CN110823258A - 基于霍尔原理的接近传感器 - Google Patents

Abstract

一种基于霍尔原理的接近传感器包括传感器容纳底框、导磁盖板、第一永磁体、第二永磁体、元件支撑体、霍尔元件，所述传感器容纳底框与导磁盖板可拆卸连接，导磁盖板屏蔽上方异物对磁场的干扰，传感器容纳底框设有安装槽，以安放第一永磁体、第二永磁体、元件支撑体，第一永磁体、第二永磁体相正对地内置在安装槽中，且第一永磁体、第二永磁体的相正对的端部磁极相反，元件支撑体位于第一永磁体、第二永磁体之间，第一永磁体、元件支撑体、第二永磁体依次排列在安装槽中，且第一永磁体和第二永磁体的边沿与安装槽的边沿接触，第一永磁体、元件支撑体、第二永磁体的高度与安装槽的深度相同，以防止第一永磁体、元件支撑体、第二永磁体移动。

Description

基于霍尔原理的接近传感器

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种基于霍尔原理的接近传感器。

背景技术

矿用刮板输送机在运行过程中，由于工况复杂、恶劣，刮板输送机的刮板链有时会因为外载荷的剧烈变化导致断链的发生。由于刮板链一般由两根链条组成，其中一根链条断开后，刮板链会在另一根链条的牵引下继续运行。而断开的那根链条会发生不同程度的堆积。堆积后的链条容易与中部槽刮卡并且在通过狭小空间时受到阻碍，导致整个刮板链无法运行，进而引起更大程度的设备事故。因此，对刮板链运行情况进行实时监测有着很大的必要性。现有断链监测装置的传感器不能有效识别链条中的平环和立环，导致信号处理器判断断链状态的准确度低，故障诊断效果差，对煤矿井下恶劣环境的适应性差，难以付之于实际使用。

发明内容

有鉴于此，针对上述不足，有必要提出一种坚固耐用、结构紧凑、能快速安装、检测、可靠度高的基于霍尔原理的接近传感器。

一种基于霍尔原理的接近传感器包括传感器容纳底框、导磁盖板、第一永磁体、第二永磁体、元件支撑体、霍尔元件，所述传感器容纳底框与导磁盖板可拆卸连接，导磁盖板屏蔽上方异物对磁场的干扰，传感器容纳底框设有安装槽，以安放第一永磁体、第二永磁体、元件支撑体，第一永磁体、第二永磁体相正对地内置在安装槽中，且第一永磁体、第二永磁体的相正对的端部磁极相反，元件支撑体位于第一永磁体、第二永磁体之间，第一永磁体、元件支撑体、第二永磁体依次排列在安装槽中，且第一永磁体和第二永磁体的边沿与安装槽的边沿接触，第一永磁体、元件支撑体、第二永磁体的高度与安装槽的深度相同，以防止第一永磁体、元件支撑体、第二永磁体移动，霍尔元件设置在元件支撑体的底部，且与第一永磁体、第二永磁体等距，工作时，第一永磁体、第二永磁体位于被监测对象的两侧，以形成小范围、针对被监测对象的闭合磁场。

优选的，所述传感器容纳底框上设有外翻边，外翻边上设有若干第一螺纹孔，相应的，导磁盖板设置与外翻边上的第一螺纹孔数量相同的第二螺纹孔，第一螺纹孔与第二螺纹孔相正对，以使传感器底框和导磁盖板通过螺钉或螺杆连接。

优选的，所述传感器容纳底框还包括走线槽，与走线槽相邻的两个正对的侧壁设有走线孔，走线槽内设有电源线和信号线，电源线的一端与霍尔元件连接，电源线的另一端穿过走线孔与外界的电源模块连接，信号线的一端与霍尔元件连接，信号线的另一端穿过走线孔与外界的信号处理器连接，所述走线槽与安装槽相邻，走线槽的深度小于安装槽的深度，以防止第一永磁体、第二永磁体、元件支撑体滑向走线槽。

优选的，所述元件支撑体的底部设有元件安置槽，霍尔元件位于元件安置槽中且与传感器容纳底框固定连接，相应的，走线槽的中段还设有沟槽，电源线和信号线从沟槽进入元件安置槽的下方并与霍尔元件连接，元件支撑体为立方体状，元件支撑体的两侧分别与第一永磁体、第二永磁体接触，以防止第一永磁体、第二永磁体挤压霍尔元件。

