NO144231B - Maalesonde til maaling av overflateslitasje. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en målesonde for måling av overflateslitasje på maskindeler under gjennomføring av en selv-induksjonsmåling og omfattende en magnetisk krets av et materiale med stor magnetisk permeabilitet.

Til måling av tykkelser av ferromagnetiske materialer

er det kjent å anvende induktive målesonder, som omfatter en magnetisk krets som anbringes på det legeme hvis tykkelse skal måles. Legemet inngår i den magnetiske kretsen, og når dette legemets tykkelse endres, f.eks. ved slitasje, oppstår det en tilsvarende endring av reluktansen i den magnetiske kretsen,

og denne endring av reluktansen gir et mål for den forekommende slitasje.

En slik oppstilling har, spesielt i de tilfeller der

man f.eks. ønsker å måle sylinderslitasjen i en motor, den ulempe at målesonden ikke kan være særlig følsom, ettersom den må anbringes utvendig på sylinderveggen. Den forekommende nedsettelse av legemets tykkelse, dvs. av sylinderveggens tykkelse innvirker bare i liten grad på den magnetiske reluktansen, og da sylinderveggen vanligvis har ganske stor tykkelse, kan den resulterende reluktansendring i den magnetiske krets ikke bli særlig stor. En annen ulempe ved den kjente oppstilling er at sylinderveggen eller en annen maskindel ikke nødvendigvis er beregnet til anbringelse av en slik målesonde,

og det må derfor tas særlige forholdsregler for å kunne an-

bringe målesonden et passende sted på sylinderveggen eller maskindelen.

Oppfinnelsen tar sikte på å avhjelpe disse ulemper,

og med henblikk på dette er en målesonde ifølge oppfinnelsen karakterisert ved at spalten er av magnetisk inert materiale og at spaltens tykkelse er begrenset av to avsnitt av magnetkretsen og at flateutstrekningen av spalten på dens ene side begrensende flateområde av de to avsnittene er anordnet direkte og bindende med den flaten på maskindelen som er utsatt for slitasje, og at slitasjen dermed minsker spaltens areal.

Ved å anbringe målesondens magnetiske krets på en

slik måte at spalten direkte utsettes for den forekommende slitasjepåvirkning, oppnås en vesentlig større følsomhet,

eftersom reluktansen endres sterkt ved en nedsettelse av spaltens areal som følge av slitasjen.

Til måling av slitasjen på maskindeler, f.eks. sylinderslitasjen i en motor, er det forøvrig også kjent å anvende et i en spalte mellom elektroder anbragt motstands-legeme, som er innsatt i den maskindel som utsettes for slitasje, og å foreta en måling av endringen av den ohmske motstand i dette legeme under den forekommende slitasje. Vanligvis foretas det en likestrømsmåling.

Denne metode har imidlertid forskjellige ulemper.

Det er fare for mekaniske beskadigelser, eventuelt brudd av motstandslegemet, når det innsettes i maskindelen. Motstands-verdien, som varierer med slitasjen, avhenger av f.eks. temperaturen i måleområdet, og kan påvirkes kjemisk eller korrosivt av smøremiddelet i maskinen. Det er dessuten fare for at smøremiddelet trenger inn mellom motstandslegemet og det isolasjonsmaterialet som nødvendigvis må anbringes mellom sonden og maskindelen, og her dannes forstyrrende alternative strømveier, som fører til misvisende måleresultater. Disse ulempene forekommer ikke ved målesonden ifølge oppfinnelsen.

I henhold til en utførelsesform for oppfinnelsen er målesonden karakterisert ved at sonden er utformet som en stift innsatt i maskindelen, at den oppfatter dels en avlang sentralkjerne av materiale med stor magnetisk permeabilitet, dels minst en om kjernen anbragt spole, dels en utvendig kappe som omgir spolen og kjernen, av et materiale med stor magnetisk permeabilitet, dels en mellom kjernen og kappen anbragt over kjernens ene ende beliggende spalte fylt med magnetisk inert materiale, og at kjernens, spaltens og kappens endeflater i den ene ende av stiften er utformet slik at de ligger i plan med maskindelens overflate, som utsettes for slitasje, idet spolen er innkoplet i en induksjonsmålekrets.

