BR112012003710B1

BR112012003710B1 - sensor de distância indutivo

Info

Publication number: BR112012003710B1
Application number: BR112012003710A
Authority: BR
Inventors: Lowell Houp Alan; Trunk Lothar; Heitefuss Norbert
Original assignee: Diehl Aerospace Gmbh
Priority date: 2009-08-18
Filing date: 2010-08-12
Publication date: 2019-12-03
Also published as: BR112012003710A2; DE102009037808A8; WO2011020580A3; CN102472606B; WO2011020580A2; TW201126134A; JP2013502561A; RU2012110233A; TWI498525B; US9294088B2; CA2770580A1; DE102009037808A1; CA2770580C; JP5475133B2; CN102472606A; DE102009037808B4; EP2467670B1; EP2467670A2; US20120119728A1

Abstract

sensor de distância indutivo a presente invenção refere-se a uma compensação indutiva da bobina (16) dotada de núcleo de um sensor de distância de corrente parasita (11) que pode ser evitada quando a bobina (16) preenche um espaço anular predeterminado construtivamente entre o suporte de enrolamento (17) do corpo de bobina (15) de plástico e os flanges do mesmo (18-19), bem como a parede (21) de um cadinho (20) de material ferromagnético, que está virado sobre o flange menor (18), posterior, e no lado frontal (21) encosta-se contra uma região anular do flange maior (19) anterior, com o diâmetro do cadinho (20). o núcleo de bobina (31) ferromagnético, que se insere coaxialmente no suporte de enrolamento (17), pode, portanto, estar disposto no cadinho (20), sobre a base do mesmo e, desse modo, ser montado simultaneamente com o cadinho (20).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SENSOR DE DISTÂNCIA INDUTIVO".

[001] A presente invenção refere-se a um sensor de distância indutivo de acordo com o preâmbulo da reivindicação principal.

[002] Um sensor de distância desse tipo é conhecido do documento DE 1 03 28 122 A1.

[003] A bobina dotada de núcleo de um sensor de distância indutivo desse tipo é alimentada por um circuito oscilante com frequência média, que em um ambiente de ferro magnético provoca perdas de corrente parasita. Isso leva a influência sobre amplitude e fase da frequência de alimentação, quando a massa ferromagnética se modifica em consequência da aproximação ou afastamento de um objeto ferromag-nético, tal como uma folha de porta localmente guarnecida com ferro. Com isso, esse sensor de distância pode ser usado não só como interruptor final, mas também como dispositivo de medição de distância de alta resolução. No entanto, para esse uso como sistema de medição, é necessária uma compensação indutiva demorada e sujeita a erros.

[004] Para limitar essa compensação potencialmente sujeita a erros e erros de medição daí decorrentes, na publicação prévia citada acima está previsto reduzir de modo elástico o diâmetro de parede interna, que apresenta uma sobremedida em relação ao núcleo, em diversas posições na extensão de sua superfície circunferencial interna, de modo que o núcleo inserido entre as mesmas, independentemente de seu diâmetro de cilindro está sempre centralizado no suporte de enrola-mento.

[005] Mas, em geral, é inevitável uma compensação fina através de um deslocamento axial linear ou helicoidal e fixação final do núcleo no suporte de enrolamento. Nesse caso, é vantajoso para a produção em série, que em uma bobina disposta em um cadinho ferromagnético, apesar de dados característicos iguais, a compensação só é obtida em posições axiais diferentes de bobina para bobina do núcleo em seu suporte de enrolamento.

[006] No conhecimento desses fatos, a presente invenção tem por base a tarefa de reduzir em um sensor de distância indutivo de acordo com a espécie, tanto no interesse de uma precisão de medição mais alta como também de uma velocidade de produção mais alta, a complexidade da compensação e apresentar uma montagem simplificada.

[007] Essa tarefa é solucionada de acordo com a invenção de acordo com a combinação de características da reivindicação principal. De acordo com a mesma, dois flanges em forma de disco anular, que se encontram nas extremidades dianteiras do suporte de enrolamento tubular, apresentam diâmetros externos ligeiramente diferentes. O diâmetro externo da bobina a ser aplicada sobre o suporte de enrolamento está limitado, com isso, no máximo ao diâmetro externo do flange menor. Ao mesmo corresponde o diâmetro interno de um cadinho de material ferromagnético, virado, a partir do flange menor, sobre o enrola-mento, cuja borda anterior aberta encosta-se, então, contra a superfície interna do flange maior, voltada para a bobina. Com isso, o espaço anular definido exatamente, geometricamente, entre os flanges bem como entre suporte de enrolamento e parede de cadinho, está preenchido com a bobina. Surpreendentemente, mostrou-se que nessa modalidade de acordo com o fator de enchimento de espaço da bobina, a posição axial do núcleo no suporte de enrolamento praticamente não é mais crítica. Portanto, o mesmo não precisa mais ser enroscado à maneira de um parafuso roscado com uma rosca externa, com profundidade maior ou menor no suporte de enrolamento do corpo de bobina; de acordo com a invenção, basta reter um núcleo com superfície lateral externa no suporte de enrolamento. Isso ocorre da maneira mais simples quando o núcleo está montado ou moldado com uma extremidade anterior no centro da base do cadinho e, portanto, na colocação do cadinho sobre a bobina, pode ser simultaneamente inserido no interior do suporte de en-rolamento tubular.

