DE102016221289A1

DE102016221289A1 - Sensor for detecting iron-metal contaminants of a fluid

Info

Publication number: DE102016221289A1
Application number: DE102016221289.3A
Authority: DE
Inventors: Peter Thierbach; Christian Solf; Peter STROHM; Adrian Renninger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-08-18
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2018-02-22

Abstract

Der erfindungsgemäße Sensor zum Erfassen eisenmetallischer Partikel in einem Fluid beinhaltet zwei Spulen sowie einen Magneten, dessen magnetisches Feld auf ein Volumen wirkt, das mit einem flüssigen Medium, insbesondere einem Hydraulikfluid, fluidisch kommunizierend verbunden ist. Der Magnet ist so angeordnet, dass die Kraftwirkung seines magnetischen Feldes eine Anreicherung von eisenmetallischen Partikeln in einer Anreicherungszone bewirkt. Eine Spule dient der induktiven Erfassung der Anreicherung von Partikeln in der Anreicherungszone. Sie ist dazu so angeordnet, dass ihre Induktivität durch in der Anreicherungszone angereicherte eisenmetallische Partikel messbar beeinflusst wird. Die zweite Spule ist derart angerordnet, dass ihre Induktivität durch in der Anreicherungszone angereicherte eisenmetallische Partikel nicht oder kaum beeinflusst wird. Beide Spulen sind in einer Schaltung nach Art einer Differentialdrossel elektrisch verschaltet.The sensor according to the invention for detecting iron-metal particles in a fluid includes two coils and a magnet whose magnetic field acts on a volume which is fluidically communicating with a liquid medium, in particular a hydraulic fluid. The magnet is arranged so that the force of its magnetic field causes an enrichment of iron-metal particles in an enrichment zone. A coil is used for the inductive detection of the accumulation of particles in the enrichment zone. It is arranged so that its inductance is measurably influenced by enriched in the enrichment zone iron-metal particles. The second coil is arranged such that its inductance is not or hardly influenced by enriched in the enrichment zone iron-metal particles. Both coils are electrically connected in a circuit in the manner of a differential throttle.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor zum Erfassen der Verunreinigung eines in einem Strömungskanal fließenden Fluids mit Metallpartikeln. The invention relates to a sensor for detecting the contamination of a fluid flowing in a flow channel with metal particles.

In der Ölhydraulik tritt das Problem auf, dass Metallpartikel, die zum einen von der Bearbeitung der hydraulischen Komponenten verblieben, zum anderen durch Verschleiß der hydraulischen Komponenten entstanden sind, das Hydraulikfluid verunreinigen. Diese Metallpartikel können sich in Spalten von Pumpen, Ventilen, Zylindern oder anderen hydraulischen Komponenten festsetzen und verursachen einen erhöhten Verschleiß oder sind Ursache für Beschädigungen oder Fehlfunktionen einer Anlage. In oil hydraulics, the problem arises that metal particles that have remained on the one hand from the processing of the hydraulic components, on the other hand, caused by wear of the hydraulic components that contaminate hydraulic fluid. These metal particles can settle in gaps of pumps, valves, cylinders or other hydraulic components and cause increased wear or cause damage or malfunction of a system.

Neben dem routinemäßigen Einsatz von Filtern sind eine Reihe von Sensoren entwickelt worden, um Verunreinigungen der Hydraulikfluide zu erkennen. Solche Verschmutzungssensoren sind zum Beispiel in offenen und geschlossenen hydraulischen Kreisläufen einsetzbar. In addition to the routine use of filters, a number of sensors have been developed to detect contaminants in the hydraulic fluids. Such pollution sensors can be used, for example, in open and closed hydraulic circuits.

Ein solcher gattungsgemäßer Verschmutzungssensor ist beispielsweise aus der Veröffentlichung DE 19731458 C1 bekannt. In dieser Schrift ist ein Verschmutzungssensor, der zum Erfassen der Verunreinigung eines Fluids, insbesondere eines Hydraulikfluids dient, beschrieben. Dieser Verschmutzungssensor besteht aus einem Gehäuse in dem ein Magnet angeordnet ist. Der Magnet ist durch einen Isolationskörper von dem den Sensor umgebenden Gehäuse getrennt. Der Magnet bildet einen elektrischen Pol des Sensors, das Gehäuse des Sensors bildet einen zweiten Pol des Sensors. Der Magnet ragt in den Strömungskanal des Fluids hinein. Sobald die angesammelten Eisenmetallpartikel des strömenden Fluids den Isolationskörper an der in den Strömungskanal ragenden Stirnfläche überbrücken, ändert sich der elektrische Widerstand zwischen den Polen des elektrischen Anschlusses des Sensors. Solch ein Sensor ist einfach aufgebaut, liefert jedoch nur ein binäres Ausgangssignal, wenn die Verschmutzung einen Wert überschritten hat. Die Schaltschwelle ist nicht präzise und nicht reproduzierbar. Such a generic pollution sensor is for example from the publication DE 19731458 C1 known. In this document, a pollution sensor, which is for detecting the contamination of a fluid, in particular a hydraulic fluid, is described. This pollution sensor consists of a housing in which a magnet is arranged. The magnet is separated from the housing surrounding the sensor by an insulating body. The magnet forms an electrical pole of the sensor, the housing of the sensor forms a second pole of the sensor. The magnet protrudes into the flow channel of the fluid. As soon as the accumulated iron metal particles of the flowing fluid bridge the insulating body at the end face projecting into the flow channel, the electrical resistance between the poles of the electrical terminal of the sensor changes. Such a sensor is simple in construction, but provides only a binary output when the pollution has exceeded a value. The switching threshold is not precise and not reproducible.

Weitere aus DE 4205344 A1 und DE 3612573 A1 bekannte Partikelsensoren nutzen die physikalische Eigenschaft, dass sich die Induktivität einer Spule bei Einbringen von ferromagnetischen Material in den Spulenkern oder dessen Umgebung verändert. Die besagte Spule ist dann Teil eines Resonanzschwingkreises bzw. eines analogen Filters in Form eines Bandpasses. Ein Magnet, der in den Fluidkanal eingebracht wird, sammelt die eisenmetallischen Partikel an einer Auffangfläche. Die Spule wird in der Nähe des Magneten angebracht. Durch das Ansammeln der eisenmetallischen Partikel an der Auffangfläche des Permanentmagneten ändert sich die Permeabilität im Kern der Spule und damit die Induktivität der Spule. Dies wiederum bewirkt eine Veränderung der Resonanzfrequenz des Schwingkreises bzw. der Mittenfrequenz des Bandpasses. Durch Periodendauermessung bzw. Vergleich mit einer Referenzfrequenz kann die Menge des angesammelten ferromagnetischen Materials detektiert und ausgewertet werden. Ein Nachteil dieses Stands der Technik besteht darin, dass aufwändige Auswerteschaltungen, die insbesondere mit u-Controllern und speziellen Algorithmen umgesetzt werden, erforderlich sind. Da Induktivität und Widerstand der Detektorspule frequenzbestimmende Größen des Schwingkreises bzw. des Bandpasses sind, die sich mit der Fluidtemperatur auch bereits ohne eisenmetallische Ablagerungen am Magneten ändern, sind zusätzlich aufwändige Maßnahmen für eine Temperaturkompensation erforderlich und in den oben genannten Veröffentlichungen beschrieben. More out DE 4205344 A1 and DE 3612573 A1 known particle sensors use the physical property that changes the inductance of a coil when introducing ferromagnetic material in the coil core or its surroundings. The said coil is then part of a resonant circuit or of an analog filter in the form of a bandpass filter. A magnet, which is introduced into the fluid channel, collects the iron-metal particles on a collecting surface. The coil is placed near the magnet. Due to the accumulation of the iron-metal particles on the collecting surface of the permanent magnet, the permeability in the core of the coil and thus the inductance of the coil changes. This in turn causes a change in the resonant frequency of the resonant circuit or the center frequency of the bandpass. By period measurement or comparison with a reference frequency, the amount of accumulated ferromagnetic material can be detected and evaluated. A disadvantage of this prior art is that elaborate evaluation circuits, which are implemented in particular with u-controllers and special algorithms, are required. Since inductance and resistance of the detector coil are frequency-determining variables of the resonant circuit or of the bandpass, which already change with the fluid temperature even without iron-metal deposits on the magnet, complex measures for temperature compensation are additionally required and described in the abovementioned publications.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist deshalb, einen insbesondere hinsichtlich der Auswertbarkeit verbesserten Sensor zum Erfassen eisenmetallischer Partikel in einem Fluid anzugeben. The object of the present invention is therefore to specify a sensor, which is improved in particular in terms of evaluability, for detecting iron-metal particles in a fluid.