优选的，所述元件支撑体的上端设有盘线槽，当霍尔元件的电源线或信号线较长时，电源线或信号线盘绕在盘线槽中，以便于后期检修。

有益效果：本发明基于霍尔原理的的接近传感器的精度高，可靠性高，能精确识别监测对象与传感器的距离，在监测对象靠近传感器时输出对应的电压信号，为后续的信号处理提供数据。本发明中的接近传感器，将第一永磁体、第二永磁体、元件支撑体、霍尔元件全部集中放置在传感器容纳底框中，这样的设计既方便安装，同时实现对接近传感器核心部件的保护，使该传感器不易损坏，传感器中第一永磁体、第二永磁体相对设置的端部极性相反，能形成完整的磁场分布，磁场强度高，导磁盖板能屏蔽上方异物对磁场的干扰，保证监测对象的有效识别，解决了现有技术中磁场强度弱，监测效果差，精度低，可靠性差的技术瓶颈。

附图说明

图1为本发明的基于霍尔原理的接近传感器的立体结构示意图。

图2为本发明的基于霍尔原理的接近传感器的传感器容纳底框的结构示意图。

图3为本发明的基于霍尔原理的接近传感器的传感器容纳底框安放第一永磁体、第二永磁体、元件支撑体的示意图。

图4为本发明的基于霍尔原理的元件支撑体示意图。

图5为本发明的基于霍尔原理的接近传感器的传感器的剖视图。

图中：基于霍尔原理的接近传感器10、传感器容纳底框20、外翻边201、安装槽202、走线槽203、沟槽2031、走线孔204、导磁盖板30、第一永磁体40、第二永磁体50、元件支撑体60、元件安置槽601、盘线槽602、霍尔元件70、监测对象80、异物90。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

请参看图1至图5，一种基于霍尔原理的接近传感器10包括传感器容纳底框20、导磁盖板30、第一永磁体40、第二永磁体50、元件支撑体60、霍尔元件70，所述传感器容纳底框20与导磁盖板30可拆卸连接，导磁盖板30屏蔽上方异物90对磁场的干扰，传感器容纳底框20设有安装槽202，以安放第一永磁体40、第二永磁体50、元件支撑体60，第一永磁体40、第二永磁体50相正对地内置在安装槽202中，且第一永磁体40、第二永磁体50的相正对的端部磁极相反，元件支撑体60位于第一永磁体40、第二永磁体50之间，第一永磁体40、元件支撑体60、第二永磁体50依次排列在安装槽202中，且第一永磁体40和第二永磁体50的边沿与安装槽202的边沿接触，第一永磁体40、元件支撑体60、第二永磁体50的高度与安装槽202的深度相同，以防止第一永磁体40、元件支撑体60、第二永磁体50移动，霍尔元件70设置在元件支撑体60的底部，且与第一永磁体40、第二永磁体50等距，工作时，第一永磁体40、第二永磁体50位于被监测对象80的两侧，以形成小范围、针对被监测对象80的闭合磁场。

进一步的，所述传感器容纳底框20上设有外翻边201，外翻边201上设有若干第一螺纹孔，相应的，导磁盖板30设置与外翻边201上的第一螺纹孔数量相同的第二螺纹孔，第一螺纹孔与第二螺纹孔相正对，以使传感器底框和导磁盖板30通过螺钉或螺杆连接。

进一步的，所述传感器容纳底框20还包括走线槽203，与走线槽203相邻的两个正对的侧壁设有走线孔204，走线槽203内设有电源线和信号线，电源线的一端与霍尔元件70连接，电源线的另一端穿过走线孔204与外界的电源模块连接，信号线的一端与霍尔元件70连接，信号线的另一端穿过走线孔204与外界的信号处理器连接，所述走线槽203与安装槽202相邻，走线槽203的深度小于安装槽202的深度，以防止第一永磁体40、第二永磁体50、元件支撑体60滑向走线槽203。

进一步的，所述元件支撑体60的底部设有元件安置槽601，霍尔元件70位于元件安置槽601中且与传感器容纳底框20固定连接，相应的，走线槽203的中段还设有沟槽2031，电源线和信号线从沟槽进入元件安置槽601的下方并与霍尔元件70连接，元件支撑体60为立方体状，元件支撑体60的两侧分别与第一永磁体40、第二永磁体50接触，以防止第一永磁体40、第二永磁体50挤压霍尔元件70。

进一步的，所述元件支撑体60的上端设有盘线槽602，当霍尔元件的电源线或信号线较长时，电源线或信号线盘绕在盘线槽602中，以便于后期检修。

在一较佳实施方式中，本发明的传感器容纳底框20为不锈钢板。所述不锈钢板强度较大，能够抵御煤块等物体的冲撞而不损坏。且具有良好的抗腐蚀能力，从而提高传感器的使用寿命。检测元件例如第一永磁体40、第二永磁体50、霍尔元件70全部位于传感器容纳底框20和导磁盖板30构成的密闭空间内，因此不会受到外界恶劣环境的干扰。

