CN209745363U - 一种磁力转子式物料检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种磁力转子式物料检测装置，属于物料检测领域，解决了现有物料检测装置灵敏度低、容易损坏、安全性较差的问题。本实用新型包括：安装座、安装架、磁力转子和磁场发生器；安装架和磁场发生器安装在安装座上；磁力转子可转动地安装在安装架上；磁力转子上设有磁场感受器和信号发射器；磁场发生器能够产生周期变化的磁场，并能够通过磁场感受器来驱动磁力转子周期性摆动和/或转动；安装架上设有信号接收器，每当磁力转子转动和/或摆动至触发位置处，信号接收器接收信号发射器发出的监测信号，输出监测结果，记录接收到检测信号的间隔时间。本实用新型具有灵敏度高、准确可靠、适用范围宽、安装使用灵活方便、免维护、寿命长等优点。

Description

一种磁力转子式物料检测装置

技术领域

本实用新型涉及物料检测技术领域，尤其涉及一种磁力转子式物料检测装置。

背景技术

市面上料位检测装置种类很多，常见的阻旋式料位开关具有任意角度安装，检测位置可长可短，物料颗粒大小适应性好的特点，但长时间工作后，电机转轴等机械部件容易磨损锈蚀卡死，特别是潮湿盐雾环境，甚至造成电机损坏，使用寿命低。有一类电磁推敲式物体检测装置利用电磁感应原理，电磁力推动磁性摆杆向外，回摆时敲击电磁线圈产生感应电压，来检测是否有物料遮挡。但摆杆要靠重力垂直安装，灵活性差，磁力摆杆回摆敲击电磁线圈容易出现金属敲击带来火花，对易燃物十分危险。摆杆回摆敲击电磁线圈无力，感应电压小、甚至没有，影响检测，出现误报，灵敏度和可靠性都降低。

其他常用的物位开关如音叉式、电容式、射频导纳式、振动棒式物位开关也都有其各自的局限性。在可靠性、免调试、信号灵敏、环境适应性等方面如：高温、高压、高湿、高粘附等有不同程度的缺点。

实用新型内容

鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种磁力转子式物料检测装置，用以解决现有电磁推敲式和阻旋式物料检测装置灵敏度低、容易损坏、安全性较差的问题。

本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的技术方案中，一种磁力转子式物料检测装置，磁力转子式物料检测装置包括：安装座、安装架、磁力转子和磁场发生器；安装架和磁场发生器安装在安装座上；磁力转子可转动地安装在安装架上；

磁力转子上设有磁场感受器和信号发射器；磁场发生器能够产生周期变化的磁场，并能够通过磁场感受器来驱动磁力转子周期性摆动和/或转动；

安装架上设有信号接收器，每当磁力转子转动和/或摆动至触发位置处，信号接收器接收信号发射器发出的监测信号，输出监测结果，并记录接收到检测信号的间隔时间；

安装架为U形框或悬臂杆。

本实用新型的技术方案中，磁力转子设有轴孔，且磁力转子的转子主体关于轴孔的轴线旋转对称；

磁力转子绕穿过轴孔并与安装架的固定转轴旋转。

本实用新型的技术方案中，磁场感受器设有至少一个，且均设置在转子主体上距离轴孔的轴线最远的位置处。

本实用新型的技术方案中，信号发射器设有至少一个，且均设有至在转子主体上距离轴孔的轴线最远的位置处。

本实用新型的技术方案中，信号发射器和信号接收器之间的监测信号为磁场信号、电场信号、光信号和热信号中的一种或多种。

本实用新型的技术方案中，信号发射器和磁场感受器均为永磁体，信号接收器为磁传感器。

本实用新型的技术方案中，磁力转子为一字杆或十字杆。

本实用新型的技术方案中，磁力转子设有阻尼结构，阻尼结构触碰物料时能够产生阻止和/或促进磁力转子转动和/或摆动的作用力矩；安装架上设有限位杆，能够使磁力转子只发生摆动而不发生转动。

本实用新型的技术方案中，阻尼结构为杆状、翅状、叶状。

本实用新型的技术方案中，安装座包括可拆卸连接的固定架和外壳；安装架固定安装在外壳上，磁场发生器安装在外壳内部。

本实用新型技术方案至少能够实现以下效果之一：

1、本实用新型通过周期变化磁力驱动磁力转子转动或摆动，一旦检测到物料磁力转子的运动周期或位置信息就会与磁力变化周期出现差异，从而实现物料的检测，整个检测装置结构简单，灵敏度高，并且不会出现误检的情况。

2、本实用新型通过安装架约束磁力转子运动，避免了通过重力来驱动转子，因此在安装时，无需考虑检测装置安装角度和方向，可实现自由安装，增加了本实用新型的物料检测装置的适用范围。

