CS233252B1 - Magnetický snímač polohy - Google Patents

Abstract

Vynález spadá do oboru měřící techniky, zejména pro spojité měřeni polohy předmětů v hermetizovaném prostoru. Účelem bylo odstranit nedostatky dosavadních snímačů polohy podléhajících vlivům okolí, např. rušení elektrických akčních členů, zejména teploty apod. Toho se docílilo magnetickým obvodem se jhem sestávajícím ze dvou symetricky vůči polovým nástavcům upravených ramen, vzájemně oddělených měřicími štěrbinami, z nichž alespoň v jedné je sonda pro měření magnetické indukce způsobené vtažením kotvy, k níž je upevněn měřící předmět, mezi polově nástavce. > Snímač se hodí zejména pro měření v regulačních obvodech různých pohonů, * zvláště u kmitavých lineárních pohonů hermetizovaných extraktorů. Symetricky uspořádaná ramena jha 1 oddělená měřicími štěrbinami 4 se dondou 5 a hermetizační kryt 6 nejlépe charakterizují vynález.

Description

Vynález se týká magnetického snímače polohy, zejména předmětů v hermet izo váném prostoru·

Pro měření polohy předmětů nalézajících se v agresivním, radioaktivním, přetlakové, nebo zdraví škodlivém prostředí se vyžaduje hermetické oddělená celého snímače nebo jeho pohyblivé části od okolního prostředí·

Známé, k jiným účelům používané snímače pro hermetizované prostředí nevyhovují buá z důvodů velké složitosti, závislosti na elektrických parametrech prostředí, závislosti na teplotě, tlaku, nízké imunity vůči rušení rozptylovými elektromagnetickými poli, například od motorů, od elektromagneticky ovládaných ventilů apod·

Kapacitní snímače nevyhovují vzhledem k proměnlivé permitivitě v závislosti na tlaku a prostředí. Optické snímače jsou navíc závislé na teplotě a konstrukce průsvitného spojení hermetizovaného prostoru s vnějším je komplikovaná a snižuje kompaktnost a spolehlivost hermetizačního krytu· Odporové snímače jsou ovlivňovány změnami teploty a vodivosti prostředí, navíc nelze u většiny typů zajistit bezkontaktní přenos informace z hermetizovaného prostředí· Kompenzace teplotních vlivů,eliminace rušení od rozptylových elektromagnetických polí je možné pouze za cenu výrazného zvýšení složitostí celého zařízení a s tím souvisejícím shížením spolehlivosti· Kromě toho nelze některé materiály a součástky, například polovodičové, do agresivních nebo radioaktivních prostředí vůbec umístit· Taková zařízení

-2233 252 bývají často umístěna ve venkovním nechráměmém prostředí a podléhají povětrnostním vlivům·

Jsou známé i magnetické snímače polohy, jichž se vynález týká, například robusní snímače pro důlní účely, které působí diskrétně a indikují pouze jednu danou polohu· Jiný, spojitě působící typsa Hallovou sondou a permanentními magnety, nemůže pracovat v agresivním prostředí, není schopen přenosu informace přes hermetizační kryt a má nízkou imunitu vůči rušení vnějšími rozptylovými magnetickými poli, u měření větších posuvů může vadit i zemské magnetické pole·

Vpředu uvedené nevýhody odstraňuje magnetický snímač podle vynálezu jehož podstata spočívá v tom, že mezi pólovými nástavci magnetického obvodu je uložeh magneticky nevodivý hermetizační kryt uvnitř kterého je suvně uložená kotva pevně spojená s měřeným předmětem, přičemž ve jhu magnetického obgodu je vytvořena alespoň jedna měřicí štěrbina, ve které je umístěna alespoň jedna měřící sonda magnetické indukce.

Magnetický snímač podle vynálezu umožňuje tedy spojité bezkontaktní měření polohy předmětů v hermetizovaném prostoru.

