KR100702718B1

KR100702718B1 - 전기 전도성 파편의 존재 검출 장치

Info

Publication number: KR100702718B1
Application number: KR1020057016734A
Authority: KR
Inventors: 브라이언 폴라드; 미첼 프랜크 톰프손
Original assignee: 알이 톰프손(배큠) 주식회사
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2004-03-09
Publication date: 2007-04-03
Also published as: US20060152213A1; KR20050120637A; EP1604227A2; WO2004081608A3; WO2004081608A2

Abstract

유로내의 전기 전도성 파편의 존재를 검출하는 장치는 4개의 암들을 구비하는 브리지 회로를 갖는다. 브리지 회로의 하나의 암은 유로를 모니터하도록 배치된 코일을 구비한다. 가동 회로는 상기 브리지 회로의 하나의 대각선에 걸리는 교류를 제공하고, 모니터 회로는 상기 브리지 회로의 다른 대각선에 걸리는 브리지 회로내의 불균형을 모니터하며, 또한 평형 회로는 상기 모니터 회로의 출력에 응답하여 브리지 회로내의 불균형을 감소시키는 방식으로 브리지 회로의 적어도 하나의 부품의 값을 조정한다.

전기 전도성 파편, 유로, 코일, 검출, 브리지 회로

Description

전기 전도성 파편의 존재 검출 장치{APPARATUS FOR DETECTING THE PRESENCE OF ELECTRICALLY-CONDUCTIVE DEBRIS}

본 발명은 유로(flow passageway)의 전기 전도성 파편의 존재를 검출하는 장치에 관한 것이다.

이러한 장치는 많은 응용분야를 가지는 데, 그 중의 하나가 내연 기관과 같은 기계의 윤활유에 있는 금속 입자들을 검출하는 것이다.

유로내의 전기 전도성 파편의 존재를 검출하는 다수의 장치가 알려져 있지만, 이들 장치들은 다음의 결점중 하나 이상을 가지고 있다:

(ⅰ) 검출의 신뢰성을 확보하기 위해 빈번한 수동 조정이 필요하고,

(ⅱ) 하나 이상의 코일들을 사용하는 일부의 장치들은 그 코일들의 상대 위치에 민감하여 진동과 온도 변화 등에 의해 유발되는 문제에 민감하고,

(ⅲ) 회로가 온도 변화 및 온도 레벨에 취약하며 또한 보상 회로가 요구 감도에서 동작하는 장치에 지연을 일으키며, 또한

(ⅳ) 내부 소음이 작은 입자에 대한 감도를 제한한다.

따라서 본 발명의 목적은 전술한 결점의 일부를 적어도 부분적으로 완화하는 데에 있다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 유로내의 전기 전도성 파편의 존재를 검출하는 장치가 제공되는데, 이 장치는 4개의 암들을 구비하되 하나의 암이 유로를 감지하도록 배치된 코일을 구비하는 브리지 회로, 상기 브리지 회로의 하나의 대각선에 걸리는 교류를 제공하는 가동 회로, 상기 브리지 회로의 다른 대각선에 걸리는 브리지 회로내의 불균형을 감지하는 모니터 회로, 및 브리지 회로내의 불균형을 감소시키는 방식으로 브리지 회로의 적어도 하나의 부품의 값을 조정하기 위해서 상기 모니터 회로의 출력에 응답하는 평형 회로를 구비한다.

이 장치는 하나의 코일만을 구비할 수 있다.

가동 회로, 모니터 회로, 평형 회로, 및 코일 이외의 브리지 회로 부품들은 유로로부터 떨어져 배치될 수 있다.

평형 회로는 상기 적어도 하나인 부품의 용량성 리액턴스, 유도성 리액턴스 및 레지스턴스으로 이루어진 그룹중 적어도 하나를 제어하도록 배치될 수 있다.

모니터 회로는 상기 브리지 회로의 다른 대각선에서의 전압의 동상(in-phase) 및 직각 성분을 측정하는 동기 검출기를 구비할 수 있다.