3、本实用新型的磁力转子与电磁铁线圈采用非接触式的结构，因此避免了转子与线圈的碰撞，不会因碰撞而产生电火花，提高了本实用新型的物料检测装置的安全性。

4、本实用新型避免了使用电机驱动检测装置安装角度和方向，可实现自由安装，因此无需考虑工作环境的潮湿盐雾等恶劣条件，也不会出现电机的锈蚀问题因此，进一步增加了本实用新型的物料检测装置的适用范围。

本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型实施例结构示意图；

图2为本实用新型实施例的主视图；

图3为本实用新型实施例的俯视图；

图4为本实用新型实施例的磁场感受器和信号发射器均为永磁体时的极端情况示意图；

图5-1为示例1的磁力转子结构示意图；

图5-2为示例2的磁力转子结构示意图；

图5-3为示例3的磁力转子结构示意图；

图6为本实用新型实施例的阻尼结构示意图；

图7为本实用新型实施例的安装座结构示意图；

图8为本实用新型实施例的安装架变体结构示意图；

图9为本实用新型实施例的控制电路原理图。

附图标记：

1-磁力转子；11-转子主体；12-轴孔；2-安装架；3-安装座；31-外壳；32-固定架；4-信号接收器；5-磁场感受器；6-磁场发生器；7-信号发射器；8-阻尼结构；9-限位杆。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种磁力转子式物料检测装置，包括：安装座3、安装架2、磁力转子1和磁场发生器6；安装架2和磁场发生器6安装在安装座3上；磁力转子1可转动地安装在安装架2上；磁力转子1上设有磁场感受器5和信号发射器7；磁场发生器6能够产生周期变化的磁场，并能够通过磁场感受器5来驱动磁力转子1周期性摆动和/或转动；安装架2上设有信号接收器4，每当磁力转子1转动和/或摆动至触发位置处，信号接收器4接收信号发射器7发出的监测信号，输出监测结果，并记录接收到检测信号的间隔时间。本实用新型实施例具有灵敏度高、准确可靠、适用范围宽、安装使用灵活方便、免维护、寿命长等优点。

现有的免调试的物料检测装置主要为阻旋式和电磁推敲式：阻旋式由于使用电机驱动转子，在使用时需要考虑电机的工作环境，不宜在潮湿盐雾环境中使用，电机的磨损和锈蚀会更加明显，降低了整个装置的使用寿命；电磁推敲式电磁驱动摆杆，摆杆在重力作用下回敲电磁线圈，由于需要重力作用，在安装时摆杆的保持竖直，增加了安装的难度，摆杆在敲击线圈时可能会产生火花，容易引燃物料，尤其当物料为粉尘类物料时，可能会导致爆炸。

本实用新型实施例通过磁场发生器6产生周期性变化的磁场，并作用在磁力转子1上磁场感受器5上，进而使磁力转子1周期性的转动或摆动，每当磁力转子1转动或摆动至触发位置，信号接收器4都会接受一次信号发射器7发出的监测信号，如果没有物料作用在磁力转子1上，监测信号的变化，包括周期和/或磁力转子1的位置信息，也会以与磁场变化的相同规律变化，此时本实用新型实施例输出未检测到物料的信号；一旦物料作用在磁力转子1上，那么必然会影响到磁力转子1的运动状态，使得监测信号的变化规律与磁场变化规律出现一定的差异，此时本实用新型实施例输出已检测到物料的信号。本实用新型实施例避免了像电磁推敲式一样，通过重力来驱动转子，因此在安装时，无需考虑转子是否竖直设置，增加了本实用新型的物料检测装置的适用范围；此外，本实用新型实施例的磁力转子1与电磁铁线圈采用非接触式的结构，因此避免了转子与线圈的碰撞，不会因碰撞而产生电火花，提高了本实用新型的物料检测装置的安全性。本实用新型也不像阻旋式一样，避免了使用电机驱动转子，因此无需考虑工作环境的潮湿盐雾等恶劣条件，也不会出现电机因此，进一步增加了本实用新型的物料检测装置的适用范围。

由于本实用新型实施例中，磁力转子1需要旋转，因此处理保证整体结构的静态稳定，也要保证动态稳定。如图2、图3所示，本实用新型实施例中，磁力转子1设有轴孔12，且磁力转子1的转子主体关于轴孔12的轴线旋转对称，旋转对称的磁力转子1，能够使得整体的重心和旋转轴线重合，保证了结构在旋转状态下的稳定性。磁力转子1绕穿过轴孔12并与安装架2固定的转轴旋转，则能够保证磁力转子1在静止状态下的稳定性。

