CN116202406A - 一种小盲区的磁致伸缩位移传感器 - Google Patents

Abstract

本发明为一种小盲区的磁致伸缩位移传感器。该传感器包括长方体外壳、脉冲信号发生模块、检测线圈、永磁体、控制采样模块、弹簧、磁屏蔽装置、卡箍、测量杆、磁致伸缩波导丝、绝缘套管、第二阻尼、第一阻尼；所述的磁屏蔽装置是三层筒状结构，右端封闭、中心开有圆孔；最外面是外层磁屏蔽罩，中间是第二坡莫合金屏蔽罩，内部是第一坡莫合金屏蔽罩，三个磁屏蔽罩的轴心相同，屏蔽罩之间填充防静电泡棉；第一坡莫合金屏蔽罩的中心，固定有检测线圈。本发明得到的磁致伸缩位移传感器可以在测量空间有限的工作环境下进行精确位移的测量，测量精度高，可靠性好，并且价格实惠，寿命长久，方法简单。

Description

一种小盲区的磁致伸缩位移传感器

技术领域

本发明属于磁致伸缩位移传感器领域，主要涉及基于铁稼材料的磁致伸缩位移传感器及磁屏蔽结构，可应用于在测量空间有限的工作环境下进行精确位移的测量。

背景技术

随着电子信息产业的迅速发展，基于磁致伸缩原理而设计的磁致伸缩位移传感器因为具有高精度、有效传递距离远、非接触式、可靠性高且适应于恶劣环境等特点，因而被广泛地应用到各种领域。磁致伸缩位移传感器是近二十年来出现的革命性的一种产品。该传感器采用非接触测量技术，活动的永磁体和传感器并不直接接触，在浸液、高温、高压、震动、或有油渍、尘埃和其他污染物等恶劣的工业环境下也能正常工作。防爆结构的磁致伸缩位移传感器，还可应用在油田、油站等有易燃易爆气体的场所。近年来，科研人员在磁致伸缩位移传感器原理、波导丝材料、结构优化、信息采集与处理等方面展开了研究。

磁致伸缩位移传感器靠近检测线圈处存在着测量盲区，当传感器的永磁体位于测量盲区内，会使传感器失效，永磁体的移动范围被这一问题限制，导致传感器的有效量程降低，无法应用于在测量空间有限的工作环境下微小距离的测量。位移传感器检测信号采用的是检测线圈的方式，受脉冲电流和环境中静磁场的影响非常大。当永磁体与检测线圈距离较远时，扭转波信号与脉冲信号的波形相互分离，扭转波电压可以保持较高水平，传感器能够正常工作。当永磁体在检测线圈附近的某范围内移动时，扭转波信号与脉冲信号会发生叠加，进入测量盲区。因为小盲区的磁致伸缩位移传感器有一定的市场前景和需求量，而很多情况下空间有限，所以需要设计一种小盲区的磁致伸缩位移传感器的装置。

专利CN110375632B提出了一种适用于大温度区间/高温环境的磁致伸缩位移传感器，但是并没有屏蔽永磁体产生的偏置磁场对于检测线圈的影响，磁致伸缩位移传感器在工作时永磁体会移动，当永磁体靠近检测线圈时，脉冲信号会发生畸变，导致无法确定输出电压信号的位置，产生测量盲区。磁致伸缩位移传感器测量杆首端靠近检测线圈处存在着宽度大约为5.6cm的测量盲区，当磁致伸缩位移传感器工作在测量空间有限的环境下时，无法进行精确位移的测量。

发明内容

本发明针对目前的磁致伸缩位移传感器靠近检测线圈处存在的较宽测量盲区，设计了一种小盲区的磁致伸缩位移传感器。本发明采用铁稼材料作为磁致伸缩位移传感器的波导丝，并在检测线圈处增加了多层磁屏蔽装置，减小了永磁体产生的以及周围环境中的静磁场对于检测线圈的影响。本发明得到的磁致伸缩位移传感器可以在测量空间有限的工作环境下进行精确位移的测量，测量精度高，可靠性好，并且价格实惠，寿命长久，方法简单。

