DE9001431U1

DE9001431U1 - Detektor für die Verschmutzung eines Abscheidemagneten

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Publication number: DE9001431U1
Application number: DE9001431U
Authority: DE
Original assignee: System Elektronik Ihlemann 3300 Braunschweig De GmbH
Current assignee: System Elektronik Ihlemann 3300 Braunschweig De GmbH
Priority date: 1989-04-11
Filing date: 1990-02-08
Publication date: 1990-04-19
Anticipated expiration: 2000-02-09

Description

System Elektronik Anwaltsakte

Xhlemann GmbH &igr; ->■-> &lgr; &eegr;*-* ~

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Heesfeld 4

3300 Brauixschwsig &«tnm

6. Februar 1990

Detektor für die Verschmutzung eines Abscheidemagneten

Die Erfirdung betrific ein * Detektor für dan Vers ehr rtzunggrad ein«? s in einer Transporte!, -ichtung "nsbesondere einer Fob-leitui befindlichen Abscheideraagne^en mit einem in der Nähe des Abscheidemagneten angeordnetes! Ir _;etf r Idsensor und einer daran angesc^Tilossenen Auswertungsschaltung.

Es ist bekannt, ferromagnetische Verunreinigungen in gasförmigen, flüssigen oder Feststoff-Transportströmen mit Hilfe eines Ab- ;L^heidemagneten zu entfernen. Derartige Magnetfilter sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt. Mit zunehmender Verschmutzung durch das abgeschiedene Material wird das für die Abscheidung wirksame Magnetfeld zunehmend abgeschwächt. Da mit Erreichen eines gewissen Verschmutzungsgrades die gewünschte

Abscheidung nicht mehr gewährleistet ist, sind in der Praxis sehr f kurze Wartungsintervalle eingehalten worden, um die Abscheidemagneten immer wieder zu reinigen. Die kurzen Wartungsintervalle : sind zeit- und kostenintensiv. Ihre Verlängerung barg jedoch das 20 Risiko, aufgrund einer zu großen Verschmutzung keine ausreichende Abscheidung der ferromagnetischen Verschmutzungen mehr zu &iacgr; gewährleisten und eine Verstopfung der Rohrleitung o. ä. herbeizuführen.

Theodor-Heuss straße 2

D-3300 Braunschweig onr^iotrarTi.ho^niiiif-irHnnH .· ■: Telefax O53i-oi?fl7 (ecm ?+3)

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Durch ein Gerät der US-Firma ENGINEERED MAGNETICS ist es bekannt, die Verschmutzung des Abscheidemagneten mit einem Magnetfeldsen-SOkT festzustellen. Hierzu wird in die Wandung der Rohrleitung ein Loch gebohrt, durch das eine mir , zm Magnetfeldsensor versehene Hülse in das Innera der Rohrleitung geschoben wird. Der Magnet-

J.&Ggr; ieldsensor wird so möglichst nahe an dem Abscheidemagneten positioniert. Es hat sich gezeigt, daß das bekannte Gerät - wenn überhaupt - nur sehr grobe Anhaltspunkte über der Verschmutzungsgrad des Abscheidemagneten gibt. Das Gerät ist sehx stark von den Betriebsbedingungen in der Rohrleitung abhängig. Ein von dem Detektor über eine angeschlossene Auswertungsschaltung abgegebenes Alarmsignal läßt daher eine optimale Gestaltung der Wartungsarbeiten für die Reinigung des Abscheidemagneten nicht zu.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Detektor der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß eine zuverlässige Aussage über die Verschmutzung des Abscheidemagneten erhalten wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Detektor der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß in unmittelbarer Nähe des Magnetfeldsensors eine elektrische Heizeinrichtung und ein Temperaturfühler angeordnet sind und daß eine Temperaturregelschaltung die Temperatur am Magnetfeldsensor konstant und über der Umgebungstemperatur hält.
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Erfindungsgemäß wird die Arbeitstemperatur des Magnetfeldsensors oberhalb der Umgebungstemperatur konstant gehalten. Es hat sich gezeigt, daß hierdurch eine um Größenordnungen höhere Meßgenauigkeit erzielbar ist, die es insbesondere erlaubt, den Magnetfeldsensor mit der Heizeinrichtung und dem Temperaturfühler an der Außenseite der Röhrwandung .In einem Gehäuse anzu-

ordnen, so daß ein Durchbohren der Rohrwandii'ij und ein die Strömung innerhalb der Rohrleitung störendes Hineinragen des Magnetfeldsensors mit seinem Gehäuse vermieden werden kann. Das Konstanthalten der Temperatur am Magnetfeldsensor kann noch durch eine thermisch isolierende Umhüllung, beispielsweise mit einer thermisch isolierenden Folie, des Magnetfeldsensors mit Heizeinrichtung und Temperaturfühler unterstützt werden.

In einer besonders einfachen, preiswerten und kompakt anzuordnenden Ausführungsform ist die Heizeinrichtung durch wenigstens einen Ohmschen Heizwiderstand gebildet. Dabei kann der Temperaturfühler durch einen temperaturabhängigen Widerstand, vorzugsweise einen NTC-Widerstand, gebildet sein.