가동 회로는 사인파로된 상기 교류를 하나의 대각선에 인가하는 회로를 구비한다.

상기 하나의 암은 상기 코일과 한 커패시터 소자의 직렬 회로로 구비할 수 있으며, 다른 나머지 3개의 암들은 임피던스 효과가 사실상 저항성인 소자들로서 형성된다.

커패시터 소자는 제어가능하다.

상기 하나의 암은 1차 및 2차 권선을 갖는 변압기를 구비할 수 있으며, 1차 권선은 상기 커패시터 소자와 직렬로 배치되는 한편, 2차 권선은 상기 코일에 접속된다.

평형 회로는 상기 하나의 암 내의 고정 커패시터와 제어가능 커패시터로 병렬연결된다.

제어가능 커패시터는 고정 커패시터와 이 고정 커패시터의 효과를 제어하도록 이 커패시터에 교류를 제어가능하게 공급하는 회로를 구비한다.

평형 회로는 브리지 회로의 암들중 한 암의 고정 저항과 병렬접속된 제어가능 저항을 구비할 수 있다.

본 발명의 제2 특징에 따르면, 유로내의 전기 전도성 파편의 존재를 검출하는 장치가 제공되는데, 이 장치는 유로를 감지하도록 배치된 코일, 상기 코일을 통해 교류를 제공하는 구동 회로, 상기 코일내의 전류 흐름을 감지하는 감지 회로를 구비하는데, 상기 감지 회로는 에이징(ageing) 및 온도 영향을 보상하는 보상 회로를 구비하고, 상기 구동 회로는 코일이 브리지 회로의 하나의 암에 배치되도록 코일과 더불어 상기 브리지 회로를 형성하는 부품들을 구비하며, 또한 상기 보상 회로는 하나 이상의 상기 부품들의 용량성 리액턴스, 유도성 리액턴스 및 레지스턴스로 이루어진 그룹중 적어도 하나를 제어하도록 배치될 수 있다.

이 장치는 하나의 코일만을 구비할 수 있다.

구동 회로, 감지 회로, 평형 회로 및 코일 이외의 다른 브리지 회로 부품들은 유로로부터 떨어져 배치될 수 있다.

감지 회로는 상기 브리지 회로의 다른 대각선에서의 전압의 동상(in-phase) 및 직각 성분을 측정하는 동기 검출기를 구비할 수 있다.

브리지 회로는 4개의 암들을 구비하며, 이때 하나의 암은 코일과 커패시터 소자의 직렬 회로를 구비하는 한편, 다른 3개의 암들은 임피던스 효과가 사실상 저항성인 소자들로서 형성된다.

구동 회로는 브리지 회로의 하나의 대각선에 결합된 사인파 발진 소스를 구비할 수 있다.

커패시터 소자는 제어가능하다. 상기 하나의 암은 1차 및 2차 권선을 갖는 변압기를 구비할 수 있으며, 이때 1차 권선은 상기 커패시터 소자와 직렬로 배치되는 한편, 2차 권선은 상기 코일에 접속된다.

보상 회로는 상기 하나의 암 내의 고정 커패시터와 병렬접속된 제어가능 커패시터를 구비할 수 있다.

제어가능 커패시터는 고정 커패시터 및 이 고정 커패시터의 효과를 제어하도록 이 커패시터에 교류를 제어가능하게 공급하는 회로를 구비한다.

보상 회로는 브리지 회로의 상기 다른 암들중 하나의 고정 저항과 병렬접속된 제어가능 레지스턴스를 구비한다.

제어가능 레지스턴스는 고정 저항 및 이 고정 저항의 효과를 제어하도록 이 저항에 교류를 제어가능하게 공급하는 회로를 구비한다.

복수의 코일들이 설치되고, 이들중 적어도 하나는 임의의 입자의 형상을 판단하거나 또는 박형이고 폭이 넓은 입자와 같이 심한 비대칭(highly-asymmetric) 입자의 검출을 보장하기 위해서 유로 축과 정렬되지 않은 축을 구비한다.

