JPH0346763B2 - - Google Patents
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- JPH0346763B2 JPH0346763B2 JP1244677A JP24467789A JPH0346763B2 JP H0346763 B2 JPH0346763 B2 JP H0346763B2 JP 1244677 A JP1244677 A JP 1244677A JP 24467789 A JP24467789 A JP 24467789A JP H0346763 B2 JPH0346763 B2 JP H0346763B2
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- magnetostrictive wire
- magnetostrictive
- wire
- cylinder
- current pulse
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は磁歪現象を用いて物体の機械的変位や
液面の変位などを検出する変位検出装置に関する
ものである。
液面の変位などを検出する変位検出装置に関する
ものである。
従来、物体の機械的変位や液面の変位などを検
出する変位検出装置としては差動変圧器やポテン
シヨメータ、静電容量式変位検出器など種々のも
のが知られており、その中でも磁歪現象を応用し
た変位検出器が特に線形性、分解能に優れてい
る。
出する変位検出装置としては差動変圧器やポテン
シヨメータ、静電容量式変位検出器など種々のも
のが知られており、その中でも磁歪現象を応用し
た変位検出器が特に線形性、分解能に優れてい
る。
この種の磁歪式変位検出装置として、米国特許
第3898555号公報に記載のように、円管状の磁歪
管の中心に導線を挿通するとともに、磁歪管の外
側に移動可能な永久磁石を配置したものが知られ
ている。そして、導線に電流パルスを流すことに
より永久磁石の近接する磁歪管の近接する部位で
捩り歪を発生させ、この捩り歪を磁歪管の一端部
に設けた歪検出装置で電気信号に変換し、捩り歪
の伝播時間を計測することにより永久磁石に与え
られる機械的変位を検出している。
第3898555号公報に記載のように、円管状の磁歪
管の中心に導線を挿通するとともに、磁歪管の外
側に移動可能な永久磁石を配置したものが知られ
ている。そして、導線に電流パルスを流すことに
より永久磁石の近接する磁歪管の近接する部位で
捩り歪を発生させ、この捩り歪を磁歪管の一端部
に設けた歪検出装置で電気信号に変換し、捩り歪
の伝播時間を計測することにより永久磁石に与え
られる機械的変位を検出している。
この種の磁歪式変位検出装置の場合、導線に流
した電流パルスが外部に漏れると、回路に重大が
悪影響を及ぼすため、電流パルスのもどり線を必
ず設ける必要がある。前述の変位検出装置の場合
には、電流パルスのもどり線を磁歪管の外側に平
行に配線している。ところが、十分な有効測定長
を確保するために磁歪管を長くすると、もどり線
を長くしなければならず、磁歪管と干渉せずに配
線するのは非常に難しい。
した電流パルスが外部に漏れると、回路に重大が
悪影響を及ぼすため、電流パルスのもどり線を必
ず設ける必要がある。前述の変位検出装置の場合
には、電流パルスのもどり線を磁歪管の外側に平
行に配線している。ところが、十分な有効測定長
を確保するために磁歪管を長くすると、もどり線
を長くしなければならず、磁歪管と干渉せずに配
線するのは非常に難しい。
また、この種の変位検出装置は機械の内部や液
中等の電気的ノイズの存在する部位で用いられる
ことが多く、このような外部の電気的ノイズが磁
歪管に加わると、検出波形に乱れが出ることにな
り、精密な変位検出ができないという問題もあ
る。
中等の電気的ノイズの存在する部位で用いられる
ことが多く、このような外部の電気的ノイズが磁
歪管に加わると、検出波形に乱れが出ることにな
り、精密な変位検出ができないという問題もあ
る。
そこで、本発明の目的は、上記の問題点を解消
した変位検出装置を提供することにある。
した変位検出装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、磁歪線
に電流パルスを流し、磁歪線に沿つて移動可能な
永久磁石の近接する磁歪線の部位で捩り歪を発生
させ、磁歪線の特定部位までの捩り歪の伝播時間
を計測することにより、永久磁石に与えられる機
械的変位を検出する変位検出装置において、磁歪
