NO152271B - Fremgangsmaate og anordning for avstandsmaaling - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for måling av avstanden mellom to innbyrdes motstående flater med de i ingressen til etterfølgende patentkrav 1 angitt grunnfor-utsetninger, samt en anordning for utøvelse av fremgangsmåten.

Det er tidligere kjent for å bestemme avstanden mellom to skiver av magnetisk materiale å måle den magnetiske mot-stand i en magnetisk krets med en induktiv posisjons-giver, som er anordnet i en skive, idet luftspaltene er en del av den magnetiske kretsen. Derved måles induktiviteten respektive selvinduksjonskoeffisienten for en respektive to viklinger ved at vekselstrøm innmates og måles. Derved oppstår dog høye jerntap såvel i måleanordningen som i den motstående skiven. Disse jerntap er sterkt temperaturav-hengige og forringer jernets magnestiske ledningsevne. For å unngå disse ulemper har man også foreslått, å utføre målingen av den magnetiske motstanden med hjelp av likestrøms-felt. Da er imidlertid indikeringsutrustningen følsom for ytre støyfelt, og måleutslaget påvirkes av remanensen i anordningen og av materialet i skiven. Dessuten stilles hø-ye krav til måleutrustningen for likestrømsfeltet med hensyn til dens stabilitet, om en absolutt feltstyrkeverdi skal måles.

En velkjent magnetisk tykkelsesmåler (Pflier: Elektrische Messung mekanischer Grossen, 1948, S. 103, 104, Abb. 130) sammenligner tykkelsen for en normalplate med den ukjente tykkelsen hos prøven, idet to målinger med motsatt polari-tet utføres. I to mot hverandre koplede prøvespoler indu-seres da motsatte spenninger, og differansen mellom de to målespenningene er et mål på prøvens tykkelse.

I forholdet til dette ligger til grunn for oppfinnelsen oppgaven å tilveiebringe en fremgangsmåte og en anordning for å måle avstanden mellom to innbyrdes motstående flater, slik at en nøyaktig og pålitelig måling med enkle midler oppnås.

Denne oppgave er ifølge oppfinnelsen blitt løst ved de i den kjennetegnende del av patentkrav 1 angitt kjennetegn.

Med fremgangsmåten repsektive anordningen ifølge oppfinnelsen blir de ovenfor beskrevne vanskeligheter eliminert.

En med hensyn til temperatur, tid og materiale meget sta-bil måleverdi er blitt oppnådd. Spesielt gunstig er måling med likestrømsfelt.

I den fordelaktigste videreutførelse mates viklingene

med firkantbølger, altså alternerende likestrømmer.

Et utførelseseksempel på oppfinnelsen vises nærmere i det etterfølgende og på tegningen. Der viser fig. 1 skjematisk utførelsen av anordningen, og fig. 2 viser det fore-trukne strømforløpet.

Anordningen 14 er innbygget i den ene av de to flater 10 og 12, mellom hvilke avstanden skal måles. Disse flater kan f.eks. være flatene på maleskivene i et måleapparat, f.eks. en raffinør. Disse maleflater, som er utført med bommer o.l. , beveger seg i forhold til hverandre, idet fortrinnsvis den ene maleskiven er fast og den andre ro-terende. Anordningen 14 er montert i flaten 10 på den (ikke viste) faste maleskiven. Avstanden mellom maleflåtene utgjør da et mål på malingens kvalitet.

I flaten 10 er en kjerne 16 av magnetisk høypermeabelt materiale og en likeledes av høypermeabelt bestående sy-linder 18 innføyet. Kjernen 16 og sylinderen 18 er magnetisk sammenkoplet via en bunn 20. På kjernen 16 er anbragt to viklinger 22 og 24, som mates med likestrøm fra hver sin tilhørende, skjematisk viste strømgenerator 26 respektive 28. Mellom viklingene 22 og 24 er et måleele-ment for likestrømsfeltmåling, altså en magnetfeltmåler 30, plassert og over en nulldetektor 32 koplet til strøm-generatoren 28. Til strømgeneratoren 26 er en børverdi-giver 34 tilkoplet, og fra strømgeneratorene 26 og 28 er ledninger strukket til et måleinstrument 36.

Anordningen fungerer på følgende måte. C'3 to viklingene

22, 24 er motsatte hverandre for å oppnå et balansert sy-stem. Dette innebærer, at den resulterende magnetfluksen gjennom magnetfeltmåleren 30 alltid holdes lik null.

