用于及早识别机械变化的传感器系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于及早识别机械变化、尤其是材料疲劳、磨损和断裂的传感器系统(1)，包括：具有收纳区域(21)的传感器壳体(2)；和传感器头(4)，其中，所述传感器头(4)保持在所述传感器壳体(2)上的所述收纳区域处并且至少局部地从所述传感器壳体(2)突出。所述传感器头(4)包括具有至少一个测量导体(50)的断裂体(40)。所述至少一个测量导体(50)借助所述传感器壳体(2)中的至少一个电子测量器件(25)电连接，并且，通过所述电子测量器件(25)可检测所述至少一个测量导体(50)的电阻。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于及早识别机械变化的传感器系统
本专利技术涉及具有权利要求1的特征的一种用于及早识别机械变化并因此用于提高例如游乐设施的安全性的传感器系统、根据权利要求20所述的一种用于传感器系统的传感器头以及具有根据权利要求26所述的特征的一种具有这种传感器系统的游乐设施。
技术介绍
从现有技术已知采用不同设计的用于提高安全性的传感器系统。从现有技术已知的这种传感器系统检测例如由于材料的磨损或疲劳而发生的机械变化。为此使用的传感器检测娱乐设施的至少一个机械负载或机械变化并将检测值与存储在数据库中的参考值进行比较。例如，如果由于磨损或疲劳导致机械负载发生变化，则这些变化会由传感器系统及早识别。替代地，这种传感器系统可以由第一构件和冗余构件形成，其中，当负载由冗余构件接管时，传感器系统通过断开或闭合电触点来检测第一构件的失效。例如从DE102014114338A1已知这种传感器系统。该现有技术已证实具有的缺点是，已知的用于提高游乐设施的安全性的传感器系统以电压供应为前提，通过该电压供应向传感器系统供应电压并且将该传感器系统通过电缆例如与游乐设施的监视电路连接，以便检测错误状态。尤其是在游乐设施中，例如在过山车或具有运动的车辆、机舱、浮体等的水上游乐设施中，从现有技术已知的传感器系统通常需要携带电压源，以确保传感器系统的正常功能并将检测到的信号传输到游乐设施的监视电路。这种用于提高游乐设施的安全性的传感器系统已证实是复杂的和高成本，并且还提高了车辆、机舱或浮体的重量，由此产生进一步的缺点。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种用于及早识别机械变化、尤其是材料疲劳和磨损并因此用于提高例如游乐设施的安全性的传感器系统，该传感器系统消除了从现有技术已知的传感器系统的缺点。尤其地，用于提高安全性的传感器系统可以在不与电压源连接的情况下操作，并且可以检测不依赖于材料的机械变化，尤其是在游乐设施中的机械变化。例如，游乐设施的大部分构件通常由金属材料制成，然而也存在大致由非金属材料例如塑料或木材制成的构件以及甚至整个游乐设施。根据本专利技术的传感器系统可以不受限制地用于检测所有材料的机械变化。传感器系统还能够实现对可以使用不同的测量方法检测的机械变化、尤其是材料疲劳和磨损的冗余检测，由此可以彼此独立地验证所检测的游乐设施处的机械变化，由此减少了错误检测并且总体上有助于提高游乐设施的安全性。上述目的的实现借助根据权利要求1的一种传感器系统、根据权利要求20的一种传感器头以及具有权利要求26的特征的一种游乐设施来进行。从属权利要求包含本专利技术的有利的改进方案。根据本专利技术的用于及早识别机械变化的传感器系统包括具有收纳区域的传感器壳体和传感器头，其中，所述传感器头保持在所述传感器壳体处的所述收纳区域中并且至少局部地从所述传感器壳体突出。传感器壳体可以构成为具有外螺纹的旋转对称的不锈钢管，其中，进一步优选地，所述外螺纹是公制螺纹，并且所述传感器壳体中的所述收纳区域以同轴构成的盲孔的方式实施。此外，所述传感器头包括具有至少一个测量导体的断裂体。所述断裂体优选是弹性或脆性的实心体。所述至少一个测量导体与布置在所述传感器壳体中的电子测量器件电连接，其中，布置在所述传感器壳体中的所述电子测量器件检测所述传感器头的所述测量导体的电阻。在这里，传感器头的尺寸和传感器壳体的收纳区域如此彼此匹配，使得传感器头的断裂体至少局部地从收纳区域突出并在该区域中暴露于不受保护的机械变化，这些机械变化发生在待监视构件中。在待监视构件发生机械变化的情况下，断裂体受到破坏或变形，并且测量导体的电阻发生变化，或者测量导体的导电性受到破坏，由此可通过电信号检测待监视构件的机械变化。为此，电子测量器件优选在两端部与测量导体连接。电子测量器件使得通过与测量导体的两端部的电连接来检测电阻的变化成为可能。