RU187013U1

RU187013U1 - Polarized magnetically controlled switching device for determining the angle of inclination / rotation of the sensor

Info

Publication number: RU187013U1
Application number: RU2018110947U
Authority: RU
Inventors: Алексей Станиславович Богомазов
Original assignee: Акционерное общество Научно-производственная компания "ТЕКО"
Priority date: 2018-03-27
Filing date: 2018-03-27
Publication date: 2019-02-13

Abstract

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности, к переключателям, приводимым в действие изменением магнитного или электрического поля, например изменением относительного положения магнитного поля заданной формы и переключателя, и может быть использована для определения угла наклона (поворота) в диапазоне от 0 до 355°.Техническим результатом является обеспечение возможности определения угла наклона/поворота коммутирующего узла датчика относительно управляющего узла, пропорционального величине смещения конвейерной ленты с роликовых опор. На основании (1) жестко закреплен управляющий узел (2) и коммутирующий узел (3) с роликом (4), имеющий возможность поворачиваться вокруг оси пружины (5) в направлении, указанном стрелкой, на угол, пропорциональный величине смещения конвейерной ленты. Пружина (5), предназначенная для возврата коммутирующего узла (3) в первоначальное положение. Коммутирующий узел (3) содержит два бистабильных герконовых выключателя (6) и (7). Нормально замкнутый герконовый выключатель (6) служит для сигнализации о критическом (аварийном) сходе ленты. Он срабатывает при повороте коммутирующего узла (3) относительно управляющего узла (2) на 30° от нейтрального положения. Нормально разомкнутый выключатель (7) предназначен для подачи предупреждающего сигнала при некритическом сходе конвейерной ленты. Он срабатывает при повороте коммутирующего узла (3) относительно управляющего узла (2) на 15° от нейтрального положения. Управляющий узел (2) содержит две пары постоянных магнитов (8) и (8) и (9) и (9). Пара магнитов (8) и (8) предназначена для управления состоянием бистабильного герконового выключателя (6). Пара магнитов (9) и (9) предназначена для управления состоянием выключателя (7). Выключатели (6) и (7) имеют одинаковую конструкцию, но в нейтральном положении выключатель (6) находится против южного полюса магнита (8), поэтому он является нормально замкнутым, а выключатель (7) находится против северного полюса магнита (9), поэтому он является нормально разомкнутым. Выключатель (7) состоит из геркона (10), к одному из выводов которого вне области перекрытия контактных сердечников жестко прикреплен магнит (11). Магнит (11) намагничивает сердечник геркона, к выводу которого он прикреплен, и, в меньшей степени, противоположный, в направлении, которое можно условно обозначить как «направление включения». Магниты (9) и (9) представляют собой два постоянных магнита с аксиальной намагниченностью, магнитные оси которых параллельны, а одноименные магнитные полюса направлены в противоположные стороны. 8 ил.The invention relates to measuring technique, in particular, to switches driven by a change in a magnetic or electric field, for example, by changing the relative position of a magnetic field of a given shape and a switch, and can be used to determine the angle of inclination (rotation) in the range from 0 to 355 °. The technical result is the ability to determine the angle of inclination / rotation of the switching node of the sensor relative to the control node, proportional to the offset of the conveyor belt you are with roller bearings. Based on (1), the control unit (2) and the switching unit (3) with the roller (4) are rigidly fixed, which can rotate around the axis of the spring (5) in the direction indicated by the arrow by an angle proportional to the displacement of the conveyor belt. A spring (5), designed to return the switching unit (3) to its original position. The switching unit (3) contains two bistable reed switches (6) and (7). A normally closed reed switch (6) is used to signal a critical (emergency) roll off. It is triggered when the switching unit (3) is rotated relative to the control unit (2) 30 ° from the neutral position. A normally open switch (7) is designed to provide a warning signal for non-critical gathering of the conveyor belt. It is triggered by turning the switching unit (3) relative to the control unit (2) 15 ° from the neutral position. The control unit (2) contains two pairs of permanent magnets (8) and (8) and (9) and (9). A pair of magnets (8) and (8) is designed to control the state of a bistable reed switch (6). A pair of magnets (9) and (9) is designed to control the state of the switch (7). The switches (6) and (7) have the same design, but in the neutral position the switch (6) is opposite the south pole of the magnet (8), therefore it is normally closed, and the switch (7) is opposite the north pole of the magnet (9), therefore it is normally open. The switch (7) consists of a reed switch (10), a magnet (11) is rigidly attached to one of its terminals outside the contact core overlap area. The magnet (11) magnetizes the core of the reed switch, to the output of which it is attached, and, to a lesser extent, the opposite, in a direction that can be arbitrarily referred to as the “direction of inclusion”. Magnets (9) and (9) are two permanent magnets with axial magnetization, the magnetic axes of which are parallel, and the same magnetic poles are directed in opposite directions. 8 ill.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности, к переключателям, приводимым в действие изменением магнитного или электрического поля, например изменением относительного положения магнитного поля заданной формы и переключателя, и может быть использована для определения угла наклона (поворота) в диапазоне от 0 до 355°.The invention relates to measuring technique, in particular, to switches driven by a change in a magnetic or electric field, for example, by changing the relative position of a magnetic field of a given shape and a switch, and can be used to determine the angle of inclination (rotation) in the range from 0 to 355 °.