本发明的技术方案是：

一种小盲区的磁致伸缩位移传感器，该传感器包括长方体外壳、脉冲驱动电路、检测线圈、永磁体、采集电路、弹簧、磁屏蔽装置、卡箍、测量杆、磁致伸缩波导丝、绝缘套管、第二阻尼和第一阻尼；

所述的长方体外壳为右侧中心开有通孔，通孔的外侧设有卡箍；测量杆的左侧穿过卡箍和通孔进入长方体外壳内，长方体外壳与测量杆的轴心相同；悬臂梁支座的右端固定在外壳右侧通孔下面的内壁上；支座的左侧设有滑轨，滑轨上有阻尼固定装置，右侧固定有磁屏蔽固定装置；磁屏蔽固定装置和阻尼固定装置中间设有弹簧；第一阻尼安装在阻尼固定装置上；测量杆右端封闭，左端通过卡箍固定在长方体外壳的右侧，磁致伸缩波导丝的右端固定在测量杆右端的第二阻尼上，左端穿过测量杆，水平进入长方体外壳内，穿过磁屏蔽固定装置中心的检测线圈，最终固定在第一阻尼上；测量杆中部外侧夹持有永磁体；

所述的磁屏蔽装置是三层筒状结构，右端封闭、中心开有圆孔；最外面是外层磁屏蔽罩，中间是第二坡莫合金屏蔽罩，内部是第一坡莫合金屏蔽罩，三个磁屏蔽罩的轴心相同，屏蔽罩之间填充防静电泡棉；第一坡莫合金屏蔽罩的中心，固定有检测线圈；

所述的测量杆，为中空圆柱管，右端内壁固定有第二阻尼，绝缘套管设置在测量杆内；

长方体外壳内上部和下部，分别固定有脉冲驱动电路和采集电路；脉冲驱动电路和磁致伸缩波导丝两端相连；采集电路和检测线圈的两端相连；

所述磁致伸缩波导丝采用铁稼材料。

所述的所述的长方体外壳为非铁磁性的不锈钢。

永磁体材质为钕铁硼，形状为长方体，数量为两块，使用不锈钢等不导磁材料作为夹具将永磁体固定在测量杆的两侧，面向同一侧的两块永磁体极性相同；

所述的外层磁屏蔽罩材料为电工纯铁；

所述的磁致伸缩位移传感器的长方体外壳的尺寸为180×140×180～240×200×240mm，磁致伸缩波导丝的直径为0.6～1mm，长度为200～500mm；测量杆的长度为150～400mm。

本发明的实质性特点为：

该小盲区的磁致伸缩位移传感器由长方体外壳、脉冲驱动电路、永磁体、检测线圈、测量装置、采集电路、铁稼波导丝构成。使用铁稼丝取代目前的磁致伸缩位移传感器常用的铁镍丝作为磁致伸缩波导丝，可以产生更大的输出信号，使用不锈钢等不导磁材料作为夹具将永磁体固定，为波导丝提供均匀的轴向磁场，使用弹簧保证了波导丝在恒张力情况下测量，来减小波导丝上应力对测量信号的影响；增加了多层磁屏蔽装置，对磁屏蔽装置进行结构和大小的设计，多层磁屏蔽装置的每层磁屏蔽罩之间有一定的间隙，相较于同厚度无间隙的单层磁屏蔽罩，多层磁屏蔽结构的最大磁屏蔽量更大，多层磁屏蔽装置内层采用低磁阻的坡莫合金为静磁场提供低磁阻的磁通路，最外层采用高磁饱和率的电工纯铁防止内层的坡莫合金达到磁饱和，多层磁屏蔽装置避免了周围环境中的静磁场对于检测线圈的影响，设计的多层磁屏蔽罩磁屏蔽系数达到了3.5×10⁶，通过脉冲驱动电路在波导丝上产生不同幅值的脉冲电流，用检测线圈检测波导丝产生的扭转波信号，并把扭转波信号转变成电压信号。