본 발명의 실시예들은 첨부 도면을 참조해서 예로서 기술된다.

도 1은 본 발명을 구현하는 유로내 전기 전도성 파편 존재의 검출 장치에 대한 하이 레벨 다이어그램이고,

도 2는 도 1의 장치의 일 부분의 블록도이고,

도 3은 도 2의 장치의 일 부분의 변형예에 대한 블록도이고,

도 4는 본 발명에 따른 장치의 사용에 적합한 일예의 가변 임피던스 회로를 도시한 도면이고,

도 5는 유로내에서 이동하며 또한 본 발명을 구현하는 장치의 코일을 통과하려는 입자의 부분 절단도이며, 또한

도 6은 유로내에서 이동하며 또한 본 발명을 구현하는 다른 장치의 코일들을 통과하려는 입자의 부분 절단도이다.

여러 도면에 있어서, 유사한 참조 번호는 유사한 부분을 나타낸다.

도 1을 참조하면, 유로내의 전기 전도성 파편의 존재를 검출하는 장치(70)는 전기 전도성 파편을 나타내는 신호를 제공하는 제1 부분(1)과 파편을 나타내는 신호를 수신하며 또한 이들에 응답하는 제2 부분(2)을 구비한다.

제1 부분(1)은 구동 회로(20)에 의해 여기되는 감지 코일(10) 및 이 코일내 의 전류 흐름을 감지하는 감지 회로(30)를 구비한다. 이 감지 회로(30)는 부분(2)에 공급되는 출력(56a,57a)을 갖는다. 이 실시예에 있어서, 부분(2)은 코일이 검출한 섭동(perturbation)의 발생을 검출하기 위해 상기 신호를 구별하도록 동작하는 분석 회로(100)를 구비한다. 코일을 하나만 사용하는 것은 유로를 형성하는 파이프의 진동 또는 치수 변화로 인한 변화가 하나 이상의 코일들로부터 유도된 차동 또는 다른 효과를 이용하는 장치의 경우보다 회로 출력에 영향을 덜 미친다는 것을 의미한다.

도 2를 참조하면, 코일(10)은 저항 소자(12)에 직렬 접속된 순수 인덕턴스(11)로서 상징적으로 도시된다. 코일(10)은 유로(도시 않음)를 감지하도록 배치되며, 또한 일반적으로 유로를 형성하는 파이프의 외주부상, 즉, 외주부 둘레에 감겨진다. 구동 회로(20)는 코일을 통해 교류를 제공하도록 배치되고, 감지 회로(30)는 코일(10)내의 전류 흐름을 감지한다. 감지 회로(30)는 장치의 나머지 부분에서의 에이징 및 온도 영향을 보상하는 보상 회로(31)를 구비한다. 이 실시예에서, 구동 회로(20)는 제1 내지 제3 고정 저항(21,22,23)을 구비하는데, 이들은 코일과 함께 4개의 암들을 구비하는 브리지 회로를 형성하므로 코일은 브리지 회로의 하나의 암에 배치된다. 브리지 회로의 하나의 암은 고정 커패시터(24)와 코일(10)의 직렬 회로로 구성되며, 또한 고정 커패시터(24)는 전자 제어 커패시터(124)와 병렬로 접속되어 있다.

감지되는 유체가 뜨겁거나 또는 넓은 온도 변화를 갖는 것으로 예상되는 경우에, 유로에 가깝게 하나의 코일만을 배치하는 것이 바람직하다. 다른 요소는 온 도 영향을 받지 않도록 유로에서 멀리 떨어지는 것이 바람직하다.

