SU293301A1 - Концевой выключатель - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области средств шахтной автоматики.

Известны бесконтактные концевые выключатели , содержащие источник питаии , генератор импульсов, переключающее устройство и чувствительный элемент, выполненный в виде рамки-антенны и включенный в цепь колебательного контура либо обратной св зи генератора . Однако такие выключатели не обеспечивают необходимой чувствительности, а значительные габариты чувствительного элемента затрудн ют его установку в местах контрол . Кроме того, на чувствительность этих выключателей вли ют длина кабел , соедин ющего чувствительный элемент и электроннорелейный блок, и услови  окружающей среды вследствие работы генератора в режиме, близком к срыву колебаний. Такой режим работы генератора делает выключатели непомехоустойчивыми . Устойчивый же работы генератора резко снижает чувствительность выключателей .

Предлагаемый выключатель отличаетс  от известных тем, что чувствительный элемент выполнен в виде двух посто нных магнитов разной энергии, ориентированных разноименными полюсами один к другому, и магнитомодул ционного датчика продольного пол , установленного между магнитами параллельно ос м их намагничивани  так, что в зоне

датчика обоих магнитов скомпенсированы. Выходна  обмотка датчика одним концом подключена ко входу переключающего устройства , а другим - к средней точке обмотки коммутирующего напр жени  генератора импульсов , котора  через фазовый детектор также подключена ко входу переключающего устройства.

На чертеже представлена принципиальна  схема описываемого выключател .

Выключатель состоит из источника питани  ИП, подключаемого к сети переменного тока, генератора импульсов Г с выходным трансформатором Тр, фазового детектора ФД, выходного переключающего устройства ПУ и чувствительного элемента, выполнепного в виде магнптомодул ционного датчика Л1МД продольного пол , снабженного двум  посто нными магнитами MI и MS. Датчик ММД и магниты MI и MZ заключены в немагнитный корпус, устанавливаемый у контролируемого объекта. Магнитомодул ционный датчик выполнен

