SU1301086A1 - Электромагнитный датчик перемещени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и позвол ет повысить чувствительность электромагнитного датчика перемещени , а также уменьшить потери в его катушке возбуждени  путем уменьшени  магнитных потоков расселни  благодар  соответствую- щему профилированию магнитопровода датчика. Этот датчик содержит Н-образный магнитопровод 1, на центральной перемычке 2 которого размещены секции катушки 4 возбуждени , а на его выступах 6, перпендикул рных этой перемычке, размещены измерительные катушки 7-10. В этих выступах 6 вьшолнены секторные вырезы 5 с пр мыми углами раскрыти  и радиусами, равными высоте этих выступов. При приближении объекта контрол  к датчику , например со стороны измерительных катушек 9 и 10, происходит перераспределение магнитного потока возбуждени  между его половинами, симметричными относительно продольной оси, совпадающей с центральной пере- а мьмкой 2 магнитопровода. ,В результате на выходе датчика по вл етс  ЭДС, пропорциональна  рассто нию между объектом контрол  и датчиком. 1 ил. (Л 00 С35

Description

113

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  бесконтактного измерени  перемещений (зазоров) при одностороннем доступе к объекту контрол  в экстремальных услови х, например дл  определени  профил  внутренней поверхности обсадных колонн и иЬс износа в нефт ных и газовых скважинах.

Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности датчика и уменьшение потерь в его катушке возбуждени  путём уменьшени  магнитных потоков рассе ни  благодар  соответствующему профилированию магнитопро- вода датчика,

На чертеже представлено конструктивное выполнение электромах нитног.о датчика перемещени  в разрезе.

Датчик содержит Н-образный магни- топровод 1, на центральной перемычке 2 которого, располагаемой в процессе измерени  параллельно объекту 3 контрол , размещена секционированна  катушка 4 возбуждени , состо ща , например, из трех секций, соеди- неник последовательно. Две секции

25 9 и 10 до объекта контрол . Благодар  наличию секторных -вырезов 5 на выступах 6 магнитопровода обеспечиваетс  уменьшение потоков рассе ни , замыкающихс  между боковыми участкаэтой катушки размеш,ены в области секторных вырезов 5, выполненных на вые-30 магнитопровода I в области его тупах 6 магнитопровода, перпендику- перпендикул рных выступов, вследст- л рных его центральной перемычке 2, вие увеличени  магнитного сопротивле- Угол ci раскрыти  этих секторных ни  воздушных промежутков между ними, резов равен 90°, а их радиус R равен В результате, при той же магнитодви- высоте h перпендикул рных выступов 6 ,с жущей силе каУушки 4 возбуждени 

больша  часть создаваемого ею магнитного потока пересекает витки измерительных катушек и замыкаетс  через

объект контрол а что повышает чувстН-образного магнитопровода, На этих выступах магнитопровода размещены измерительные катушки 7 - 10, начала которых отмечены точками« Пары измерительных катушек 7 и8 и 9 и 10, раз- 40 вительность датчика. Кроме того, блй- мещенные по разные стороны централь- годар  указанному выполнению секторной перемычки 2, соединены между со- ньгх вырезов 5 увеличиваетс  рабоча  бой встречно, а обе катушки в каждой длина центральной перемьгчки 2 магии- паре - согласно последовательно Вы- топровода 1, на которой могут быть

размещены секции катушки 4 возбужце- ни . при тех же габаритных размерах датчика. Это позвол ет уменьшить средний радиус намотки витков секций катушки возбуждени  при заданном их- 5 числе, вследствие чего уменьшаетс  ее активное сопротивление и мощность потерь от протекающего тока возбуждеводы П и 12 катушки 4 возбуждени  подключены к источнику питани  переменного тока, а выводы 13 и 14 измерительных катушек - к измерительной схеме (на чертеже не показаны) Симметрична  конструкци  датчика позвол ет приближать к нему ферромагнитный (или металлический) объект- 3

контрол  как со стороны пар катушекни . Это обуславливает уменьщЁние

7 и 8, так и со стороны пар катушектемпературы перегрева катушки возбуж- 9 р 10, Отверсти  15 на участках маг- 55 дени  датчика относительно темперакитопровода с внешней стороны от еготуры окружающей среды, что особенно

выступов 6, не  вл ющихс  рабочи-важно при использовании датчика в

ми, могут быть использованы дл  креп-средах с высокой тег ературой, т,е,

лени  датчика на корпусе, ,в экстремальных услови х эксплуатаЭлектрома1 нитный датчик перемещени  работает следующим образом,

При отсутствии объекта 3 контрол  магнитный поток, создаваемый сек- ци ми катушки 4 возбуждени , вследствие полной симметрии магнитопрово- да 1 датчика, делитс  на две равные части и наводит равные ЭДС в измерительных катугаках 7-10. Благодар  их встречно-согласного соединению результирующа  ЭДС на выводах 13 и 14 равна нулю.

При введении в зону контрол , например со стороны измерительных катушек 9 и 10, объекта 3 происходит перераспределение магнитного потока возбуждени  между обеими половинами датчикаS симметричными относительно

его продольной оси, совпадающей с центральной перемычкой 2, в результате чего на выводах 13 и 14 измерительных катушек по вл етс  ЭДС, пропорциональна  рассто нию катушек

9 и 10 до объекта контрол . Благодар  наличию секторных -вырезов 5 на выступах 6 магнитопровода обеспечиваетс  уменьшение потоков рассе ни , замыкающихс  между боковыми участка магнитопровода I в области его перпендикул рных выступов, вследст- вие увеличени  магнитного сопротивле- ни  воздушных промежутков между ними, В результате, при той же магнитодви- жущей силе каУушки 4 возбуждени 

объект контрол а что повышает чувствительность датчика. Кроме того, блй- годар  указанному выполнению секторньгх вырезов 5 увеличиваетс  рабоча  длина центральной перемьгчки 2 магии- топровода 1, на которой могут быть

31301086

цин, например в услови х нефт ных и газорых скважин. Секционированное

выполнение катушки возбуждени  повышает также технологичность изготовлени  датчика, так как вначале мо- гут быть намотаны на разъемных каркасах ее секции, сдвигаемые затем в область секторных вырезов, после чего может быть ocymecTBJieHa намотка средней секции. Затем секции обмот- ки возбуждени  соедин ютс  посггедо- ватепьно согласно. Посредством стабилизации амплитуды тока возбуждени  может быть обеспечено уменьшение вариаций крутизны (чувствительности) характеристики преобразовани  датчика , вызванных нестабильностью напр жени  источника питани  и рабочими

процессами, происход щими в нем при приближении объекта контрол .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Электромагнитный датчик перемещени , содержащий Н-образный магнито- провод, расположенную на его перемьп- ке катушку возбуждени  и размещенные на перпендикул рных к ней выступах измерительные катушки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  чувствительности и уменьшени  потерь в катушке возбуждени , в пер- пендикул рных выступах магнитопрово да вьтолнены секторные вырезы с пр мыми углами раскрыти  и радиусами, равными высоте зтих выступов, а катушка возбуждени  выполнена секционированной .

   Составитель С.Скрыпник Редак1«ор Е.Зубиетсва Техред И.Попович Корректор И.Муска

   Яаказ 1316 - Тираж 645Подписное

   ВНИИШ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д.4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г,Ужгород, ул.Проектна , 4