Известно магнитоуправляемое коммутационное устройство, состоящее из управляющего узла, включающее постоянный магнит, расположенный соосно с коммутационным узлом, содержащим геркон, с выводами из ферромагнитного материала, причем выводы геркона со стороны управляющего узла отогнуты, расположены вдоль капсулы геркона и зафиксированы с образованием электрического контакта на проводнике из немагнитного электропроводного металла, выходящего с противоположной стороны геркона (патент на полезную модель RU №6646 МПК H01H 36/00).It is known magnetically controlled switching device, consisting of a control unit, including a permanent magnet, located coaxially with the switching unit containing the reed switch, with leads from ferromagnetic material, and the conclusions of the reed switch from the control node are bent, located along the reed switch capsule and fixed with the formation of an electrical contact on the conductor from a non-magnetic electrically conductive metal exiting from the opposite side of the reed switch (utility model patent RU No. 6646 IPC H01H 36/00).

Недостатком устройства являются довольно значительные потери магнитодвижущей силы постоянного магнита ввиду значительной общей длины выводов двух контактов с выводами со стороны магнита.The disadvantage of this device is the rather significant loss of the magnetomotive force of the permanent magnet due to the significant total length of the terminals of the two contacts with the terminals on the side of the magnet.

Указанный недостаток попытались устранить авторы полезной модели п. РФ №125768, разместив управляющий магнит «с другой стороны капсулы и со стороны другого неподвижного контакта геркона, вывод которого соединен со стороны торца капсулы с проводником из немагнитного электропроводного металла, расположенного вдоль капсулы геркона, причем, для соединения с выводом геркона конец проводника загнут в соответствии с конфигурацией торца капсулы».The authors of the utility model of the Russian Federation No. 125768 tried to eliminate this drawback by placing a control magnet “on the other side of the capsule and on the side of the other fixed contact of the reed switch, the output of which is connected from the side of the capsule end to a conductor of non-magnetic electrically conductive metal located along the reed switch capsule to connect to the reed switch, the end of the conductor is bent in accordance with the configuration of the end face of the capsule. "

Оба описанных устройства обладают недостатком, присущим всем магнитоуправляемым моностабильным датчикам - большим гистерезисом. Это объясняется тем, что для любого геркона магнитодвижущая сила (МДС) включения в несколько раз больше МДС удержания. То есть, управляя состоянием моностабильного геркона путем изменения величины напряженности магнитного поля, невозможно добиться изменения состояния при малых перемещениях управляющего магнита относительно геркона - на три-пять миллиметров, или пять-десять градусов.Both described devices have the disadvantage inherent in all magnetically controlled monostable sensors - large hysteresis. This is because for any reed switch, the magnetomotive force (MDS) of the inclusion is several times greater than the MDS retention. That is, by controlling the state of a monostable reed switch by changing the magnitude of the magnetic field, it is impossible to achieve a state change with small movements of the control magnet relative to the reed switch - by three to five millimeters, or five to ten degrees.

Известно устройство для определения угла наклона, представленное в 2-х вариантах в п. РФ №2455616 (2-ой вариант).A device for determining the angle of inclination, presented in 2 versions in p. RF No. 2455616 (2nd option).

Устройство для определения угла наклона, включающее корпус с крышкой, камеру, поверхность качения, тело качения, активный элемент, отличающееся тем, что корпус выполнен из немагнитного материала, поверхность качения совмещена с внутренней поверхностью корпуса, создавая при этом камеру в теле корпуса, тело качения представляет собой постоянный магнит, который создает чувствительную зону, а активный элемент выполнен создающим выходной сигнал, представляет собой либо герметичный магнитоуправляемый контакт, либо датчик Холла, расположен под поверхностью качения, причем обеспечивается возможность регулировки расстояния между ним и поверхностью качения, а расстояние между телом качения и активным элементом определяет значение выходного сигнала.A device for determining the angle of inclination, including a housing with a cover, a camera, a rolling surface, a rolling body, an active element, characterized in that the housing is made of non-magnetic material, the rolling surface is aligned with the inner surface of the housing, creating a camera in the housing of the rolling body represents a permanent magnet that creates a sensitive area, and the active element is made to create an output signal, is either a sealed magnetically controlled contact, or a Hall sensor, located It has a rolling surface, and it is possible to adjust the distance between it and the rolling surface, and the distance between the rolling body and the active element determines the value of the output signal.

