CN101750009A - 一种磁屏蔽涡流传感器探头及降低涡流电影响的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁屏蔽涡流传感器探头及降低涡流电影响的方法，涉及涡流传感器技术领域。该磁屏蔽涡流传感器探头包括测量线圈(1)、磁屏蔽套(3)、绕线骨架(4)，测量线圈(1)绕制在绕线骨架(4)上，测量线圈(1)和绕线骨架(4)一起放置在磁屏蔽套(3)的内孔中，磁屏蔽套(3)在测量线圈(1)的那一端，沿圆周方向加工有1～100个窄缝(2)，窄缝的宽度为0.02～10mm，窄缝沿轴向的深度为测量线圈外径的0.2～100倍。采用在磁屏蔽套端部沿圆周加工轴向窄缝(2)的方法，阻断涡电流的通路，减小磁屏蔽套对涡流传感器性能的影响。该磁屏蔽涡流传感器探头能屏蔽传感器探头周围的其他交流磁场，而且探头的尺寸很小。在磁悬浮轴承、电机、磁悬浮列车等领域有较大的应用前景。

Description

一种磁屏蔽涡流传感器探头及降低涡流电影响的方法

一、技术领域

本发明涉及一种磁屏蔽涡流传感器探头及降低涡流电影响的方法，属于涡流传感器技术。它能够在有磁场的环境下应用，借助涡流传感器测量变换电路，在有磁场的环境下测量位移。

二、背景技术

在非接触式的位移测量中，涡流传感器应用最为广泛。涡流传感器测量位移的原理是在涡流传感器的探头上绕制一个测量线圈(测量线圈常常绕制在一个骨架上，骨架和线圈统称为涡流传感器探头，有时也简称为探头)，探头中通高频交流电后，探头周围会产生高频磁场。当被测物体接近或离开传感器探头时，被测物体表面会感应产生一个电涡流并产生涡流磁场，涡流磁场的方向和探头磁场的方向相反，这两个磁场叠加将改变测量线圈的阻抗，通过一套测量变换电路，将测量线圈阻抗的变化转换成电压的变化，从而实现了位移的测量。

当传感器探头的周围存在其他交流磁场时，就会显著影响测量精度。为了解决这个问题，可以将涡流传感器探头放置在一个用软磁合金材料制成的磁屏蔽套的里面，磁屏蔽套可以大大减轻其他交流磁场对传感器测量线圈的影响，显著提高测量精度。将涡流传感器探头放置在磁屏蔽套里面的探头结构，称为磁屏蔽涡流传感器探头。

由于磁屏蔽套的存在，工作时涡流传感器探头会在磁屏蔽套内壁感生涡电流，导致测量线圈的Q值显著下降(Q＝XL/R，XL表示感抗，R表示电阻)，减小了涡流传感器的分辨率和测量范围。为了能够屏蔽其他交流磁场而又尽量减小磁屏蔽套对涡流传感器性能的影响，通常，磁屏蔽套的尺寸往往很大，这一不足显著影响了磁屏蔽涡流传感器探头在工程上的广泛应用。

三、发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种能降低涡流电影响，能减小探头尺寸的磁屏蔽涡流传感器探头，使该屏蔽传感器探头能使用在周围的其他交流磁场，而且探头的尺寸很小。在磁悬浮轴承、电机、磁悬浮列车等领域有较大的应用前景。

本发明为实现其目的采用下面的技术方案：

磁屏蔽涡流传感器探头，包括测量线圈、磁屏蔽套、绕线骨架，测量线圈绕制在绕线骨架上，测量线圈和绕线骨架一起放置在磁屏蔽套的内孔中，磁屏蔽套在测量线圈的那一端，沿圆周的轴向方向均布了1～100个窄缝，窄缝的宽度为0.02～10mm，沿轴向的深度为测量线圈外径的0.2～100倍，由于窄缝的设计消除了金属外套类零件内壁感生的涡电流对金属外套里面的测量线圈的影响。

四、附图说明

图1为本发明的磁屏蔽涡流传感器探头的示意图。

图2为本发明的磁屏蔽涡流传感器探头磁屏蔽套的示意图，其中图2(a)为磁屏蔽涡流传感器探头磁屏蔽套的左视图，图2(a)为图2(b)的A-A剖面示意图。

图中：1测量线圈，2窄缝，3磁屏蔽套，4绕线骨架。

五、具体实施方式

下面结合附图对本发明的组成、工作原理和结构设计作进一步详细说明。

本发明将涡流传感器的测量线圈放置在一个用软磁合金材料制成的磁屏蔽套的里面，既不会导致测量线圈的Q值的显著下降(Q＝XL/R，XL表示感抗，R表示电阻)，也不会明显增大涡流传感器探头的尺寸，其核心在于磁屏蔽套的设计。本发明是在磁屏蔽套圆周的轴向方向设计、加工了1～100个窄缝，窄缝的宽度为0.02～10mm，窄缝沿轴向的深度为测量线圈外径的0.2～100倍。虽然工作时涡流传感器探头也会在磁屏蔽套内壁感生涡电流，但由于这些窄缝的存在，阻断了涡电流的通路，从而大大减小了涡电流的大小。因此，本发明设计的磁屏蔽涡流传感器探头的尺寸可以设计得很小。

图1所示的是磁屏蔽涡流传感器探头结构简图。测量线圈1绕制在绕线骨架4上，测量线圈1和绕线骨架4一起放置在磁屏蔽套3的内孔中，图1和图2所示磁屏蔽套3在测量线圈1的那一端，沿圆周方向均布了1～100个窄缝，窄缝的宽度为0.02～10mm，窄缝沿轴向的深度为测量线圈外径的0.2～100倍，在磁屏蔽套3的外圆上加工了连接螺纹，可以很方便地装拆。

利用本发明的原理，发明人设计了多个规格的磁屏蔽涡流传感器探头，其中一个规格的技术参数如下：图1中测量线圈1的外径为4.6mm，磁屏蔽套3的连接螺纹是M8，在磁屏蔽套3上设计加工了4条宽0.2mm、沿轴向深4.5mm的窄逢。该磁屏蔽涡流传感器探头的Q值与未加磁屏蔽套的涡流传感器探头的Q值几乎完全相同。

Claims (4)

1.一种磁屏蔽涡流传感器探头，包括测量线圈(1)、磁屏蔽套(3)、绕线骨架(4)，测量线圈(1)绕制在绕线骨架(4)上，测量线圈(1)和绕线骨架(4)一起放置在磁屏蔽套(3)的内孔中，其特征在于磁屏蔽套(3)沿圆周的轴向方向均布有窄缝(2)。

2.根据权利要求1所述的磁屏蔽涡流传感器探头，其特征在于所述窄缝(2)为1-100个。

3.根据权利要求1或2所述的磁屏蔽涡流传感器探头，其特征在于所述的窄缝(2)的宽度为0.02～10mm，沿轴向的深度为测量线圈(1)外径的0.2～100倍。

4.一种基于权利要求1所述的磁屏蔽涡流传感器探头的降低涡流电影响的方法，其特征在于采用在测量线圈端的磁屏蔽套端部沿圆周的轴向方向上，加工窄缝的方法，以阻断在磁屏蔽套内壁感生涡流电的通路，消除磁屏蔽套内壁感生的涡电流对测量线圈的影响。

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