Электромагнитный датчик перемещения

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить чувствительность электромагнитного датчика перемещения, а также уменьшить потери в его катушке возбуждения путем уменьшения магнитных потоков расселния благодаря соответствующему профилированию магнитопровода датчика. Этот датчик содержит Н-образный магнитопровод 1, на центральной перемычке 2 которого размещены секции катушки 4 возбуждения, а на его выступах 6, перпендикулярных этой перемычке, размещены измерительные катушки 7-10. В этих выступах 6 вьшолнены секторные вырезы 5 с прямыми углами раскрытия и радиусами, равными высоте этих выступов. При приближении объекта контроля к датчику , например со стороны измерительных катушек 9 и 10, происходит перераспределение магнитного потока возбуждения между его половинами, симметричными относительно продольной оси, совпадающей с центральной переа мьмкой 2 магнитопровода. ,В результате на выходе датчика появляется ЭДС, пропорциональная расстоянию между объектом контроля и датчиком. 1 ил. (Л 00 С35

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 G 0! В 7 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСИОЬЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (46) 23.03.92. Бюл. Р 11 (21) 3924072/28 (22) 05,07,85 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (72) В.В. Климов и Л,Б .Измайлов (53) 621.317.39:531.71 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 568960, кл, G 01 В 7/14, 1975, (54) ЭЗЖКТРОМАГНИТНЫЙ ДАТЧИК ПЕРЕИЕЩЕ1ЯЯ (57) Изобретение относится к измери" тельной технике и позволяет повысить чувствительность электромагнитного датчика перемещения, а также уменьшить потери в его катушке возбуждения путем уменьшения магнитных потоков рассеяния благодаря соответствую- щему профилированию магнитопровода датчика, Этот датчик содержит Н-об„„80„„1301086 А1 разный магнитопровод 1, на центральной перемычке 2 которого размещены секции катушки 4 возбуждения, а на

его выступах 6, перпендикулярных этой перемычке, размещены измеритель» ные катушки 7 — 10. В этих выступах

6 выполнены секторные вырезы 5 с пря.мыми углами раскрытия и радиусами, равными высоте этих выступов. При приближении объекта контроля к датчику, например со стороны измерительных катушек 9 и 10, происходит перераспределение магнитного потока возбуждения между его половинами, симметричными относительно продольной оси совпадающей .с центральной пере- е

Ж мычкой 2 магнитопровода. В результате на выходе датчика появляется

ЭДС, пропорциональная расстоянию между объектом контроля и датчиком.

1 ил.

1301086

ЗО

Изобретение относится к иэмерительной технике и может быть использовано для бескантактного измерения перемещений (эаэорон) при одностороннем доступе к объекту контроля в экстремальных условиях, например для определения профиля внутренней поверхности обсадных колонн и их износа.в нефтяных и газовых скважинах, Целью изобретения янляется повышение чувствительности датчика и уменьшение потерь н его катушке возбуждения путем уменьшения магнитных потоков рассеяния благодаря соотнетствующему профилированию магнитопровода датчика, На чертеже представлено конструктинное выполнение электромагнитного датчика перемещения в разрезе.

Датчик содержит Н-образный магнитоправод 1, на центральной перемычке 2 которого, располагаемой н процессе измерения параллельно объекту 3 контроля, размещена секционированная катушка 4 возбуждения, состоящая, например, из трех секций, соединенны последовательно. Дне секции

1 этой катушки размещены н области секторных вырезов 5, выполненных на выступах 6 магнитопровода, перпендику лярных его центральной перемычке 2, Угол g раскрытия этих секторных вырезов равен 90, а их радиус R равен высоте h перпендикулярных выступов 6

Н-образного магнитопровода, На этих выступах магнитопронода размещены измерительные катушки 7 — 10, начала .которых отмечены точками. Пары измерительных катушек 7 и 8 и 9 и 10, размещенные по разные стороны центральной перемычки 2, соединены между собой встречно, à обе катушки B каждой паре — согласно последовательно. Выводы 11 и 12 катушки 4 возбуждения подключены к источнику питания переменного тока, а выводы 13 и 14 измерительных катушек — к измерительной схеме (на чертеже не показаны).