線の外周を非磁性でかつ導電性の中筒で取り囲
み、該中筒の軸心部に磁歪線を張力をもたせて保
持する一方、電流パルス供給用導線を磁歪線の一
端部に接続し、電流パルス帰還用導線を中筒の一
端部に接続するとともに、磁歪線の他端部と中筒
の他端部とを電気的に接続し、中筒の外周を非磁
性でかつ導電性の外筒によつて電気的に絶縁して
取り囲み、この外筒の外周に永久磁石を軸方向移
動自在に配置したものである。
に電流パルスを流し、磁歪線に沿つて移動可能な
永久磁石の近接する磁歪線の部位で捩り歪を発生
させ、磁歪線の特定部位までの捩り歪の伝播時間
を計測することにより、永久磁石に与えられる機
械的変位を検出する変位検出装置において、磁歪
線の外周を非磁性でかつ導電性の中筒で取り囲
み、該中筒の軸心部に磁歪線を張力をもたせて保
持する一方、電流パルス供給用導線を磁歪線の一
端部に接続し、電流パルス帰還用導線を中筒の一
端部に接続するとともに、磁歪線の他端部と中筒
の他端部とを電気的に接続し、中筒の外周を非磁
性でかつ導電性の外筒によつて電気的に絶縁して
取り囲み、この外筒の外周に永久磁石を軸方向移
動自在に配置したものである。
磁歪線の外周を取り囲む磁歪線保持用の中筒を
導電体で構成し、この中筒を電流パルスのもどり
線として兼用したので、もどり線を別に配線する
必要がない。特に、磁歪線は中筒の軸心部に保持
されているため、外部から振動等を受けても中筒
と磁歪線とが接触するおそれは全くなく、断線等
の心配もない。この点は、測定長の長い変位検出
装置の場合に極めて有効である。
導電体で構成し、この中筒を電流パルスのもどり
線として兼用したので、もどり線を別に配線する
必要がない。特に、磁歪線は中筒の軸心部に保持
されているため、外部から振動等を受けても中筒
と磁歪線とが接触するおそれは全くなく、断線等
の心配もない。この点は、測定長の長い変位検出
装置の場合に極めて有効である。
もどり線を兼ねる中筒の一端は電流パルス帰還
用導線を介してパルス発生回路へ接続される。こ
のとき、外筒と中筒とは電気的に絶縁されている
ので、磁歪線を流れた電流パルスが外筒へ漏れ出
るおそれがなく、他の回路への悪影響を防止でき
る。また、外部の機械類等の電気的ノイズに対し
て中筒は外筒によつて電気的に保護されるので、
不要信号が検出されることがない。なお、中筒お
よび外筒は共に非磁性体よりなるので、永久磁石
の磁歪線に対する磁束が阻害されない。
用導線を介してパルス発生回路へ接続される。こ
のとき、外筒と中筒とは電気的に絶縁されている
ので、磁歪線を流れた電流パルスが外筒へ漏れ出
るおそれがなく、他の回路への悪影響を防止でき
る。また、外部の機械類等の電気的ノイズに対し
て中筒は外筒によつて電気的に保護されるので、
不要信号が検出されることがない。なお、中筒お
よび外筒は共に非磁性体よりなるので、永久磁石
の磁歪線に対する磁束が阻害されない。
電流パルスは時間的変化の大きい高周波電流で
あるから、導体の表面を流れるという性質があ
る。そのため、従来のような細いリード線を電流
パルスのもどり線として用いた場合には、その表
面積が小さく、電流パルスの損失が大きいという
欠点がある。これに対し、本発明ではもどり線が
中空パイプであるから、表面積が従来に比べて格
段に大きく、電流パルスの損失が小さい。そのた
め、効率よく捩り歪を発生させることができる。
あるから、導体の表面を流れるという性質があ
る。そのため、従来のような細いリード線を電流
パルスのもどり線として用いた場合には、その表
面積が小さく、電流パルスの損失が大きいという
欠点がある。これに対し、本発明ではもどり線が
中空パイプであるから、表面積が従来に比べて格
段に大きく、電流パルスの損失が小さい。そのた
め、効率よく捩り歪を発生させることができる。
第１図は本発明にかかる変位検出装置の具体例
を示す。
を示す。
図面において、磁歪線１は非磁性で導電性の中
筒７の中に挿通され、この中筒７の両端部内部に
は中心を磁歪線１が貫通するゴムなどの弾性体８
が組み込まれている。そして、磁歪線１に張力を
持たせた後、中筒７の両端部を圧縮して絞り部９
を形成することにより、磁歪線１と弾性体８とを
同時に押圧し、磁歪線１は中筒７の軸心部に装備
される。
筒７の中に挿通され、この中筒７の両端部内部に
は中心を磁歪線１が貫通するゴムなどの弾性体８
が組み込まれている。そして、磁歪線１に張力を
持たせた後、中筒７の両端部を圧縮して絞り部９
を形成することにより、磁歪線１と弾性体８とを
同時に押圧し、磁歪線１は中筒７の軸心部に装備
される。
上記絞り部９では弾性体８が磁歪線１の外周に
密着するので、磁歪線１の両端まで伝播した超音