考虑到磁场发生器6产生的磁场要通过驱动磁场感受器5，来使磁力转子1旋转，磁场感受器5可以设置多个，也可以设置一个。具体的，如图2、图3所示，本实用新型实施例中，磁场感受器5设有至少一个，且均设置在转子主体上距离轴孔12的轴线最大的位置处，将磁场感受器5设置在该位置处的目的在于，磁场发生器6产生的磁场对磁力转子1的作用力臂，进而在保证产生足以驱动磁力转子1旋转的力矩的情况下可以尽量降低磁场大小，防止过大的磁场对信号接收器4产生干扰。

如图2、图3所示，本实用新型实施例中，信号发射器7设有至少一个，且均设有至在转子主体上距离轴孔12的轴线最大的位置处，虽然设置方式与磁场感受器5相同但作用不同，信号发射器7由于要发射监测信号，如果相邻的信号发射器7设置的过于接近，很可能会产生干扰，但是如果信号发射器7的数量较多，对应的圆心角较小，就需要通过增加旋转半径的方式来使得信号发射器7之间的距离较大，以保证监测信号的准确接收。

通常情况下，本实用新型实施例中监测信号的形式不做限制，可以采用磁场信号、电场信号、光信号和热信号中的一种或多种，只要能够在磁力转子1运动至触发位置时能够是信号接收器4接收到信号发射器7发出的监测信号即可，需要特殊说明的是，如果信号发射器7设有多个，在磁力转子1的同一运动周期内，信号接收器4会触发多次，但同样可以根据多次信号的变化规律识别出周期信息。

如图4所示，为了方便本实用新型实施例的生产和制造，本实用新型实施例中信号发射器7和磁场感受器5可以均为永磁体，信号接收器4为磁传感器，考虑到极端简化结构的情况，可以将信号发射器7和磁场感受器5设置为同一永磁体，设置在磁力转子1上的永磁体在磁力转子1转动时，既能充当磁场感受器5有能充当信号发射器7，但是需要保证磁场发生器6产生的磁场不足以影响信号接收器4，或者在处理信号接收器4的信号时直接将磁场发生器6产生的磁场对信号接收器4的干扰信号直接滤除。

示例性的，本实用新型实施例中给出了三种示例：

示例1

如图5-1所示，磁力转子1为一字形杆，轴孔12设置在杆的中部，两端均为永磁体，信号接收器4为磁传感器，每当磁传感器触发两次，磁力转子1旋转一周。

示例2

如图5-2所示，磁力转子1为十字形杆，轴孔12设置在杆的中部，四端均为永磁体，信号接收器4为磁传感器，每当磁传感器触发四次，磁力转子1旋转一周。

示例3

如图5-3所示，磁力转子1为圆盘，圆盘外缘设置均布的4个永磁体，信号发射器7为激光发射器，信号接收器4为激光接收器，每当激光接收器触发4次，磁力转子1旋转一周。

虽然磁力转子1既能转动，也能摆动，但是如果磁场感受器5只设有1个，磁力转子1在转动至磁场感受器5与磁场发神器距离最远时，可能会出现运动死点，进而使磁力转子1卡住。为了避免上述情况，本实用新型实施例中，安装架2上设有限位杆9，能够使磁力转子1只发生摆动而不发生转动，在磁力转子1朝向上述情况中的死点位置运动时，限位杆9能够防止磁力转子1继续运动，使磁力转子1只能进行摆动。如果磁力转子1采用沿逆时针或顺时针的某一方向连续转动，则可拆下限位杆9。

考虑到磁场发生器6需要能够产生周期变化的磁场，因此磁场发生器6需要使用易于控制的结构，具体的，本实用新型实施例中，磁场发生器6为电磁铁，并通过控制电路使电磁铁产生周期变化的磁场；电磁铁可以为单独的线圈，为了增加磁力可以添加铁芯。

如图9所示，控制电路包括：磁场驱动电路、电源电路、信号接收器接口电路、输出电路和主控电路；电源电路用来为磁力转子式物料检测装置提供电源；主控电路用来控制磁力转子式物料检测装置的启动和/或停止；磁场驱动电路用来控制磁场发生器6周期性的改变磁场；信号接收器接口电路用来接收信号接收器4的输出的监测结果信号；输出电路用来接收监测结果信号，并判断磁力转子1的运动周期是否变化，是则输出检测到物料的检测信号，否则输出未检测到物料的检测信号。以上各部分电路在安装座3内可以各自单独封装也可统一封装。

为了能够使磁力转子1更加灵敏的受到物料的作用，如图6、图7所示，本实用新型实施例中，磁力转子1设有阻尼结构8，阻尼结构8触碰物料时能够产生阻止和/或促进磁力转子1转动和/或摆动的作用力矩，而阻尼结构8的阻尼特性也能防止磁力转子1因物料的作用力过大而损坏。阻尼结构8在磁力转子1上的位置不做限制，可以设置为绕轴孔12的轴线旋转对称，阻尼结构8可以为杆状、翅状、叶状等任意形状，以适应不同性状的物料。