Diese Aufgabe wird mit einem Sensor nach Anspruch 1 gelöst. This object is achieved with a sensor according to claim 1.

Der erfindungsgemäße Sensor zum Erfassen eisenmetallischer Partikel in einem Fluid beinhaltet zwei Spulen sowie einen Magneten, dessen magnetisches Feld auf ein Volumen wirkt, das mit einem flüssigen Medium, insbesondere einem Hydraulikfluid, fluidisch kommunizierend verbunden ist. Der Magnet ist so angeordnet, dass die Kraftwirkung seines magnetischen Feldes eine Anreicherung von eisenmetallischen Partikeln in einer Anreicherungszone bewirkt. Eine Spule dient der induktiven Erfassung der eisenmetallischen Partikel in der Anreicherungszone. Sie ist dazu so angeordnet, dass ihre Induktivität durch in der Anreicherungszone angereicherte eisenmetallische Partikel messbar beeinflusst wird. Die zweite Spule ist derart angerordnet, dass ihre Induktivität durch in der Anreicherungszone angereicherte eisenmetallische Partikel nicht oder kaum beeinflusst wird. Beide Spulen haben im Wesentlichen die gleiche Windungszahl und weisen zwei Endanschlüsse und einen gemeinsamen mittleren Anschluss auf. Diese Verschaltung zweier Spulen wird üblicherweise als Differentialdrossel bezeichnet. Diese Schaltung reagiert besonders empfindlich auf eine Anreicherung von Partikeln und erlaubt eine, der Anreicherung von Partikeln proportionale Signalerzeugung. Die Schaltung liefert ein Differenzspannungssignal, welches besonders einfach weiterverarbeitet werden kann. Eine Anreicherung von Partikeln in der Anreicherungszone kann wie ein Einbringen besagter Partikel in eine Luftspule angesehen werden und ist durch den geschickten Einsatz des Differentialdrosselmessprinzips sehr gut auswertbar. The sensor according to the invention for detecting iron-metal particles in a fluid includes two coils and a magnet whose magnetic field acts on a volume which is fluidically communicating with a liquid medium, in particular a hydraulic fluid. The magnet is arranged so that the force of its magnetic field causes an enrichment of iron-metal particles in an enrichment zone. A coil is used for inductive detection of the iron-metal particles in the enrichment zone. It is arranged so that its inductance is measurably influenced by enriched in the enrichment zone iron-metal particles. The second coil is arranged such that its inductance is not or hardly influenced by enriched in the enrichment zone iron-metal particles. Both coils have substantially the same number of turns and have two end connections and a common middle connection. This interconnection of two coils is commonly referred to as a differential reactor. This circuit is particularly sensitive to the accumulation of particles and allows a, the accumulation of particles proportional signal generation. The circuit provides a differential voltage signal, which can be processed particularly easily. An accumulation of particles in the enrichment zone can be considered as an introduction of said particles into an air coil and can be evaluated very well by the clever use of the differential throttle measurement principle.

Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous developments of the present invention are the subject of the dependent claims.

Beide Spulen sind gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung räumlich derart benachbart angeordnet, dass sich physikalische Einflüsse, insbesondere Umgebungstemperatur oder äußere Felder, auf die Induktivität der Spulen entsprechen. Das Differentialdrosselmessprinzip erweist sich hierbei als sehr günstig, weil sich Änderungen der Temperatur des Fluids oder der Umgebung, sowie Einflüsse durch äußere Felder auf beide Spulen nahezu gleich auswirken und somit keinen Anteil zum Differenzsignal am mittleren Anschluss der Differentialdrossel beitragen. Gegenüber dem bisher bekannten Stand der Technik ist insbesondere keine zusätzliche aufwändige Temperaturkompensation des Sensorsignals mehr erforderlich. According to a particularly preferred embodiment of the invention, both coils are arranged spatially adjacent to one another such that physical influences, in particular ambient temperature or external fields, correspond to the inductance of the coils. The Differentialdrosselmessprinzip proves to be very favorable, because changes in the temperature of the fluid or the environment, as well as influences by external fields on both coils affect almost the same and thus contribute no share to the differential signal at the central terminal of the differential throttle. In contrast to the previously known state of the art, no additional complex temperature compensation of the sensor signal is required in particular.

Erwähnt sei, dass die magnetische Sättigung des Magneten bevorzugt so groß ist, dass er keine Wirkung im Sinne eines Messkerns, beim Eintauchen in eine Spule zeigt. Damit ist sein Einfluss auf die Induktivität der Spulen vernachlässigbar. It should be mentioned that the magnetic saturation of the magnet is preferably so great that it has no effect in the sense of a measuring core when immersed in a coil. Thus its influence on the inductance of the coils is negligible.

Einen erfindungsgemäßen Sensor kann man sehr platzsparend bauen, indem man die beiden Spulen axial benachbart, zueinander koaxial anordnet und die Magnetachse des Magneten zumindest bezüglich der Achse einer Spule, insbesondere bezüglich der Achse beider Spulen, koaxial angeordnet ist. A sensor according to the invention can be built very compactly by arranging the two coils axially adjacent to each other coaxially and the magnetic axis of the magnet is arranged coaxially at least with respect to the axis of a coil, in particular with respect to the axis of both coils.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Sensors besteht der Sensor aus einem hülsenförmigen Abschnitt aus magnetisch nicht leitfähigem Material mit einer Aufnahmeausnehmung, in die der Magnet aufgenommen ist. Die beiden Spulen sind dabei koaxial auf dem hülsenförmigen Abschnitt angeordnet. In a particularly preferred embodiment of the sensor, the sensor consists of a sleeve-shaped section of magnetically non-conductive material with a receiving recess into which the magnet is received. The two coils are arranged coaxially on the sleeve-shaped portion.

Die axiale Lage des Magneten zu den beiden Spulen muss dabei nicht genau mittig sein, da wie erwähnt der Einfluss auf die Induktivität der Spulen vernachlässigbar ist und deshalb ein leichter axialer Versatz zwischen Magnet und Spulen noch kein Messsignal verursacht. Dies erlaubt verschiedene Ausführungen der Anordnung von Magnet und Spulen. The axial position of the magnet to the two coils does not have to be exactly centered because, as mentioned, the influence on the inductance of the coils is negligible and therefore a slight axial offset between the magnet and the coils does not yet cause a measurement signal. This allows various embodiments of the arrangement of magnet and coils.