Příklad provedení magnetického snímače podle vynálezu je dále popsán a jeho činnost vysvětlena pomocí výkresů, na nichž je na obr· 1 ploché provedení snímače, na obr. 2 osový řez A-A a na obr. 3 řez B-B jhem magnetického obvodu·

Jho 1 magnetického obvodu snímače polohy tvoří dvě ramena tvaru E, vzájemně oddělená měřícími štěrbinami 4. Na pólových nástavcích 11 jsou budící vinutí 3· V kruhovém vývrtu mezi pólovými nástavci 11 je zasunut magneticky nevodivý hermetizační kryt 6 válcového tvaru oddělující hermetizovaný prostor od okolí. Příčné uzavření hermetizačního krytu 6 není na výkresech vyznačeno. Uvnitř krytu 6 se vertikálně ve směru šipek na obr· 2 pohybuje suvně kotlá 2 magnetického obvodu rovněž válcového tvaru, spojená táhlem £ ^s neznázorněným měřeným předmětem, nalézajícím se v hermežizačním krytu 6· Jho 1 magnetického obvodu je náběhem k měřícím štěrbinám 4 zúženo, jak je patrno z řezu B-B na obr, 3· Ve středu alespoň jedné z měřících štěrbin 4 je sonda 5 P^ro měření magnetické' indukce, která s případným na výkresech neznázorněným předzesilovačem, může být opatřena stíněním.

- 3 233 2S2

Budicí vinutí £, protékané stabilizovaným stejnosměrným proudem, vytváří konstantní stejnosměrné magnetické napětí, vyvolávající stejnosměrný magnetický tok· Jeho velikost je v měřícím rozsahu, beroucím ohled na magnetický rozptyl mezi pólovými nástavci 11 a kotvou 2 magnetického obvodu, úměrná vnoření kotvy 2 do vývrtu mezi pólovými nástavci 11· Za pólovými nástavci 11 se Magnetický tok φ vzhledem k symetrickému uspořádání ramen rozdvojuje na poloviční složky φ /2 a na dalěí dráze prochází oběma měřícími štěrbinami £· Zúžením průřezu jha 1 magnetického obvodu se dociluje jednak hemogenity magnetického pole ve štěrbinách £, jednak takové hodnoty magnetické indukce, jakou lze v celém měřícím rozsahu spolehlivě měřit sondou 2· Jelikož při konstantním magnetickém napětí budícího vinutí 3 je magnetický tok úměrný vnoření kotvy 2 mezi pólové nástavce 11· je i magnetická indukce v měřicí štěrbině £ úměrná vnoření kotvy 2· Signál na výstupu sondy £ P^ro měření magnetické indukce je tedý měronosnou veličinou vnoření kotvy 2 a tím i polohy měřené součásti v hermetizovaném prostoru· Pokud je toto prostředí agresivní nebo radioaktivní použije se pro kotvu 2 ferromagnetická modifikace nerezavé oceli·

Sonda £ s případným předzesilovaěem může být umístěna ve stínícím krytu, čímž se zajistí bezporuchové převedení případného nízkoúrovňového signálu na výstupu sondy £ na požadovanou vyšší úroveň a impedanční transformaci směrem k nízké výstupní impedanci. To usnadní přenos Signálu i na velké vzdálenosti při zabezpečení dostatečného odstupu od šumového pozadí. PředzesilovaČ může být v případe potřeby využit i k případnému korigování závislosti signálu sondy £ pro měření magnetické indukce na vnoření kotvy 2, například pro linearizaci této závislosti*

Snímače polohy podle vynálezu lze s výhodou použít pro měření v agresivním nebo radioaktivním prostředí, například u zařízení chemického průmyslu, v jaderné energetice apod·, jako jsou extrakto ry a kolony pro zpracování kapalin a plynů· Velmi dobře se hodí pro měření v regulačních obvodech různých pohonů uvedených zařízení, obzvláště pak u kmitavých lineárních pohonů bermetizováných extraktorů.

Claims (3)

PŘEDMĚT VYNALEZU 233 252

1. Magnetický snímač polohy, zejména předmětů v hermetizovaném prostoru, vyznačený tím, že mezi pólovými nástavci (11) magnetického obvodu je uložen magneticky nevodivý hermetizační kryt (6) uvnitř kterého je suvně uložená kot»»'· (2) pevně spojená s měřeným předmětem, přičemž ve jhu' (1) magnetického obvodu je vytvořena alespoň jedna měřicí štěrbina (4), ve které je umístěna alespoň jedna měřicí sonda (5) magnetické indukce.

2. Magnetický snímač polohy dle bodu lj vyznačený tím, že jho (1) magnetického obvodu sestává ze dvou symetricky vůči'pólovým nástavcům (11) uspořádaných ramen.

3. Magnetický snímač polohy dle bodů 1» a 2, vyznačený tím, že ramena jha (1) jsou směrem k měřicím štěrbinám (4) zúžena.