на двух полузопдах ПЗ, составл ющих разомкнутый магнитопровод. На каждом полузонде намотана распределенна  по его длине обмотка , соответственно OBi и ОВ. Оба полузонда обхватывает выходна  обмотка ВО, также расОбмотки OBi и включены дифференциально , т. е. последовательно и встречно, и  вл ютс  обмотками возбуждени  датчика ММД. Обмотка W-2 трансформатора Тр геиергтора Г пнтает обмотки и OBz неременным током такой амплитуды, что материал сердечников иолузондов периодически доводитс  до состо ни , близкого к магннтному насыщению. Переменный ток, нротекающий но обмоткам возбуждени  датчика ММД, в любой момент времени создает в сердечниках полузондов два одинаковых ио величиие, но нротивоиоложиых но иаправлению магнитных нол , так как потоки в сердечниках направлены встречно . Указаииое включение обмоток возбуждени  необходимо дл  того, чтобы э.д.с. в измерительной (выходной) обмотке ВО была равна нулю ири отсутствии посто ииого магннтиого иол , воздействующего на датчик. Датчик ММД  вл етс  датчиком иродольиого нол  и измер ет (реализует) - составл ющую вектора магнитного нол , котора  нараллельиа его сердечникам (полузондам), но не реагирует на составл ющую, перпендикул рную полузоидам, так как проекци  вектора напр женности, перпендикул рного продольной оси нолузоидов, на иродольные оси сердечников равна нулю. При воздействии иа датчик ММД носто нным магнитным нолем так, что продольна  составл юща  вектора этого пол  на нродольную ось датчика отлнчиа от нул , последн   создает изменение магнитного иол  каждого сердечника, под действием которого ио вл етс  доиолиительное изменение в сердечниках магнитной индукции. В результате донолнительиого изменени  индукции в обмотке ВО индуктируетс  э.д.с. удвоенной частоты, фаза которой зависит от знака воздействующего носто ниого пол . Величина э.д.с. удвоенной частоты в щироких пределах измен етс  ир мо пронорционально величине нроекции вектора иол  на продольную ось датчика . Посто нные магниты MI и М магнитомодул ционного датчика располол епы по обе стороны иа разиых рассто ни х от него таким образом, что их оси намагничиваии  иараллельны сердечникам иолузондов. Кроме того, магниты сориентированы один к другому разноименными полюсами. Таким образом, иродольные составл ющие векторов наир жеиности обоих магнитов, воздействующие на датчик , в его сердечниках наиравлены встречно, т. е. датчик включен в магнитную цепь дифференциально . Так как оси намагничивани  магнитов параллельны нродольной оси датчика ММД, то нродольиое ноле магнитов используетс  максимально. Параметры магнитиой системы выбраны таким образом, что при отсутствии виещних воздействующих ферромагнитных масс суммарный ноток (напр женность) от продольных с  через нолузонды датчика и воздущные иутн , равен нулю. Выходна  обмотка датчика включена одним концом на среднюю точку обмотки ОК. коммутирующего нанр жени  трансформатора Тр, нодключенной на фазовый детектор ФД, а другим концом соединена неиосредствеиио со входом переключающего устройства ПУ, св занного с фазовым детектором ФД, т. е. выходной сигнал магнитомодул цнонного датчика , детектиру сь ири номощи фазового детектора ФД, ностуиает на вход иереключающего уетройства ПУ. Конденсатор С сглаживает иульсации выир млеииого нанр жени . Фазовый детектор выполнен таким образом, что он нроиускает только кратные второй гармонике частоты и ие нронускает нечетные гармоннкн . Кроме того, он снабжен устройством установки нул , при иомощи которого можио доиолнительно регулировать чувствительиость выключател . Примеиение фазового детектора кратиых частот позвол ет предъ вл ть менее жееткие требовани  к датчику ММД ири его изготовлеиии, т. е. э.д.с. основной частоты на выходе обмотки ВО, котора  может иметь место вследствие неидентичности магнитных свойств, отклонени  геометрических иараметров полузондов и отклонени  числа витков обмоток возбунедени , ие поступает на вход переключающего устройства ПУ, что дает возмол :ность выдел ть только полезный сигнал. Магнитна  энерги  магиита MI намного меиьще, чем магнита М, что дает возможность расположить магнит MI значительно ближе к датчику ММД, чем магнит MZ и, таким образом, вли ть контролируемым объектом только на иоле рассе ни  магнита М. Выключатель работает следующим образом. При отсутствии внещнего воздействи  ферромагиитиой массы (или посто нного магнитного иол ) на поток рассе ни  магнита Ма выходной сигнал с обмотки ВО равеи нулю. При воздействии на ноток рассе ни  магиита М-2, (на выключатель) ферромагиитной массы контролируемого объекта или посто нного магнита, укрепленного на этом объекте (если необходимо иметь очень большие рабочие зазоры), на датчик ММД воздействует разиость иотоков обоих магнитов. Поскольку датчик очень чувствителен, то в выходной обмотке ВО но вл етс  некотора  э.д.с., котора , детектиру сь, иостуиает на вход переключающего устройства, которое срабатывает при определеииых значени х выходиого сигнала с обмотки ВО. Таким образом, выключатель может работать как от ферромагнитных масс контролируемого объекта, так и от воздействи  внещиего посто нного нол . Если переключающее устройство имеет фазочувствительную схему, то, воздейству  той или ииой пол рностью магнита, укрепленного на контролируемом объекте, можио определить иаиравление движени  объекта. Кроме

включить измерительный прибор, то выключатель может быть использован в качестве магнитометра.

Такое выполнение выключател  позвол ет повысить его чувствительность к ферромагнитным массам, уменьшить габариты и исключить влп ние длины соединительного кабел  на чувствительность.

Предмет изобретени 

Концевой выключатель, содержащий источник питани , генератор импульсов, переключающее устройство и чувствительный элемент, отличающийс  тем, что, с целью повышени 

чувствительности и уменьшени  габаритов, чувстБнтельный элемент вынолнен в внде двух посто нных разной энергии, орнентированных разнонменнымн нолюсами один к

другому, и магнитомодул ционного датчнка продольного пол , установленного между маг1Н1тами параллельно ос м пх памагнпчиванн  так, что в зоне датчика потокп обоих магннтов скомпенсированы, нрнчем выходна  обмотка датчика одним концом нодключена ко входу переключающего устройства, а другим - к средней точке обмотки коммутирующего напр жени  генератора импульсов, котора  через фазовый детектор также подключена ко

входу переключающего устройства.