RU162517U1 - Индуктивный датчик вибраций - Google Patents

Abstract

Индуктивный датчик вибраций, содержащий выполненный из магнитомягкого материала корпус с крышкой с расположенным внутри него изоляционным каркасом, подвижный постоянный кольцевой магнит с магнитным подвесом, выполненным в виде двух соосно установленных неподвижных кольцевых магнитов, ориентированных одноименными полюсами относительно полюсов подвижного постоянного магнита, и две намотанные на каркас включенные встречно катушки индуктивности, отличающийся тем, что подвижный постоянный кольцевой магнит установлен по скользящей посадке на помещенном внутри каркаса стержне из немагнитного материала, а неподвижные магниты расположены в торцах изоляционного каркаса.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для контроля параметров вибраций сооружений, например, в виде жилых или производственных строений.

Область использования датчиков диктует достаточно высокие требования к ним, поскольку амплитуда вибраций может достигать при некоторых режимах нескольких десятков микрометров, тогда, как при обычном режиме эксплуатации она составляет микрометры. Другими требованиями, предъявляемыми к датчикам вибрации, являются малые габариты и вес, линейность характеристики преобразования во всем диапазоне измерений и устойчивость против электромагнитных помех.

Известен преобразователь виброскорости (RU Патент №2512881, МПК G01H 11/02, опубл. 10.04.2014), содержащий корпус, размещенную в корпусе двухсекционную измерительную обмотку, охваченную втулкой из магнитного материала, полую немагнитную ось с закрепленным на ней ферромагнитным сердечником и жестко установленную в отверстии основания, а также установленный соосно с сердечником оси и свободно охватывающий ось кольцевой продольно намагниченный постоянный магнит.

Недостатком рассматриваемого устройства является низкая чувствительность измерений, так как они основаны на измерении разности перемещений достаточно жестко закрепленных деталей.

В электродинамическом датчике вибраций (А.С. №693118, МПК G01H 1/06, опубл. 25.10.1979), содержащем корпус из магнитомягкого материала, размещенные в нем измерительные катушки, постоянный магнит с полюсными наконечниками, пружины подвеса магнита к корпусу, два возвратно-поступательных механизма с гидроцилиндрами, поршни, две квазиупругих пружины, каждая из которых выполнена в виде двух дополнительных постоянных магнитов, чувствительность измерений повышена за счет того, что подвижный элемент закреплен с помощью пружинного подвеса и за счет этого снижена инерционность перемещения измерительного элемента. Недостатком этого устройства является его конструктивная сложность и большие массогабаритные характеристики. Следствием является невозможность его использования для измерения вибрации легких объектов.

Известен индуктивный датчик вибраций (А.С. №1432342, МПК G01H 11/02, опубл. 23.10.1988) достаточно малогабаритный, обладающий высокой чувствительностью. По назначению и совокупности существенных признаков он наиболее близок к предлагаемому устройству и принят за прототип.

Известный датчик содержит корпус и изоляционный каркас с намотанными на него встречно катушками индуктивности. Каркас и катушки установлены в полость подвижного кольцевого постоянного магнита с магнитным подвесом, который выполнен в виде установленных соосно постоянных кольцевых магнитов, ориентированных одноименными полюсами относительно полюсов подвижного кольцевого постоянного магнита. Недостатком известного датчика является сложность его конструкции. Для любого внесения изменений в его параметры необходимо полностью разбирать датчик.

Задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью является создание датчика упрощенной конструкции.

Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, заключающегося в удобстве настройки датчика.

Данный технический результат достигается тем, что в индуктивном датчике вибраций, содержащем выполненный из магнитомягкого материала корпус с крышкой с расположенным внутри него изоляционным каркасом, подвижный постоянный кольцевой магнит с магнитным подвесом, выполненным в виде двух соосно установленных неподвижных кольцевых магнитов, ориентированных одноименными полюсами относительно полюсов подвижного постоянного магнита и две намотанные на каркас включенные встречно катушки индуктивности, новым является то, что подвижный постоянный кольцевой магнит установлен по скользящей посадке на помещенном внутри каркаса стержне из немагнитного материала, а неподвижные магниты расположены в торцах изоляционного каркаса.

Расположение обмотки отдельно от остальных деталей, находящихся внутри корпуса, обеспечивает легкий доступ к ней, благодаря чему корректировка ее параметров не требует разборки всего датчика.

Сущность полезной модели поясняется фигурой, на которой приведен вид датчика.

Индуктивный датчик вибраций состоит из корпуса 1 с крышкой 2, выполненных из магнитомягкого материала. Выбор материала определен необходимостью уменьшения внешних помех. Внутри корпуса размещен изоляционный каркас 3, на который намотаны две включенные встречно катушки 4. В рассматриваемом примере выполнения каркас выполнен из полиэтиленовой трубки. Внутри каркаса расположен стержень 5 из немагнитного материала с установленным на нем по скользящей посадке кольцевым подвижным магнитом 6. В качестве материала стержня может быть использован фторопласт, поскольку он обладает антифрикционными свойствами. В торцах каркаса соосно расположены неподвижные кольцевые магниты 7, которые ориентированы одноименными полюсами к полюсам подвижного постоянного магнита 6.

Устройство работает следующим образом.

При установке индуктивного датчика на вибрирующий объект, подвижный магнит 6 начинает вибрировать, перемещаясь относительно каркаса 3 с намотанными на нем катушками 4, а также по отношению к неподвижно установленным магнитам 7. Так как намотанные на каркас 3 катушки 4 включены встречно, при движении подвижного магнита 6 относительно катушек 4, в них индуцируется достаточно большая электродвижущая сила индукции, а на свободных их концах возникает достаточно высокое напряжение. Отталкивающие силы взаимодействующих магнитных полей кольцевого магнита 6 и неподвижных постоянных кольцевых магнитов 7 не позволяют подвижному магниту 6 касаться неподвижных магнитов. Такое магнитное демпфирование движения магнита 6 предотвращает большие резонансные биения этого магнита в том случае, когда собственная частота датчика или его высших гармоник близка к частоте вибраций контролируемого объекта. Внешние помехи демпфируются корпусом.

Таким образом, в отличие от прототипа, благодаря внешнему расположению измерительных катушек 4 по отношению к магнитам, обеспечивается упрощенная и более удобная настройка датчика.

Claims (1)

1. Индуктивный датчик вибраций, содержащий выполненный из магнитомягкого материала корпус с крышкой с расположенным внутри него изоляционным каркасом, подвижный постоянный кольцевой магнит с магнитным подвесом, выполненным в виде двух соосно установленных неподвижных кольцевых магнитов, ориентированных одноименными полюсами относительно полюсов подвижного постоянного магнита, и две намотанные на каркас включенные встречно катушки индуктивности, отличающийся тем, что подвижный постоянный кольцевой магнит установлен по скользящей посадке на помещенном внутри каркаса стержне из немагнитного материала, а неподвижные магниты расположены в торцах изоляционного каркаса.

   

Images