In einer Ausführung des Sensors schließt der Magnet axial bündig mit wenigstens einer, der beiden auf dem hülsenförmigen Abschnitt angeordneten Spulen, ab. In one embodiment of the sensor, the magnet terminates axially flush with at least one of the two coils arranged on the sleeve-shaped section.

In einer weiteren geeigneten Ausführung ragt der Magnet in Axialrichtung über die beiden auf dem hülsenförmigen Abschnitt angeordneten Spulen hinaus. In a further suitable embodiment, the magnet projects beyond the two coils arranged on the sleeve-shaped section in the axial direction.

In einer weiteren geeigneten Ausführung des Sensors ragt wenigstens eine der beiden, auf dem hülsenförmigen Abschnitt angeordneten, Spulen in Axialrichtung über den Magneten heraus. In a further suitable embodiment of the sensor, at least one of the two coils arranged on the sleeve-shaped section protrudes beyond the magnet in the axial direction.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Sensors verschließt eine Verschlussscheibe aus magnetisch leitfähigem Material die dem Fluid zugewandte Öffnung der Aufnahmeausnehmung des hülsenförmigen Abschnitts und begrenzt mit ihrer dem Fluid zugewandten Seite die Anreicherungszone. In a particularly preferred embodiment of the sensor, a closure disk of magnetically conductive material closes the fluid-facing opening of the receiving recess of the sleeve-shaped section and delimits the enrichment zone with its side facing the fluid.

In einer Ausführungsform des Sensors, die insbesondere zum Einbringen in eine hydraulische Verrohrung geeignet ist, geht der hülsenförmige Abschnitt in ein Rohrstück mit einer radialen Öffnung über, so dass die radiale Öffnung des Rohrstücks durch die Verschlussscheibe verschlossen ist. In one embodiment of the sensor, which is particularly suitable for introduction into a hydraulic piping, the sleeve-shaped section merges into a pipe section with a radial opening, so that the radial opening of the pipe section is closed by the closure disk.

In einer weiteren Ausführungsform des Sensors, die insbesondere zum Einschrauben in einen hydraulischen Steuerblock geeignet ist, ist der hülsenförmige Abschnitt axial mit einem zylindrischen Anschlussstutzen verbunden, und die dem hülsenförmigen Abschnitt zugewandte Öffnung des Anschlussstutzens ist durch die Verschlussscheibe aus magnetisch leitfähigem Material verschlossen. Auch hier begrenzt die Verschlussscheibe mit ihrer dem Fluid zugewandten Seite die Anreicherungszone. Der Gewindeabschnitt des zylindrischen Anschlussstutzens wird in den hydraulischen Steuerblock eingeschraubt. In a further embodiment of the sensor, which is suitable in particular for screwing into a hydraulic control block, the sleeve-shaped portion is axially connected to a cylindrical connecting piece, and the sleeve-shaped portion facing opening of the connection piece is closed by the closure disk of magnetically conductive material. Here as well, the closure disk with its side facing the fluid limits the enrichment zone. The threaded portion of the cylindrical connecting piece is screwed into the hydraulic control block.

In einer dritten Ausführungsform, die zum Anschrauben an einen hydraulischen Steuerblock geeignet ist, ist der zylindrische Anschlussstutzen mit einem Flanschabschnitt versehen. Der Flanschabschnitt wird an den hydraulischen Steuerblock angeschraubt. In a third embodiment, which is suitable for screwing on a hydraulic control block, the cylindrical connecting piece is provided with a flange portion. The flange section is screwed to the hydraulic control block.

Der Sensor wird in einer vorteilhaften Ausbildung um eine Auswerteschaltung ergänzt, die die nach Art einer Differentialdrossel verschalteten Spulen des Sensors mit Referenzwiderständen zu einer Brückenschaltung erweitert, vorzugsweise einer Maxwell-Viertelbrücke. Besagte Auswerteschaltung beinhaltet vorzugsweise auch einen Trägerfrequenzgenerator, der die Brückenschaltung speist, und an der Brückenschaltung gebildete Messsignalabgriffe an denen eine, der Induktivitätsdifferenz der beiden Spulen entsprechende Spannungsdifferenz erhalten wird. Dies ist eine einfache, an sich bekannte Auswerteschaltung, die aber in der erfindungsgemäßen Verwendung ein sehr einfach handhabbares und empfindliches Nutzsignal für die proportionale Detektion der Partikel bereitstellt. In an advantageous embodiment, the sensor is supplemented by an evaluation circuit which expands the coils of the sensor connected in the manner of a differential inductor with reference resistors to form a bridge circuit, preferably a Maxwell quarter bridge. Said evaluation circuit preferably also includes a carrier frequency generator which feeds the bridge circuit, and measuring signal taps formed on the bridge circuit at which a voltage difference corresponding to the inductance difference of the two coils is obtained. This is a simple, known per se evaluation circuit, but in the inventive use provides a very easy to handle and sensitive useful signal for the proportional detection of the particles.

Begründet durch die Tatsache, dass magnetische Wechselfelder eine bestimmte Eindringtiefe in magnetisch leitende Materialien haben, welche von der Permeabilität des Materials und der Frequenz des Wechselfeldes abhängt, ist es weiterhin durch Frequenzumschaltung des Trägerfrequenzgenerators möglich, bei verunreinigtem Fluid zwischen groben und feinen eisenmetallischen Partikeln zu unterscheiden. Due to the fact that alternating magnetic fields have a certain depth of penetration into magnetically conductive materials, which depends on the permeability of the material and the Frequency of the alternating field depends, it is also possible by frequency switching of the carrier frequency generator to differentiate between coarse and fine iron-metal particles in contaminated fluid.

Die Auswerteschaltung wird in einer vorteilhaften Ausbildung dahingehend erweitert, dass sowohl ein Speisesignal als auch ein Messsignal der Brückenschaltung einem Gleichrichter, insbesondere einem getakteten Gleichrichter und anschließend einem Tiefpass zugeführt wird, wobei das hinter dem Tiefpass erhaltene Nutzsignal in Analogie zur Auslenkung eines Messkerns in einem Wegmesssystem hier nun der Menge der in der Anreicherungszone angereicherten eisenmetallischen Partikeln entspricht. The evaluation circuit is extended in an advantageous embodiment to the effect that both a feed signal and a measurement signal of the bridge circuit is fed to a rectifier, in particular a clocked rectifier and then a low-pass filter, wherein the useful signal obtained behind the low-pass in analogy to the deflection of a measuring core in a distance measuring system here now corresponds to the amount of enriched in the enrichment zone iron-metal particles.

Weitere vorteilhafte Erweiterungen insbesondere der Auswerteschaltung sind wie folgt möglich:
Wenn bei Überschreitung einer Schaltschwelle des Nutzsignals durch einen Komparator ein z.B. durch eine Maschinensteuerung auswertbares wertdiskretes, insbesondere binäres Schaltsignal generiert wird, kann der Sensor einfach in bestehende Systeme, die ein Schaltsignal erwarten, integriert werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Sensoren ist die Reproduzierbarkeit des Schaltsignals durch die zu Grunde liegende proportionale Messung deutlich besser. Further advantageous extensions, in particular of the evaluation circuit, are possible as follows:
If, when a switching threshold of the useful signal is exceeded by a comparator, a value-discrete, in particular binary switching signal which can be evaluated, for example, by a machine control is generated, the sensor can be easily integrated into existing systems which expect a switching signal. Compared to conventional sensors, the reproducibility of the switching signal is significantly better due to the underlying proportional measurement.