为此，测量导体与测量体耦合。此外，能够实现的是，所述至少一个测量导体与RFID发送器-接收器系统连接，或者连接到常规的反馈电路或紧急停止电路。本专利技术的另一个有利设计方案规定的是，所述传感器头的所述断裂体由电绝缘材料制成，并且所述至少一个测量导体作为接触环在所述断裂体之中或之上延伸。所述至少一个测量导体可以优选地放置、成形或加工到所述断裂体上，其中，所述断裂体保护所述测量导体免受机械影响并且防止在所述测量导体和相邻构件之间的短路。此外，所述至少一个测量导体可以布置在所述壁的背离所述介质的表面上，其中，进一步优选地，将保护层涂布到所述壁上，所述保护层保护所述测量导体或所述接触环，以电绝缘的方式将其屏蔽并且此外将其固定在所述壁上。此外，可以将所述至少一个呈电材料形式的测量导体引入到所述断裂体上或其壁中。优选的是，所述传感器头的所述至少一个测量导体和所述传感器壳体中的所述电子测量器件之间的至少一个电连接器是可拆卸的插塞连接器。由此，可以以特别简单的方式更换传感器头，其中，同时制造至少一个电连接器。所述至少一个电连接器优选地布置在所述传感器壳体中的所述收纳区域中。此外，通过所述传感器头的可更换性来实现一种模块化系统。所述传感器壳体可以是标准构件，并且所述传感器头可以是适配于使用目的的构件，其中，所述传感器头不仅在尺寸上，即所述传感器头从所述传感器壳体的所述收纳区域突出的程度上，而且在所述断裂体和所选介质的抵抗力上都可以是可变的。所述断裂体构成为抵抗力越大，则待监视构件处的待检测机械变化就必须显现得越强。进一步优选地，所述传感器头通过电触点形状配合和/或力配合地保持在所述传感器壳体处的所述收纳区域中，由此除了用于将所述传感器头闭锁在所述收纳区域中的电触点之外，不需要另外的紧固器件。本专利技术的另一个有利设计方案规定的是，在所述传感器壳体和所述传感器头之间的所述收纳区域中设置有引导件，通过所述引导件将所述传感器头与所述传感器壳体以振动机械的方式去耦合或以阻尼支承的方式保持。优选地，所述引导件由弹性体或橡胶弹性聚合物制成，其中，进一步优选地，所述引导件将夹紧力施加到所述传感器头上。所述引导件的夹紧力将所述传感器头保持在收纳孔中。具有70肖氏硬度的阻尼材料是特别优选的。此外，所述引导件防止由于所述传感器头与所述传感器壳体的机械相互作用，例如由于游乐设施的待监视构件上的振动而导致的所述断裂体的失效。还有利的是，所述断裂体由脆性材料制成。尤其地，还证实有利的是，所述断裂体由陶瓷材料、玻璃或玻璃陶瓷制成。尤其地，玻璃作为材料是优选的，因为玻璃具有优异的机械、电气和化学性质，并且具有这种断裂体的传感器头也可以廉价地以不同的尺寸制造。然而，制成断裂体的材料或材料组合可以任意选择。例如，也可以使用塑料。所述断裂体可以优选地由弹性材料例如塑料制成，或者可以特别地使用诸如橡胶、硬橡胶等的弹性材料。此外，已证实有利的是，所述断裂体构成为安瓿并且具有壁，所述壁包围介质。所述壁可以构成所述断裂体中的容器。该介质可以用作指示剂，例如用于光学和/或视觉和/或声学和/或嗅觉测量方法。由此，这使得能够对待监视构件的机械变化进行光学和/或视觉和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于及早识别机械变化、尤其是材料疲劳和磨损的传感器系统(1)，包括：/n－具有收纳区域(21)的传感器壳体(2)；和/n－传感器头(4)，/n－其中，所述传感器头(4)保持在所述传感器壳体(2上的所述收纳区域(21)处并且至少局部地从所述传感器壳体(2)突出，/n－其中，所述传感器头(4)包括具有至少一个测量导体(50)的断裂体(40)，/n－其中，所述至少一个测量导体(50)借助至少一个电子测量器件(25)电连接在所述传感器壳体(2)中，以及/n－其中，通过所述电子测量器件(25)能检测所述至少一个测量导体(50)的电阻。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180518 DE 102018111998.41.一种用于及早识别机械变化、尤其是材料疲劳和磨损的传感器系统(1)，包括：
－具有收纳区域(21)的传感器壳体(2)；和
－传感器头(4)，
－其中，所述传感器头(4)保持在所述传感器壳体(2上的所述收纳区域(21)处并且至少局部地从所述传感器壳体(2)突出，
－其中，所述传感器头(4)包括具有至少一个测量导体(50)的断裂体(40)，
－其中，所述至少一个测量导体(50)借助至少一个电子测量器件(25)电连接在所述传感器壳体(2)中，以及
－其中，通过所述电子测量器件(25)能检测所述至少一个测量导体(50)的电阻。