本发明的有益效果为：

目前市面上的磁致伸缩位移传感器在工作时由于周围环境中静磁场对于检测线圈的影响，永磁体在靠近检测线圈时脉冲信号会发生畸变，当输出电压信号小于脉冲信号时，传感器就会因进入测量盲区而失效，传感器测量杆首端靠近检测线圈处存在着大约5.6cm宽的测量盲区，在测量空间有限的工作环境下，传感器无法进行精确位移的测量。本发明用铁稼丝作为磁致伸缩位移传感器的波导丝，相比于目前的磁致伸缩位移传感器在检测线圈处增加多层磁屏蔽装置，对磁屏蔽装置的结构和尺寸进行了设计与优化，增大了输出电压信号的幅值并且有效屏蔽了永磁体产生的偏置磁场对于检测线圈的影响，本发明将靠近检测线圈处测量盲区的宽度由5.6cm缩短到了4.5cm，增大磁致伸缩位移传感器的有效测量范围。

具体体现在：

1、本发明提出的一种小盲区的磁致伸缩位移传感器，相较于目前的磁致伸缩位移传感器，靠近检测线圈处的测量盲区宽度由5.6cm缩短到了4.5cm，传感器的有效测量范围增大，可在测量空间有限的工作环境下进行精确位移的测量。

2、本发明使用铁稼材料作为磁致伸缩位移传感器的波导丝，利用磁致伸缩铁稼丝的魏德曼效应，将随永磁体的位置转化为时间相关的输出电压信号，精确测量位移。当输出电压信号小于脉冲信号时传感器进入测量盲区，由于铁稼材料提供了更大的输出电压信号，使输出电压信号更晚与脉冲信号重合，如图9所示，在没有增加多层磁屏蔽装置时，相较于目前磁致伸缩位移传感器常用的铁镍波导丝，使用铁稼材料作为波导丝的磁致伸缩位移传感器的测量盲区宽度由5.6cm缩短到了5.1cm。

3、当永磁体靠近检测线圈时，脉冲信号幅值增高，磁致伸缩位移传感器会更快的进入测量盲区。本专利为了保证检测线圈不受静磁场的影响，增加了多层磁屏蔽装置，最外层的电工纯铁磁屏蔽罩为静磁场提供了一个较低磁阻的磁通路的同时防止内层的坡莫合金磁屏蔽罩磁饱和，内层两个坡莫合金磁屏蔽罩为静磁场提供了一个更低磁阻的磁通路，将检测线圈放在多层磁屏蔽装置内，防止环境中的静磁场使通过检测线圈的磁通量发生改变而产生测量盲区，增加多层磁屏蔽装置后，以铁稼材料作为波导丝的磁致伸缩位移传感器的测量盲区宽度由5.1cm缩短到了4.5cm。

4、基于以上改进，经过仿真分析，对磁屏蔽装置的结构进行设计与优化，设计得到了小盲区的磁致伸缩位移传感器。设计的磁致伸缩位移传感器靠近检测线圈处的测量盲区宽度与目前市面上的磁致伸缩位移传感器相比由5.6cm缩短到了4.5cm。保证了磁致伸缩位移传感器在测量空间有限的工作环境下的精确测量并且使检测电压信号达到最优。

附图说明

图1为小盲区的磁致伸缩位移传感器的剖面图；

图2为多层磁屏蔽装置的结构图；

图3为多层磁屏蔽装置不同角度的视图；其中，图3(a)为磁屏蔽装置的主视图，图3(b)为磁屏蔽装置的左视图，图3(c)为磁屏蔽装置的右视图；

图4为长方体外壳及卡箍的结构图；

图5为悬臂梁支座的俯视图；

图6为悬臂梁支座的左视图；

图7为永磁体与磁屏蔽装置组成的磁路结构产生的磁场强度图(俯视图)；

图8为永磁体与磁屏蔽装置组成的磁路结构产生的磁场强度图(左视图)；

图9为分别以铁稼和铁镍为波导丝的磁致伸缩位移传感器测量盲区宽度的对比图；

图10为目前的磁致伸缩位移传感器和小盲区的磁致伸缩位移传感器测量盲区宽度的对比图；

具体实施方式

以下结合图对发明做进一步详述。本实施例仅为对发明的具体说明，不视为对保护范围的限定。

本发明所述的一种小盲区的磁致伸缩位移传感器整体结构图如图1所示，包括长方体外壳1、脉冲驱动电路2、检测线圈3、永磁体4、采集电路5、弹簧6、磁屏蔽装置7、卡箍8、测量杆9、磁致伸缩波导丝10、绝缘套管11、第二阻尼12和第一阻尼13；