Wenn die besagte Schaltschwelle des Nutzsignals der Auswerteschaltung einstellbar ist, z.B. in Verbindung mit einer Schaltschwellenvorgabeeinrichtung, welche bei Anliegen eines wertdiskreten, insbesondere binären Resetsignals die Schaltschwelle um einen bestimmten Auslösewert über das aktuell anstehende Nutzsignal erhöht, dann kann z.B. nach Wartung oder Austausch des Hydraulikfluids der Sensor neu kalibriert werden, ohne dass eine Reinigung oder ein Austausch des Sensors erforderlich ist. If said switching threshold of the useful signal of the evaluation circuit is adjustable, e.g. in conjunction with a switching threshold presetting device, which increases the switching threshold by a certain trigger value on the currently pending useful signal when a value discrete, in particular binary reset signal concerns, then e.g. After servicing or replacing the hydraulic fluid, recalibrate the sensor without requiring cleaning or replacement of the sensor.

Wenn die Änderung des Nutzsignals der Auswerteschaltung in Beziehung zu vorgegebenen Messzeitintervallen gesetzt wird, so lässt dies einen Rückschluss auf eine Materialmenge der eisenmetallischen Partikel im zu untersuchenden Fluid zu und damit eine Aussage über den Qualitätszustand des Fluids. Dies lässt sich mit einer zweiten Auswerteschaltung, die das Nutzsignal in vorgegebenen Zeitintervallen erfasst und die ein zweites Nutzsignal bereitstellt, welches einer zeitlichen Änderung des erfassten ersten Nutzsignals entspricht, realisieren. Dieses zweite Signal ist proportional der Verunreinigung des Fluids mit eisenmetallischen Partikeln und ermöglicht durch Extrapolation Voraussagen auf einen zu erwartenden Verschmutzungsgrad zu einem späteren Zeitpunkt. Ein notwendiger Service kann eingeplant werden. Eine überproportional starke Zunahme des zweiten Nutzsignals innerhalb eines definierten Zeitraums, weist insbesondere auf eine defekte Komponente oder einen bald möglichen Systemausfall hin. If the change in the useful signal of the evaluation circuit is set in relation to predetermined measuring time intervals, this allows a conclusion to be drawn about a quantity of material of the iron-metal particles in the fluid to be examined and thus an indication of the quality status of the fluid. This can be realized with a second evaluation circuit, which detects the useful signal at predetermined time intervals and which provides a second useful signal which corresponds to a temporal change of the detected first useful signal. This second signal is proportional to the contamination of the fluid with iron-metal particles and, by extrapolation, allows predictions of an expected degree of pollution at a later time. A necessary service can be scheduled. A disproportionately strong increase in the second useful signal within a defined period of time, in particular, indicates a defective component or a possible system failure.

Vorteilhaft ist es weiterhin, die besagten Auswerteschaltungen in das Gehäuse des Sensors zu integrieren. It is also advantageous to integrate said evaluation circuits in the housing of the sensor.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher beschrieben. Embodiments of the invention will be described in more detail below with reference to the figures.

1 zeigt ein Schnittbild einer ersten Ausführung des erfindungsgemäßen Sensors zum Erfassen eisenmetallischer Partikel mit einem Rohrstück zum Einbringen in eine hydraulische Verrohrung. 1 shows a sectional view of a first embodiment of the sensor according to the invention for detecting iron-metallic particles with a pipe section for introduction into a hydraulic piping.

2 zeigt ein Schnittbild einer zweiten Ausführung des erfindungsgemäßen Sensors mit einem zylindrischen Anschlussstutzen, bzw. mit einem Flanschanschluss zum Einschrauben in oder Anschrauben an einen hydraulischen Steuerblock. 2 shows a sectional view of a second embodiment of the sensor according to the invention with a cylindrical connecting piece, or with a flange for screwing in or screwing to a hydraulic control block.

3 zeigt ein Schaltbild der Differenzialdrossel und Auswerteschaltungen, welche für beide Ausführungsformen des Sensors verwendbar sind. 3 shows a circuit diagram of the differential reactor and evaluation circuits, which are usable for both embodiments of the sensor.

1 zeigt ein Schnittbild einer ersten Ausführung des Sensors 1 zum Erfassen eisenmetallischer Partikel mit einem Rohrstück zum Einbringen in eine hydraulische Verrohrung. 1 shows a sectional view of a first embodiment of the sensor 1 for detecting ferrous metal particles with a pipe piece for introduction into a hydraulic piping.

Ein Rohrstück 5 dessen Durchgang 10 von einem Medium z.B. Hydraulikflüssigkeit bzw. Hydrauliköl durchströmt wird, weist an einer Öffnung 7 einen radial zum Rohrstück 5 angeordneten hülsenförmigen Abschnitt 15 auf. Das Rohrstück 5 ist insbesondere zum Einbringen in eine hydraulische Verrohrung geeignet. Der hülsenförmige Abschnitt 15 besteht aus magnetisch nicht leitfähigem Material. Er hat zur Aufnahme eines Magneten 40 und eines Verschlusses 65 eine Aufnahmeausnehmung 20. Das Rohrstück 5 und der hülsenförmige Abschnitt 15 können aus einem Stück gefertigt sein. A piece of pipe 5 its passage 10 flows through a medium such as hydraulic fluid or hydraulic oil points at an opening 7 a radial to the pipe section 5 arranged sleeve-shaped section 15 on. The pipe piece 5 is particularly suitable for introduction into a hydraulic piping. The sleeve-shaped section 15 consists of magnetically non-conductive material. He has to pick up a magnet 40 and a lock 65 a receiving recess 20 , The pipe piece 5 and the sleeve-shaped portion 15 can be made in one piece.

Der Magnet 40 ist so angeordnet, dass die Kraftwirkung seines magnetischen Feldes eine Anreicherung von eisenmetallischen Partikeln in einer Anreicherungszone 45 bewirkt. The magnet 40 is arranged so that the force of its magnetic field an accumulation of iron-metal particles in an enrichment zone 45 causes.

Zwischen Magnet 40 und Durchgang 10 ist eine Verschlussscheibe 47 aus magnetisch leitfähigem Material in den hülsenförmigen Abschnitt 15 eingesetzt. Die dem Durchgang 10 zugewandte Stirnfläche der Verschlussscheibe 47 begrenzt die Anreicherungszone 45, bzw. es bildet sich die Anreicherungszone 45 unmittelbar vor der genannten Stirnfläche der Verschlussscheibe 47 aus. Between magnet 40 and passage 10 is a shutter disc 47 made of magnetically conductive material in the sleeve-shaped section 15 used. The passage 10 facing end face of the shutter disc 47 limits the enrichment zone 45 , or it forms the enrichment zone 45 immediately before the said end face of the shutter disc 47 out.

Alternativ kann die Grenzfläche der Anreicherungszone 45 unter Wegfall der Verschlussscheibe 47 direkt vor der Stirnfläche des Magneten 40 gebildet werden. Alternatively, the interface of the enrichment zone 45 with the omission of the shutter disc 47 right in front of the face of the magnet 40 be formed.

