DE1623263A1 - Magnetischer Dickenmesser fuer Teile aus ferromagnetischen Werkstoffen - Google Patents

Description

• Magnetischer Dickenmesser für Teile aus ferromagnetischen Werkstoffen Die Erfindung betrifft ein Messgerät für die Dicke von Teilen aus ferromagnetischen Warkstoffen, z. B. aus Eisen, Nickel, Kobalt oder aus Legierungen mit diesen Elementen Es sind Dickenmesser bekannt, bei denen der magnetische Fluss eines Dauermagneten durch das zu messende Teil hindurch als Hesswert für die Dicke oder Wandstärke des Teiles benutzt wird. So wird z.B. der magnetische Fluss des Dauermagneten durch das Teil mit einer Hallsonde oder mit einer Feldplatte in an sich bekannter Weise gemessen und daraus die Wandstärke des Teiles bestimmt Der Erfinder hat erkannt, dass es für eine genaue Nessung erforderlich ist, das zu messende Teil magnetisch möglichst hoch zu belasten, also im Bebiet hoher magnetischer Induktion zu arbeiten; sodass das zu messende Teil einen hohen magnetischen Widerstand bildet, gegenüber dem die magnetischen Übergangswiderstände zwischen dem Teil und dem aufgesetzten Messgerät klein sind und die Messung durch ungenaue Auflage nur wenig beeinflusst wird . Auch ist die magnetische Sättigung eines Werkstoffes weniger von der Vorbehandlung desselben abhängig als etwa die Permeabilität bei niederen Induktionen, sodass fast ausschliesslich die Dicke des zu messenden Teiles den Nagnetfluss im Messweg bestimmt Erfindungsgemäss ist bei einem magnetischen Dickenmesser für Teile aus ferromagnetischen Werkstoffen, bei dem der Magnetfluss eines Dauermagneten in einen Messfluss durch das zu messende Teil und in einen Nebenfluss aufgeteilt ist , in welchem sich ein Feldmessorgan befindet, die Stärke des Magnetflusses im Messweg einstellbar. Beim Aufsetzen oder Abheben des Messgerätes wird der Magnetfluss im Messweg ausgeschaltet, sodass das Aufsetzen oder Abheben ohne Haftkraft vor sich geht. Durch einstellen des Nagnetflusses im Nessweg auf bestimmte, von Null verschiedene Werte können erfindungsgemäss auch verschiedene Nesebereiche gebildet werden Die Einstellung des Magnetflusses im Messwg kann erfindungsgemäss durch eine mechanische Verschiebung oder Verdrehung des Dauermagneten erfolgen oder indem ein magnetischer Nebenschluss verändert wird. Erfindungsgemäss kann der magnetische Fluss im Messweg aber auch mittels einer stromdurchflossenen' Wicklung auf bestimmte Werte eingestellt werden Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen 1 und 2 im Schnitt dargestellt. Darin ist mit 1 ein topfförmiges Gehäuse aus Weicheisen bezeichnet, mit@dem@ein Handgriff#2@mittels der Stange 5 verbunden ist. In dem Weicheisentopf ist ein Dauermagnet 4 mit seine Polplatten 5 und 6 aus Weicheisen achsial verschiebbar angeordnet Der Weicheisentopf ist in der unteren Hälfte durch einen Ring 7 aus nichtmagnetischem Werkstoff, z6B. aus Messing, zweiteilig ausgebildet. Mit dem verschiebbaren Dauermagneten 5 ist der Einstellgriff 8 mittels der Schrauben 9 verbunden, die durch Löcher in der Oberseite des Topfes 1 gehen . Nit 10 ist das zu messende Teil, z.B. eine Eisenplatte mit der Dicke d,bezeichnet auf dem das Messgerät aufliegt In der eingeschalteten Stellung von Abbildung 1 nimmt der Fluss des Dauermagneten, dessen Pole mit N und S bezeichnet sind, den gestrichelt dargestellten Verlauf : ein Teil des Flusses geht durch das zu messende Teil 10, ein anderer Teil durch den Nebenschluss, der durch den zweiteiligen Topf 1 gebildet wird . Das Verhältnis der beiden Teilflüsse ist durch die magnetischen Widerstände im Messweg und im Nebenschluss bestimmt, sodass der Fluss im Nebenschluss vom magnetischen Wider. stand des Nessweges abhängig ist Deshalb ist die magnetische Flussdichte im Nebenschluss ein Mass für die Dicke d des zu messenden Teile-s -. Diese Flussdichte im Neben@ schluss wird mit Hilfe eines an sich bekannten Feldmessorganes, z.B. mit einer Hallsonde oder mit einer Feldplatte,gemessen . Mit 11 ist eine solche Feldplatta bezeichnet , die in einer Aussparung des unmagnetischen Ringes 7 angeordnet ist und deren feldabhängiger Widerstand mit -einer Brückenschaltung 12 gemessen