所述的长方体外壳1为非铁磁性的不锈钢，右侧中心开有通孔，通孔的外侧设有卡箍8，卡箍8固定在外壳1上；测量杆9的左侧穿过卡箍8和通孔进入长方体外壳1，长方体外壳1与测量杆9的轴心相同；悬臂梁支座14的右端固定在外壳1右侧通孔下面的内壁上；支座14的左侧设有滑轨15，滑轨15上有阻尼固定装置17，右侧固定有磁屏蔽固定装置16；磁屏蔽固定装置16和阻尼固定装置17中间设有弹簧6；第一阻尼13安装在阻尼固定装置17上；测量杆9右端封闭，磁致伸缩波导丝10的右端固定在测量杆9右端的第二阻尼12上，另一端穿过测量杆9，水平进入长方体外壳1内，继续穿过检测线圈3，磁致伸缩波导丝10左端用第一阻尼13固定；

所述的磁致伸缩位移传感器的长方体外壳1，其尺寸为200mm×160mm×200mm，厚度为5mm。

所述的长方体外壳1、第一阻尼装置13、第二阻尼12、磁屏蔽装置7、检测线圈3和磁致伸缩波导丝10的水平轴心均相同，并且磁致伸缩波导丝10位于这条中心轴线上；

所述的脉冲驱动电路2和采集电路5分别设置在外壳1内上部和下部；各个电路板的尺寸不能超过传感器外壳1的头部，并用螺丝固定在外壳1上，同时为了避免出现短路或断路的情况发生，接线要牢固；所述的脉冲驱动电路2通过导线与磁致伸缩波导丝10两端相连，采集电路5与检测线圈3的两端相连。

所述的脉冲驱动电路2为公知电路，通过220V电源供电，由AC-DC开关电源电路将AC220V变流为的DC30V，电路拓扑采用单端反激电路，经过FPGA产生窄脉冲信号，通过光耦芯片6N137的隔离后，再通过驱动MOSFET芯片IRF740通断的控制，输出方形脉冲激励，产生幅值为30V，频率1800Hz，脉宽7微秒的方形脉冲波；

所述的采集电路5为公知电路，包括控制系统电路、比较电路和计时电路，通过电路板集成到一起。控制系统电路的核心为单片机，采用MSP430F149主控芯片；控制面板集成RS232,ISP和JTAG接口。控制系统的电路发送初始脉冲信号，脉冲信号被检测线圈3接收。检测线圈3采集的信号作为比较电路的输入信号；比较电路使用单电压比较器LM311进行比较输出，并使用电平转换电路将比较电压的幅值按照TDC-gp2的配置转换为3.3V；计时电路中，采用TDC-gp2时间测量芯片，A/D转换单元采用16位AD7705模拟电压数字转换器，比较电路输出的脉冲信号作为计时电路的终止信号，计时完成后，计时数据将由控制系统读取。根据检测线圈诱导的扭转波信号与产生驱动脉冲的时刻之间的时间间隔t，最终可以得到相应温度下的测量位移s＝v×t，得到的位置信息；

所述的检测线圈3，使用线径0.2mm漆包线绕制，绕制成空心圆柱体，绕制800匝，成品内径4mm，外径8mm，长15mm，固定在磁屏蔽罩7中，测量杆9左端侧，磁致伸缩波导丝10穿过检测线圈3，检测线圈距离波导丝顶端50mm，检测线圈3内接受弹性扭转波信号。通过采集电路5计算从脉冲发生到接收到扭转波信号时的时间间隔；

所述的永磁体4材质为钕铁硼，形状为长方体，尺寸为10×10×5mm，数量为两块，使用不锈钢等不导磁材料作为夹具将永磁体固定在测量杆9的两侧，面向同一侧的两块永磁体极性相同；