Здесь, при отклонении устройства на заданный угол, расстояние между коммутирующим элементом (герконом) и управляющим магнитом изменяется сразу на большую величину, что позволяет нивелировать влияние большого гистерезиса герконового выключателя. Однако, помимо того, что заявляемое устройство имеет сложную конструкцию, недостатком его является применение демпфирующей жидкости в камере, которая, вследствие увеличения вязкости при низких температурах окружающей среды, дает значительную задержку срабатывания (может составлять до 15-20 секунд). Также данное устройство может контролировать только одно значение угла наклона, задаваемое формой поверхности качения.Here, when the device is deflected by a given angle, the distance between the switching element (reed switch) and the control magnet changes immediately by a large amount, which makes it possible to level the effect of a large hysteresis of the reed switch. However, in addition to the fact that the claimed device has a complex structure, its disadvantage is the use of damping fluid in the chamber, which, due to an increase in viscosity at low ambient temperatures, gives a significant delay in response (can be up to 15-20 seconds). Also, this device can control only one value of the angle of inclination, specified by the shape of the rolling surface.

Известны устройства, в которых в качестве коммутирующего элемента применяются бистабильные (поляризованные) герконы. В таких устройствах состоянием коммутирующего элемента управляют путем изменения направления магнитного поля, а не изменением величины напряженности этого поля.Devices are known in which bistable (polarized) reed switches are used as a switching element. In such devices, the state of the switching element is controlled by changing the direction of the magnetic field, and not by changing the magnitude of the intensity of this field.

Изменять направление управляющего магнитного поля относительно коммутирующего элемента (геркона) можно двумя способами:You can change the direction of the control magnetic field relative to the switching element (reed switch) in two ways:

1) Изменением направления тока в катушке управления,1) By changing the direction of the current in the control coil,

2) Перемещением коммутирующего элемента (геркона) относительно магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами.2) By moving the switching element (reed switch) relative to the magnetic field created by permanent magnets.

Так, в частности, известно бистабильное герконовое реле, представленное в патенте RU №62482, МПК H01H 1/28, содержащее катушку, выполненную на каркасе, в центральном осевом отверстии которой зафиксирован замыкающий геркон, и установленную на колодку, в которой закреплены выводы реле, постоянный магнит, кожух, отличающееся тем, что для получения, не зависящего от внешних факторов устойчивого бистабильного состояния на замыкающем герконе, при малых габаритных размерах реле и потребляемой мощности за счет сокращения энергии управления и исключения необходимости регулировки в процессе эксплуатации на магнитопровод приклеен постоянный магнит с шунтом, положение которого относительно магнита определено и зафиксировано при регулировке реле, а на щеки каркаса катушки приклеены чип-резисторы, после чего собранная конструкция приклеена к колодке с выводами и зачехлена кожухом, приклеенным к колодке.So, in particular, a bistable reed switch is known, presented in patent RU No. 62482, IPC H01H 1/28, containing a coil made on a frame, in the central axial hole of which a closing reed switch is fixed, and mounted on a block in which the relay leads are fixed, permanent magnet, casing, characterized in that for obtaining, independent of external factors, a stable bistable state on the closing reed switch, with small overall dimensions of the relay and power consumption by reducing control energy and eliminating the need for adjustment during operation, a permanent magnet with a shunt is glued to the magnetic circuit, the position of which is relative to the magnet and fixed during relay adjustment, and chip resistors are glued to the coil frame cheeks, after which the assembled structure is glued to the terminal block and sheathed by a casing glued to the block .

Недостатком данной конструкции является необходимость подачи напряжения питания катушки датчика.The disadvantage of this design is the need to supply voltage to the sensor coil.

Известны серийно выпускаемые датчики, использующие второй способ управления состоянием коммутирующего элемента, то есть, перемещение коммутирующего элемента относительно магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами.Commercially available sensors are known that use the second method for controlling the state of the switching element, that is, moving the switching element relative to the magnetic field created by the permanent magnets.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является датчик MS A24A-Bi производства АО НПК ТЕКО (паспорт датчика - см. Приложение), выбранный в качестве прототипа.The closest in technical essence to the claimed one is the MS A24A-Bi sensor manufactured by JSC NPK TEKO (sensor passport - see Appendix), selected as a prototype.

