Hallo, ich muss für einen Kunden die Position eines ferromagnetisches Metallbandes bestimmen. Es ist ein Endlosband mit einer Breite von 40mm und einer Dicke von 1mm. Im Band befinden sich Schlitze von 0,5mm x 30mm, quer zur Laufrichtung. Der Abstand der Schlitze untereinander ist auch 0,5mm. Damit es nicht zu einfach wird, ist das Ganze Band noch mit einer 1,5mm Gummischicht umschlossen. Das Band läuft mit ~50m/min durch die Maschine. Der Kunde sucht jetzt eine Möglichkeit, nach einer gewissen Anzahl von Schlitzen (z.B. 100) immer ein elektrisches Signal zu bekommen. Ich dachte jetzt, dass man das ggf. mit einem Hall-Effekt Zahnradsensor machen könnte. Finde aber keinen der mit der Schlitzweite (0,5mm) zurechtkommt. Habt ihr ggf noch gute Ideen wie man das Lösen könnte? Viele Grüße Rolf
:
Verschoben durch Moderator
Ich würde mal mit einem hallsensor + externem Magnetfeld arbeiten und dessen Modulation messen. Also einer mit analogausgang.
Rolf schrieb: > Schlitze von 0,5mm x 30mm, quer zur Laufrichtung. Der Abstand der > Schlitze untereinander ist auch 0,5mm. Damit es nicht zu einfach wird, > ist das Ganze Band noch mit einer 1,5mm Gummischicht umschlossen. Selbst wenn man es schafft einen weichmagnetischen Kreis beidseitig möglichst nahe an das laufenda Band heranzubringen, ist rein gefühlsmäßig die Flußänderung zu gering um sie sicher detektieren zu können. Könnte man z.B. mit FEMM einmal simulieren. Ich würde mir aber zuerst Gedanken über eine alternative Lösung (z.B. optisch) machen.
"Magnetleiter". 0,25mm dicke mumetall-Streifen mit isolierender Zwischenschicht stapeln. Die Enden der Streifen "sammeln die Magnetlinien, die geraden Bleche die des aktuellen Nord-Pols die ungeraden die des Südpols. klappt natürlich nur, wenn die magnetische Aufzeichnung und der "Sensor" zueinander parallel laufen. Die "Enden" werden jeweils durch zusätzliche zwischen gelegte kleine Mumetallbleche zu Polen gestapelt. Mit einem schmaleren z.B. nur 10mm breiten Stapel erhöht sich die Toleranz gegen schiefen Sender oder schiefe Aufzeichnug auf dem Band. Anstatt eines Hallsensors wäre die Verwendung einer Spule zu überlegen. Quick and dirty: Tonkopf eines Tonbandgerätes nehmen.
Mit Hall-Sensor geht es nicht bei Deinen Daten. 1,5mm dicke Gummischicht und dann nur 0,5mm Schlitz.
Oder Wirbelstrom. Schau Dich mal bei TI nach den LDC's um.
Allenfalls mit einem Magnetkopf eines Magnetbandes ? Ich denke allerdings es ist nicht moeglich 0.5mm Strukturen durch 1.5mm dicken Gummi zu messen. Das Limit wird bei Abstand = Strukturbreite sein. Heisst der Gummi sollte duenner wie die 0.5mm sein.