Eine räumlich bevorzugte Anordnung sieht vor, daß der Magnetfeldsensor ein Hall-Element ist, an dessen gegenüberliegenden Längsseiten zwei Ohmsche Heizwiderstände angeordnet sind, zwischen denen sich der Temperaturfühler befindet. Diese Anordnung ist platzsparend und gewährleistet eine symmetrische Temperaturverteilung am Hall-Element. Darüber hinaus kompensieren sich etwaige, durch den durch die Heizwiderstände fließenden Strom entstehende Magnetfelder am Hall-Element, so daß dessen Messung nicht verfälscht wird.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung der Anordnung eines Abscheidemagneten und eines auf der Außenseite einer Rohrwandung in einem Gehäuse

&Iacgr; /&Igr; &iacgr;

Figur 2 eine schematische Darstellung des Meßprinzips

Figur 3 eine Draufsicht auf einen Magnetfeldsensor mit

zwei Heizwiderständen und einem Temperaturfühler

Figur 4 einen Querschnitt durch die Anordnung gemäß Figur 3

Figur 5 ein Prinzipschaltbild für den erfindungsgemäßen Detektor.

Figur 1 läßt &bgr;&idiagr;&Pgr;&bgr;&Pgr; &hgrhoi riomannotan 1 &THgr;&Igr;"5?&bgr;&Pgr;&Pgr;&bgr;&Pgr;; der innerhalD

einer Rohrwandung 2 angeordnet ist und zur Abscheidung von ferromagnetischen Verunreinigungen aus einem Transportstrom dient. Der Transportstrom kann Feststoffe, beispielsweise pneumatisch oder durch Schwerkraft geförderte Getreidekörner, Flüssigkeiten oder Gase beinhalten, die mit ferromagnetischen Teilen verunreinigt sein können.

Auf der Außenseite der Rohrwandung 2 ist ein Gehäuse 3 angeordnet, das einen Magnetfeldsensor 4 umschließt, dessen elektrische Anschlüsse durch Stopfbuchsen 5 aus dem Gehäuse herausführbar sind. An der Außenseite des Gehäuses ist eine Alarmlampe 6 ange-

bracht, die beim Überschreiten eines vorbestimmten Verschmutzungsgrades aufleuchtet und somit ein Alarmsignal abgibt, 5, Es kann zweckmäßig sein, ein weiteres, akustisches Alarmsignal ff mit einer Hupe zu erzeugen, wenn der vorbestimmte Verschmutzungs- - grad überschritten wird, so daß die Notwendigkeit für die Reini- f 10 gung des Abscheidemagneten 1 deutlich kundgetan wird.

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der Feldlinien des Magnetfeldes des Abscheidemagneten 1. Die auf- !■'. grund der Entfernung des Magnetfeldsensors 4 und der Anordnung &Ggr; 15 außerhalb der Rohrwandung 2 nicht unerheblich geschwächten Magnetfeldanteile, die von dem Sensor 4 detektiert werden können, j reichen aus, um ein zuverlässiges Meßsignal zu erzeugen, wenn die nachstehend näher beschriebene Temperaturstabilisierung vorgenommen wird.
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Figur 2 verdeutlicht das Meßprinzip. Es zeigt in Figur 2a dicht nebeneinander verlaufende Magnetfeldlinien eines Abscheidemagne-K ten 1, die an der Position des Magnetfeldsensors 4 eine hohe

Magnetfeldstärke charakterisieren.
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Figur 2b zeigt einen mit Schmutz 7 beladenen Abscheidemagneten bei dem ein wesentlicher Teil der Feldlinien durch den Schmutz kurzgeschlossen wird. Am Ort des Magnetfeldsensors 4 wird nur noch ein wesentlich abgeschwächtes Magnetfeld detektiert. 30

Um gemäß Figur 1 den Magnetfeldsensor 4 auch außerhalb der Rohrwandung 2 positionieren und dennoch eine zuverlässige Information über den Verschmutzungsgrad erhalten zu können, ist in den Figüren 3 und 4 eine Anordnung dargestellt, mit der die Temperatur des Magnetfeldsensors 4 konstant gehalten wird. Der Magnetfeldsensor 4 ist durch ein plattenförmiges Hall-Element gebildet, zu

&Ggr;) dessen beiden Seiten jeweils ein Ohms el &igr; er Heizwiderstand ß angeordnet ist. Zwischen den Ohmschen Heizwiderständen 8 ist ein NTC-Widerstand 9 als Temperaturfühler positioniert, und zwar in einem etwa gleichen Abstand zu den Ohmschen HeizwiderstMnden 8 wie das Hall-Element 4, wie insbesondere Figur 4 verdeutlicht. Hall-Element 4, die beiden Ohmschen Heizwiderstände 8 und der als NTC-Widerstand ausgebildete Temperaturfühler 9 sind auf einer gemeinsamen Platte 10 montiert. Die gemeinsame Platte 10 ist mit ihren Bauelementen vorzugsweise in eine thermisch isolierende Folie (nicht dargestellt) gehüllt, die das Konstanthalten der Temperatur unterstützt.

Figur 5 zeigt ein Prinzipschaitbild, anhand dessen die Funktion der in den Figuren 1 bis 4 erläuterten Anordnung beschrieben wird. Der in dem Gehäuse 3 auf der Platte 10 angeordnete Magnetfeldsensor 4 steht unter dem Einfluß der Ohmschen Heizwiderstände 8 als Heizelement. Der in der Anordnung enthaltene Temperaturfühler erzeugt ein temperaturabhängiges Signal, das in «ainem Temperaturregler 11, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als PI-Regler ausgebildet ist, zu einem Sterersignal für die Heizwiderstände 8 umgeformt wird. Durch diese Anordnung bleibt die Arbeitstemperatur des Magnetfeldsensors 4 konstant.

Der Magnetfeldsensor 4 produziert ein Ausgangssignal, das dem an seinem Ort befindlichen Magnetfeld proportional ist. Dieses Ausgangssignal wird in einem Meßverstärker 12 vo-·«tärkt. An den Y-* °>-verstSrker 12 ist ein Nullpunktsteller 13 angeschlossen, mit dem vorzugsweise eine solche Nullpunktverschiebung vorgenommen wird, daß für den unverschir.utzten Abscheidemagneten 1 eine Aufgangs Spannung Null am Ausgang des Meßverstärkers 12 ansteht, während mit zunehmender Verschmutzung eine zunehmende Spannung am Ausgang des Meßverstärkers 12 auftritt. Die am Ausgang des Meßverstärkers 12 auftretende Spannung ist somit dem Verschmutzungsgrad proportional.

Die gemessene Spannung wird in einem Spannungs-Strom-Wandler 14 in einen meßwertproportionalen Konstantstrom umgeformt., der zur Meßwert-Fernanzeige in einem Anzeigegerät 15 außerhalb des Gehäuses 3 geeignet ist.

Das Ausgangs signal des Meßverstärkers 12 gelangt ferner auf einer Schwellwertschalter 16 der ein Relais 17 steuert, das einen Stromkreis, beispielsweise für eine (nicht dargestellte) Hupe, schließt, wenn der Verschmutzungsgrad einen vorbestimmten Wert überschritten hat, der dem eingestellten Schwellwert des Schwellwertschalters 16 entspricht.

Das Anzeigeinstrument 15 kann mit Vorteil auch in dem Gehäuse 3 untergebracht sein. Dann läßt sich das Anzeigeinstrument 15 bequem zur optimalen Positionierung des Gehäuses 3 an der Rohrwandung 2 ausnutzen, indem eine solche Position gewählt wird, in den das gemessene Magnetfeld maximal ist.

Der erfindungsgemäße Detektor läßt sich kompakt und preiswert aufbauen und gewährleistet durch die lokale Thermostatisierung am Magnetfeldsensor 4 eine überraschend empfindliche und genaue Magnetfeld- bzw. Verschmutzungsgrad-Bestimmung.

Li/Gru.

Claims

Detektor für den Verschmutzungsgrad eines in einer Transportvorrichtung insbesondere einer Rohrleitung befindlichen Abscheidemagneten (1) mit einem in der Nähe des Abscheidemagneten (1) angeordneten Magnetfeldsensor (4) und einer daran angeschlossenen Auswertungsschaltung (12 - 17), dadurch gekennzeichnet, daß in unmittelbarer Nähe des Magnetfeldsensors (4) eine elektrische Heizeinrichtung (8) und ein Temperaturfühler (9) angeordnet sind und daß eine Temperaturregelschaltung (11) die Temperatur am Magnetfeldsensor (4) konstant und über der Umgebungstemperatur hält.

2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung durch wenigstens einen Ohmschen Heizwiderstand (8) gebildet ist.

Detektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (9) ein temperaturabhängiger Widerstand ist.

Detektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Wider'·»and ein NTC-Widerstand (9) ist.

Thecxl· /&Ggr;-Heuss Straüe ? D-3300 Uraunschweig

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Telefon 0531-Ö 00 79 Telex 0-9 5?620gramm d Telefax 0531-01297 (CCITT 2 + 3)

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5. Detektor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hagnetfeldsensor (4) ein Hall-Element ist, an dessen gegenüberliegenden Längsseiten zwei Ohmsehe Heizwiderstände (8) angeordnet sind, zwirr-<i£äi denen sich der Temperaturfühler (9) befindet.
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6. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 1> für eine durch eine Rohrleitung gebildete Transportvorrichtung, d^^rch gekennzeichnet, daß der Magnetfeldsensor (4) mit der Heiseimrichtung .;3) '.—^ dem Tufl^eraturfuhler (9^ in einem Gehäuse (2_#, an der Ar^nseite der Rohrwandung (2) angeordnet ist.

7. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung aus Magnetfeldsensor (4), elektrischer Heizeinrichtung (8) und Temperaturfühler (9) mit einer thermisch isolierenden Umhüllung umgeben sind.

8. Detektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung durch eine thermisch isolierende, um die Anordnung gewickelte Folie gebildet ist.

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