如图5，图6所示，所述的悬臂梁支座14为板状，右端使用螺丝固定在长方体外壳1右侧通孔下面的内壁上，左侧设有滑轨15，滑轨15上有阻尼固定装置17，右侧固定有磁屏蔽固定装置16；

所述的阻尼固定装置17在支座14的滑轨15上，其上设有螺杆，当螺杆拧紧时，阻尼固定装置17就无法在滑轨15上滑动，螺杆拧松时阻尼固定装置17可在滑轨15上左右滑动，对弹簧6进行压缩；

所述的弹簧6设置在磁屏蔽固定装置16和阻尼固定装置17中间，保证波导丝在恒张力情况下测量，防止应力引起的波导丝与其他装置间的相对位移引起测量误差，提高了装置的准确性；

所述的第一阻尼13的材料为介孔二氧化硅气凝胶，其尺寸为20×20×15mm的长方体，用来抑制回波噪声信号；

所述的第二阻尼12的材料为介孔二氧化硅气凝胶，其为长15mm，半径5mm的圆柱体，固定在测量杆9右端，用来抑制回波噪声信号；

所述的卡箍8，材质为45号钢，位置在长方体外壳1右侧通孔外侧，长方体外壳1和测量杆9的连接处，卡箍8上设有螺栓，测量杆9穿过卡箍进入外壳1内壁。

所述的测量杆9，为中空圆柱管，材料为非铁磁性的不锈钢，其外径为10mm，长度为200mm，壁厚为3mm；

所述的测量杆9右侧内壁固定有第二阻尼12，绝缘套管11设置在测量杆9内，测量杆9的左侧与长方体外壳1右侧通孔相连，由长方体外壳1右侧卡箍8固定，两块永磁体4被夹具固定在测量杆9的两侧，波导丝10在绝缘管套11内，第一阻尼13和卡箍8之间的波导丝10穿过检测线圈3和磁屏蔽装置7，检测线圈3设置在磁屏蔽装置7内的第一坡莫合金屏蔽罩的中心；

所述的磁致伸缩波导丝10，采用丝状Fe-Ga材料(Ga含量为原子比17％)，长300mm，直径为0.8mm。波导丝10水平设置，波导丝10的右端固定在测量杆9的右端内壁的第二阻尼12上，波导丝10左端穿过检测线圈3套入支座上的阻尼固定装置17上的第一阻尼13；

所述的绝缘套管11，套在检测线圈3右侧部分的磁致伸缩波导丝10上，材质为玻璃纤维管，用来绝缘和减小波导丝10和测量杆9之间的摩擦；

所述的磁屏蔽固定装置16固定在悬臂梁支座14的右侧，使用厚度为0.3mm长条状薄铁片将磁屏蔽装置7固定在磁屏蔽固定装置16上，长条状薄铁片使用螺丝固定。

所述的磁屏蔽装置7，其结构如图2所示，包括一个外层磁屏蔽罩18、两个坡莫合金磁屏蔽罩19,20和填充物；

所述的外层磁屏蔽罩18材料为电工纯铁，由形状为长方体的板材加工而成，长为24mm，外径为10mm，厚度为1mm，圆筒右侧封底，左侧不封底，右壁开有通孔用于波导丝穿过；

所述的坡莫合金磁屏蔽罩19材料为坡莫合金，由形状为长方体的板材加工而成，长为20mm，外径为8mm，厚度为1mm，圆筒右侧封底，左侧不封底，右壁开有通孔用于波导丝穿过；

所述的坡莫合金磁屏蔽罩20材料为坡莫合金，由形状为长方体的板材加工而成，长为16mm，外径为6mm，厚度为1mm，圆筒右侧封底，左侧不封底，右壁开有通孔用于波导丝穿过；

所述的填充物为防静电泡棉，厚度为1mm；

所述的磁屏蔽装置7的结构为是三层筒状结构，右端封闭、中心开有圆孔；最外面是外层磁屏蔽罩18，中间是坡莫合金屏蔽罩19，内部是坡莫合金屏蔽罩20，三个磁屏蔽罩的轴心相同，每个屏蔽罩之间的间隔为1mm，屏蔽罩之间填充防静电泡棉；