Hi Ist die Gummischicht zufällig durchsichtig? Wenn Nein, tendiere ich auch in die Richtung Tonkopf. Ggf. kann man Diesen durch Schrägstellung auf den Schlitzabstand 'eichen', damit man eine höhere Amplitude bekommt. Unter das Band kann man z.B. einen Magneten oder eine Lichtquelle anbringen? (Letztere bei durchsichtigem Band) Nicht ganz unwichtig: Ist sicher gestellt, daß das Band beim Sensor 'sauber' bleibt? ... wäre ja blöd, wenn die Schaltung klappt, aber beim ersten Material-Transport zerlegt sich unser Sensor ... 50m/s ist nicht mehr ganz langsam. MfG
Wenn das System nur bei der genannten Geschwindigkeit arbeiten soll, also nicht (viel) langsamer, würde ich auch auf eine Lösung mit Magnetspule, also ähnlich Tonkopf, tippen. Das Band beeinflusst zweifellos das Magnetfeld, die Frage ist nur wie viel, aber eine geringe Spannung von so einem Tonkopf oder gar einer optimierten Spule lässt sich sehr hoch verstärken. Ich gehe davon aus, dass mit einem Hall-Sensor ein deutlich schwächeres Signal erreicht wird, außer bei geringen Geschwindigkeiten bis hin zum Stillstand, wo auch der Hall-Sensor noch funktioniert. Mein Tipp: Auf der einen Seite des Bandes zwei 0,5 mm-Bleche im Abstand von 0,5 mm, dazwischen ein Magnet, zwei weitere Bleche auf der anderen Seite, aber mit der Spule. Natürlich ist der 0,5 mm-Abstand nur am Streifen, weiter entfernt ist er groß genug für Magnet bzw. Spule. Wenn beide Bleche bzw. Blechpaare hinter den Schlitzen stehen, können (etwas) mehr Feldlinien das Band durchdringen, weil (etwas) mehr Feldlinien kurzgeschlossen werden, wenn sie hinter den Stegen sind. Nur sehr wenig - aber ich schätze, dass das reichen wird. Das Signal lässt sich auch noch durch größere Blechpakete, wie Peter R in Beitrag "Re: Hallsensor für sehr kleine Schlitze / Zähne gesucht" beschrieb, entsprechend erhöhen. Aber ob das dann für einen Hall-Sensor reicht??? DZDZ
Noch ein Tipp: Wenn die Signale trotzdem noch zu schwach sind, vielleicht weil ein Hall-Sensor genutzt werden muss, und wenn das Band mit konstanter Geschwindigkeit läuft, lässt sich mit einem schmalbandigen Bandfilter noch einmal eine erhebliche Steigerung der Empfindlichkeit und Störsicherheit erreichen. Mit noch mehr Aufwand geht das auch für eine variable Bandgeschwindigkeit.
Der Zahn der Zeit schrieb: > Das Band beeinflusst > zweifellos das Magnetfeld, die Frage ist nur wie viel, aber eine geringe > Spannung von so einem Tonkopf oder gar einer optimierten Spule lässt > sich sehr hoch verstärken. Ich glaube nicht, dass es mit Verstärkung getan ist. Der Luftspalt ist im Vergleich zu den Schlitzen einfach zu groß. Die Simulation zeigt jedenfalls ein eher zufälliges Ergebnis. Könnte man auch noch verfeinern (Grid size), wenn man genug Zeit oder Rechenleistung hat. Auch stimmt die Geometrie nicht, da die Schneide eigentlich quer liegen sollte und der seitliche Rand des Bandes nicht berücksichtigt ist - das ist aber für die Abschätzung meiner Meinung nach nicht relevant. By1 ist in Flußdichte in y-Richtung im Punkt 0,0 im linke Luftspalt. By2 an der Schneide im Punkt 40,2. Das Band wird bei jedem Schritt um 0.05mm nach links verschoben.
1 | --> pos; By1; By2 |
2 | --> -0.00; 0.63770; -0.32663 |
3 | --> -0.05; 0.63772; -0.32554 |
4 | --> -0.10; 0.63771; -0.32582 |
5 | --> -0.15; 0.63771; -0.32684 |
6 | --> -0.20; 0.63772; -0.32746 |
7 | --> -0.25; 0.63773; -0.32756 |
8 | --> -0.30; 0.63774; -0.32460 |
9 | --> -0.35; 0.63775; -0.32622 |
10 | --> -0.40; 0.63776; -0.32619 |
11 | --> -0.45; 0.63777; -0.32514 |
12 | --> -0.50; 0.63778; -0.32458 |
13 | --> -0.55; 0.63778; -0.33208 |
14 | --> -0.60; 0.63777; -0.32528 |
15 | --> -0.65; 0.63778; -0.32638 |
16 | --> -0.70; 0.63778; -0.32696 |
17 | --> -0.75; 0.63776; -0.32608 |
18 | --> -0.80; 0.63777; -0.32707 |
19 | --> -0.85; 0.63777; -0.32494 |
20 | --> -0.90; 0.63778; -0.32607 |
21 | --> -0.95; 0.63777; -0.32674 |
22 | --> -1.00; 0.63778; -0.32662 |
23 | --> -1.05; 0.63781; -0.32735 |
24 | --> -1.10; 0.63781; -0.32459 |
25 | --> -1.15; 0.63777; -0.32469 |
26 | --> -1.20; 0.63779; -0.32552 |
27 | --> -1.25; 0.63779; -0.32604 |
28 | --> -1.30; 0.63780; -0.32592 |
29 | --> -1.35; 0.63779; -0.32583 |
30 | --> -1.40; 0.63780; -0.32543 |
31 | --> -1.45; 0.63779; -0.32416 |
32 | --> -1.50; 0.63780; -0.32238 |
33 | --> -1.55; 0.63778; -0.33081 |
34 | --> -1.60; 0.63775; -0.32602 |
35 | --> -1.65; 0.63778; -0.32643 |
36 | --> -1.70; 0.63778; -0.32720 |
37 | --> -1.75; 0.63777; -0.32591 |
38 | --> -1.80; 0.63779; -0.32698 |
39 | --> -1.85; 0.63779; -0.32642 |
40 | --> -1.90; 0.63780; -0.32628 |
41 | --> -1.95; 0.63778; -0.32494 |
Da eine optische Abtastung wohl nicht funktioniert - ich hatte den vollständigen Gummimantel übersehen - fällt mir dazu nicht mehr viel ein. Eventuell klappt es mit parallel zu den Schlitzen polarisierter HF. Das ist aber eine reine Vermutung, da Voodoo nicht wirklich mein Gebiet ist.