wird . Die Speisespannung für die Messbrücke kann erfindungsgemäss mit einem Schalter 13 erts dann eingeschaltet sein, wenn das Gerät durch Herabdrücken des Einstellgiffes 8 in Messstellung ist ; ein Stromverbrauch in ausgeschaltetem Zustand wird dadurch vermieden. Mit 14 ist der magnetische Fluss im Messweg , mit 15 der im Nebenschluss bezeichnet Abbildung 2 zeigt das Messgerät in ausgeschalteter Stellung. Durch Verschieben des, Dauermagneten in das Innere des Weicheisentopfes stehen seine Polplatten nur noch mit dem oberen Teil desselben in Verbindung, sodass der Nagnetfluss den durch die gestrichelten Linien, 16 und 17 dargestellten Weg nimmt. An der Aussenfläche des#Topfes treten keine Flusslinien aus, sodass das Messgerät ohne Haftkraft von dem zu messenden Teil abgehoben oder auf ein solches aufgesetzt werden kann ; beim Hochziehen des Einstellgriffes schaltet der Schalter 13 die Batterie der Messbrücke aus Durch einen in der Abbildung nicht dargestellten Anschlag kann die Verschiebung des Dauermagnetn so begrenzt werden, dass beim Verschieben in Nessstellung nicht der volle Fluss im Messweg erreicht wird , sondern nur ein einstellbarer Teil desselben. Dadurch kann die Empfindlichkeit und damit der Messbereich des Gerätes auf verschiedene Dicken der zu messenden Teile eingestellt werden Eine andere Ausführung der Erfindung ist in Abbildung 3 dargestellt. Bei dieser Ausführung wird der Magnetfluss im Messweg nicht durch Bewegen des Dauermagnetn, sondern durch Beeinflussen der Flussverteilung mittels einer stromdurchflossenen Wicklung eingestellt.
• In einem Weicheisentopf 18 ist ein achsial magnetisierter Dauermagnet 19 mit einem Polstück 20 angeordnet . Das Polstück 20 besteht aus Weicheisen mit möglichst hoher magnetischer Sättigung, z. B. aus einer Eisen - Kobalt - Legierung mit 20 bis 60 % Kobalt und einer Sättigungs magnetisierung von mehr als 22000 Gauss . Das Polstück 20 pesitzt einen Rand , der mit dem Topf 18 einen Luftspalt 21 bildet, in dem ein Feldmessorgan 22 angeordnet ist, das mit einer Nessbrücke 23 verbunden ist . Auf dem Pol 20 ist eine Wicklung 24 angeordnet. Mit 25 ist der magnetische Xessfluss , mit 26 der magnetische Fluss durch den 1ebenschluss21 bezeichnet. Der Nessfluss verläuft durch das zu messende Teil 27 und ist daher vom magnetische0 Widerstand desselben und damit von seiner Dicke abhängig. Zum Aussalten und Abheben oder Aufsetzen des Gerätes kann ein elektrischer Strom aus der Stromquelle 28 mit dem Schalter 29 eingeschaltet werden. Die Stärke des Stromes wird dabei so gewählt, dass der Magnetfluss 25 aus dem zu messenden Teil ganz oder teilweise verdrängt wird und nur noch über den Nebenschluss 21 verläuft. Im ersten Falle kann das Gerät ohne Haftkraft abgehoben oder aufgesetzt werden, im zweiten Falle kann ein bestimmter Messbereich eingestellt werden Die Bedeutung der Erfindung für die Messung von Wanddicken ferromagnetischer Teile geht daraus hervor , dass die Haftkraft des Gerätes bei Eisenteilen von 5-bis 10 mm Dicke wegen des hohen , zur Sättigung erforderlichen Flusses mehr als 100 Kilopond betragen kann , sodass ein Abheben ohne Ausschalten des Magnetflusses im Messweg überhaupt nicht möglich wäre.
• Der magnetische Fluss im Messweg als Mass für die Dicke eines Teiles kann auch in jeder anderen , bekannten Weise gemessen werden, zum Beispiel mit einer um den Messfluss liegenden Spule, die an einen Flussmesser angeschlossen ist Die Form der Polfläche der erfindungsgemässen Dickenmesser kann der Form der zu messenden Teile angepasst sein , zum beispiel dem Innen- und Aussenprofil von Rohren, Behaltern,Schiffswänden usw.
• Da das erfindungsgemässe Messgerät mit einer hohen Sättigung des zu messenden Teiles arbeitet , kann ein gewisser magnetischer Ubergangswiderstand durch einen Luftspalt zwischen dem Gerät und dem zu messenden Teil bestehen. Erfindungsgemäss können z,B. zu messende Bänder oder Rohre in einem kleinen, konstanten Abstand an der Messfläche des Gerätes vorbeigeführt werden, ohne dieselbe zu berühren; hierdurch wird eine kontinuierliche Messung ermöglicht, ohne dass dabei ein Verschleiss der Nessfläche auftreten kann