Die Kontur des Durchgangs 10 des Rohrstücks 5 ist derart strömungstechnisch ausgelegt, dass die laminare Strömung des hydraulischen Fluids im Bereich der Kraftwirkung des magnetischen Feldes des Magneten 40 verwirbelt wird. Durch die Verwirbelung steigt die Wahrscheinlichkeit, dass Partikel in die Anreicherungszone 45 kommen und dort angereichert werden. Dadurch wird die Amplitude des Messsignals erhöht. The contour of the passage 10 of the pipe section 5 is designed fluidically such that the laminar flow of the hydraulic fluid in the force of the magnetic field of the magnet 40 is swirled. The turbulence increases the likelihood of particles entering the enrichment zone 45 come and be enriched there. This increases the amplitude of the measurement signal.

Auf dem hülsenförmigen Abschnitt 15 sind durch einen Abstandshalter 30 getrennt, axial benachbart, zwei Spulen 25, 35 koaxial zueinander angeordnet. Beide Spulen 25, 35 schließen bündig mit dem Magneten 40 ab und sind nach Art einer Differentialdrossel verschaltet. Der Begriff Differentialdrossel bedeutet, dass beide Spulen 25, 35 im Wesentlichen die gleiche Windungszahl haben und zwei Endanschlüsse und einen gemeinsamen mittleren Anschluss aufweisen. On the sleeve-shaped section 15 are by a spacer 30 separated, axially adjacent, two coils 25 . 35 arranged coaxially with each other. Both coils 25 . 35 close flush with the magnet 40 and are connected in the manner of a differential reactor. The term differential choke means that both coils 25 . 35 have substantially the same number of turns and have two end connections and a common middle connection.

Durch den symmetrischen Aufbau sind die Induktivitäten der beiden Spulen 25, 35 nahezu gleich groß. Due to the symmetrical structure, the inductances of the two coils 25 . 35 almost the same size.

Eine Spule 25 dient der induktiven Erfassung der eisenmetallischen Partikel in der Anreicherungszone 45. Sie ist dazu so angeordnet, dass ihre Induktivität durch in der Anreicherungszone 45 angereicherte eisenmetallische Partikel messbar beeinflusst wird. Die zweite Spule 35 ist derart angerordnet, dass ihre Induktivität durch in der Anreicherungszone 45 angereicherte eisenmetallische Partikel nicht oder kaum beeinflusst wird. A coil 25 is used for the inductive detection of iron-metal particles in the enrichment zone 45 , It is arranged so that its inductance through in the enrichment zone 45 enriched iron-metal particles is measurably influenced. The second coil 35 is ordered such that its inductance through in the enrichment zone 45 enriched iron-metal particles is not or hardly affected.

Durch die Kraftwirkung des magnetischen Feldes des Magneten 40 werden kontinuierlich eisenmetallische Partikel des strömenden Fluids in der Anreicherungszone 45 angereichert. Damit ändert sich in guter Näherung nur die Induktivität der näher an der Anreicherungszone 45 angeordneten Spule 25. By the force effect of the magnetic field of the magnet 40 become continuous iron-metal particles of the flowing fluid in the enrichment zone 45 enriched. Thus, to a good approximation, only the inductance changes closer to the enrichment zone 45 arranged coil 25 ,

Eine nachfolgend in 3 beschriebene Auswerteschaltung 100, die vorteilhaft auf einer Platine 70 im Sensor 1 integriert ist, erweitert die durch die Spule 25 und Spule 35 gebildete Differentialdrossel mit zwei Referenzwiderständen 110, 115 zu einer Brückenschaltung und speist die Brückenschaltung mit einer Wechselspannung geeigneter Amplitude und Frequenz. One below in 3 described evaluation circuit 100 that benefits on a circuit board 70 in the sensor 1 integrated, that expands through the coil 25 and coil 35 formed differential choke with two reference resistors 110 . 115 to a bridge circuit and feeds the bridge circuit with an AC voltage of suitable amplitude and frequency.

Der durch die Spulen 25, 35 fließende elektrische Strom erzeugt einen magnetischen Fluss, der durch den Kern der Spulen 25, 35 fließt. Die gebildete Brückenschaltung ist abgeglichen, wenn sich noch keine eisenmagnetischen Partikel in der Anreicherungszone 45 angereichert haben. Bauart- bzw. anordnungsbedingte Toleranzen der Induktivitäten der Spulen 25, 35 können durch Abgleich der Referenzwiderstände 110, 115 der Auswerteschaltung z.B. mit einem Potentiometer korrigiert werden. Reichern sich eisenmetallische Partikel aus dem Fluid in der Anreicherungszone 45 an, dann wird die Brückenschaltung verstimmt. Die Auswerteschaltung 100 liefert ein Nutzsignal, das proportional der Menge der in der Anreicherungszone 45 des Sensors angereicherten eisenmetallischen Partikel ist. The one through the coils 25 . 35 flowing electric current creates a magnetic flux passing through the core of the coils 25 . 35 flows. The formed bridge circuit is balanced if there are no iron-magnetic particles in the enrichment zone 45 have enriched. Type or arrangement-related tolerances of the inductances of the coils 25 . 35 can by comparing the reference resistors 110 . 115 the evaluation circuit can be corrected with a potentiometer, for example. Iron metal particles from the fluid accumulate in the enrichment zone 45 on, then the bridge circuit is detuned. The evaluation circuit 100 provides a useful signal that is proportional to the amount of in the enrichment zone 45 the sensor enriched iron-metal particles is.

Eine Nut 50 an der, dem Rohrstück 5 zugewandten Seite des hülsenförmigen Abschnitts 15 nimmt einen Profildichtring 55 auf. Ein Gehäuse 60 ist, abgedichtet durch den besagten Profildichtring, auf dem hülsenförmigen Abschnitt 15 angeordnet und schützt den Sensor 1. A groove 50 at the, the pipe section 5 facing side of the tubular portion 15 takes a profile seal 55 on. A housing 60 is sealed by the said profile sealing ring, on the sleeve-shaped portion 15 arranged and protects the sensor 1 ,

2 zeigt ein Schnittbild einer zweiten Ausführung des Sensors 1 zum Erfassen eisenmetallischer Partikel mit einem zylindrischen Anschlussstutzen, bzw. mit einem Flanschanschluss zum Einschrauben in oder Anschrauben an einen hydraulischen Steuerblock. 2 shows a sectional view of a second embodiment of the sensor 1 for capturing ferrous metal particles with a cylindrical connecting piece, or with a flange connection for screwing in or screwing onto a hydraulic control block.

Ein zylindrischer Anschlussstutzen 80 mit einem hülsenförmigen Abschnitt 15 weist zur Aufnahme eines Mediums, z.B. Hydraulikflüssigkeit bzw. Hydrauliköl, einen axialen Durchgang 10 auf. Der zylindrische Anschlussstutzen 80 besitzt einen Gewindeabschnitt 85 bzw. einen Flanschabschnitt 90 und ist insbesondere zum Einschrauben in oder Anschrauben an einen (nicht gezeichneten) hydraulischen Steuerblock geeignet. Ein, axial zum zylindrischen Anschlussstutzen 80 angeordneter hülsenförmiger Abschnitt 15 aus magnetisch nicht leitfähigem Material weist zur Aufnahme eines Magneten 40 und eines Verschlusses 65 eine Aufnahmeausnehmung 20 auf. A cylindrical connecting piece 80 with a sleeve-shaped section 15 has for receiving a medium, such as hydraulic fluid or hydraulic oil, an axial passage 10 on. The cylindrical connection piece 80 has a threaded section 85 or a flange section 90 and is particularly suitable for screwing in or screwing to a (not shown) hydraulic control block. On, axially to the cylindrical connecting piece 80 arranged sleeve-shaped section 15 made of magnetically non-conductive material has to accommodate a magnet 40 and a lock 65 a receiving recess 20 on.