Om avstanden mellom flatene 10 og 12 endrer seg, slik at reluktansen endrer seg for den del av anordningen 14, som mates av viklingen 24, oppstår en fluks gjennom magnetfeltmåleren 30. Denne reagerer på fluksen og styrer over nulldetektoren 32 strømgeneratoren 28, som endrer sin strøm til viklingen 24 på slik måte, at den resulterende fluksen gjennom magnetfeltmåleren 30 igjen blir lik null. Et utgangs-signal oppnås ved måling av forskjellen mellom de i viklingene 22, 24 innmatede strømmer. Metoden med nulldetek-tering av magnetfluksen gjennom magnetfeltmåleren 30 med-fører at man ikke behøver å stille større krav til dens stabilitet (Hallgenerator eller distorsjonsmåleutrustning).

Viklingene 22 og 2 4 mates med likestrøm som veksler ret-ning med så lav frekvens, at virvelstrømtap unngås. Metoden med alternerende likestrømsfelt eliminerer problemer knyt-tet med stasjonær støyfelt, slik som det jordmagnetiske feltet, og minsker også innvirkning av remanens ved måling av avstanden mellom stålflater. Alterneringen krever dog, at en med alterneringen synkron polvending skjer ved nulldetektoren 32.

Den alternerende likestrømmen må ha form av en såkalt fir-kantbølge ifølge fig. 2, der I betegner strømstyrken og t tiden, og har en frekvens av 1-100 Hz. Ved at strømstyrken holdes konstant så lenge.som mulig, lettes målingen av denne.

I et måleapparat er flatene 10 og 12 utsatt for slitasje. Anordningen 14 kan derfor hensiktsmessig ved sin mot flaten 10 vendte endeparti være utformet som et slitasjelegeme, hvis nedslipning skjer i samme takt som for flatene 10. På slik måte kommer kretsen for magnetfeltet alltid til å innbefatte den virkelige avstanden mellom flatene 10 og 12.

Om flatene 10 og 12 f.eks. utgjør maleflåtene i et måleapparat, utøver malegodset mellom dem en viss kraft på flatene, vinkelrett mot deres plan, det såkalte maletrykket. Om f.eks. flatene kommer i berøring med hverandre, eller fremmede gjenstander kommer inn i spalten mellom maleskivene, blir maletrykket uvanlig høyt og man får

en kraftig slitasje på maleflåtene. Om anordningen 14 er innpresset i et hull i bæreren for den ene maleskiven, kan presspasningen mellom anordningen og hullet i maleskiven velges således, at når et høyt maletrykk opptrer, trykkes anordningen tilbake i hullet.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for avståndsmåling mellom to motstående flater av magnetisk ledende materiale ifølge reluktansmetoden ved hjelp av en ved den ene flaten an-brakt anordning med"to viklinger, som med hjelp av dif-feransekopling er koplet således at de arbeider i mot satte retninger, og er tilkoplet et måleinstrument for indikering av avstanden mellom flatene, karakteri-sertvedat a) den første viklingen mates med en børverdistrøm, b) den andre viklingen mates med en strøm som er propor-sjonal med spenningen for en magnetfeltmåler, c) magnetfeltmåleren måler den av de to viklingene frem-bragt magnetfeltdifferanse, d) ved en forandring av magnetfeltet, som er avhengig av avstanden mellom flatene, tilføres den andre viklingen en justeringsstrøm, som er avhengig av magnet-feltdif f eransen , for å holde magnetfeltdifferansen lik null, og e) differansen mellom justeringsstrømmen og børverdi-strømmen indikeres.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav l,karakterisert ved at viklingene mates med firkantbølgestrømmer med en frekvens mellom 1 og 100 Hz. .

3. Anordning for utførelse av fremgangsmåten som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert ved at a) de to viklingene (22, 24) er anbragt rundt en kjerne (16) og magnetfeltmåleren (30) er en del av kjernen b) magnetfeltmåleren er tilkoplet en nulldetektor, hvis utsignal styrer en strømgenerator (28) for den andre viklingen (24), og c) et måleinstrument (36) over en differanseforsterker er tilkoplet strømgeneratorene for de to viklingene.

4. Anordning som angitt i krav 3,karakterisert ved at den anbringes i en boring i en male-skive , idet den mot malespalten vendte enden er utformet som et slitasjelegeme som nedslites i samme takt som maleskiven.