[008] Aprimoramentos e alternativas adicionais para a solução de acordo com a invenção evidenciam-se das outras reivindicações e, também, no que se refere às suas vantagens, da descrição subsequente de um exemplo de modalidade da invenção preferido, representado no desenho, não inteiramente em escala, resumido às partes essenciais para a função. A única figura do desenho mostra em corte longitudinal axial a estrutura de um sensor de distância de corrente parasita indutivo, configurado de acordo com a invenção.

[009] O sensor de distância 11 representado, que funciona induti-vamente, apresenta em um alojamento 12 cilíndrico oco, uma placa de circuito 13 aproximadamente em forma de disco circular, com um circuito oscilante 14, inclusive, opcionalmente, abastecimento de corrente e um circuito de avaliação de medição. O circuito oscilante 14 abastece uma bobina 16 montada axialmente à frente do mesmo sobre um corpo de bobina 15 de plástico, com frequência média (no âmbito de kilohertz de um ou dois dígitos). A bobina 16 está enrolada sobre um suporte de enrolamento 17 tubular, cujas duas extremidades anteriores estão dotadas de flanges 18, 19 em forma de discos anulares. Dos mesmos, o anterior (19) apresenta um diâmetro externo com o diâmetro interno do alojamento 12 e o posterior (18), um diâmetro externo um pouco menor em relação ao mesmo. Desse modo, resulta um volume de enrolamento máximo predeterminado construtivamente, que está definido axialmente pelo comprimento do suporte de enrolamento 17 entre seus flanges 1819, e radialmente, pelo diâmetro externo do flange posterior, menor 18. A bobina 16 estende-se sempre exatamente entre as superfícies internas 18'-19' dos flanges 18, 19, voltadas uma para a outra, e do diâmetro externo do suporte de enrolamento 17 até, no máximo, o diâmetro externo do flange posterior 18.

[0010] O corpo de bobina 15 dotado desse modo da bobina 16 é acomodado em um cadinho 20 de material ferromagnético. A parede cilíndrica oca 21 da mesma apresenta um diâmetro externo com o diâmetro interno do alojamento 12 e um diâmetro interno que, quando muito, é ligeiramente maior do que o diâmetro externo do flange menor 18. Desse modo, o cadinho 20 pode ser virado, a partir do lado traseiro sobre o corpo de bobina 15 dotado da bobina 16, até a borda frontal da parede 22 chegar ao encosto axialmente contra a região anular externa da superfície interna de flange 19' maior, anterior. Como o diâmetro externo do flange anterior 19 tem a mesma medida como o da parede de cadinho, o corpo de bobina 15, junto com o cadinho 20, pode alinhar-se na frente, no lado da medição, rente à superfície frontal 23 do alojamento do sensor de distância 12.

[0011] No interesse de uma massa maior, isto é, como resultado de uma parede 21 axialmente mais comprimida, em relação ao suporte de enrolamento 17, do cadinho 20, a base 24 do mesmo, não se encosta diretamente atrás do flange 18 posterior contra o mesmo; mas, ao contrário, ele é mantido à distância por meio de pilares 21, que estão previstos (moldados ou montados) no lado posterior no flange menor 18, paralelamente ao eixo longitudinal do alojamento 12. Os pilares 25 estão equipados com canais longitudinais 26, através dos quais - e de furos correspondentes na base do cadinho 24 - terminais de fios ou fios de ligação da bobina 16 são guiados para a placa de circuito 13. A mesma está conectada por meio de uma guia de linhas 28 através de um tubo oco 29 estreitado em relação ao alojamento 12, com um pino de tomada 30 acessível no lado posterior, para a operação dos circuitos sobre a placa de circuito 13.