Симметричная конструкция датчика позволяет приближать к нему ферромагнитный (нли металлический) объект 3 контроля как со стороны пар катушек

2 и 8, так и со стороны пар катушек

9 и 10, Отверстия 15 на участках магнитопровода с внешней стороны от его выступов 6, не янляющихся рабочи.ми, могут быть использованы для крепления датчика на корпусе, 2

Электромагнитный датчик перемещения работает следующим образом.

При отсутствии объекта 3 контроля магнитный поток, создаваемый секциями катушки 4 возбуждения, нследствие полной симметрии магнитопровода 1 датчика, делится на две равные части и наводит равные ЭДС в измерительных катушках 7-10, БлагодаРя их встречно-согласному соединению результирующая ЭДС на выводах 13 и 14 равна нулю.

При введении в зону контроля, например со стороны измерительных катуmerc 9 и 10, объекта 3 происходит перераспределение магнитного потока возбуждения между обеими половинами датчика, симметричными относительно его продольной оси, совпадающей с центральной перемьгчкой 2, н результате чего на выводах 13 и 14 измерительных катушек появляется ЭДС, пропорциональная расстоянию катушек

9 и 10 до объекта контроля, Благодаря наличию секторных вырезов 5 на выступах 6 магнитопровода обеспечивается. уменьшение потоков рассеяния, замыкающихся между боковыми участками магнитопровода 1 в области его перпендикулярных выступов, вследствие увеличения магнитного сопротивления воздушных промежутков между ними, В результате, при той же магнитодвижущей силе катушки 4 возбуждения большая часть создаваемого ею магнитного потока пересекает витки измерйтельных катушек и замыкается через объект контроля„ что повышает чувст" вительность датчика. Кроме того, благодаря указанному выполнению секторных вырезов 5 увеличивается рабочая длина центральной перемычки 2 магнитопронода 1, на которой могут быть размещены секции катушки 4 возбуждения. при тех же габаритных размерах датчика, Это позноляет уменьшить средний радиус намотки витков секций катушки возбуждения при заданном их. числе, вследствие чего уменьшается ее активное сопротивление и мощность потерь от протекающего тока возбуждения. Это обуславливает уменьшение температуры перегрева катушки возбуждения датчика относительно темпера" туры окружающей среды„ что особенно важно при испольэонании датчика s средах с высокой температурой, т,е, в экстремальных условиях эксплуатаl 301086

Составитель С,Скрыпник

Редаккор E.Çóáèåòîâà Техред И.Попович Корректор И,Муска

Заказ 1316 / Тираж 645

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 ции, например в условиях нефтяных и газовых скважин, Секционированное выполнение катушки возбуждения повышает также технологичность изготовления датчика, так как вначале могут быть намотаны на разъемных каркасах ее секции, сдвигаемые затем в область секторных вырезов, после чего может быть осуществлена намотка средней секции, Затем секции обмот- 10 ки возбуждения соединяются последовательно согласно. Посредством стабилизации амплитуды тока возбуждения может быть обеспечено уменьшение ва, риаций крутизны (чувствительности) 15 характеристики преобразования датчика, вызванных нестабильностью напряжения источника питания и рабочими процессами, происходящими в нем при приближенИи объекта контроля, Формула и э о б р е т ения

Электромагнитный датчик перемещения, содержащий Н-образный магнитопровод, расположенную на его перемычке катушку возбуждения и размещенные на перпендикулярных к ней выступах измерительные катушки, о т л н ч а юшийся тем, что, с целью повышения чувствительности и уменьшения потерь в катушке возбуждения, в перпендикулярных выступах магнитопровода выполнены секторные вырезы с прямыми углами раскрытия и радиусами, равными высоте этих выступов, а катушка возбуждения вьполнена секцио- . нированной.