波が弾性体８で効果的に吸収される。したがつ
て、永久磁石２で生じた捩り歪による超音波のみ
を、中筒７に形成した開口部２５を経て歪検出装
置４で検出することが可能となる。
密着するので、磁歪線１の両端まで伝播した超音
波が弾性体８で効果的に吸収される。したがつ
て、永久磁石２で生じた捩り歪による超音波のみ
を、中筒７に形成した開口部２５を経て歪検出装
置４で検出することが可能となる。
磁歪線１の始端は電流パルス供給用導線１２に
接続され、後端は導線１０によつて中筒７の右端
に電気的に接続され、さらに中筒７の左端は電流
パルス帰還用導線１１に接続されている。そのた
め、多心ケーブル１５により供給される電流パル
スが磁歪線１に流れ、その後、導線１０、中筒
７、電流パルス帰還用導線１１を経てパルス発生
回路（図示せず）へ戻されてアースされる。
接続され、後端は導線１０によつて中筒７の右端
に電気的に接続され、さらに中筒７の左端は電流
パルス帰還用導線１１に接続されている。そのた
め、多心ケーブル１５により供給される電流パル
スが磁歪線１に流れ、その後、導線１０、中筒
７、電流パルス帰還用導線１１を経てパルス発生
回路（図示せず）へ戻されてアースされる。
磁歪線１を装備した中筒７は非磁性の外筒１７
の中に挿入され、この外筒１７と中筒との間に形
成される環状空間に、例えばスポンジなどからな
る振動吸収材２３が配置されている。この振動吸
収材２３は、外筒１７や、外筒１７に溶接あるい
は他の機械的方法で接合固定されたケース２０な
どに作用する外部からの機械的な振動や衝撃を吸
収、減衰させ、不必要な外乱が歪検出装置４で検
出されないようにしている。
の中に挿入され、この外筒１７と中筒との間に形
成される環状空間に、例えばスポンジなどからな
る振動吸収材２３が配置されている。この振動吸
収材２３は、外筒１７や、外筒１７に溶接あるい
は他の機械的方法で接合固定されたケース２０な
どに作用する外部からの機械的な振動や衝撃を吸
収、減衰させ、不必要な外乱が歪検出装置４で検
出されないようにしている。
外筒１７の右端にはエンドキヤツプ１８が圧入
もしくは他の機械的方法で密封固定されており、
例えば外筒１７が液中にあつても、液体が外筒１
７の内部に浸入することなく、永久磁石２の位置
を検出することが可能となる。
もしくは他の機械的方法で密封固定されており、
例えば外筒１７が液中にあつても、液体が外筒１
７の内部に浸入することなく、永久磁石２の位置
を検出することが可能となる。
ケース２０の左端にはケースカバー１９が挿入
固定され、このケースカバー１９を貫通して多心
ケーブル１５がケース２０内に導入されている。
多心ケーブル１５は磁歪線１への電流パルスの供
給を行うとともに、歪検出装置４の検出信号を導
線１３，１４を介して取り出すことができる。ま
た、多心ケーブル１５としてシールド線を使用す
れば、シールド導線１６をケース２０の内面に電
気的に接続し、ケース２０および外筒１７を磁歪
線１および歪検出装置４の電気的シールドとして
使用することもできる。
固定され、このケースカバー１９を貫通して多心
ケーブル１５がケース２０内に導入されている。
多心ケーブル１５は磁歪線１への電流パルスの供
給を行うとともに、歪検出装置４の検出信号を導
線１３，１４を介して取り出すことができる。ま
た、多心ケーブル１５としてシールド線を使用す
れば、シールド導線１６をケース２０の内面に電
気的に接続し、ケース２０および外筒１７を磁歪
線１および歪検出装置４の電気的シールドとして
使用することもできる。
上記構成の変位検出装置は、変位を検出すべき
機械などの固定部２４にケース２０のネジ部２１
を挿入してナツト２２で締め付け固定し、機械な
どの可動部（図示せず）に永久磁石２を固定すれ
ば容易に設置でき、機械などの可動部の変位を検
出することができる。
機械などの固定部２４にケース２０のネジ部２１
を挿入してナツト２２で締め付け固定し、機械な
どの可動部（図示せず）に永久磁石２を固定すれ
ば容易に設置でき、機械などの可動部の変位を検
出することができる。
なお、上記外筒１７を省略し、中筒７で外筒１
７を兼用した場合には、外部の機械類等の電気的
ノイズが中筒７に流れることがあり、電流パルス
以外の電流が磁歪線に流れることになる。そのた
め、不要信号が歪検出装置４で検出されることに
なり、望ましくない。これに対し、上記のように
中筒７の外側を電気的に絶縁した外筒１７で覆え
ば、外部のノイズ電流は外筒１７を流れるのみで
あり、中筒７は電気的に保護されるので、不要信
号が検出されるおそれがない。
７を兼用した場合には、外部の機械類等の電気的