제1 노드(40)로부터 제2 노드(41)로의 경로가 제1 브리지 대각선을 형성하도록 브리지 회로(25)는 제1 및 제2 저항(21,22)에 공통인 제1 노드(40), 코일(10)을 포함하는 암과 저항(23)를 포함하는 암에 공통인 제2 노드(41)를 구비한다. 브리지 회로(25)는 또한 제2 및 제3 저항(22,23)에 공통인 제3 노드(42), 및 제1 저항(21) 및 코일(10)과 고정 커패시터(24)를 포함하는 하나의 암에 공통인 제4 노드(43)를 구비한다. 도시한 실시예에 있어서, 코일(10)은 제4 노드(43)에 접속되며 또한 커패시터(24)는 제2 노드에 접속되어 있지만, 이는 본 발명의 최광의의 개념에서 중요한 것은 아니다.

따라서 브리지 회로(25)는 코일(10) 및 고정 커패시터(24)를 포함하는 제1 암(10,24), 제1 저항(12)을 포함하는 제2 암, 제2 저항(22)을 포함하는 제3 암 그리고 제3 저항(23)을 포함하는 제4 암을 구비한다. 제3 노드와 제4 노드(42,43)사이에는 브리지 회로(25)의 제2 대각선이 형성된다. 제4 암은 제2 저항(23)에 병렬접속된 전자 제어 저항(123)을 추가로 포함한다.

구동 회로(20)는 수정 발진기(44), 수정 발진기의 출력을 수신하는 고조파 저감 저역 필터(45), 및 필터(45)의 출력을 수신하는 전력 증폭기(46)를 구비한다. 증폭기 출력은 브리지 회로(25)의 제1 노드(40)에 접속되어 있다. 브리지 회로(25)의 제2 노드(41)는 수정 발진기(44), 저역 필터(45) 및 전력 증폭기(46)의 기준 노드 단자가 접속되는 기준 노드를 구성한다. 이 실시예에 있어서, 기준 노드(41)는 어스에 접속되어 있다. 사인파 발진기를 사용할 수 있지만, 전술한 실시예에 있어 서 이 발진기는 구형파 출력을 갖는다. 실질적으로 사인파 출력이 브리지에 동력을 공급하도록 하기 위한 적합한 필터 회로들이 본 분야의 당업자에게 공지되어 있다.

감지 회로(30)는 입력 차동 증폭기(51)를 구비하며, 그 두 입력들은 브리지 회로(25)의 제3 및 제4 노드(42,43)에 접속되어 있다. 차동 증폭기(51)는 제1 동기 검출기(53) 및 제2 동기 검출기(54)에 접속된 단일 종단 출력(52)을 구비한다. 제1 동기 검출기(53)는 제1 노드(40)에서의 전압을 그 기준 교류 전압으로서 수신하고, 제2 동기 검출기(54)는 그 기준 단자에 접속된 90°위상 쉬프트 회로(phase shift circuit;55)를 구비하며, 또한 이 위상 쉬프트 회로(55)는 제1 노드(40)에서의 전압을 그 입력으로서 수신한다.

제1 동기 검출기(53)는 출력(56a)을 갖는 제1 증폭기 및 필터 회로(56)에 입력을 제공하는 출력(53a)을 갖고 있으며, 제2 동기 검출기(54)는 출력(57a)을 갖는 제2 증폭기 및 필터 회로(57)에 입력을 제공하는 출력(53a)을 갖고 있다. 보상 회로(31)는 제1 증폭기 및 필터 회로의 출력(56a)과 제2 증폭기 및 필터 회로의 출력(57a)에 각각 접속된 2개의 입력을 구비한다. 이 실시예에 있어서, 보상 회로(31)는 2개의 출력을 구비하는데, 그 제1 출력(32)은 전자 제어 커패시터(124)를 제어하도록 접속되며 또한 그 제2 출력(33)은 전자 제어 저항(123)의 값을 제어하도록 접속되어 있다. 보상 회로(31)는 또한 브리지 회로(25)의 불균형을 저감시키기 위해 브리지 회로를 감지하도록 배치되어 있다.

이제 도 3을 참조하면, 도 2에 도시한 장치의 변형예가 도시되어 있다. 도 2와 도 3을 비교하면, 코일(10)이 제4 노드(43)와 고정 커패시터(24)사이에 직접적 으로 접속되는 대신 변압기(26,27)의 제2 권선(27)에 접속되는 점을 제외하고는 도 3의 브리지 회로(125)는 도 2의 브리지 회로(25)와 실질적으로 동일하다. 이 실시예에 있어서, 변압기(26,27)의 1차 권선(26)은 노드(43)와 고정 커패시터(24) 사이에 접속되어 있다.

도 2의 실시예의 동작을 설명한다.

수정 발진기(44)는 대략 100kHz의 출력 주파수를 제공하는 구동 회로를 구비한다. 상기한 실시예에 있어서는, 25MHz 수정이 사용되며 256으로 분주된다. 고주파수의 수정을 사용함으로써 진동에 낮은 민감성을 제공하는데, 이는 수정이 물리적으로 작기 때문이다. 수정 발진기의 출력은 저역 필터(45)에 제공되고 이 필터의 출력은 검출기(53,54)에 과부하를 주지 않도록 하기 위해 노드(42,43)에 걸리는 잔류 브리지 출력을 브리지-평형 조건에서 충분히 낮게 유지하는데 도움이 되는 낮은 고조파 량을 갖는다. 스위치 온 이후, 코일(10)의 저항의 변화에 대해 브리지 회로의 평형을 유지하기 위해 전자 제어 저항(123)의 반동 제어를 제공하는 동상 출력(56a), 및 코일(10)의 유도 리액턴스(11)의 변화에 대해 브리지 회로의 평형을 유지하기 위해 전자 제어 커패시터(124)의 리액턴스를 제어하는데 사용되는 직각 신호(57a)와 브리지 회로가 평형을 유지하도록 보상 회로(31)를 포함하는 루프가 동작한다. 코일을 통과하는 파편이 없는 정상 상태 조건에서 보상 회로(31)는 동상 및 직각 신호를 수신해서 이들을 적분하여 전자 제어 커패시터와 전자 저항(124,123)에 제어 파라미터를 제공한다. 루프는 동상 및 직각 신호의 값을 최소화시킨다. 제2 내지 제4 암이 저항만을 가진다는 사실은 브리지 회로가 평형을 이룰 때 코일(10) 및 커패시터(24)를 포함하는 제1 암 또한 저항성분임을 의미하고, 이러한 조건은 커패시터(24,124) 및 코일(10)의 공진, 즉, 직렬 공진 회로에서 얻어짐을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 목적으로, 전자 제어 커패시터(124)의 커패시턴스 값은 고정 커패시터(24)와 협력하여 대략 100kHz의 구동 주파수(실제로 공칭적으로는 97.5kHz)에서 공진을 유지하도록 변화된다.

도 4를 참조하면, 이득-제어 증폭기 회로(120)는 그 입력(121)과 출력(122) 사이에 접속된 커패시터(130)를 구비한다. 입력(121)은 고정 커패시터(131)를 통해 접지(123)에 접속되어 있으며, 따라서 증폭기(120)로의 이득 제어 입력(124)에 의해 입력(121)을 접지(123)로 단락하는 커패시턴스의 유효 값이 변화한다. 따라서 커패시터(131)의 고정 커패시턴스의 합을 이루는 입력(121)과 유효 가변 커패시터 사이의 총 커패시턴스가 이득 제어 입력에 의해 변화될 수 있다. 저항들로서 커패시터(130,131)를 대체함으로써 가변 저항 회로를 제공할 수 있다. 기타 가변 저항/커패시턴스 회로가 당업자에게 공지되어 있으며, 이들이 대용될 수 있다.

보상 또는 평형 회로(31)의 적분 시상수(time constant)는 코일을 통과하는 입자의 통로에 의해 생성된 신호가 너무 빨라서 동조에 실질적으로 영향을 미칠 수 없도록 선택된다. 선택된 실시예에 있어서, 동조는 에이징 및 온도 영향을 고려한 충분한 범위를 가지며, 또한 4백만분의 1을 능가하게 브리지 회로를 동조시키기 위한 충분한 정밀도를 갖는다. 균형은 제어 회로를 턴온(turn on)시키는 10초 이내에 달성된다.

