SE468705C - Förfarande och anordning för att medelst reluktansmetoden mäta avståndet mellan två varandra motstående ytor - Google Patents

Description

'm CSI.) 795 Eíuli.. E..

Ett ändamål med förfarandet och anordningen enligt den föreliggande uppfinningen är att åstadkomma en förbättrad möjlighet till att detektera större avstånd eller spalt- bredder mellan två varandra motstående ytor oberoende av om materialet i dessa ytor i sig är ferromagnetiskt eller ej.

Ett ytterligare ändamål är att uppnå ett förfarande och en anordning för att mäta avståndet mellan malskivor i raffinörer och liknande, som är i möjligaste mån opåverkade av malskivornas ytslitage.

Dessa båda ändamål kan uppfyllas med ett förfarande och en anordning enligt den föreliggande uppfinningen genom att den yta som är motställd den som inbegriper positions- givaren, magnetiseras till att vara magnetiskt aktiv. Detta sker genom att denna yta inbegriper en magnetanordning.

Med förfarandet och anordningen enligt uppfinningen erhålles sålunda en aktiv påverkan av positionsgivarens mät- organ från den motstående ytans magnetanordning. Därmed kan mätorganet erhålla en större räckvidd, dvs större spalter eller gapbredder är mätbara. Genom att magnetanordningen i den motstående, andra ytan ger i huvudsak raka flödesbanor uppnås även ett mindre beroende av slitaget hos de båda sam- verkande ytorna vid exempelvis malskivorna i en raffinör.

Magnetanordningen kan vara antingen en permanent- magnet eller en elektromagnet.

F" r f"r'n rm Föreliggande uppfinning kommer att beskrivas mer i detalj nedan i samband med exemplifierande utföringsformer, vilka áskádliggörs medelst principbilder återgivna på bifogade ritningar, där fig. 1 visar en första utföringsform av en mät- anordning enligt uppfinningen avsedd för varandra motstående ytor som roterar relativt varandra, fig. 2 visar en andra utföringsform av mätanord- ningen enligt uppfinningen, varvid avstàndsbestämningen sker genom mätning av statiskt magnetfält, fig. 3 visar en vidareutveckling av den i fig. 2 \4._/ 10 15 20 25 Iso 35 468 705 3 åskàdliggjorda utföringsformen och fig. 4 visar ytterligare en utföringsform av mätanordningen enligt uppfinningen under användning av en elektromagnet för magnetiseringen av den andra, motstående ytan.

I samtliga figurer visas schematiskt två ytor 1, 2 med ett mellanliggande gap 3 vars bredd B skall bestämmas.

Gapet 3 kan vara ett luftgap mellan två malskivor 1, 2 i en raffinör, men kan lika gärna vara vilket som helst mellanrum mellan två ytor som är inbördes förskjutbara såsom indikeras med dubbelpilen P. Sålunda är det ej nödvändigtvis ett luftgap utan mellanrummet kan vara fyllt med annat eller andra medier, gasformiga eller vätskeformiga.

I den ena ytan 1 är en mätanordning 4 utformad, exempelvis anordnad i ett hålrum innanför denna yta. Mätan- ordningen 4 är företrädesvis av i och för sig känd utform- ning, exempelvis sådan som beskrivs i SE-C 7904903-1 (416 844). Sålunda kan den innefatta en kärna 6 av högper- meabelt magnetmaterial samt en av likartat material utformad cylinder 8. Kärnan 6 och cylindern 8 är sammankopplade vid mätanordningens 4 inre parti 5, sett från gapet 3. Utrymmet mellan kärnan 6 och cylinderns 8 väggar är utfyllt med före- trädesvis magnetiskt inaktivt material.

Kärnan 6 uppbär ett mätorgan, som i utföringsformen enligt fig. 1 utgörs av en lindning N1. Det av denna lindning N1 detekterade magnetfältet ger upphov till en på lindningens elektriska utgångar 7 uppträdande signal, som kan utnyttjas på ett icke närmare visat i och för sig känt sätt för an- givande av det sökta avståndet eller bredden B på gapet 3.

Möjligheten att med denna enkla spole eller lindning N1 kunna bestämma det sökta avståndet B är beroende av att den motstå- ende, andra ytan 2 är magnetiskt aktiv, dvs. att den uppvisar en magnetanordning M. Vid den visade utföringsformen utgörs denna magnetanordning av en stavformig permanentmagnet 10 som är förlagd i huvudsak vinkelrätt mot gapet 3 och i linje med kärnan 6 i den motstående ena ytan 1.