为了能够方便安装，如图7所示，本实用新型实施例中，安装座3包括可拆卸连接的固定架32和外壳31；安装架2固定安装在外壳31上，磁场发生器6安装在外壳31内部；安装也可以为设置在外壳31外部的一体结构。磁力转子1、安装架2、安装座3可采用金属或非金属材料如：铜、铝、不锈钢、尼龙、聚四氟乙烯等以适应不同环境。安装架2能够固定磁力转子1，并形成轴向转动的约束，还能对磁力转子1在外物的冲击下起到一定的保护作用。如图8所示，安装架2的形状也不做限制，可以为U形框，也可为悬臂杆。

下面结合上述示例1说明使用本实用新型实施例的检测方法。

电磁铁产生驱动电磁力矩，使得磁力转子1沿固定旋转轴的轴向转动。磁力转子1上的阻尼结构8和信号发射器7同步转动，通过检测信号发射器7的位置变化，来判断磁力转子1的转动状态。如果没有物料接触磁力转子1，磁力转子1的转动状态受控于控制电路的程序控制，按固定的时间和速度转动如：正转、反转、摆转等。当有物料接触到磁力转子1时，磁力转子1的转动正常状态被打破，速度变慢时间变长。甚至磁力转子1不能转动，阻尼结构8的目的是增加磁力转子1在接触到物料时的阻力，适应不同环境，如：液体、固体大小颗粒。保证可靠的检测和对不同物料的判断。因为不同物料的阻尼不同，磁力转子1转动的速度和时间不同。通过检测磁力转子1的运动状态最终实现对有无物料，和物料性状的检测。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种磁力转子式物料检测装置，其特征在于，所述磁力转子式物料检测装置包括：安装座(3)、安装架(2)、磁力转子(1)和磁场发生器(6)；所述安装架(2)和磁场发生器(6)安装在安装座(3)上；所述磁力转子(1)可转动地安装在所述安装架(2)上；

所述磁力转子(1)上设有磁场感受器(5)和信号发射器(7)；所述磁场发生器(6)能够产生周期变化的磁场，并能够通过所述磁场感受器(5)来驱动所述磁力转子(1)周期性摆动和/或转动；

所述安装架(2)上设有信号接收器(4)，每当所述磁力转子(1)转动和/或摆动至触发位置处，所述信号接收器(4)接收信号发射器(7)发出的监测信号，输出监测结果，并记录接收到检测信号的间隔时间；

所述安装架(2)为U形框或悬臂杆。

2.根据权利要求1所述的磁力转子式物料检测装置，其特征在于，所述磁力转子(1)设有轴孔(12)，且所述磁力转子(1)的转子主体关于轴孔(12)的轴线旋转对称；

所述磁力转子(1)绕穿过所述轴孔(12)并与所述安装架(2)的固定转轴旋转。

3.根据权利要求2所述的磁力转子式物料检测装置，其特征在于，所述磁场感受器(5)设有至少一个，且均设置在所述转子主体上距离所述轴孔(12)的轴线最远的位置处。

4.根据权利要求3所述的磁力转子式物料检测装置，其特征在于，所述信号发射器(7)设有至少一个，且均设有至在所述转子主体上距离所述轴孔(12)的轴线最远的位置处。

5.根据权利要求4所述的磁力转子式物料检测装置，其特征在于，所述信号发射器(7)和信号接收器(4)之间的监测信号为磁场信号、电场信号、光信号和热信号中的一种或多种。

6.根据权利要求4所述的磁力转子式物料检测装置，其特征在于，所述信号发射器(7)和磁场感受器(5)均为永磁体，信号接收器(4)为磁传感器。

7.根据权利要求2或3所述的磁力转子式物料检测装置，其特征在于，所述磁力转子(1)为一字杆或十字杆。

8.根据权利要求1所述的磁力转子式物料检测装置，其特征在于，所述磁力转子(1)设有阻尼结构(8)，所述阻尼结构(8)触碰物料时能够产生阻止和/或促进所述磁力转子(1)转动和/或摆动的作用力矩；所述安装架(2)上设有限位杆(9)，能够使所述磁力转子(1)只发生摆动而不发生转动。

9.根据权利要求8所述的磁力转子式物料检测装置，其特征在于，阻尼结构(8)为杆状、翅状、叶状。

10.根据权利要求1所述的磁力转子式物料检测装置，其特征在于，所述安装座(3)包括可拆卸连接的固定架(32)和外壳(31)；所述安装架(2)固定安装在所述外壳(31)上，所述磁场发生器(6)安装在所述外壳(31)内部。