Claims (9)

Patentansprüche.

1) Magnetischer Dickenmesser für Teile aus ferromagnetischen Werkstoffen, bei dem der Magnetfluss eines Dauermagneten in einen Messfluss durch das zu messende Teil und in einen Nebenfluss aufgeteilt ist , dadurch gekennzeichnet, dass -die Stärke des Magnetflusses im Messweg einstellbar ist

2) Magnetischer Dickenmesser nach Anspruch 1 , dadurch gekeiinzeichnet, dass der Magnetfluss im Nessweg durch eine mechanische Verschiebung oder Verdrehung des Dauermagneten einstellbar ist ^

3) Magnetischer Dickenmesser nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeich- -net , dass der Magnetfluss im Messweg durch mechanische verschiebung oder Verdrehung eines Nebenschlusses einstellbar ist

4) Magnetischer Dickenmesser nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass der magnetische Fluss im Messweg durch eine stromdurchflossene Wicklung einstellbar ist

5) Magnetischer Dickenmesser nach Anspruch 1 bis 4,, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Fluss im Messweg ganz aufgehoben wird, sodass ein leiohtes Aufsetzen und Abheben des Dickenmessers von der Messfläche möglich ist

6) Magnetischer Dickenmesser nach Anspruch 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Fluss im Messweg einstellbar ist um verschiedene Messbereiche der Dicke zu erhalten

7) Magnetischer Dickenmesser nach Anspruch 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Feldstärke in einen Nebenschlussluftspalt als Mass für die Dicke der zu messenden Teile dient

8) Magnetischer Dickenmesser nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet , dass die magnetische Feldstärke im Nebenschlussluftspalt mit einer Hallsonde oder einer Feldplatte gemessen wird.

9) Magnetischer Dickenmesser nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufsetzen und Abheben desselben auf ein zu messendes Teil ein Schalter betätigt. wird, , der die Stromversorgung des Feldmessorganes schaltet 10) Magnetischer Dickenmesser nach Anspruch 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet , dass der magnetische Fluss durch das zu messende Teil als Mass für seine Dicke dient 11) plIagnetischer.Dickenmesser nach Anspruch 1o , dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Fluss mit einem Flussmesser gemessen wird 12) Magnetis-cher Dickenmesser nach Anspruch 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass er bei der kontinuierlichen Messung von Bändern , Blechen oder Rohren in einem konstanten Abstand von der Messfläche angeordnet ist, ohne diese zu berühren 13) Magnetischer Dickenmesser nach Anspruch 1 bis 12 , dadurch gekennzeichnet, dass seine Polfläche der iorm der zu messenden Teile angepasst ist 14) Magnetischer Dickenmesser nach Anspruch 1 bis 13 , dadurch gekennzeichnet, dass seine Polstücke ganz oder teilweise aus einem Werkstoff mit höherer magnetischer Sättigung als Eisen, insbesonders aus einer Legierung von Eisen-mit 2o bis 60 % Kobalt, besteht