[0012] Devido ao volume da bobina, axialmente fixo e radialmente predeterminado no máximo, entre os flanges 18-19, dentro do cadinho 20, a posição axial exata de um núcleo 31 ferromagnético no suporte de enrolamento 17 tornou-se não crítica, uma compensação de posicionamento com referência à distância do núcleo 31 do plano da frente 23 do alojamento no lado da medição, e, com isso, normalmente, não é mais necessária uma calibração indutiva do sensor de distância 11. Por esse motivo, tornou-se possível colocar (moldar ou montar) o núcleo 31 à frente do centro da base do cadinho 24, para no furo da colocação axial do cadinho sobre o corpo de bobina 15 equipado, inserir, ao mesmo tempo, coaxialmente, o núcleo 31 no suporte de enrolamento 17. Por esse motivo, o núcleo 31 não precisa mais ser fixado no mesmo separadamente, por contato de fricção ou ajuste positivo.

[0013] Uma compensação indutiva da bobina 16 dotada de núcleo de um sensor de distância de corrente parasita 11 pode ser evitada, quando a bobina 16 preenche, de acordo com a invenção, um espaço anular predeterminado construtivamente entre o suporte de enrola-mento 17 do corpo de bobina 15 de plástico e flanges 18-19 do mesmo, bem como a parede 21 de um cadinho 20 de material ferromagnético, que está virado sobre o flange menor 18, posterior, e no lado anterior 21 encosta-se contra uma região anular do flange maior 19, anterior, com o diâmetro do cadinho 20. O núcleo de bobina 31 ferromagnético, inserido coaxialmente no suporte de enrolamento 17, pode, portanto, estar disposto na base 24 do cadinho e, desse modo, ser montado simultaneamente com o cadinho 20 LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA 11 sensor de distância 12 alojamento (de 11) 13 placa de circuito (em 12, atrás de 15-20) 14 circuito de oscilação (sobre 13) 15 corpo de bobina (em 20-12) 16 bobina (sobre 17) 17 suporte de enrolamento (de 15) 18 flange pequeno (de 17) 19 flange grande (de 17) 20 cadinho (em 12, acima de 18, atrás de 19) 21 parede (de 20) 22 parede de extremidade (de 21, atrás de 19) 23 frente (de 12) 24 base (de 20, atrás de 18) 25 pilar (atrás de 18) 26 canais longitudinais (por 25) 27 furos (em 24, atrás de 26) 28 guia de linhas (de 13 por 29 para 30) 29 tubo oco (atrás de 12) 30 pino de tomada (para 11, na extremidade posterior de 29) 31 núcleo (em 17) REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Sensor de distância (11) indutivo, tendo um corpo de bobina (15), cujo suporte de enrolamento (17) tubular é equipado de um núcleo (31) ferromagnético e, entre flanges (18, 19) em suas faces de extremidade, com uma bobina (16), em que são fornecidos dois flanges anulares (18, 19) com diâmetros externos diferentes, e o corpo de bobina (15) preenchido é disposto em um cadinho (20) ferromagnético, cujo diâmetro interno corresponde ao diâmetro externo do flange menor (18), posterior, caracterizado pelo fato de que pilares de afastamento que são paralelos ao eixo são fornecidos atrás do flange posterior (18), e em que a base (24) do cadinho (20) é livre de apoio direto atrás do flange posterior (18) contra o mesmo, e é mantido a uma distância do mesmo por meio dos pilares de afastamento (25).

2. Sensor de distância de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o diâmetro externo do cadinho (20) corresponde ao diâmetro externo do flange maior (19) dianteiro e ao diâmetro interno de um alojamento (12) circundante.

3. Sensor de distância de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o espaço anular entre o suporte de enrolamento (17) e a parede de cadinho (21) está preenchido com a bobina (16).

4. Sensor de distância de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o cadinho (20) está equipado em sua base (24) com um núcleo (31), que engata coaxialmente no suporte de enrolamento (17).

5. Sensor de distância de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a base (24) do cadinho apoia contra os pilares (25), e sua parede de extremidade (22) apoia contra uma região anular do flange dianteiro (19).

6. Sensor de distância de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um alojamento (12) circundante cilíndrico-oco em que o cadinho (20) é disposto, em que uma placa de circuito impresso (13) na forma de um disco circular é disposto entre a base (24) do cadinho (20) e a base do alojamento (12) circundante.

7. Sensor de distância de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a bobina (16) está conectada à placa de circuito impressa (13) através de canais longitudinais (26) nos pilares (25) e através de furos (27) na base (24) do cadinho (20).

8. Sensor de distância de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o corpo de bobina (15) juntamente com o cadinho (20) fecha, no lado de medição, nivelado com a extremidade (23) do alojamento (12) circundante de sensor de distância.