Når stiftens endeflate i plan med maskindelens overflate utsettes for slitasje, minskes spaltens areal. Da selvinduksjon av spolen i den pågjeldende magnetiske krets avhenger dels av spolens viklingstall, dels av arealet og bredden av spalten, og da arealet av spalten er den eneste

størrelse som her endres ved .slitasje, vil spolens selvinduk-

sjon minskes proporsjonalt med slitasjen. Målesonden vil derfor ved induksjonsmålekretsen direkte gi en indikasjon om den \ forekommende slitasje. Med den kompakte og solide konstruksjon j som her oppnås, kan sonden innsettes i maskindelen uten fare ' || for mekanisk ødeleggelse, og sonden påvirkes ikke ay smøre- f middelet. Det er dessuten ingen fare for kjemiske angrep, fra smøremiddelet og derfor ingen fare for feil slitasjemåiing.

I henhold til en ytterligere utførelsesform for.oppfinnelsen kan det omkring kjernen og under kappen være enda en fra den førstnevnte spole adskilt spole, hvis tilhørende magnetiske krets omfatter en del av "kjernen, og en del av kappen har en spalte av konstant størrelse. 33en annen spole og den ^tilhørende magnet!sTce krets har en konstant reiuktans eftersom spalten har konstant størrelse, og derfor kan denne

spole inngå som referansespole i målekretsen-, som f-eks. kan være en målebrokopling- Medsenne referansespole kan man

således oppnåen kompensasjon av temper a tur inn f ly tei sen.

Oppfinnelsen skai i det følgende forklares nærmere under henvisning til den skjematiske tegning som viser en utførelsesform for en målesonde ifølge oppfinnelsen.

Målesonden omfatter en sentral, i det vesentlige sylindrisk, avlang kjerne 1 som er utformet med to rundt-

gående flenser 2,3, som er beliggende i en viss avstand fra hverandre og hvorav den ene er beliggende ved den ene ende av kjernen 1. Kjernene 1 består av et materiale med stor magnetisk permeabilitet.

Omkring kjernen 1 og mellom de to rundtgående flensene 2 og 3 er det anbragt en rundt kjernen viklet spole 4 og på den andre siden av flensen 2 er det anbragt enda en spole 5 omkring kjernen 1.

vP.

Kjernen 1 og de to omkring kjernen anbragte spolene

4 og 5 er omgitt av en rundt-gående kappe 6 som også består av et materiale med stor magnetisk permeabilitet. Kappen, hvis ytterside 7 har en svak konisitet, som på tegningen er overdrevet, er beregnet til innpressing i et hull mad til- *XP, -v svarende konisitet i den maskindel 8, f.eks. sylinderveggen i

en dieselmotor, som utsettes for slitasje og hvis slitasje kan måles ved hjelp av sonden.

Kappen 6 dimensjoneres slik at dens endeflate 6a ligger i plan med den overflaten 11 av maskindelen 8 som ér

utsatt forslitasje.

Spolen 5 strekker seg over bare en del av lengden

fra flensen 2 til den frie ende av kjernen 1 og lar kjernens endestykke Kappen er utformet slik at dens innerdiameter i området omkring spolen 5 er litt større enn

spolens ytterdiameter og i området omkring kjernens frie endestykke 1a er litt større enn kjernens ytterdiameter.

Dette mellomrom mellom kappens innerflate og henholds-

vis spolen 5 og kjernens endestykke 1a er fylt med et magnetisk inert materiale, f.eks. plastmateriale, som mellom kjernen 1

og kappen 6 danner en spalte 12 i den magnetiske'krets som er knyttet til spolen 5. Endeflaten på kjernens endestykke 1a og spaltens endeflate ligger i plan med kappens 6 endeflate 6a, dvs. i plan med den for slitasje utsatte overflate 11.

I den motsatte ende av sonden er det mellom kappens endeflate og flensen 3 innsatt en ring 13 av f.eks. plastmateriale eller fortrinnsvis duktilt, magnetisk inert materiale, såsom kobber, som danner en spalte i den magnetiske kretsen som er knyttet til spolen 4.

I den bakerste ende av sonden, dvs. den bort fra slitasjeflaten vendende ende har kappen 6 et påstøpt eller påsatt hylster 15 av elektrisk isolerende materiale av f.eks.

samme art som materialet i spalten. Ledninger 14 til og fra spolene henholdsvis 4 og 5 er ført ut f.eks. gjennom den bak-

erste flens 3 og gjennom hylsteret 15. Til strekkavlastning kan disse ledningene eventuelt være fastspent til flensen 3

ved hjelp av en ikke vist bøyle og derefter ført ut gjennom hylsteret 15.

Sondens virkemåte forklares nedenfor:

Det tilveiebringes i den maskindel hvis ene overflate utsettes for slitasje et konisk hull av en slik størrelse at sonden kan presses inn i dette, og at sondens ..forreste, endeflate, jdvs. kjernens, spaltens og kappens endeflate ligger, i

p-l-an med den né.witen£iffasfe^n^sltoJv?1ri|]tateJfels Qver<f->

De to spolen<e>d4 egg, ip0i^op^egge^ impedans målebro

som mates medsveik giialsgengjng/eigeid:1kio)n;sl£arit frekvens. Den magnetiske krefa§ests@meer:r|s^^^e|0^iJrsgole^e4 har en konstant reluktans^eftersama.de^SeSEiiSg^ hvorfor-spolen har enspodeife'Mgsegj^liggekonsfa^t1im|iedans^_

4 danner ref era.rtø.end-r bfgkgPiÅggen-brokoplingen _

Når maskindele^ i§a<g>ftTfitéetøs H overffa'teUtSetteS (olg^^ja2,o^<å>1 jf s^t^s^e .fo Dette kappens" eridef&a^eaief/eiSJ^J-Jien^ A2 ende-f.late, .samt. kjernens endeflate 1b esMgtiélSalie deji ^jed^^<L>lfin^^ p^^e^n^jigen. angitte retning. Da isp^ljans. 5 i^il^ijd^ksj^r^a^^^ spolens viklingstall ^gUaivica^ejilielQ^g^br^^ i.det den er proporsjona-1 p^e^o^eja^tj cPTO^tP^^™^1 med bredden, val bspolfenis 5/iste^v^4;,n^^IseIl:vIl^es proporsjonalt med slitas jeni^deMeÆsiame^ areal. Herved minskélsrs^talgasis^ie^Bfj^rins ^v<2mf>eaansman\^ ^ro_ koplingen konepa.tj,e.r)e.E e.njn§^]£jrigra^nl^evektstilstanden som med god tilnærmelse: laø<y>^fe^g^iggjjgygenj^forekommgnde slitasje.

Endringen avES§iu&|afts<gn> je<de>j<>>tmagnetiske omfatter spodena5tekunp§iigr^yr^gnogså0givuttrvkk.for den forekommendefsid]tai§ij@ndévis-[fpo^.fin |5^jLnnkop^Les ^ en resonans-krets. I såif.adftsyilldenf nødv^nd målef rekvensen til gjenopprette^&icapp^fejso^^ uttrykk for slita?S"jef.or slitasje.

Claims (1)

1. Målesonde for måling av overflateslitasje på maskindeler på induktiV-måte med en i en målekrets innkoplet elektromagnetisk; spblé, som er omgitt--av en magnetkrets., som danner en spalte, og som består av et materiale med høy magnetisk permeabilitet, karakterisert ved at spalten er av magnetisk inert materiale og at spaltens (12) tykkelse'er begrenset av to avsnitt (1,6) av magnetkretsen og at flateutstrekningen av spalten på dens ene side begrensende flatedinråde Ob,6a) av de to avsnittene (1,6) er anordnet direkte 5g: binåéhdé méd den flaten 111) på maskindelen som er utsatt'-<1> f orJ slitasje:, og at slitasjen dermed minsker spaltens areal.

2. f r Målesonde ifølge krav 1, der sonden er utformet som en'^£i!£i<2>i4ihs^8t'<r>'i<A>éri<J>'ia4:sparing som munner ut i-den for -sliTÉaijé^^Ésåt-t^"'fiateri^karakterisert ved at spåiteh<fj>.( i'2)<1> ittéJcker seg med sin spaltebredde .omtrent ^3fn'k^l!re£t Jmo.t låondéns akse og omtrent parallelt med den for • siitléjén^CsIl^é^f-Jajtesh (11-) på maskindelen i8). go.: 83» 1-%å>Ms^n)ée>c"f£^fge krav 2, der magnetkretsen oppviser en sewtråi, ''•a'v <J>sp'6<i>lén omgitt kjerne, og et deksel som omgir " åjfåVSåf* kr~!a Lr ^å'1^-0!;"''e £r isert ved at den koaksialt 1 a"n56WnWdér~'ffi )0Uiikesom de avsnittene av dekselet (6) som;me'ixfomr seg ^egreffser spalten, og kjernen (1) på magnetkretsen slutter i en felles endeflate på sonden, som er anordnet bundet til den for slitasje utsatte flaten.

4. Målesonde ifølge krav 3, karakterisert ved at kjernen (1) og dekselet (6) på magnetkretsen sammen med en andre i magnetkretsen innkoplet elektromagnetisk spole (4) danner en sammenligningsmagnetkrets med en konstant spalte (13).