ノイズが中筒７に流れることがあり、電流パルス
以外の電流が磁歪線に流れることになる。そのた
め、不要信号が歪検出装置４で検出されることに
なり、望ましくない。これに対し、上記のように
中筒７の外側を電気的に絶縁した外筒１７で覆え
ば、外部のノイズ電流は外筒１７を流れるのみで
あり、中筒７は電気的に保護されるので、不要信
号が検出されるおそれがない。
第２図は歪検出装置４の一例を示す。
左端に受信器の一例である圧電素子２７が接着
されたプローブ２６は磁歪線１に対し角度をもつ
て接触しており、コ字形の押え金具２９がゴム等
の弾性体２８を介して磁歪線１とプローブ２６と
の接触を保持している。そして、押え金具２９の
左端部をネジ３０で締め付けることにより、磁歪
線１とプローブ２６との接触をより確実なものと
している。
されたプローブ２６は磁歪線１に対し角度をもつ
て接触しており、コ字形の押え金具２９がゴム等
の弾性体２８を介して磁歪線１とプローブ２６と
の接触を保持している。そして、押え金具２９の
左端部をネジ３０で締め付けることにより、磁歪
線１とプローブ２６との接触をより確実なものと
している。
磁歪線１上の永久磁石２の近接する位置で生じ
た捩り歪がプローブ２６と接触している磁歪線１
の部分に到達すれば、この捩り歪３１によつてプ
ローブ２６の軸方向に歪３２が生じ、圧電素子２
７の両極板に接続された導線１３，１４間に歪３
２の大きさに応じた電気信号が得られる。このよ
うに、磁歪線１とプローブ２６とが角度をもつて
点接触しているので、プローブ２６の接触による
捩り歪の反射の影響を最少限にとどめることがで
き、高精度の検出が可能である。
た捩り歪がプローブ２６と接触している磁歪線１
の部分に到達すれば、この捩り歪３１によつてプ
ローブ２６の軸方向に歪３２が生じ、圧電素子２
７の両極板に接続された導線１３，１４間に歪３
２の大きさに応じた電気信号が得られる。このよ
うに、磁歪線１とプローブ２６とが角度をもつて
点接触しているので、プローブ２６の接触による
捩り歪の反射の影響を最少限にとどめることがで
き、高精度の検出が可能である。
以上の説明で明らかなように、本発明によれ
ば、磁歪線の外周を取り囲む磁歪線保持用の中筒
が電流パルスのもどり線を兼用したので、もどり
用導線を別途設ける必要がなくなり、構造を簡素
化でき製造が容易となるとともに、もどり線と磁
歪線とが干渉する恐れが全くない。しかも、従来
のような細いリード線をもどり線として使用した
場合に比べ電流パルスの損失が少なくなるので、
効率良く電流パルスを発生させることができる。
ば、磁歪線の外周を取り囲む磁歪線保持用の中筒
が電流パルスのもどり線を兼用したので、もどり
用導線を別途設ける必要がなくなり、構造を簡素
化でき製造が容易となるとともに、もどり線と磁
歪線とが干渉する恐れが全くない。しかも、従来
のような細いリード線をもどり線として使用した
場合に比べ電流パルスの損失が少なくなるので、
効率良く電流パルスを発生させることができる。
また、中筒の外側を外筒で電気的に絶縁して覆
つているので、中筒を流れた電流パルスが外部に
漏れ出るおそれがなく、他の回路に悪影響を及ぼ
すおそれがない。さらに、外筒によつて外部の電
気的ノイズから中筒が保護されるので、不要な波
形が検出されるおそれがなく、精密な変位検出が
可能となる。
つているので、中筒を流れた電流パルスが外部に
漏れ出るおそれがなく、他の回路に悪影響を及ぼ
すおそれがない。さらに、外筒によつて外部の電
気的ノイズから中筒が保護されるので、不要な波
形が検出されるおそれがなく、精密な変位検出が
可能となる。
第１図は本発明にかかる変位検出装置の一実施
例の断面図、第２図はその歪検出装置の磁歪線の
軸方向から見た拡大断面図である。 １……磁歪線、２……永久磁石、４……歪検出
装置、７……中筒、１１……電流パルス帰還用導
線、１２……電流パルス供給用導線、１７……外
筒。
例の断面図、第２図はその歪検出装置の磁歪線の
軸方向から見た拡大断面図である。 １……磁歪線、２……永久磁石、４……歪検出
装置、７……中筒、１１……電流パルス帰還用導
線、１２……電流パルス供給用導線、１７……外
筒。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 磁歪線に電流パルスを流し、磁歪線に沿つて
移動可能な永久磁石の近接する磁歪線の部位で捩
り歪を発生させ、磁歪線の特定部位までの捩り歪
の伝播時間を計測することにより、永久磁石に与
えられる機械的変位を検出する変位検出装置にお
いて、 磁歪線の外周を非磁性でかつ導電性の中筒で取