Как видно из п. 2 «Паспорта» датчика MS A24A-Bi, для замыкания или размыкания контактов геркона, являющегося коммутирующим элементом, в зону чувствительности датчика необходимо внести постоянный магнит соответственно «южным», или «северным» полюсом.As can be seen from paragraph 2 of the “Passport” of the MS A24A-Bi sensor, to close or open the contacts of the reed switch, which is a switching element, a permanent magnet must be introduced into the sensor sensitivity zone, respectively, the “south” or “north” pole.

Более конкретно известный датчик включает в себя неподвижно закрепленный управляющий узел, содержащий, по меньшей мере, два постоянных магнита с аксиальной намагниченностью, магнитные оси которых параллельны, а одноименные магнитные полюса направлены в противоположные стороны, и коммутирующий узел, содержащий бистабильный герконовый выключатель и выполненный с возможностью перемещения относительно узла управления.More specifically, the known sensor includes a fixed control unit, comprising at least two permanent magnets with axial magnetization, the magnetic axes of which are parallel, and the same magnetic poles are directed in opposite directions, and a switching unit containing a bistable reed switch and made with the ability to move relative to the control node.

При этом коммутирующий узел с бистабильным управляющим герконовым выключателем крепится на кабине лифта, а магниты управляющего узла располагаются в шахте на направляющих лифта, в местах, определенных для остановки кабины. Указанные датчики применяются, например, в системах позиционирования лифтов.In this case, the switching unit with a bistable control reed switch is mounted on the elevator car, and the magnets of the control unit are located in the shaft on the elevator rails, in places determined to stop the car. These sensors are used, for example, in elevator positioning systems.

Недостатком известной конструкции с раздельным размещением коммутирующего элемента и управляющей магнитной системы является невозможность ее применения для определения угла наклона/поворота рабочего органа датчика, например, для определения бокового смещения конвейерной ленты.A disadvantage of the known design with separate placement of the switching element and the control magnetic system is the impossibility of its application to determine the angle of inclination / rotation of the working body of the sensor, for example, to determine the lateral displacement of the conveyor belt.

Задачей является обеспечение возможности определения угла наклона/поворота рабочего органа датчика относительно его основания, пропорционального боковому смещению конвейерной ленты.The objective is to provide the ability to determine the angle of inclination / rotation of the working body of the sensor relative to its base, proportional to the lateral displacement of the conveyor belt.

Поставленная задача решается тем, что в поляризованном магнитоуправляемом коммутационном устройстве для определения угла наклона/поворота коммутирующего узла, включающем неподвижно закрепленный управляющий узел, содержащий два постоянных магнита с аксиальной намагниченностью, магнитные оси которых параллельны, а одноименные магнитные полюса направлены в противоположные стороны, и коммутирующий узел, содержащий бистабильный герконовый выключатель и выполненный с возможностью перемещения относительно управляющего узла, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, управляющий и коммутирующий узлы конструктивно собраны в одном устройстве, при этом управляющий узел включает в себя неподвижное основание, к которому стационарно прикреплен генератор магнитного поля из немагнитного материала, содержащий дополнительно вторую пару постоянных магнитов с вышеуказанной намагниченностью, расположением магнитных осей и полюсов, а коммутирующий узел дополнительно снабжен вторым бистабильным герконовым выключателем и корпусом, в котором размещены оба бистабильных герконовых выключателя, каждый из которых состоит из геркона с наружными выводами и постоянного магнита, при этом коммутирующий узел снабжен также роликом, предназначенным для восприятия давления конвейерной ленты, подпружинен и установлен с возможностью поворота относительно управляющего узла под действием конвейерной ленты при сходе ее с роликоопор и возвращения в исходное положение под действием пружины.The problem is solved in that in a polarized magnetically controlled switching device for determining the angle of inclination / rotation of the switching unit, which includes a fixed control unit containing two permanent magnets with axial magnetization, the magnetic axes of which are parallel, and the same magnetic poles are directed in opposite directions, and commuting assembly comprising a bistable reed switch and movable relative to a control assembly, ACCORDING TO OLESE MODEL, the control and switching nodes are structurally assembled in one device, while the control node includes a fixed base to which a magnetic field generator of non-magnetic material is stationary attached, additionally containing a second pair of permanent magnets with the above magnetization, the location of the magnetic axes and poles, and the switching unit is additionally equipped with a second bistable reed switch and a housing in which both bistable reed switches are located, Each of which consists of a reed switch with external terminals and a permanent magnet, while the switching unit is also equipped with a roller designed to absorb the pressure of the conveyor belt, is spring-loaded and mounted with the possibility of rotation relative to the control unit under the action of the conveyor belt when it leaves the roller support and returns to the original spring position.