En ytterligare förutsättning för att avståndet B 10 15 _12;- CW CZ) W fas 4 skall kunna bestämmas med den magnetfältdetekterande lindningen N1 är att ytorna 1, 2 uppvisar en relativ rör- else såsom indikeras med pilen R. Vid raffinörer utgörs denna relativrörelse R av rotationen mellan malskivorna 1, 2.

Därvid induceras en elektromotorisk kraft, emk, N1, som avger en elektrisk signal på utgången 7. i lindningen Signalens amplitud utgör ett mått pà avståndet B för gapet 3 och kan således med ett lämpligt graderat instrument (ej visat), är anslutet till utgången 7, direkt ange gapets som 3 bredd B.

Fig. 2 visar en andra utföringsform av anordningen enligt den föreliggande uppfinningen. Vid denna utgörs mätorganet på i och för sig känt sätt av element 9 anordnat på kärnan 6 i mätanordningen utföringsform ett Hall- 4, som är an- Den andra, motstàende ytan 2 uppbär magnetanordningen M som även här utgörs av en permanent- magnet 11, ordnad i den ena ytan 1. vilken dock har en cylindrisk form motsvarande formen på mätanordningen 4. Permanentmagnetens 11 cylindriska kåpa 12 ligger i linje med mätanordningens 4 cylinder 8. Ett ben 13 i permanentmagneten 11 är anordnat i linje med mätanordningens 4 kärna 6. Permanentmagnetens 11 ena pol S utgörs av kåpan 12 medan benet 13 bildar dess andra pol N.

Med mätanordningen enligt fig. 2 är det möjligt att bestämma gapets 3 bredd B även vid statiskt förhållande mellan ytorna 1, 2. Med Hall-elementet 9 mätes det statiska magnetfältet ø1, som alstras av permanentmagneten 11 i mät- Styrkan på det statiska fältet ø1 utgör ett mått på avståndet B mellan ytorna 1, anordningen 4. 2 och en motsvarande elektrisk spänningssignal kan uttas från utgången 7 på Hall- elementet 9.

En vidareutveckling av mätanordningen enligt fig. 2 visas i fig. 3. Det med Hall-elementet 9 uppmätta statiska magnetfältet ø1 utbalanseras härvid medelst en spole eller lindning N2, som alstrar ett motriktat magnetfält ø2, summamagnetfältet ø1+(-ø2) så att strävar mot att anta värdet noll.

Detta uppnås genom att signalen på Hall-elementets 9 utgång 7 användes för att åstadkomma en insignal pà ingången 17 till spolen N2, så att denna spole N2 alstrar det önskade mot- 10 15 20 25 iso ßfï» 468 705 5 riktade magnetfältet ø2. Den elektriska insignalens ström- värde utgör därvid ett mått pà avståndet B mellan ytorna 1, 2.

För det fall en inbördes rörelse föreligger mellan ytorna 1, 2 är det fördelaktigt att alstra en alternerande ström, exempelvis så som beskrivs i SE-C 7904903-7 (416 844).

Såsom alternerande fältbildare användes härvid lämpligen två magnetanordningar som är polvända.

Det är även möjligt att utforma magnetanordningen M som en elektromagnet 14 såsom vias i fig. 4. Elektromagneten 14 uppvisar därvid en spole N3, som eventuellt kan vara elektriskt seriekopplad med en pà mätanordningens 4 kärna 6 anordnad hjälpspole N2'. Denna hjälpspole N2' alstrar ett magnetfält som adderas till det motriktade fältet ø2 i bero- ende av storlek och riktning på den matningsström som till- förs elektromagnetens 14 spole N3 via ingången 27. Om matning sker med konstantström sker lämpligen en alternering på ovan angivet sätt.

Med den föreliggande uppfinningen ställes ej några särskilda krav pà magnetisk konduktans hos de material som bildar ytorna 1, 2, utan detta material kan helt anpassas till andra egenskaper som den anordning vari ytorna 1, 2 ingår måste ha. Även om vissa föredragna utföringsformer beskrivits ovan i samband med ritningarna så inser en fackman på området att olika variationer och modifikationer är möjliga utan att uppfinningens idé frángås. Uppfinningen får därför icke anses vara begränsad till de redovisade utföringsformerna, utan även inbegripa andra utföranden som täckes av efterföljande patentkrav.

Claims (12)

10 15 20 25 30 35 468 705 6 PATENTKRAV

1. Förfarande för att medelst reluktansmetoden mäta avståndet mellan malskivor i raffinörer och liknande med tvà varandra motstàende ytor (1, 2) som uppvisar en inbördes relativ rörelse (R), medelst en mätanordning (4) som är anordnad på en kärna (6) i en positionsgivare vid den ena ytan (1), så att det gap (3) som åtskiljer ytorna ingår som en del av mätkretsen och detta gaps bredd (B) utgör det avstånd som skall mätas, k ä n n e t e c k n a t av att den andra (2) av de båda varandra motstàende ytorna (1, 2) förses med en magnetanordning, varmed en aktiv påverkan sker av mätanordningen (4) vid nämnda ena yta (1), genom att i denna mätanordning en elektrisk signal alstras som är representativ för avståndet (B) mellan de båda varandra motstàende ytorna (1, 2).