本实施方式中，接近传感器中第一永磁体40、第二永磁体50相对设置的端部极性相反，在第一永磁体40、第二永磁体50之间便能形成完整的磁场分布，霍尔元件70设置在第一永磁体40、第二永磁体50之间的中心位置，在被监测对象80正中下方的位置形成了完整的磁场分布，与现有技术中的接近传感器相比，磁场强度高，被监测对象80由于位置、角度不同，相应的磁场变化强度不同，使得霍尔元件70能输出不同的电压信号，接近传感器在被监测对象80的背面设置导磁性能良好的导磁盖板30，导磁盖板30能屏蔽异物90对磁场的干扰，保证对被监测对象80的有效识别，解决了现有技术中检测精度低，可靠性差的技术瓶颈，使得接近传感器对目标识别的精度和可靠性提升了一个高度。

以下给出了一个具体的实施例，采用示波器检测到的一个霍尔元件70的电压输出值，根据示波器的输出结果，霍尔元件70处于大气环境中的输出电压值为2.5V、被监测对象80靠近时，最高电压约为1.6V，当监测对象80远离时，电压约为0.3V，说明该接近传感器能有效识别监测对象80的接近与远离。

本实施方式中的接近传感器中的第一永磁体40、第二永磁体50、元件支撑体60全部集中放置在传感器底框中，使整个断链监测装置形成了一个整体，这种设计结构坚固，体积紧凑，接近传感器失效后方便更换。当用于监测刮板机链条的状态时，可根据需要直接将接近传感器插装入刮板输送机的中部槽插板中，不存在阻碍煤流通过的问题，避免受到煤块和矸石的冲击而损坏，也不需要对现用的矿用刮板输送机进行大规模改造。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种基于霍尔原理的接近传感器，其特征在于：包括传感器容纳底框、导磁盖板、第一永磁体、第二永磁体、元件支撑体、霍尔元件，所述传感器容纳底框与导磁盖板可拆卸连接，导磁盖板屏蔽上方异物对磁场的干扰，传感器容纳底框设有安装槽，以安放第一永磁体、第二永磁体、元件支撑体，第一永磁体、第二永磁体相正对地内置在安装槽中，且第一永磁体、第二永磁体的相正对的端部磁极相反，元件支撑体位于第一永磁体、第二永磁体之间，第一永磁体、元件支撑体、第二永磁体依次排列在安装槽中，且第一永磁体和第二永磁体的边沿与安装槽的边沿接触，第一永磁体、元件支撑体、第二永磁体的高度与安装槽的深度相同，以防止第一永磁体、元件支撑体、第二永磁体移动，霍尔元件设置在元件支撑体的底部，且与第一永磁体、第二永磁体等距，工作时，第一永磁体、第二永磁体位于被监测对象的两侧，以形成小范围、针对被监测对象的闭合磁场。

2.如权利要求1所述的基于霍尔原理的接近传感器，其特征在于：所述传感器容纳底框上设有外翻边，外翻边上设有若干第一螺纹孔，相应的，导磁盖板设置与外翻边上的第一螺纹孔数量相同的第二螺纹孔，第一螺纹孔与第二螺纹孔相正对，以使传感器底框和导磁盖板通过螺钉或螺杆连接。

3.如权利要求1所述的基于霍尔原理的接近传感器，其特征在于：所述传感器容纳底框还包括走线槽，与走线槽相邻的两个正对的侧壁设有走线孔，走线槽内设有电源线和信号线，电源线的一端与霍尔元件连接，电源线的另一端穿过走线孔与外界的电源模块连接，信号线的一端与霍尔元件连接，信号线的另一端穿过走线孔与外界的信号处理器连接，所述走线槽与安装槽相邻，走线槽的深度小于安装槽的深度，以防止第一永磁体、第二永磁体、元件支撑体滑向走线槽。

4.如权利要求3所述的基于霍尔原理的接近传感器，其特征在于：所述元件支撑体的底部设有元件安置槽，霍尔元件位于元件安置槽中且与传感器容纳底框固定连接，相应的，走线槽的中段还设有沟槽，电源线和信号线从沟槽进入元件安置槽的下方并与霍尔元件连接，元件支撑体为立方体状，元件支撑体的两侧分别与第一永磁体、第二永磁体接触，以防止第一永磁体、第二永磁体挤压霍尔元件。

5.如权利要求4所述的基于霍尔原理的接近传感器，其特征在于：所述元件支撑体的上端设有盘线槽，当霍尔元件的电源线或信号线较长时，电源线或信号线盘绕在盘线槽中，以便于后期检修。

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