도 2에 도시한 장치를 사용하여, 유로를 흐르는 20-150℃의 오일 온도 범위 를 사용하는 85 미크론까지의 M50 입자들이 검출될 수 있다. 이 장치는 약 1천만분의 1의 코일 임피던스 변화에 응답할 수 있다.

구동 회로 전력이 10와트로 증가 될 때 이 전력에서 방사 노이즈를 저감시키고 저 고조파 량을 제공하도록 구동 회로를 보호하기 위해 특수한 측정이 행해질 수 있다. 위와 같은 전력 입력에 의해 25미크론 정도의 작은 입자가 검출될 수 있다.

100kHz보다 낮은 주파수가 사용되는 경우, 도 3에 도시한 변형예가 사용될 수 있다. 저 주파수를 사용하면 코일이 커패시터에 직렬 접속되는 경우 코일의 동조가 보다 어렵게 되지만, 이는 변압기 결합을 이용함으로써 개선될 수 있다. 변압기를 사용하면 또한 코일에 대한 평형 구동이 이루어져 장치의 노이즈 배제 성능을 향상시킬 수 있으므로, 고주파수 장치에 이러한 변형예를 적용하는 것이 또한 유용할 수 있다.

분석 회로(100)는 유로내의 하나 이상의 입자의 존재를 나타내는 출력을 제공하는 단일의 검출기일 수 있다. 또한 이 검출기는 입자, 또는 존재가 검출되는 연속적인 입자들의 형상 및 크기의 표시를 제공하기 위해 출력 라인(56a,57a) 상의 출력의 형상을 이용할 수 있다.

코일의 형상은 바람직한 응용에 따라 선택되어야 한다. 선택된 특정 형상은 감도와 유로를 통하는 흐름 양자 사이의 절충물이 됨을 이해할 것이다. 입자가 코일 직경 보다 크게 되도록 코일 직경을 작게 함으로써 감도가 개선될 수 있음은 명확하다. 그러나 소 직경의 코어는 불가피하게 소 직경의 유로를 필요로 하므로 이 는 오일 흐름을 제한할 수 있다.

기술된 장치는 여러 가지 이유로 종래의 장치보다 장점이 있다. 그러한 이유들중에는 다음과 같은 것들이 있다.

1. 각 오일 흐름 파이프에 하나의 코일이 필요하고,

2. 장치는 전자동이어서 어떠한 조정도 필요치 않으며,

3. 통상 6초 이내에 턴온이 이루어지고,

4. 동상 및 직각 출력을 제공함으로써, 입자 식별이 가능하며,

5. 20 내지 150℃의 오일 온도에서 가동하며, 또한

6. 아날로그 출력을 제공함으로써 입자들의 크기 및 형상이 판단될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 장치를 가동하는데 6 와트가 필요하며, 저가의 회로가 사용된다.

몇몇 실시예에 있어서, 오일 유로는 다수의 좁은 통로로 분할되는데 그 각각은 고 감도가 얻어지는 동시에 고속의 오일 흐름을 유지하는 각각의 코일을 구비하고 있다.

어떤 경우에, 단일 또는 세트의 코일을 이용하여 전기 전도성 파편을 검출하는 장치는 일부 형태의 입자들을 검출하지 못할 수 있다. 도 5를 참조하면, 이는 예를 들어 한 축을 따라서는 작은 크기를 갖지만 다른 축을 따라서는 비교적 큰 크기를 갖는 입자(102)가 그 한 축을 유로 축(101)에 대해 대략 평행하게 유지하는 상태로 장치를 통해 이동하는 경우에 발생한다. 따라서, 최소 치수의 중심선이 유로 축에 대략 90도의 각도에 있는데, 이는 전술한 장치가 좁은 치수를 "가질"때만 장치가 입자에 의해 영향을 받지 않을 수 있음을 의미한다. 이러한 일반적인 형태의 입자들은 긴급한 파국적 기계 고장을 나타낼 수 있다.

