DE3017577C2 - Detektor zur berührungsfreien, magnetischen Überwachung des Vorhandenseins oder Fehlens eines Gegenstandes - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Detektor zur berührungsfreien, magnetischen Überwachung des Vorhandenseins oder Fehlens eines Gegenstandes, mit einem Kern, um den ein elektrisch leitender Draht mit anorganischer, elektrisch isolierender Beschichtung gewickelt ist, mit einem den Kern aufnehmenden, nach außen dicht verschlossenen Gehäuse und mit aus dem Gehäuse herausgeführten Anschlüssen für den elektrisch leitenden Draht.
• Für die Überwachung auf das Vorhandensein oder Fehlen eines eine hohe Temperatur aufweisenden oder sich in heißer Umgebung befindenden Gegenstandes oder Fluides sind Meßgeräte erforderlich, die eine ausreichende Hitzebeständigkeit haben. Derartige Hitzebeständigkeitseigenschaften sind auch für Meßspulen erforderlich, die in heißer Umgebung benutzt werden, etwa Detektoren zur Mesung der Bewegung von Turbinenschaufeln.
• Aus der GB-PS 10 40 693 ist ein elektromagnetischer Annäherungsdetektor bekannt, dessen aktiver Meßkopf in ein flammensicheres Gehäuse aus Nichteisenmetall eingeschlossen ist. Da jedoch Nichteisenmetall ein guter Wärmeleiter ist, kann außerhalb des Detektors auftretende Hitze ungehindert in seinen Innenraum übertragen werden und direkt auf die dort befindlichen Bauteile einwirken, was zu deren Zerstörung führen kann.
• Bei einem Temperatur-Schutzgefäß gemäß der DE-OS 25 09 787 ist ein Wassergefäß, das mit einer oder mehreren Dampfaustrittsöffnungen versehen ist, thermisch leitend mit einem Schutzraum verbunden und in einem wärmeisolierenden Behälter angeordnet, wobei der Schutzraum so dimensioniert ist, daß ein Dewar-Gefäß Aufnahme findet, in dessen Nutzraum eine Meßeinrichtung eingebaut werden kann. Nachteilig an einem solchen Schutzgefäß ist deren große Bauform sowie die Verwendung eines Wassergefäßes, so daß eine solche Anordnung für einen Meßdetektor nicht in Frage kommt.
• Gemäß der DE-OS 20 27 488 wird in Detektoren, die einer Temperatur von bis zu 500°C ausgesetzt werden, Draht mit einer bis zu 500°C aushaltenden Isolierung verwendet. Hierbei ist es jedoch von Nachteil, daß nur der Spulendraht gegen höhere Temperaturen geschützt ist, allerdings auch nur bis 500°C, während andere temperaturempfindliche Bauteile bei dieser Anordnung ungeschützt bleiben. Außerdem ist Draht mit einer Isolierung für hohe Temperaturen teuer.
• Ein weiteres Problem ist die Oxidation bestimmter Bauteile wie der Spulendraht innerhalb eines Detektors, durch die die Lebensdauer des Detektors herabgesetzt wird.
• Aus der DE-PS 8 22 169 und der DE-AS 11 11 706 sind Gehäuse für Instrumente oder elektrische Bauteile wie Relais bekannt, die gekapselt und zur Vermeidung von Oxidationserscheinungen evakuiert sind. Bei einem Magnetfeld-Detektor gemäß der US-PS 33 49 323 werden Reed-Relais verwendet, deren Gehäuse nicht evakuiert, sondern zur Vermeidung der Abnutzung und der Oxidation der Kontakte mit einem inerten Gas wie z. B. Helium gefüllt sind. Nachteil dieser Anordnungen ist jedoch deren mangelnde Hitzebeständigkeit.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Detektor mit guter Haltbarkeit und guter Hitzebeständigkeit zu schaffen, dessen Hitzebeständigkeitseigenschaften konstant bleiben und bei dem keine Oxidation des Spulendrahtes eintritt.
• Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein Detektor gemäß Kennzeichen des Patentanspruchs 1.
• Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Spulendraht sowohl gegenüber der Innenwand des Gehäuses als auch gegenüber der Oberfläche des Kerns vollständig isoliert ist. Denn hohe Temperaturen können sowohl aus der Umgebung über das Gehäuse als auch vom zu überwachenden Gegenstand über den Kern auf den Spulendraht übertragen werden. Das wird jedoch durch die erfindungsgemäße Anordnung der keramischen Isoliermembran und Isolierbeschichtung verhindert.
• Da jedoch Keramiksubstanzen stark hygroskopisch sind, muß das Innere des Detektorgehäuses evakuiert sein, da nur dann der keramische Isolierstoff die sehr guten Isoliereigenschaften aufweist und außerdem eine Oxidation des Spulendrahtes verhindert wird. Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen wird dem Detektor eine hervorragende Lebensdauer verliehen.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform erläutert.
• Der Detektor hat eine zylindrische Buchse 1 aus nicht-magnetischem Material und weist an seiner gesamten inneren Umfangsfläche eine elektrisch isolierende Membran 2 auf, die durch eine Beschichtung mit isolierendem Keramikmaterial, das im wesentlichen aus anorganischen Silikaten besteht, hergestellt wurde. Das äußere Ende 4 eines Kerns 3 aus magnetischem Material erstreckt sich durch einen Flansch 5 nach außen, der als Verschluß am offenen Ende der Buchse 1 befestigt ist. Die gesamte äußere Umfangsfläche des Kerns 3, die Innenfläche des Flansches 5 und die Innenfläche des mit dem Kern 3 verbundenen Flansches 6 sind ebenfalls von einer elektrisch isolierenden Membran 7 umgeben bzw. mit ihr bedeckt, die durch Beschichtung mit einem isolierenden Keramikmaterial hergestellt wurde. Der Flansch 6 besteht gegebenenfalls aus dem gleichen Material wie der Kern 3 und kann einstückig mit diesem ausgebildet sein. Um den Kern 3 ist eine Spule 8 aus leitfähigem Draht gewickelt, der vorzugsweise mit einem Isolierlack, etwa einem anorganischen, elektrisch isolierendem Material, beispielsweise einem wärmebeständigen Keramikmaterial beschichtet ist. An der Außenseite des Flansches 6 ist ein Magnet 9 zur Erzeugung eines Magnetfeldes befestigt. Mit Hilfe von Glas 11 sind an einem Anschlußkörper 10 Anschlußstifte 12 befestigt, die sich durch den Anschlußkörper hindurcherstrecken, der als Verschluß am anderen Ende der Buchse 1 befestigt ist. Die Leitungsenden 13 der Spule 8 sind jeweils an den Anschlußstiften 12 befestigt. Zum Evakuieren des durch die Buchse 1, den Flansch 5 und den Anschlußkörper 10 gebildeten Raums 15 ist eine Durchgangsbohrung 14 vorgesehen, die nach dem Evakuieren und Abdichten des Raums 15 gegenüber der Umgebungsluft verschlossen wird, beispielsweise durch Schweißung. Der Flansch 5 und der Anschlußkörper 10 bestehen vorzugsweise aus dem gleichen nicht-magnetischen Material wie die Buchse 1.