实施例1：

按照图1所示组装成一个小盲区的磁致伸缩位移传感器，其相关器件的的形状、材质和尺寸同上所述；本实施例的目的是测出磁致伸缩位移传感器靠近检测线圈处测量盲区的宽度。

实施例2：

其他组成和连接关系同实施例1，不同之处为去除了磁屏蔽装置。

对比例1：

其他组成和连接关系同实施例1，不同之处为波导丝采用铁镍材料，并且去除了磁屏蔽装置。

实验平台的搭建：按照图1所示的传感器结构安装各部件，实验使用的永磁体材质为钕铁硼，两块长方体永磁体使用不锈钢夹具固定在测量杆的两侧，由直流电源连接脉冲驱动电路，脉冲驱动电路通过导线与磁致伸缩波导丝的两端相连，给磁致伸缩波导丝的两端施加一个脉冲电流，脉冲电流产生的周向磁场与永磁体产生的轴向磁场合成一个螺旋磁场，螺旋磁场使磁致伸缩波导丝产生扭转波，扭转波改变了波导丝中的磁通密度，当扭转波波到达检测线圈时，可以在检测线圈两端检测出输出电压，通过示波器观测检测线圈输出电压波形。

实验过程与结果：检测线圈感应到永磁体处扭转波信号时刻与产生驱动脉冲时刻的时间间隔t，得到检测位移s＝v×t，当永磁体靠近检测线圈时，扭转波信号与脉冲信号会发生叠加，进入测量盲区，测量盲区宽度为5.6cm，磁致伸缩位移传感器工作在测量盲区内时会失效，当磁致伸缩位移传感器工作在测量空间有限的环境下时，无法进行精确位移的测量。从图9可以看出，以铁稼丝为波导丝的位移传感器的测量盲区相较于以铁镍为波导丝时扭转波信号进入测量盲区时刻与产生驱动脉冲时刻的时间间隔减少了1.8μs，扭转波波速为2650m/s，因此测量盲区的宽度缩小了0.5cm。从图10可以看出，增加多层磁屏蔽结构之后的磁致伸缩位移传感器相较于目前常用的铁镍波导丝磁致伸缩位移传感器，扭转波信号进入测量盲区时刻与产生驱动脉冲时刻的时间间隔减少了4.3μs，因此测量盲区的宽度由5.6cm缩短到了4.5cm。

本发明的传感器应用中涉及的软件或协议均为公知技术。

本发明针对磁致伸缩位移传感器在永磁体靠近检测线圈的情况下会导致传感器产生测量盲区的问题，改进了传感器磁屏蔽装置的结构，提高其应用性：

本发明中，当磁致伸缩位移传感器工作时，脉冲驱动电路产生脉冲电压加在波导丝两端，该脉冲可使波导丝产生周向磁场，当周向磁场传播到活动永磁体位置时，与永磁体产生的轴向磁场叠加，形成一个螺旋磁场。基于魏德曼效应，波导丝瞬间形变并产生扭转波，扭转波以一定的速度沿波导丝传播。当检测线圈感应到扭转波信号时，该时刻与产生驱动脉冲时刻的时间间隔乘以扭转波声速即为永磁体的当前位置。当永磁体与检测线圈距离较远时，永磁体的磁场对于检测线圈的影响很小，扭转波信号与脉冲信号的波形相互分离，扭转波电压可以保持较高水平，传感器能够正常工作。当永磁体在检测线圈附近的某范围内移动时，永磁体的磁场对检测线圈有很大的影响，扭转波信号与脉冲信号会发生叠加，使扭转波信号发生畸变，扭转波信号无法再被传感器识别，导致传感器失效，此时，永磁体所处的范围即为测量盲区。该装置波导丝使用可以提供更大输出电压幅值的铁稼材料，并且增加了多层磁屏蔽装置，磁屏蔽装置由三层磁屏蔽罩组成，最外层的材质为电工纯铁，里面两层的材质为坡莫合金，坡莫合金的相对磁导率很高，可以给环境中的静磁场提供一个低磁阻的磁通路，减小周围环境中的静磁场对检测线圈的影响，但是坡莫合金易达到磁饱和，电工纯铁的磁饱和率很高，在最外层增加电工纯铁磁屏蔽罩可以防止坡莫合金达到磁饱和，为优化磁屏蔽装置的屏蔽效果，在结构方面，对磁屏蔽罩的几何参数、放置方式、屏蔽罩的间距以及内侧磁屏蔽罩与检测线圈之间距离的选择上都要进行考虑，尽可能使磁屏蔽效果达到最好。为保证波导丝在恒张力下测量，在波导丝检测线圈处设置由弹簧、磁屏蔽装置和阻尼装置组成的一个弹力装置。基于以上改进，优化了磁致伸缩位移传感器的各部分配置，设计得到了一种小盲区的磁致伸缩位移传感器，通过仿真分析，保证了磁屏蔽装置对于检测线圈周围环境静磁场的屏蔽效果达到最优，磁致伸缩位移传感器靠近检测线圈处的测量盲区的宽度最小。