이러한 문제점을 극복하기 위해서, 존재하는 임의의 입자들을 보다 용이하게 검출할 수 있도록 유로(flow path) 내에서 흐름의 회전을 유도함으로써 위의 장치가 개선될 수 있다. 유동 파이프내에 회전식의 흐름을 제공함으로써, 입자들이 회전하여 검출 전망을 증가시키는데, 이는 회전 동안 임의의 지점에서 검출용 코일에 폭 치수가 제공될 수 있기 때문이다.

위의 가능한 약점을 극복하는 다른 방법은 2 이상의 코일들(10a,10b)을 사용하는 것이다. 도 6에 도시된 일 실시예에 있어서, 각각 축(103,104)을 갖는 두개의 코일이 존재하며, 이 코일들은 그 축(103,104)이 유로의 축(101)에 나란하지 않고 유동 축과 다른 각도에 있도록 배치되어 있다. 도시한 실시예에 있어서, 축(103)은 유로 축(101)에 대해 대략 60도의 각도를 이루며, 또한 축(104)은 축(101)에 대해 대략 120도의 각도를 이룬다. 다른 실시예에 있어서, 두개의 코일들이 설치되는데, 하나는 흐름 방향에 나란한 축을 가지며, 또한 다른 하나는 흐름 방향에 각이진 축을 갖는다. 또 다른 실시예에 있어서, 두개의 코일들은 흐름 축과 사실상 무관한 각도에 있다.

이들 및 유사의 실시예는 입자의 방향에 무관하게 하나 또는 두개의 코일에서 신호를 생성한다. 이러한 구성에 의해, 입자의 형상 특성을 판단할 수 있는데, 그 이유는 입자가 구형이 아닌 경우에 각각의 코일로부터의 신호가 달라지며, 즉, 완전한 구형은 두 개의 코일에서 정확히 동일한 신호를 생성한다.

이들 복수의 코일 배치는 그 동작이 일정 코일 위치의 절대적인 차이에 의존하지 않으므로, 통상의 복수의 코일 장치에서 일어나는 것과 같이 진동에 민감하지 않다.

각각의 코일에 대해 별개의 신호 처리 회로를 사용할 수 있다. 또한 코일을 전기적으로 직렬로 배치할 수 있다. 사용되는 코일의 각도 및 수는 응용예에 따라 다르다.

양극 제어 저항 또는 커패시턴스 회로를 사용하여 장치를 기술했지만, 필요하다면 음극 임피던스 시뮬레이터로 대체할 수 있음은 물론이다.

본 발명의 예시의 실시예는 첨부 도면을 참조하여 기술했지만, 본 발명의 영역은 실시예의 특징으로 제한되지 않으며, 첨부된 청구범위까지 확장될 수 있다.

Claims

유로내의 전기 전도성 파편의 존재를 검출하는 장치에 있어서,

4개의 암들을 구비하되 하나의 암이 유로를 모니터하도록 배치된 코일을 구비하는 브리지 회로;

상기 브리지 회로의 하나의 대각선에 걸리는 교류를 제공하는 가동 회로;

상기 브리지 회로의 다른 대각선에 걸리는 브리지 회로내의 불균형을 감지하는 모니터 회로; 및

브리지 회로내의 불균형을 감소시키는 방식으로 브리지 회로의 적어도 하나의 부품의 값을 조정하도록 상기 모니터 회로의 출력에 응답하는 평형 회로를 포함하고,

상기 브리지 회로의 하나의 암은 상기 코일과 커패시터 소자의 직렬 회로를 구비하며, 또한 다른 3개의 암들은 임피던스 효과가 사실상 저항성인 소자들로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.
제1항에 있어서,

하나의 코일만을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 유로와 조합해서, 상기 가동 회로, 상기 모니터 회로, 상기 평형 회로 및 코일 이외의 브리지 회로 부품들은 유로로부터 멀리 떨어져 배치되어 있음을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 평형 회로는,