Конструктивное выполнение управляющего и коммутирующего узлов в одном устройстве при выполнении управляющего узла с неподвижным основанием, к которому стационарно прикреплен генератор магнитного поля из немагнитного материала, дополненный второй парой постоянных магнитов, в совокупности с креплением коммутирующего узла, подпружиненного, снабженного роликом для контакта с конвейерной лентой и содержащего корпус с размещенными внутри него двумя бистабильными герконовыми выключателями, выполненными каждый из геркона с наружными выводами и постоянного магнита, к этому же неподвижному основанию с возможностью поворота его относительно управляющего узла и возврата его в исходное положение под действием пружины, обеспечивает возможность определения угла наклона/поворота датчика относительно конвейерной ленты.The design of the control and switching nodes in one device when executing the control node with a fixed base, to which a magnetic field generator of non-magnetic material is permanently attached, supplemented by a second pair of permanent magnets, together with the fastening of the switching node, spring-loaded, equipped with a roller for contact with the conveyor belt and containing a housing with two bistable reed switches located inside it, each made of a reed switch with external terminals odes and a permanent magnet, to the same fixed base with the ability to rotate it relative to the control unit and return it to its original position under the action of the spring, provides the ability to determine the angle of inclination / rotation of the sensor relative to the conveyor belt.

Технический результат - обеспечение возможности определения угла наклона/поворота коммутирующего узла датчика относительно управляющего узла, пропорционального величине смещения конвейерной ленты с роликоопор. Заявляемое устройство обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как конструктивное выполнение управляющего и коммутирующего узлов в одном устройстве, выполнение управляющего узла из неподвижного основания, к которому стационарно прикреплен генератор магнитного поля из немагнитного материала, содержащий дополнительно вторую пару постоянных магнитов, а коммутирующего узла - дополнительно снабженным вторым бистабильным герконовым выключателем и корпусом, в котором размещены оба бистабильных герконовых выключателя, каждый из которых состоит из геркона с наружными выводами и постоянного магнита, снабжение коммутирующего узла роликом, предназначенным для восприятия давления конвейерной ленты и подпружиненным, установка коммутирующего узла с возможностью поворота относительно управляющего узла под действием конвейерной ленты при сходе ее с роликоопор и возвращения в исходное положение под действием пружины, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.The technical result is the ability to determine the angle of inclination / rotation of the switching node of the sensor relative to the control node, proportional to the displacement of the conveyor belt with the roller support. The inventive device has a novelty in comparison with the prototype, differing from it by such essential features as the constructive implementation of the control and switching nodes in one device, the execution of the control node from a fixed base, to which the magnetic field generator is permanently attached from a non-magnetic material, containing an additional second pair of permanent magnets and the switching unit is additionally equipped with a second bistable reed switch and a housing in which both bi tabular reed switches, each of which consists of a reed switch with external terminals and a permanent magnet, supplying the switching unit with a roller designed to absorb the pressure of the conveyor belt and spring-loaded, installing the switching unit with the possibility of rotation relative to the control unit under the action of the conveyor belt when it leaves the roller support and returning to the starting position under the action of a spring, which together ensure the achievement of a given result.

Заявляемое поляризованное магнитоуправляемое коммутационное устройство для определения угла наклона/поворота датчика может быть использовано в измерительной технике, в частности, для определения угла наклона, пропорционального смещению конвейерной ленты, и потому соответствует критерию «промышленная применимость».The inventive polarized magnetically controlled switching device for determining the angle of inclination / rotation of the sensor can be used in measuring technique, in particular, to determine the angle of inclination proportional to the displacement of the conveyor belt, and therefore meets the criterion of "industrial applicability".

Полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлены на:The utility model is illustrated by drawings, which are presented on:

- фиг. 1 - общий вид датчика;- FIG. 1 - general view of the sensor;

- фиг. 2 - размещение двух бистабильных герконовых выключателей коммутирующего узла;- FIG. 2 - placement of two bistable reed switches of the switching node;

- фиг. 3 - вид управляющего узла со стороны коммутирующего узла;- FIG. 3 is a view of the control node from the side of the switching node;

- фиг. 4 - размыкание контактов геркона;- FIG. 4 - opening of the contacts of the reed switch;

- фиг. 5 - перемещение герконового бистабильного выключателя между управляющими магнитами;- FIG. 5 - moving a reed bistable switch between control magnets;

- фиг. 6 - замыкание контактов геркона;- FIG. 6 - contact closure of the reed switch;

- фиг. 7 - удерживание контактов геркона в замкнутом состоянии.- FIG. 7 - holding the contacts of the reed switch in a closed state.