Durch die Kraftwirkung des magnetischen Feldes werden kontinuierlich eisenmetallische Partikel des Fluids in der Anreicherungszone 45 angereichert. Damit ändert sich in guter Näherung nur die Induktivität der näher in der Anreicherungszone 45 angeordneten Spule 25. By the force of the magnetic field are continuously iron-metallic particles of the fluid in the enrichment zone 45 enriched. Thus, to a good approximation, only the inductance changes more closely in the enrichment zone 45 arranged coil 25 ,

Eine nachfolgend in 3 beschriebene Auswerteschaltung 100, die vorteilhaft auf einer Platine 70 im Sensor 1 integriert ist, speist die durch die Spule 25 und Spule 35 gebildete Differentialdrossel mit einer Wechselspannung geeigneter Amplitude und Frequenz. One below in 3 described evaluation circuit 100 that benefits on a circuit board 70 in the sensor 1 integrated, feeds through the coil 25 and coil 35 formed differential inductor with an alternating voltage of suitable amplitude and frequency.

Der durch die Spulen 25, 35 fließende elektrische Strom erzeugt einen magnetischen Fluss, der durch den Kern der Spulen 25, 35 fließt. Wenn sich noch keine eisenmagnetischen Partikel in der Anreicherungszone 45 angereichert haben, besitzen beide Spulen die gleiche Induktivität, so dass die Brückenspannung und somit das Sensorsignal in guter Näherung Null beträgt. Bauart- bzw. anordnungsbedingte Toleranzen der Induktivitäten der Spulen 25, 35 können durch Abgleich der Referenzwiderstände der Auswerteschaltung z.B. mit einem Potentiometer korrigiert werden. Reichern sich eisenmetallische Partikel aus dem Fluid in der Anreicherungszone 45 an, ändert sich in guter Näherung nur die Induktivität der Spule 25. Die Auswerteschaltung 100 liefert ein Nutzsignal, dessen Größe proportional der Menge, der in der Anreicherungszone 45 des Sensors angereicherten eisenmetallischen Partikel ist. The one through the coils 25 . 35 flowing electric current creates a magnetic flux passing through the core of the coils 25 . 35 flows. If there are no iron-magnetic particles in the enrichment zone 45 have enriched both coils have the same inductance, so that the bridge voltage and thus the sensor signal to a good approximation is zero. Type or arrangement-related tolerances of the inductances of the coils 25 . 35 can be corrected by adjusting the reference resistors of the evaluation circuit, eg with a potentiometer. Iron metal particles from the fluid accumulate in the enrichment zone 45 On, only the inductance of the coil changes to a good approximation 25 , The evaluation circuit 100 provides a useful signal whose magnitude is proportional to the amount in the enrichment zone 45 the sensor enriched iron-metal particles is.

Eine Nut 50 an der dem zylindrischen Anschlussstutzen 80 zugewandten Seite des hülsenförmigen Abschnitts 15 nimmt einen Profildichtring 55 auf. Ein Gehäuse 60 ist, abgedichtet durch den besagten Profildichtring, auf dem hülsenförmigen Abschnitt 15 angeordnet und schützt den Sensor 1. A groove 50 at the cylindrical connecting piece 80 facing side of the tubular portion 15 takes a profile seal 55 on. A housing 60 is sealed by the said profile sealing ring, on the sleeve-shaped portion 15 arranged and protects the sensor 1 ,

Eine Nut 93 an der, dem hydraulischen Steuerblock zugewandten, Seite des Flanschabschnitts 90 nimmt einen Profildichtring 95 auf und dichtet das Druckmedium im (nicht gezeichneten) hydraulischen Steuerblock hermetisch gegen die Umgebung ab. 3 zeigt ein Schaltbild der Differenzialdrossel und Auswerteschaltungen, welche für beide Ausführungsformen des Sensors verwendbar sind. A groove 93 at the, the hydraulic control block facing side of the flange portion 90 takes a profile seal 95 on and hermetically seals the pressure medium in the (not shown) hydraulic control block against the environment. 3 shows a circuit diagram of the differential reactor and evaluation circuits, which are usable for both embodiments of the sensor.

Spule 25 und Spule 35 des Sensors sind nach Art einer Differentialdrossel verschaltet und bilden einen elektrischen Spannungsteiler mit dem gemeinsamen mittleren Anschluss 105. Der Spannungsteiler wird mit Referenzwiderständen 110, 115 der Auswerteschaltung 100 zu einer elektrischen Brückenschaltung vervollständigt. Gespeist wird die Brückenschaltung durch einen Trägerfrequenzgenerator 120 mit Wechselspannung geeigneter Amplitude und Frequenz. Kitchen sink 25 and coil 35 of the sensor are connected in the manner of a differential reactor and form an electrical voltage divider with the common central terminal 105 , The voltage divider comes with reference resistors 110 . 115 the evaluation circuit 100 completed to an electrical bridge circuit. The bridge circuit is fed by a carrier frequency generator 120 with alternating voltage of suitable amplitude and frequency.

An einem an der Brückenschaltung gebildetem Messsignalabgriff 117 wird eine Wechselspannung abgegriffen, deren Amplitude zur Veränderung der Induktivität der Spule 25, verursacht durch Anreicherung von eisenmetallischen Partikeln in der Anreicherungszone 45, proportional ist. Die Anreicherung von eisenmetallischen Partikeln in der Anreicherungszone 45 des Sensors ist durch geschickten Einsatz des Differentialdrosselmessprinzips analog zur Verschiebung eines Messkerns eines Wegsensors auswertbar. Sowohl das Speisesignal als auch das Messsignal der Brückenschaltung werden dazu einem getakteten Gleichrichter 125 und anschließend einem Tiefpass 130 zugeführt. Ein Ausgang der Auswerteschaltung 100 ist das Nutzsignal 135, das der Menge der in der Anreicherungszone (45) angereicherten eisenmetallischen Partikel entspricht. At a measuring signal tap formed on the bridge circuit 117 an alternating voltage is tapped, the amplitude of which changes the inductance of the coil 25 , caused by accumulation of iron-metal particles in the enrichment zone 45 , is proportional. The accumulation of iron-metal particles in the enrichment zone 45 The sensor can be evaluated by skillful use of Differentialdrosselmessprinzips analogous to the displacement of a measuring core of a displacement sensor. Both the feed signal and the measurement signal of the bridge circuit are to a clocked rectifier 125 and then a low pass 130 fed. An output of the evaluation circuit 100 is the useful signal 135 , that of the quantity in the enrichment zone ( 45 ) enriched iron-metal particles corresponds.