り囲み、該中筒の軸心部に磁歪線を張力をもたせ
て保持する一方、電流パルス供給用導線を磁歪線
の一端部に接続し、電流パルス帰還用導線を中筒
の一端部に接続するとともに、磁歪線の他端部と
中筒の他端部とを電気的に接続し、中筒の外周を
非磁性でかつ導電性の外筒によつて電気的に絶縁
して取り囲み、この外筒の外周に永久磁石を軸方
向移動自在に配置したことを特徴とする変位検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24467789A JPH02124424A (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 変位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24467789A JPH02124424A (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 変位検出装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59234735A Division JPH0690053B2 (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | 変位検出器の歪検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02124424A JPH02124424A (ja) | 1990-05-11 |
| JPH0346763B2 true JPH0346763B2 (ja) | 1991-07-17 |
Family
ID=17122307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24467789A Granted JPH02124424A (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 変位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02124424A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5257845A (en) * | 1975-11-03 | 1977-05-12 | Combustion Eng | Apparatus for indicating and method of detecting position of moving body |
| JPS5486366A (en) * | 1977-12-22 | 1979-07-09 | Mitsubishi Precision Co Ltd | Nonncontact type displacement measuring instrument |
| JPS5885104A (ja) * | 1981-10-30 | 1983-05-21 | マーク―ツアーンレーダー・ウント―マシーネン・アクチェンゲゼルシャフト | 超音波測距装置からの信号の評価処理方法および装置 |
-
1989
- 1989-09-19 JP JP24467789A patent/JPH02124424A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5257845A (en) * | 1975-11-03 | 1977-05-12 | Combustion Eng | Apparatus for indicating and method of detecting position of moving body |
| JPS5486366A (en) * | 1977-12-22 | 1979-07-09 | Mitsubishi Precision Co Ltd | Nonncontact type displacement measuring instrument |
| JPS5885104A (ja) * | 1981-10-30 | 1983-05-21 | マーク―ツアーンレーダー・ウント―マシーネン・アクチェンゲゼルシャフト | 超音波測距装置からの信号の評価処理方法および装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02124424A (ja) | 1990-05-11 |
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