상기 적어도 하나의 부품의 용량성 리액턴스, 유도성 리액턴스 및 레지스턴스로 이루어진 그룹중 적어도 하나를 제어하도록 배치되어 있음을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 모니터 회로는,

상기 브리지 회로의 다른 대각선에서의 전압의 동상(in-phase) 및 직각 성분을 측정하는 동기 검출기를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가동 회로는,

사인파를 상기 교류로서 상기 하나의 대각선에 인가하는 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 커패시터 소자는,

제어가능한 것임을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나의 암은,

1차 및 2차 권선을 갖는 변압기를 구비하며, 이때 상기 1차 권선은 상기 커패시터 소자와 직렬로 배치되는 한편, 상기 2차 권선은 상기 코일에 접속되는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 평형 회로는,

상기 하나의 암내의 고정 커패시터와 병렬접속된 제어가능 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.
제10항에 있어서, 상기 제어가능 커패시터는,

고정 커패시터와 이 고정 커패시터의 효과를 제어하도록 이 커패시터에 교류를 제어가능하게 공급하는 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 평형 회로는,

상기 브리지 회로의 암들중 한 암의 고정 저항과 병렬접속된 제어가능 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.
유로내의 전기 전도성 파편의 존재를 검출하는 장치에 있어서,

상기 유로를 감지하도록 배치된 코일;

상기 코일을 통해 교류를 제공하는 구동 회로; 및

상기 코일내의 전류 흐름을 감지하는 감지 회로를 구비하고,

상기 감지 회로는 에이징(ageing) 및 온도 영향을 보상하는 보상 회로를 구비하고, 상기 구동 회로는 코일이 브리지 회로의 하나의 암에 배치되도록 코일과 더불어 상기 브리지 회로를 형성하는 부품들을 구비하며, 또한 상기 보상 회로는 하나 이상의 상기 부품들의 용량성 리액턴스, 유도성 리액턴스 및 레지스턴스로 된 그룹중 적어도 하나를 제어하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.
제13항에 있어서,

하나의 코일만을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.
제13항 또는 제14항에 있어서,

상기 구동 회로, 상기 감지 회로, 평형 회로 및 코일 이외의 다른 브리지 회로 부품들은 유로로부터 떨어져 배치될 수 있는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 감지 회로는,

상기 브리지 회로의 다른 대각선에서의 전압의 동상(in-phase) 및 직각 성분을 측정하는 동기 검출기를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 브리지 회로는,

4개의 암들을 구비하며, 이때 하나의 암은 코일과 커패시터 소자의 직렬 회로를 구비하며 또한 다른 3개의 암들은 임피던스 효과가 사실상 저항성인 소자들로서 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 구동 회로는,

상기 브리지 회로의 하나의 대각선에 결합된 사인파 발진 소스를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 커패시터 소자는,

제어가능한 것임을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 하나의 암은,

1차 및 2차 권선을 갖는 변압기를 구비하며, 이때 상기 1차 권선은 상기 커패시터 소자와 직렬로 배치되는 한편, 상기 2차 권선은 상기 코일에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 보상 회로는,

상기 하나의 암내의 고정 커패시터와 병렬접속된 제어가능 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 제어가능 커패시터는,

고정 커패시터 및 이 고정 커패시터의 효과를 제어하도록 이 커패시터에 교류를 제어가능하게 공급하는 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 보상 회로는,

브리지 회로의 상기 다른 암들중 한 암의 고정 저항과 병렬접속된 제어가능 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 제어가능 저항은,

고정 저항 및 상기 고정 저항의 효과를 제어하도록 상기 저항에 교류를 제어가능하게 공급하는 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.
제13항에 있어서,

복수의 코일들이 설치되고, 이들 중 적어도 하나는 임의의 입자의 형상을 판단하거나, 박형이고 폭이 넓은 입자 등과 같은 심한 비대칭(highly-asymmetric) 입자의 검출을 보장하기 위해서 유로 축과 정렬되지 않은 축을 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 파편 검출 장치.