted in a voltage-current converter 14 into a constant current proportional to the measured value, which is suitable for remote display of the measured value in a display device 15 outside the housing 3.
Das Ausgangs signal des Meßverstärkers 12 gelangt ferner auf einer Schwellwertschalter 16 der ein Relais 17 steuert, das einen Stromkreis, beispielsweise für eine (nicht dargestellte) Hupe, schließt, wenn der Verschmutzungsgrad einen vorbestimmten Wert überschritten hat, der dem eingestellten Schwellwert des Schwellwertschalters 16 entspricht.The output signal of the measuring amplifier 12 also reaches a threshold switch 16 which controls a relay 17 which closes a circuit, for example for a horn (not shown), when the degree of contamination has exceeded a predetermined value which corresponds to the set threshold value of the threshold switch 16.
Das Anzeigeinstrument 15 kann mit Vorteil auch in dem Gehäuse 3 untergebracht sein. Dann läßt sich das Anzeigeinstrument 15 bequem zur optimalen Positionierung des Gehäuses 3 an der Rohrwandung 2 ausnutzen, indem eine solche Position gewählt wird, in den das gemessene Magnetfeld maximal ist.The display instrument 15 can also advantageously be housed in the housing 3. The display instrument 15 can then be conveniently used for the optimal positioning of the housing 3 on the pipe wall 2 by selecting a position in which the measured magnetic field is at a maximum.
Der erfindungsgemäße Detektor läßt sich kompakt und preiswert aufbauen und gewährleistet durch die lokale Thermostatisierung am Magnetfeldsensor 4 eine überraschend empfindliche und genaue Magnetfeld- bzw. Verschmutzungsgrad-Bestimmung.The detector according to the invention can be constructed compactly and inexpensively and, thanks to the local thermostatting on the magnetic field sensor 4, ensures a surprisingly sensitive and precise determination of the magnetic field or degree of contamination.
Li/Gru.Li/Gru.
Claims (1)
105. Detector according to one of claims 2 to 4, characterized in that the magnetic field sensor (4) is a Hall element, on the opposite longitudinal sides of which two ohmic heating resistors (8) are arranged, between which the temperature sensor (9) is located.
10
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