- Фиг. 8 - размыкание контактов геркона под воздействием управляющего магнитного поля;.- FIG. 8 - opening of the contacts of the reed switch under the influence of a control magnetic field ;.

Заявляемое поляризованное магнитоуправляемое коммутационное устройство для определения угла наклона/поворота датчика выполнено следующим образом.The inventive polarized magnetically controlled switching device for determining the angle of inclination / rotation of the sensor is as follows.

На основании 1 жестко закреплен управляющий узел 2 и коммутирующий узел 3 с роликом 4, имеющий возможность поворачиваться вокруг оси 5₁ пружины 5 в направлении, указанном стрелкой, на угол, пропорциональный величине смещения конвейерной ленты. Пружина 5 предназначена для возврата коммутирующего узла 3 в первоначальное положение. Узел 3 расположен перпендикулярно плоскости конвейерной ленты (не показана).On the base 1, the control unit 2 and the switching unit 3 with the roller 4 are rigidly fixed, having the ability to rotate around the axis 5 _{1 of the} spring 5 in the direction indicated by the arrow by an angle proportional to the displacement of the conveyor belt. Spring 5 is designed to return the switching node 3 to its original position. Node 3 is perpendicular to the plane of the conveyor belt (not shown).

Коммутирующий узел 3 содержит два бистабильных герконовых выключателя 6 и 7, размещение которых показано на фиг. 2 (управляющий узел 2 здесь не показан). Нормально замкнутый выключатель 6 служит для сигнализации о критическом (аварийном) сходе ленты. Он срабатывает при повороте коммутирующего узла 3 относительно управляющего узла 2 на 30° от нейтрального положения. Нормально разомкнутый выключатель 7 предназначен для подачи предупреждающего сигнала при некритическом сходе конвейерной ленты. Он срабатывает при повороте коммутирующего узла 3 относительно управляющего узла 2 на 15° от нейтрального положения.The switching unit 3 comprises two bistable reed switches 6 and 7, the arrangement of which is shown in FIG. 2 (control node 2 is not shown here). Normally closed switch 6 is used to signal a critical (emergency) convergence of the tape. It is triggered by the rotation of the switching node 3 relative to the control node 2 by 30 ° from the neutral position. Normally open switch 7 is designed to provide a warning signal at non-critical gathering of the conveyor belt. It is triggered by the rotation of the switching node 3 relative to the control node 2 by 15 ° from the neutral position.

