CN221147494U - 一种位移传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种位移传感器，涉及传感器技术领域。包括传感器主体、拉杆和外体，传感器主体设于外体开设的内腔室，传感器主体外侧设有主体保护套，传感器主体的一侧内壁设有采用耐高温材质制得的微型电阻元件；拉杆穿设于传感器主体，一端连接有滑块，滑块与主体保护套滑动连接，滑块的一侧连接有导片，导片与微型电阻元件接触；外体的两端与传感器主体之间分别设有绝缘垫，外体的一端设有密封护帽；外体另一端为导线引出端，用于引出微型电阻元件的导线；当移动拉杆时，导片在微型电阻元件上移动，微型电阻元件的电阻值发生变化。本申请能够满足井下高温环境的使用要求，同时还能保证传感器的绝缘强度，通过阻值变化准确测量位移数据。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器技术领域，具体而言，涉及一种位移传感器。
背景技术
在油田测井工作中，需要使用位移传感器测量井下位移，在油田持续开发过程中，随着油田开采的不断精细化，对监测仪器的精准度需求也不断提高。
然而市场现有的位移传感器通常用于常温及常规大气压条件下，外形结构大，无法在井下狭小的仪器中使用。由于井下几千米的环境具有温度高，压强大等复杂环境的特点，普通的传感器如果到了井下会随着温度的升高，阻值也发生变化；同时绝缘性能会急剧下降，在高温时候内部绝缘经常会失效，导致主体带电，影响仪器电路板的信号传输，甚至可能会击穿电路板，从而导致使用的仪器设备损坏，或者数据不准确。因此普通的传感器无法适应井下高温高压环境，因此无法在井下恶劣环境中得到准确的位移测量数值。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种位移传感器，能够在满足井下高温环境的使用要求，同时还能保证传感器的绝缘强度；能够通过阻值变化准确测量位移数据。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种位移传感器，包括传感器主体、拉杆和外体，所述传感器主体设于所述外体开设的内腔室，所述传感器主体外侧设有主体保护套，所述传感器主体的一侧内壁设有微型电阻元件，所述微型电阻元件采用耐高温材质制得；所述拉杆穿设于所述传感器主体，所述拉杆的一端连接有滑块，所述滑块与所述主体保护套滑动连接，所述滑块的一侧连接有导片，所述导片与所述微型电阻元件接触；所述拉杆的另一端依次穿过所述传感器主体、所述主体保护套和所述外体向外延伸；
所述外体的两端与所述传感器主体之间分别设有绝缘垫，所述外体靠近所述拉杆向外延伸的一端设有密封护帽，所述密封护帽包覆于所述外体的端部；所述外体远离所述拉杆向外延伸的一端为导线引出端，所述导线引出端用于引出所述微型电阻元件的导线；
所述微型电阻元件包括电阻丝线轨、导轨管、第一导线、第二导线和第三导线，所述电阻丝线轨与所述导轨管水平平行设置，所述导片的一端与所述电阻丝线轨连接，所述导片的另一端与所述导轨管连接，其中，所述导轨管呈中空状；
所述第一导线的一端焊接于所述电阻丝线轨远离所述导线引出端的一端，所述第一导线的另一端穿过所述导轨管向所述导线引出端外部延伸；
所述第二导线的一端焊接于所述导轨管靠近所述导线引出端的一端，所述第二导线的另一端穿过所述导线引出端向外部延伸；
所述第三导线的一端焊接于所述电阻丝线轨靠近所述导线引出端的一端，所述第三导线的另一端穿过所述导线引出端向外部延伸；
当移动所述拉杆时，所述滑块的导片在所述微型电阻元件上移动，所述微型电阻元件的电阻值发生变化。
进一步地，在本实用新型中，所述电阻丝线轨的材质为卡码丝。
进一步地，在本实用新型中，所述卡码丝采用镍锰合金制得。
进一步地，在本实用新型中，所述绝缘垫采用聚醚醚酮制得。
进一步地，在本实用新型中，所述绝缘垫的端面与所述密封护帽之间嵌设有密封压垫。
进一步地，在本实用新型中，所述密封压垫的端面与所述密封护帽之间嵌设有O型密封圈。
进一步地，在本实用新型中，所述密封护帽与所述外体的侧壁之间嵌设有O型密封圈。
本实用新型至少具有如下优点或有益效果：
本实用新型通过控制拉杆的移动，带动滑块在主体保护套内部移动，使得滑块上的导片在微型电阻元件上移动，通过电压和电流计算电阻的变化，从而获得对应的位移数据；通过在外体与传感器主体之间设置绝缘垫，断绝了将电传导到外体的可能性；通过采用耐高温材质的微型电阻元件，使得井下高温环境不会影响微型电阻元件的阻值变化，能够准确测量位移距离。本申请能够满足井下高温环境的使用要求，同时还能保证传感器的绝缘强度，通过阻值变化准确测量位移数据。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例提供的位移传感器的整体结构剖视图；
图2为本申请实施例提供的微型电阻元件的结构剖视图；