Bei Überschreitung einer einstellbaren Schaltschwelle 140 des Nutzsignals 135 wird durch einen Komparator 145 ein durch eine Maschinensteuerung auswertbares wertdiskretes, insbesondere binäres Schaltsignal 150 generiert. Dadurch kann der Sensor einfach in bestehende Systeme, die ein binäres Schaltsignal 150 erwarten, integriert werden. Die Reproduzierbarkeit des Schaltsignals 150 ist im Vergleich zu herkömmlichen Sensoren durch die zu Grunde liegende proportionale Messung deutlich verbessert. If an adjustable switching threshold is exceeded 140 the useful signal 135 is through a comparator 145 a value-discrete, in particular binary switching signal that can be evaluated by a machine control 150 generated. This makes the sensor easy to use in existing systems that have a binary switching signal 150 expect to be integrated. The reproducibility of the switching signal 150 is significantly improved compared to conventional sensors by the underlying proportional measurement.

Eine Schaltschwellenvorgabeeinrichtung 159, erhöht bei Anliegen eines wertdiskreten, insbesondere binären Resetsignals 155 die Schaltschwelle 140 um einen vorgegebenen Auslösewert 157 über das aktuell anstehende Nutzsignal 135. Dadurch kann z.B. nach Wartung oder Austausch des Hydraulikfluids der Sensor neu kalibriert werden, ohne dass eine Reinigung oder ein Austausch des Sensors erforderlich ist. A switching threshold setting device 159 , increased if a value-discrete, in particular binary reset signal is applied 155 the switching threshold 140 by a predetermined trigger value 157 about the currently pending signal 135 , As a result, for example, after maintenance or replacement of the hydraulic fluid, the sensor can be recalibrated without requiring cleaning or replacement of the sensor.

Da sich eisenmetallische Partikel umso schneller in der Anreicherungszone 45 des Sensors anreichern, je mehr solcher und umso größere eisenmetallische Partikel sich im Fluid befinden, wird die Änderung des Nutzsignals 135 in vorgegebenen Intervallen ermittelt. Since iron-metal particles are all the faster in the enrichment zone 45 accumulate the sensor, the more such and larger iron-metal particles are in the fluid, the change of the useful signal 135 determined at predetermined intervals.

Dies lässt einen Rückschluss auf Menge bzw. Größe der eisenmetallischen Partikel im zu untersuchenden Fluid und damit eine Aussage über den Qualitätszustand des Fluids zu. Eine Auswertung erfolgt mit einer zweiten Auswerteschaltung 160, die das Nutzsignal 135 in bestimmten vorgegebenen Intervallen erfasst und ein zweites Nutzsignal 165 bereitstellt, welches einer zeitlichen Änderung des erfassten Nutzsignals 135 entspricht. Dieses Signal ist proportional der Verunreinigung des Fluids mit eisenmetallischen Partikeln und lässt durch Extrapolation Voraussagen auf einen zu erwartenden Verschmutzungsgrad zu einem späteren Zeitpunkt zu. Ein notwendiger Service kann eingeplant werden. Eine überproportional starke Zunahme dieses Signals innerhalb eines definierten Zeitraums, weist insbesondere auf eine defekte Komponente oder einen bald möglichen Systemausfall hin. This allows a conclusion on quantity or size of the iron-metal particles in the fluid to be examined and thus a statement about the quality state of the fluid. An evaluation is carried out with a second evaluation circuit 160 that the wanted signal 135 detected at certain predetermined intervals and a second useful signal 165 provides which of a temporal change of the detected useful signal 135 equivalent. This signal is proportional to the contamination of the fluid with iron-metal particles and allows extrapolation predictions to an expected degree of pollution at a later time. A necessary service can be scheduled. A disproportionately large increase in this signal within a defined period of time, in particular indicates a defective component or a possible system failure soon.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Sensor sensor
5 5: Rohrstück pipe section
7 7: Öffnung opening
10 10: Durchgangsbohrung Through Hole
15 15: Hülsenförmiger Abschnitt Sleeve-shaped section
20 20: Aufnahmeausnehmung receiving recess
25 25: Spule 1 Coil 1
30 30: Abstandshalter spacer
35 35: Spule 2 Coil 2
40 40: Magnet magnet
45 45: Anreicherungszone enrichment zone
47 47: Verschlussscheibe sealing washer
50 50: Nut groove
55 55: Profildichtring Profile sealing ring
60 60: Gehäuse casing
65 65: Verschluss shutter
70 70: Platine circuit board
80 80: Zylindrischer Anschlussstutzen Cylindrical connecting piece
85 85: Gewindeabschnitt threaded portion
90 90: Flanschabschnitt flange
93 93: Nut groove
95 95: Profildichtring Profile sealing ring
100 100: Auswerteschaltung evaluation
105 105: Gemeinsamer mittlerer Anschluss Common middle connection
110 110: Referenzwiderstand reference resistor
115 115: Referenzwiderstand reference resistor
117 117: Messsignalabgriffe Messsignalabgriffe
120 120: Trägerfrequenzgenerator Carrier frequency generator
125 125: Getakteter Gleichrichter Clocked rectifier
130 130: Tiefpass lowpass
135 135: Nutzsignal payload
140 140: Schaltschwelle switching threshold
145 145: Komparator comparator
150 150: Schaltsignal switching signal
155 155: Resetsignal reset signal
157 157: Auslösewert trigger value
159 159: Schaltschwellenvorgabeeinrichtung Switching threshold setting device
160 160: Zweite Auswerteschaltung Second evaluation circuit
165 165: Zweites Nutzsignal Second useful signal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19731458 C1 [0004] DE 19731458 C1 [0004]
DE 4205344 A1 [0005] DE 4205344 A1 [0005]
DE 3612573 A1 [0005] DE 3612573 A1 [0005]

Claims

Sensor zum Erfassen eisenmetallischer Partikel in einem Fluid, mit einem Magneten (40), dessen magnetisches Feld auf ein Volumen wirkt, das mit einem flüssigen Medium, insbesondere einem Hydraulikfluid, fluidisch kommunizierend verbunden ist, wobei der Magnet (40) so angeordnet ist, dass die Kraftwirkung seines magnetischen Feldes eine Anreicherung von eisenmetallischen Partikeln in einer Anreicherungszone (45) bewirkt, und mit zwei Spulen (25, 35), von denen eine Spule (25) zur induktiven Erfassung der Anreicherung von Partikeln in der Anreicherungszone (45) derart angeordnet ist, dass ihre Induktivität durch in der Anreicherungszone (45) angereicherte eisenmetallische Partikel messbar beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Spulen (25, 35) in einer Schaltung nach Art einer Differentialdrossel elektrisch verschaltet sind.Sensor for detecting iron-metal particles in a fluid, with a magnet ( 40 ) whose magnetic field acts on a volume that is fluidically communicating with a liquid medium, in particular a hydraulic fluid, wherein the magnet ( 40 ) is arranged so that the force of its magnetic field an accumulation of iron-metal particles in an enrichment zone ( 45 ) and with two coils ( 25 . 35 ), of which one coil ( 25 ) for the inductive detection of the accumulation of particles in the enrichment zone ( 45 ) is arranged such that its inductance through in the enrichment zone ( 45 ) enriched iron-metallic particles is measurably influenced, characterized in that the two coils ( 25 . 35 ) are electrically connected in a circuit in the manner of a differential throttle.

Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Spulen (25, 35) räumlich derart benachbart angeordnet sind, dass sich physikalische Einflüsse, insbesondere Umgebungstemperatur oder äußere Felder, auf die Induktivität der Spulen (25, 35) entsprechen. Sensor according to claim 1, characterized in that both coils ( 25 . 35 ) are arranged spatially adjacent such that physical influences, in particular ambient temperature or external fields, on the inductance of the coil ( 25 . 35 ) correspond.

Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einfluss des Magneten (40) auf die Induktivität der Spulen (25, 35) vernachlässigbar ist. Sensor according to claim 2, characterized in that the influence of the magnet ( 40 ) on the inductance of the coils ( 25 . 35 ) is negligible.

Sensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (25, 35) axial benachbart angeordnet sind. Sensor according to claim 3, characterized in that the coils ( 25 . 35 ) are arranged axially adjacent.

Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (25, 35) zueinander koaxial angeordnet sind. Sensor according to claim 4, characterized in that the coils ( 25 . 35 ) are arranged coaxially with each other.

Sensor nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetachse des Magneten (40) zumindest bezüglich einer Spule, insbesondere bezüglich beider Spulen, koaxial angeordnet ist. Sensor according to claims 1 to 5, characterized in that the magnetic axis of the magnet ( 40 ) Is arranged coaxially at least with respect to a coil, in particular with respect to both coils.

Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (40) in eine Aufnahmeausnehmung (20) eines hülsenförmigen Abschnitts (15) des Sensors (1) aus magnetisch nicht leitfähigem Material aufgenommen ist und die beiden Spulen (25, 35) koaxial auf dem hülsenförmigen Abschnitt (15) angeordnet sind. Sensor according to claim 6, characterized in that the magnet ( 40 ) in a receiving recess ( 20 ) of a tubular portion ( 15 ) of the sensor ( 1 ) is taken from magnetically non-conductive material and the two coils ( 25 . 35 ) coaxially on the sleeve-shaped section ( 15 ) are arranged.

Sensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschlussscheibe (47) aus magnetisch leitfähigem Material die dem Fluid zugewandte Öffnung der Aufnahmeausnehmung (20) des hülsenförmigen Abschnitts (15) verschließt und auf ihrer dem Fluid zugewandten Seite die Anreicherungszone (45) begrenzt. Sensor according to claim 7, characterized in that a shutter disc ( 47 ) of magnetically conductive material, the fluid facing the opening of the receiving recess ( 20 ) of the sleeve-shaped section ( 15 ) closes and on its side facing the fluid the enrichment zone ( 45 ) limited.

Sensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenförmige Abschnitt (15) in ein Rohrstück (5) mit einer radialen Öffnung (7) übergeht und die radiale Öffnung (7) des Rohrstücks (5) durch die Verschlussscheibe (47) verschlossen ist. Sensor according to claim 8, characterized in that the sleeve-shaped section ( 15 ) in a pipe section ( 5 ) with a radial opening ( 7 ) and the radial opening ( 7 ) of the pipe section ( 5 ) through the shutter disc ( 47 ) is closed.

Sensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der hülsenförmige Abschnitt (15) axial mit einem zylindrischen Anschlussstutzen (80) verbunden ist, und die dem hülsenförmigen Abschnitt (15) zugewandte Öffnung des Anschlussstutzens (80) durch die Verschlussscheibe (47) verschlossen ist. Sensor according to claim 8, characterized in that the sleeve-shaped section ( 15 ) axially with a cylindrical connecting piece ( 80 ), and the sleeve-shaped portion ( 15 ) facing opening of the connecting piece ( 80 ) through the shutter disc ( 47 ) is closed.

Sensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Anschlussstutzen (80) mit einem Flanschabschnitt (90) versehen ist. Sensor according to claim 10, characterized in that the cylindrical connecting piece ( 80 ) with a flange section ( 90 ) is provided.

Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Auswerteschaltung (100), in der beide Spulen (25, 35) mit Referenzwiderständen (110, 115) zu einer Brückenschaltung verschaltet sind, mit einem Trägerfrequenzgenerator (120) – eingerichtet zum Speisen der Brückenschaltung mit einem Speisesignal – und mit an der Brückenschaltung gebildeten Messsignalabgriffen (117) an denen, bei vorhandenem Speisesignal, eine der Induktivitätsdifferenz der beiden Spulen entsprechende Spannungsdifferenz erhalten wird. Sensor according to one of claims 1 to 11, characterized by an evaluation circuit ( 100 ), in which both coils ( 25 . 35 ) with reference resistors ( 110 . 115 ) are connected to a bridge circuit, with a carrier frequency generator ( 120 ) - arranged for supplying the bridge circuit with a feed signal - and with measuring signal taps formed on the bridge circuit ( 117 ) at which, in the presence of a feed signal, a voltage difference corresponding to the inductance difference of the two coils is obtained.

Sensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Frequenzumschaltung des Speisesignals des Trägerfrequenzgenerators (120) eine Unterscheidung zwischen groben und feinen eisenmetallischen Partikeln erfolgt. Sensor according to claim 12, characterized in that by a frequency switching of the supply signal of the carrier frequency generator ( 120 ) a distinction between coarse and fine iron-metal particles takes place.

Sensor nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Speisesignal als auch das Messsignal der Brückenschaltung in der Auswerteschaltung (100) einem Gleichrichter, insbesondere einem getakteten Gleichrichter (125) und anschließend einem Tiefpassfilter (130) zugeführt sind, wobei ein am Ausgang des Tiefpassfilters (130) erhaltenes Nutzsignal (135) einer Menge der in der Anreicherungszone (45) angereicherten eisenmetallischen Partikel entspricht. Sensor according to claim 12 or 13, characterized in that both the feed signal and the measuring signal of the bridge circuit in the evaluation circuit ( 100 ) a rectifier, in particular a clocked rectifier ( 125 ) and then a low-pass filter ( 130 ), one at the output of the low-pass filter ( 130 ) received useful signal ( 135 ) of an amount in the enrichment zone ( 45 ) enriched iron-metal particles corresponds.

Sensor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Komparator (145), bei Überschreitung einer Schaltschwelle (140) des Nutzsignals (135), ein wertdiskretes, insbesondere binäres Schaltsignal (150) generiert. Sensor according to claim 14, characterized in that a comparator ( 145 ), when a switching threshold is exceeded ( 140 ) of the useful signal ( 135 ), a discrete-value, in particular binary switching signal ( 150 ) generated.

Sensor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltschwellenvorgabeeinrichtung (159) bei Anliegen eines Resetsignals (155) die Schaltschwelle (140) um einen vorgegebenen Auslösewert (157) über das aktuell anstehende Nutzsignal (135) erhöht. Sensor according to claim 15, characterized in that a switching threshold setting device ( 159 ) when a reset signal ( 155 ) the switching threshold ( 140 ) by a predetermined trigger value ( 157 ) about the currently pending signal ( 135 ) elevated.

Sensor nach einem der Ansprüche 14 bis 16 dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Auswerteschaltung (160), die das Nutzsignal (135) in vorgegebenen Zeitabständen erfasst, ein zweites Nutzsignal (165) bereitstellt, welches einer zeitlichen Änderung des erfassten Nutzsignals (135) entspricht. Sensor according to one of claims 14 to 16, characterized in that a second evaluation circuit ( 160 ), which the useful signal ( 135 ) detected at predetermined time intervals, a second useful signal ( 165 ) provides which of a temporal change of the detected useful signal ( 135 ) corresponds.

Sensor nach einem der Ansprüche 14 bis 17 dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Auswerteschaltung (100) auf einer Platine (70) in einem Gehäuse (60) des Sensors integriert ist. Sensor according to one of claims 14 to 17, characterized in that the said evaluation circuit ( 100 ) on a board ( 70 ) in a housing ( 60 ) of the sensor is integrated.