Управляющий узел 2 содержит две пары постоянных магнитов 8₁ и 8₂, 9₁ и 9₂. (вид управляющего узла 2 со стороны коммутирующего узла 3 показан на фиг. 3). Обозначены полюса магнитов 8, направленные в сторону коммутирующего узла 3. Пара магнитов 8₁ и 8₂ предназначена для управления состоянием бистабильного герконового выключателя 6 (см. Фиг. 2). Пара магнитов 9₁ и 9₂ предназначена для управления состоянием выключателя 7. Выключатели 6 и 7 имеют одинаковую конструкцию, но в нейтральном положении выключатель 6 находится против южного полюса магнита 8₁, поэтому он является нормально замкнутым, а выключатель 7 находится против северного полюса магнита 9₁, поэтому он является нормально разомкнутым. Выключатель 7 состоит из геркона 10, к одному из выводов которого вне области перекрытия контактных сердечников жестко прикреплен магнит 11. Магнит 11 намагничивает сердечник геркона, к выводу которого он прикреплен, и, в меньшей степени, противоположный, в направлении, которое можно условно обозначить как «направление включения». Магниты 9₁ и 9₂ представляют собой два постоянных магнита с аксиальной намагниченностью, магнитные оси которых параллельны, а одноименные магнитные полюса направлены в противоположные стороны.The control unit 2 contains two pairs of permanent magnets 8 ₁ and 8 ₂ , 9 ₁ and 9 ₂ . (view of the control node 2 from the side of the switching node 3 is shown in Fig. 3). The poles of the magnets 8 are directed toward the switching node 3. A pair of magnets 8 ₁ and 8 _{2 is} used to control the state of the bistable reed switch 6 (see Fig. 2). A pair of magnets 9 ₁ and 9 _{2 is} designed to control the state of the switch 7. The switches 6 and 7 have the same design, but in the neutral position, the switch 6 is opposite the south pole of the magnet 8 ₁ , therefore it is normally closed, and the switch 7 is opposite the north pole of the magnet 9 ₁ , so it is normally open. The switch 7 consists of a reed switch 10, to one of the terminals of which outside the overlapping area of the contact cores a magnet 11 is rigidly attached. Magnet 11 magnetizes the core of the reed switch, to the terminal of which it is attached, and, to a lesser extent, the opposite, in a direction that can be arbitrarily designated as "Direction of inclusion." Magnets 9 ₁ and 9 ₂ are two permanent magnets with axial magnetization, the magnetic axes of which are parallel, and the same magnetic poles are directed in opposite directions.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Взаимное расположение герконовых выключателей коммутирующего узла 3 и магнитов управляющего узла 2 таково, что при отклонении коммутирующего узла 3 от нейтрального положения на заданный угол магнитный поток, создаваемый управляющим узлом 2, изменяет направление относительно герконового выключателя, расположенного внутри рычага; при этом, если направление указанного магнитного потока совпадает с направлением магнитного потока, создаваемого постоянным магнитом, входящим в состав бистабильного герконового выключателя, происходит замыкание геркона; если же направления магнитных потоков противоположны - происходит размыкание геркона.The relative position of the reed switches of the switching unit 3 and the magnets of the control unit 2 is such that when the switching unit 3 deviates from the neutral position by a predetermined angle, the magnetic flux generated by the control unit 2 changes direction relative to the reed switch located inside the lever; in this case, if the direction of the specified magnetic flux coincides with the direction of the magnetic flux generated by the permanent magnet that is part of the bistable reed switch, the reed switch closes; if the directions of the magnetic flux are opposite, the reed switch opens.

В нейтральном положении датчика конец вывода геркона 10, противоположного выводу, на котором закреплен магнит 11, расположен в точке, в которой проекция вектора напряженности магнитного поля Н_у не равна нулю и направлена против «направления включения», вследствие чего полюса на контактных поверхностях геркона оказываются одноименными, что приводит к размыканию геркона. (Фиг. 4). (Имеет смысл говорить именно о «точке», или ограниченной области пространства, поскольку из-за сильной неоднородности магнитного поля управляющих магнитов влиянием этого поля на другие участки ферромагнитных контактных сердечников геркона можно пренебречь).In the neutral position of the sensor, the end of the output of the reed switch 10, opposite the terminal on which the magnet 11 is fixed, is located at the point at which the projection of the magnetic field vector H _{y is} not zero and is directed against the “direction of inclusion”, as a result of which the poles on the contact surfaces of the reed switch with the same name, which leads to the opening of the reed switch. (Fig. 4). (It makes sense to speak specifically about the “point”, or a limited region of space, because due to the strong inhomogeneity of the magnetic field of the control magnets, the influence of this field on other sections of the reed switch’s ferromagnetic contact cores can be neglected).

Пусть конвейерная лента сместилась в сторону, и, воздействуя на ролик 4, повернула коммутирующий узел 3 на некоторый угол относительно основания 1 с управляющим узлом 2. Герконовый бистабильный выключатель 7 переместился при этом в среднюю плоскость между управляющими магнитами 9₁ и 9₂ (см. Фиг. 5). Проекция вектора напряженности магнитного поля Н_у здесь равна нулю, но геркон продолжает оставаться разомкнутым, так как магнитное поле магнита 11 недостаточно для его замыкания. При дальнейшем повороте коммутирующего узла 3 и движении герконового бистабильного выключателя 7 в сторону магнита 9₂, в точке, в которой составляющая вектора напряженности магнитного поля Н_у становится достаточной для намагничивания выводов контактных сердечников геркона в направлении включения, контактные сердечники геркона 7 замыкаются (Фиг. 6).Let the conveyor belt move to the side, and, acting on the roller 4, rotate the switching unit 3 at a certain angle relative to the base 1 with the control unit 2. The reed switch bistable switch 7 has moved to the middle plane between the control magnets 9 ₁ and 9 ₂ (see Fig. 5). The projection of the magnetic field strength vector H _y here is equal to zero, but the reed switch continues to remain open, since the magnetic field of magnet 11 is not enough to close it. With further rotation of the switching unit 3 and the movement of the reed bistable switch 7 towards the magnet 9 ₂ , at the point at which the component of the magnetic field strength vector Н _у becomes sufficient to magnetize the contacts of the reed contacts of the reed switch in the switching direction, the reed contacts 7 are closed (Fig. 6).