2.根据权利要求1所述的传感器系统，其特征在于，所述断裂体(40)由电绝缘材料制成，并且所述至少一个测量导体(50)作为接触环(51)布置在所述断裂体(40)之中或之上。


3.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统(1)，其特征在于，在所述测量导体(50)和所述电子测量器件(25)之间的至少一个电连接器(35)是插塞连接器。


4.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统(1)，其特征在于，所述传感器头(4)通过所述电连接器(35)形状配合和/或力配合地保持在所述传感器壳体(2)上的所述收纳区域(21)中。


5.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统(1)，其特征在于，在所述传感器壳体(2)和所述传感器头(4)之间的所述收纳区域(21)中设置有引导件(7)，并且所述引导件(7)由阻尼材料制成。


6.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统(1)，其特征在于，所述断裂体(40)由脆性材料制成，优选地由陶瓷材料或玻璃制成。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的传感器系统(1)，其特征在于，所述断裂体(40)由弹性材料制成，优选地由橡胶、尤其是硬橡胶制成。


8.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统(1)，其特征在于，所述断裂体具有安瓿，所述安瓿具有壁(41)，所述壁(41)包围具有介质(6)的容器。


9.根据权利要求8所述的传感器系统(1)，其特征在于，所述至少一个测量导体(50)在所述壁(41)之中或之上延伸。


10.根据权利要求8或9所述的传感器系统(1)，其特征在于，所述介质(6)是导电的，并且所述至少一个测量导体(50)由第一电极(52)和第二电极(53)形成，所述第一电极(52)和所述第二电极(53)在所述断裂体(40)中彼此间隔开地伸入到所述介质(6)中。


11.根据权利要求8至10中任一项所述的传感器系统(1)，其特征在于，所述介质(6)包括液体和/或气体，并且所述介质(6)设置有视觉和/或光学和/或嗅觉可感知的标记物。


12.根据权利要求8至11中任一项所述的传感器系统(1)，其特征在于，所述介质(6)包括可倾倒的粒状或块状混合物。


13.根据权利要求8至12中任一项所述的传感器系统(1)，其特征在于，所述传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈斯·弗里德伯格，
申请(专利权)人：马克里德斯有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE