186184. lajstromszámú szabadalom • Érzékelő, ipari környezetben üzemelő tengelyek, külösen belső égésű motorok tengelyei elfordulásának és szöghelyzetének mérésére
186 I 84 2 A találmány tárgya érzékelő, ipari környezetben üzemelő forgó tengelyek, különösen belsőégésű motorok tengelyei elfordulásának és szöghelyzetének mérésére, amelynél a tengelyre mágnes van erősítve és annak forgási pályájával szemközt nyugvó helyzetű Hall-generátoros érzékelő áramkör van elrendezve. Ipari környezetben, különösen belsőégésű motorok üzemszerű vizsgálatánál forgó tengelyek fordulalszám mérése vagy az elfordulási szög meghatározása gyakori feladat. A mérésekhez a forgó tengely adott pontjának egy nyugvó érzékelő előtt való elhaladását kell nagy pontossággal érzékelni. Az egyik ismert módszert az optikai érzékelő alkalmazása képezi. A tengelyre felvitt jelölés érzékelését azonban az olajgőzös, szennyező környezet nehezíti, az agresszív klíma a jelölést megkülönböztethetetlenné teszi. A helyzetérzékelés megoldható a tengelyre szerelt mágnes segítségével is. A mágnes elhaladását egy a mágneses térre reagáló eszköznek, például Hali-generátornak kell érzékelnie. A belsőégésű motoroknál, de egyéb iparilag üzemelő forgó tengelyek környezeténél is szükség van a tengelyt körülvevő védőlemezre. A tengely (vagy lendkerék) felülete és a védőlemez között általában legalább 8-10 mm-es távolságot tartanak, hogy a tengely esetleges ütése vagy a motor elmozdulása balesetet ne okozhasson. A Hall-generátoros érzékelőknek ismert módon olyan érzékelési jelleggörbéje van, amely választ csak adott térerősséget meghaladó mágneses tér hirtelen bekövetkezésekor ad. Az, említett távolság, amely a tengelyre szerelt mágnes és az érzékelő között is betartandó, a szokásos mágnesanyagok alkalmazása esetén az érzékelőben csak nagyon kis mágneses tér bekövetkezését teszi lehetővé, A kis térerősség és a gyakran elmaradó válasz miatt a Hall-generátoros megoldások alkalmazását a jelen feladat megoldására nem tartották kielégítőnek, és egyéb, például mechanikus érzékelést javasoltak. A találmány feladata olyan érzékelő létrehozása, amely szennyezett ipari környezetben is, egyszerű eszközök felhasználásával lehetővé leszí tengelyek fordulatszámának és szöghelyzetének mérését. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a megkívánt érzékelési távolság csökkentése nélkül az érzékenység hiányától eltekintve ideális tulajdonságokkal rendelkező Hall-generátoros érzékelő alkalmazható, ha annak környezetét mágnesesen úgy feszítjük elő, hogy az előfeszílés még az átbilíentést ne tudja előidézni, de az érzékelő mágnesnek a nagyobb távolságból létesített viszonylag kis térerőssége az előfeszítő térre szuperponálódva már biztonságosan billentse át a Hali-generátort. A találmány szerint ezt úgy biztosítjuk, hogy ha a mágnes a Haii-generátoros érzékelőtől legalább 8 mm-es távolságban van, akkor az érzékelőnek a mágnessel ellentétes oldalánál egy a Hall-generáloros érzékelőt mágnesesen előfeszítő segédmágnest helyezünk el, amelynek előfeszítő tere lehetővé teszi, hogy az érzékelőtől távoli mágnes az érzékelőben választ váltson ki. A találmány szerinti érzékelő egy előnyös kiviteli alakjánál a Hall-generátoros érzékelőt hall-chip képezi, amely hengeres ház egyik végénél van rögzítve és a segédmágnes a ház belsejében van. A rögzítés szempontjából előnyös, ha a hengeres ház menetes palásttal rendelkezik, és ebbe illeszkedő anyákkal van a forgó tengely védőlemezéhez erősítve. A találmány szerinti érzékelőt dízel motorok mérésére használva a működésben még egy hónapos üzemelés után sem tapasztaltunk semmilyen rendellenességet, jóllehet egyéb típusú érzékelők működése már néhány nap elteltével is bizonytalanná vált. A találmány szerinti érzékelőt a továbbiakban egy kiviteli példa kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesebben, amely az érzékelő elrendezési rajzát szemlélteti részben metszeti ábrázolásban. A példakénti esetben dízel motor főtengelyének szöghelyzet- és fordulatszám érzékelése és mérése a feladat. A motor főtengelyére erősített 10 lendkerék 11 forgó tengely körül forog. A 10 lendkerékre sugárirányú tengellyel 12 mágnes van erősítve, amelyet 13 távtartó a palástfelülettől adott távolságban rögzít. A 13 távtartó csavarkötéssel vagy sajtoló kötéssel rögzíthető a 10 lendkeréken. A 10 lendkereket kardán 14 védőlemez veszi körül, amelyen az érzékelő részére megfelelő furat van kiképezve. Az érzékelőnek hengeres 15 háza van, amelynek palástfelületén adott hosszúságban finommenet található. A 15 házat 16 és 17 anyák rögzítik a kardán 14 védőlemez furatában. A 15 ház belsejében, annak homlokfelületéné! 18 hall-chip található, amely az érzékelő szerepét betöltő Hali-generátoron kívül tartalmazza még a TTL, szintű kimeneti jelek képzéséhez szükséges áramköri elemeket is, azaz feszültségszabályozót, erősítőt síb. Ilyen 18 hall-chip a kereskedelmi forgalomban kapható, és ismert kialakítása miatt részletesebb tárgyalása szükségtelen. A 18 hall-chipnek a 12 mágnessel ellentétes oldalán, attól eltávolított helyzetben 19 segédmágnes helyezkedik el, amelynek mágneses tere olyan, hogy a létesített térerősség a 18 hall-chip környezetében azonos irányú a 12 mágnes által létesített térerősséggel. A 18 hall-chipnek ismert módon meredek érzékelésijelleggörbéje van, azaz kimenetén válaszjel csak adott küszöbszintet meghaladó mágneses térerősség fellépésekor keletkezik. A találmány szerinti megoldás jellegzetessége, hogy a 19 segédmágnes olyan térerősségét tud csak létesíteni a 18 hall-chipben, ami még nem elegendő annak átbillentéséhez. Hasonlóképpen a 12 mágnes térereje sem elegendő önmagában az átbillentés kiváltásához. A találmány szerinti megoldás lényege a 19 segedmágnes sajátos alkalmazásában van, amelynek révén mágneses előfeszílést létesítünk a 18 hall-chip környezetében, és a 12 mágnes által keltett, erre szuperponálódó tér már ki tudja váltani a 18 hallchip átbillentését. A 19 segédmágnes alkalmazása révén az érzékelő érzékenysége megnövekedett, és ennek következtében a konstrukciós szempontból az érzékelőtől viszonylag távol elhelyezett 12 mágnes is képes a 18 hall-chip előtt való elhaladásakor annak kimenetén válaszjelel előállítani. 5 10 15 2C 25 30 35 40 45 50 55 63 65