Если герконовый бистабильный выключатель 7 оказывается в средней плоскости между управляющими магнитами при обратном движении в сторону магнита 9₁, его контакты продолжают оставаться замкнутыми, так как магнитное поле магнита 11 достаточно для удержания контактов в замкнутом состоянии (Фиг. 7).If the reed bistable switch 7 is in the middle plane between the control magnets during the reverse movement towards the magnet 9 ₁ , its contacts continue to remain closed, since the magnetic field of the magnet 11 is sufficient to keep the contacts closed (Fig. 7).

Для того, чтобы контакты геркона 10 разомкнулись, он должен переместиться в точку, где составляющая напряженности Н_у магнитного поля управляющих магнитов в направлении, противоположном направлению включения возрастет настолько, что магнитное поле магнита 11 не сможет удерживать геркон в замкнутом состоянии (Фиг. 8). При этом расстояние от точки включения геркона до средней плоскости меньше, чем расстояние от точки выключения до средней плоскости, так как в первом случае векторы напряженности двух магнитных полей складываются, во втором - вычитаются.In order for the contacts of the reed switch 10 to open, it must move to the point where the component H of _the magnetic field of the control magnets in the direction opposite to the direction of inclusion increases so that the magnetic field of magnet 11 cannot keep the reed switch closed (Fig. 8) . In this case, the distance from the switch-on point of the reed switch to the middle plane is less than the distance from the switch-off point to the middle plane, since in the first case the intensity vectors of two magnetic fields are added, in the second they are subtracted.

Имеет смысл говорить именно о «точке», или ограниченной области пространства, поскольку из-за сильной неоднородности магнитного поля управляющих магнитов влиянием этого поля на другие участки ферромагнитных контактных сердечников геркона можно пренебречь.It makes sense to speak of a “point”, or a limited region of space, because due to the strong heterogeneity of the magnetic field of the control magnets, the influence of this field on other sections of the reed switch’s ferromagnetic contact cores can be neglected.

Описанный принцип позволяет, сконфигурировав магнитное поле при помощи системы постоянных магнитов, состоящей из как минимум двух постоянных магнитов, магнитные оси которых параллельны, а одноименные полюса соседних направлены в противоположные стороны, управлять работой одного или нескольких герконовых выключателей, заставляя их изменять свое состояние при повороте коммутирующего узла относительно управляющего узла на угол (углы), значение которых задается расположением магнитов управляющего узла.The described principle allows, having configured the magnetic field using a system of permanent magnets, consisting of at least two permanent magnets, the magnetic axes of which are parallel, and the poles of the same name are directed in opposite directions, to control the operation of one or more reed switches, forcing them to change their state when turning switching node relative to the control node at an angle (angles), the value of which is determined by the location of the magnets of the control node.

Поскольку магниты управляющего узла расположены практически вплотную к герконовым бистабильным выключателям, на работоспособность датчика не влияет разброс характеристик герконов, что делает ненужными подбор герконов и магнитов, а также регулировку.Since the magnets of the control unit are located almost close to the reed bistable switches, the variation in the characteristics of the reed switches does not affect the performance of the sensor, which makes the selection of reed switches and magnets unnecessary, as well as adjustment.

В сравнении с прототипом заявляемое устройство позволяет определять угол наклона/поворота датчика, пропорциональный смещению ленты конвейера с роликоопор.In comparison with the prototype of the claimed device allows you to determine the angle of inclination / rotation of the sensor, proportional to the displacement of the conveyor belt with the roller support.

Claims

A polarized magnetically controlled switching device for determining the angle of inclination / rotation of the switching unit, including a fixed control unit containing two permanent magnets with axial magnetization, the magnetic axes of which are parallel and the same magnetic poles are directed in opposite directions, and a switching unit containing a bistable reed switch and made with the possibility of movement relative to the control node, characterized in that the control and switching nodes are structurally assembled in one device, while the control unit includes a fixed base, to which a magnetic field generator of non-magnetic material is permanently attached, containing an additional second pair of permanent magnets with the above magnetization, the location of the magnetic axes and poles, and the switching unit is additionally equipped a second bistable reed switch and a housing in which both bistable reed switches are located, each of which consists of an external reed switch terminal and a permanent magnet, while the switching unit is also equipped with a roller designed to absorb the pressure of the conveyor belt, it is spring-loaded and mounted with the possibility of rotation relative to the control unit under the action of the conveyor belt when it leaves the roller support and returns to its original position under the action of the spring.