图3为本申请实施例提供的微型电阻元件测量BC段阻值的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的微型电阻元件测量AB段阻值的结构示意图。
图标：100-传感器主体，110-拉杆，120-滑块，130-导片，200-外体，210-导线引出端，300-主体保护套，400-微型电阻元件，410-电阻丝线轨，420-导轨管，430-第一导线，440-第二导线，450-第三导线，500-绝缘垫，600-密封护帽，610-密封压垫，620-O型密封圈。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
请参照图1-图4，所示为本实用新型实施例中一种位移传感器的结构示意图；
本实施例提供一种位移传感器，其包括传感器主体100、拉杆110和外体200，传感器主体100设于外体200开设的内腔室，传感器主体100外侧设有主体保护套300，传感器主体100的一侧内壁设有微型电阻元件400，微型电阻元件400采用耐高温材质制得；拉杆110穿设于传感器主体100，拉杆110的一端连接有滑块120，滑块120与主体保护套300滑动连接，滑块120的一侧连接有导片130，导片130与微型电阻元件400接触；拉杆110的另一端依次穿过传感器主体100、主体保护套300和外体200向外延伸；
外体200的两端与传感器主体100之间分别设有绝缘垫500，外体200靠近拉杆110向外延伸的一端设有密封护帽600，密封护帽600包覆于外体200的端部；外体200远离拉杆110向外延伸的一端为导线引出端210，导线引出端210用于引出微型电阻元件400的导线；
当移动拉杆110时，滑块120的导片130在微型电阻元件400上移动，微型电阻元件400的电阻值发生变化。
下面，将对本示例性实施例一种位移传感器作进一步说明。
在本申请的一些实施例中，如图1所示，上述传感器主体100设于外体200开设的内腔室，传感器主体100外侧设有主体保护套300，传感器主体100的一侧内壁设有微型电阻元件400，微型电阻元件400采用耐高温材质制得，通过采用耐高温材质的微型电阻元件400，使得微型电阻元件400在井下高温环境下，其阻值不会受到较大的影响，避免高温后阻值和高温前变化太大导致位移测量不准确。上述拉杆110穿设于传感器主体100，拉杆110的一端连接有滑块120，滑块120与主体保护套300滑动连接，主体保护套300能够对传感器主体100起到保护作用的同时还能对滑块120起到支撑和导向作用；上述滑块120的一侧连接有导片130，导片130与微型电阻元件400接触，与微型电阻元件400导通；拉杆110的另一端依次穿过传感器主体100、主体保护套300和外体200向外延伸。通过控制拉杆110的移动，带动滑块120在主体保护套300内部移动，从而带动导片130在微型电阻元件400上移动，改变微型电阻元件400的阻值，通过电阻的变化值，进而得到对应的位移数据，其中，电阻值与位移数据呈一一对应关系，可以直接从电阻值的变化得出位移数据。
具体地，根据欧姆定律的推导式电压＝电流*电阻。当我们给出固定电压时，电流和电阻成正比。也就是说当电压一定时，我们拉动传感器使其电阻发生变化，电流也同时发生变化，这个变化的比例是固定的。反之当我们知道电流实际变化多少时，就可以知道电阻的变化值，从而可以计算得出拉杆110的位移变化。在井下高温高压环境下，经常需要知道仪器设备的位移情况因此就需要应用此类传感器，在固定电压下通过电流，来计算出电阻，便可得知位移数据。
如图2所示，上述微型电阻元件400包括电阻丝线轨410、导轨管420、第一导线430、第二导线440和第三导线450，电阻丝线轨410与导轨管420水平平行设置，导片130的一端与电阻丝线轨410连接，导片130的另一端与导轨管420连接，如图3-图4所示，其中，导轨管420呈内部贯通的中空状，导轨管420采用导电材料制得，能够与导片130导通；上述第一导线430的一端焊接于电阻丝线轨410远离导线引出端210的一端(即图2中C端)，第一导线430的另一端穿过中空的导轨管420向导线引出端210外部延伸，第一导线430与导轨管420之间互不接触，不导通；上述第二导线440的一端焊接于导轨管420靠近导线引出端210的一端，第二导线440的另一端穿过导线引出端210向外部延伸；上述第三导线450的一端焊接于电阻丝线轨410靠近导线引出端210的一端(即图2中A端)，第三导线450的另一端穿过导线引出端210向外部延伸。需要说明的是，第一导线430、第二导线440以及第三导线450外部均包覆有绝缘材质，如现有技术中的电线外包覆的塑胶绝缘布，提高安全性能。
当滑块120带动导片130移动至B点，测量第一导线430与第二导线440时，为BC段电阻阻值；电路路径为：第二导线440-导轨管420-导片130-BC段电阻-第一导线430，如图3所示。
当滑块120带动导片130移动至B点，测量第二导线440与第三导线450时，为AB段电阻阻值；电路路径为：第三导线450-AB段电阻-导片130-导轨管420-第二导线440，如图4所示。
作为一种较优的实施方式，上述电阻丝线轨410采用卡码丝材质，具体地，卡码丝采用镍锰合金制得。常规电阻会随着温度的升高，发生电阻阻值的变化，本申请采用由镍锰合金制成的卡码丝作为电阻丝，具有耐高温特性，在高温环境下(220℃)能准确测量位移距离。
在本申请的一些实施例中，上述外体200的两端与传感器主体100之间分别设有绝缘垫500，增设绝缘垫500能够阻隔内部的传感器主体100将电传导至外体200。上述外体200靠近拉杆110向外延伸的一端设有密封护帽600，密封护帽600包覆于外体200的端部，密封护帽600用于对外体200端部进行密封，防止井下液体进入外体200内部；上述外体200远离拉杆110向外延伸的一端为导线引出端210，导线引出端210用于引出微型电阻元件400的导线，即微型电阻元件400的导线从导线引出端210引出连接检测仪器。
作为一种较优的实施方式，上述绝缘垫500采用聚醚醚酮制得。
需要说明的是，由于井下温度的升高，会导致大多数常温下的绝缘材料失去绝缘性能(尤其是在超高温190℃以上时)，当失去绝缘的时候，电会由主体(金属)传导到外体200(金属)。如图1所示，因此我们在主体和外体200之间加入了绝缘垫500(两端分别加入一个)使其断绝了将电传导到外体200的可能性。绝缘垫500采用的材料是PEEK(聚醚醚酮)这种材料具有耐高温、高绝缘特性，尤其是在与玻璃纤维合成的效果下，我们发现其在高温220℃时还能保证高绝缘的特性，体现于在220℃的时候，在1000V电压的时候还能保证500欧姆以上的绝缘度。
作为一种较优的实施方式，上述绝缘垫500的端面与密封护帽600之间嵌设有密封压垫610，密封压垫610的端面与密封护帽600之间嵌设有O型密封圈620，密封护帽600与外体200的侧壁之间也嵌设有O型密封圈620。通过密封压垫610以及多个O型密封圈620对外体200的端部进行密封，提高密封效果。
有益效果：本申请的位移传感器，具有耐高温，高绝缘性，阻值稳定性强等特点，通过特殊结构性和使用特殊材料来双向满足传感器既能达到高温环境(220℃)的使用要求，同时还能保证传感器的绝缘强度，减小仪器损坏的现象，在恶劣环境下能得到准确的位移数值。
以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种位移传感器，其特征在于，包括传感器主体、拉杆和外体，所述传感器主体设于所述外体开设的内腔室，所述传感器主体外侧设有主体保护套，所述传感器主体的一侧内壁设有微型电阻元件，所述微型电阻元件采用耐高温材质制得；所述拉杆穿设于所述传感器主体，所述拉杆的一端连接有滑块，所述滑块与所述主体保护套滑动连接，所述滑块的一侧连接有导片，所述导片与所述微型电阻元件接触；所述拉杆的另一端依次穿过所述传感器主体、所述主体保护套和所述外体向外延伸；
所述外体的两端与所述传感器主体之间分别设有绝缘垫，所述外体靠近所述拉杆向外延伸的一端设有密封护帽，所述密封护帽包覆于所述外体的端部；所述外体远离所述拉杆向外延伸的一端为导线引出端，所述导线引出端用于引出所述微型电阻元件的导线；
所述微型电阻元件包括电阻丝线轨、导轨管、第一导线、第二导线和第三导线，所述电阻丝线轨与所述导轨管水平平行设置，所述导片的一端与所述电阻丝线轨连接，所述导片的另一端与所述导轨管连接，其中，所述导轨管呈中空状；
所述第一导线的一端焊接于所述电阻丝线轨远离所述导线引出端的一端，所述第一导线的另一端穿过所述导轨管向所述导线引出端外部延伸；
所述第二导线的一端焊接于所述导轨管靠近所述导线引出端的一端，所述第二导线的另一端穿过所述导线引出端向外部延伸；
所述第三导线的一端焊接于所述电阻丝线轨靠近所述导线引出端的一端，所述第三导线的另一端穿过所述导线引出端向外部延伸；
当移动所述拉杆时，所述滑块的导片在所述微型电阻元件上移动，所述微型电阻元件的电阻值发生变化。
2.根据权利要求1所述的位移传感器，其特征在于，所述电阻丝线轨的材质为卡码丝。
3.根据权利要求2所述的位移传感器，其特征在于，所述卡码丝采用镍锰合金制得。
4.根据权利要求1所述的位移传感器，其特征在于，所述绝缘垫采用聚醚醚酮制得。
5.根据权利要求1所述的位移传感器，其特征在于，所述绝缘垫的端面与所述密封护帽之间嵌设有密封压垫。
6.根据权利要求5所述的位移传感器，其特征在于，所述密封压垫的端面与所述密封护帽之间嵌设有O型密封圈。
7.根据权利要求1所述的位移传感器，其特征在于，所述密封护帽与所述外体的侧壁之间嵌设有O型密封圈。
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