基于以上改进，经过大量实验，优化各部分的配置，设计得到了一种小盲区的磁致伸缩位移传感器，该传感器可以减少靠近检测线圈处测量盲区的宽度。

本发明未尽事宜为公知技术。

Claims (6)

1.一种小盲区的磁致伸缩位移传感器，其特征为该传感器包括长方体外壳、脉冲驱动电路、检测线圈、永磁体、采集电路、弹簧、磁屏蔽装置、卡箍、测量杆、磁致伸缩波导丝、绝缘套管、第二阻尼、第一阻尼；

所述的长方体外壳为右侧中心开有通孔，通孔的外侧设有卡箍；测量杆的左侧穿过卡箍和通孔进入长方体外壳内，长方体外壳与测量杆的轴心相同；悬臂梁支座的右端固定在外壳右侧通孔下面的内壁上；支座的左侧设有滑轨，滑轨上有阻尼固定装置，右侧固定有磁屏蔽固定装置；磁屏蔽固定装置和阻尼固定装置中间设有弹簧；第一阻尼安装在阻尼固定装置上；测量杆右端封闭，左端通过卡箍固定在长方体外壳的右侧，磁致伸缩波导丝的右端固定在测量杆右端的第二阻尼上，左端穿过测量杆，水平进入长方体外壳内，穿过磁屏蔽固定装置中心的检测线圈，最终固定在第一阻尼上；测量杆中部外侧夹持有永磁体；

所述的磁屏蔽装置是三层筒状结构，右端封闭、中心开有圆孔；最外面是外层磁屏蔽罩，中间是第二坡莫合金屏蔽罩，内部是第一坡莫合金屏蔽罩，三个磁屏蔽罩的轴心相同，屏蔽罩之间填充防静电泡棉；第一坡莫合金屏蔽罩的中心，固定有检测线圈；

长方体外壳内上部和下部，分别固定有脉冲驱动电路和采集电路；脉冲驱动电路和磁致伸缩波导丝两端相连；检测线圈和采集电路的两端相连；

所述磁致伸缩波导丝为Fe-Ga丝。

2.如权利要求1所述的小盲区的磁致伸缩位移传感器，其特征为所述的测量杆，为中空圆柱管，右端内壁固定有第二阻尼，绝缘套管设置在测量杆内；

所述的所述的长方体外壳为非铁磁性的不锈钢。

3.如权利要求1所述的小盲区的磁致伸缩位移传感器，其特征为永磁体材质为钕铁硼，形状为长方体，数量为两块，不锈钢夹具将永磁体固定在测量杆的两侧，面向同一侧的两块永磁体极性相同。

4.如权利要求1所述的小盲区的磁致伸缩位移传感器，其特征为所述的外层磁屏蔽罩材料为电工纯铁。

5.如权利要求1所述的小盲区的磁致伸缩位移传感器，其特征为所述的磁致伸缩位移传感器的长方体外壳的尺寸为180×140×180～240×200×240mm，测量杆的长度为150～400mm。

6.如权利要求1所述的小盲区的磁致伸缩位移传感器，其特征为磁致伸缩波导丝的直径为0.6～1mm，长度为200～500mm。

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