Sollte sich mit einem modulierten Elektromagneten and Magnetfeldquelle, einer Spule als Sensor und einem Lock-In Verstärker zur Signalverstärkung machen lassen.
Das Endlosband muss ja irgendwie angetrieben werden bzw irgendwo drauf laufen. Wie siehts an den Rollen aus ? Einen Magnet aufkleben, Loch bohren ?
ranakt schrieb: > Ich glaube nicht, dass es mit Verstärkung getan ist. Na ja, ich würde dagegen mein A.... verwetten, dass es reicht. Insbesondere mit Filtern kann man sehr viel erreichen. Aber unsere Schätzungen sind beides schlechte Argumente... Die Simulation finde ich sehr interessant. Mittlerweile glaube ich, dass eine andere Anordnung, als die, die ich oben vorgeschlagen habe, besser wäre. Wie beschreibe ich es gut, ohne eine Zeichnung zu machen: Man nehme zwei 0,5 mm starke Scheiben, ringförmig wie Unterlegscheiben, aber z.B. 50 mm Durchmesser. Loch-Ø ca. 30 mm. Die werden mit einem 2 - 20 mm breiten Schlitz versehen. Es bleibt eine Art U oder C - oder ein Tonkopf. Eine Scheibe bekommt den Magneten (dafür muss sie in der Mitte getrennt werden), die andere die Spule. Die Anordnung dürfte einigermaßen klar sein: Die Scheiben parallel zu den Stegen, Magnet auf der einen, Spule auf der anderen Seite. Die Idee ist, dass (zweifellos nur wenig) mehr Feldlinien kurzgeschlossen werden, wenn ein Steg exakt zwischen den Scheiben liegt. Wie viel das bei den gegeben Verhältnissen wäre, ließe sich mit der Simulation heraus finden(?). Ebenso könnte man die Geometrie damit optimieren. Wenn wir dann wissen, wie stark (oder schwach) dann noch die Änderung des Flusses in der Empfängerspule ist, lässt sich der Rest leicht mit den Grundlagen der Elektrotechnik berechnen. (Zugegeben, da müsste ich auch erst in Formelsammlungen nachsehen.) Ob das Signal dann für elektronische Verstärkung und Filterung reicht, ist wiederum sehr leicht zu berechnen. Etwas über 1 kHz ist die Frequenz. Vielleicht ginge auch Spule und Magnet auf nur einem Schenkel noch besser. Und ein weiterer Gewinn lässt sich auch durch gestapelte Schenkel im 1 mm-Raster einfach erreichen. Hat der Rolf schon das Interesse an einer Antwort verloren?
Der Zahn der Zeit schrieb: > Man nehme zwei 0,5 mm starke Scheiben, ringförmig wie Unterlegscheiben, > aber z.B. 50 mm Durchmesser. Loch-Ø ca. 30 mm. Die werden mit einem 2 - > 20 mm breiten Schlitz versehen. Es bleibt eine Art U oder C - oder ein > Tonkopf. Ich versteh ungefähr, was du meinst, sehe aber keine zuverlässige Möglichkeit, das Problem in 2D zu simulieren. Durch die seitlichen Ränder des Bandes kann man dieses als durchgehend, wenn auch mit etwas geringerem mag. Leitwert betrachten. Die Ankopplung an das Band ist aber unterschiedlich, da der "Tonkopf" schmäler (in der Simulation Tiefe=20mm) als die Schlitzbreite (30mm) ist Als Beispiel zwei Extremwerte, die tatsächlich zu einer mit einer Wicklung um die Leitbleche erfassbaren Flußänderung führen. Aber wie gesagt in 2D ist das eher Sterndeuterei.
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.