Claims (4)

1. Detektor zur berührungsfreien, magnetischen Überwachung des Vorhandenseins oder Fehlens eines Gegenstandes, mit einem Kern, um den ein elektrisch leitender Draht mit anorganischer, elektrisch isolierender Beschichtung gewickelt ist, mit einem den Kern aufnehmenden, nach außen dicht verschlossenen Gehäuse und mit aus dem Gehäuse herausgeführten Anschlüssen für den elektrisch leitenden Draht, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwand des Gehäuses (1) sowie auf der Oberfläche des Kerns (3) eine isolierende Membran (2, 7) gebildet ist, wobei die anorganische elektrische Isolierbeschichtung (7) und die Isoliermembran (2) keramische Isolierstoffe sind, die im wesentlichen aus anorganischen Silikaten bestehen, und daß das Innere des Gehäuses (1) evakuiert ist.

2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) zylindrisch ist und an einer Seite einen Anschlußkörper (10) aufweist, durch den sich Anschlußstifte (12) erstrecken, die an die Leitungsenden (13) des leitfähigen Drahtes angeschlossen sind, und daß am anderen Ende des zylindrischen Gehäuses (1) eine Abdeckung (5) mit einer Durchgangsbohrung vorgesehen ist, in der das äußere Ende des Kerns (4) sitzt.

3. Detektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (5) und der Anschlußkörper (10) passend in das Gehäuse (1) eingesetzt und durch über ihren gesamten Umfang verlaufende Ringschweißnähte (21, 22) mit dem Gehäuse (1) verbunden sind.

4. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) eine Evakuierbohrung (14) aufweist, die nach dem Evakuieren verschlossen wird.