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k- n a t av att en elektro-motorisk kraft alstras i mätanord- ningen (4) som innefattar en lindning (N1) och amplituden på den från lindningen uttagna elektriska signalen utgör ett mått på avståndet (B) som skall mätas.

3. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k- n a t av att magnetanordningen hos den andra ytan (2) alstrar ett statiskt fält (ø 1) i mätanordningen (4) som innefattar ett Hall-element (9), vilket genererar den elek- triska signalen vars spänning är representativ för uppmätt fältstyrka och därmed för det avstånd (B) som skall mätas.

4. Förfarande enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k- n a t av att det statiska fältet (øl) som mätes av ett Hall- element (9) balanseras med ett inmatat referensfält (ø2), så att fältet genom Hall-elementet blir lika med noll genom att strömmen till det organ (N2) som alstrar referensfältet reg- leras, varvid reglervärdet för strömmen utgör ett mått på det avstånd (B) som skall mätas.

5. Förfarande enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k- n a t av att strömmen till det organ (N2) som alstrar referensfältet (ø2) alterneras för att ge alternerande 10 15 20 25 30 35 468 705 7 referensfält.

6. Förfarande enligt patentkrav 1 och 5, k ä n n e- t e c k n a t av att nämnda aktiva päverkan av mätanord- ningen (4) vid nämnda ena yta (1), sker medelst en elektro- magnet (14) som strömmatas med en konstant ström, vilken alterneras i motsvarighet till den ström som inmatas pà det referensfältalstrande organet (N2, N2').

7. Anordning avsedd för att medelst reluktansmetoden mäta avståndet (B) mellan malskivor i raffinörer och liknande med tvà varandra motstàende ytor (1, 2) som uppvisar en in- bördes relativ rörelse (R), och innefattande en mätanordning (4) som är anordnad pà en kärna (6) i en positionsgivare vid den ena ytan (1), vilken positionsgivare omfattar en cylinder (8) som är förbunden med kärnan och liksom denna utgörs av magnetiskt högpermeabelt material, k ä n n e t e c k n a d av att den andra (2) av de båda varandra motstàende ytorna (1, 2) uppvisar en magnetanordning (M) för att i mätanord- ningen (4) vid nämnda ena yta (1) alstra en elektrisk signal som är representativ för avståndet (B) mellan de båda varandra motstàende ytorna (1, 2).

8. Anordning enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k- n a d av att magnetanordningen (M) utgörs av en elektromag- net (14).

9. Anordning enligt patentkrav 7 eller 8, k ä n n e- t e c k n a d av att mätanordningen är utformad som en lind- ning (N1) vari en elektromotorisk kraft induceras medelst magnetanordningen (M) när de bäda varandra motstàende ytorna (1, 2) rör sig relativt varandra (R), sà att en elektrisk signal är uttagbar frän lindningen, vilken signal har en amplitud vars storlek utgör ett mätt pá det avstånd som skall mätas.

10. Anordning enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k- n a d av att mätanordningen (4) är utformad som ett Hall- element (9) och magnetanordningen (M) uppvisar en form som motsvarar positionsgivarens form och utgörs av en permanent- magnet (ll) vars ena magnetpol (N) är anordnad i linje med positionsgivarens kärna (6), varvid ett statiskt magnet- 10 15 20 25 30 35 468 705 8 fält är mätbart med Hall-elementet, vars elektriska utsignal är representativ för det avstånd som skall mätas.

11. ll. Anordning enligt patentkrav 8 eller 10, k ä n n e- t e c k n a d av en på kärnan (6) anordnad balanseringsspole (N2) för att utbalansera det i Hall-elementet (9) alstrade statiska magnetfältet (øl), varvid den från Hall-elementet uttagna elektriska signalen jämförs med en till balanserings- spolen matad referenssignal och den vid jämförelsen erhållna differenssignalen utgör ett mått pà det avstånd som skall mätas.

12. Anordning enligt något av patentkraven 8, 9 och ll, k ä n n e t e c k n a d av att elektromagneten (14) är matad med en konstant ström och är anordnad att alstra ett alter- nerande magnetfält, varvid två balanseringsspolar (N2, N2') är anordnade på kärnan (6), av vilka den ena balanserings- spolen (N2') är strömmatad från samma källa som elektromag- netens spole (N3).