Датчик наличия ферромагнитного объекта

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

О П И С А Н И Е (1771460

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ФJ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.04.78 (21) 2599110/18-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

G01 В 7/14

Государстаеииый комитет

Опубликовано 15.10.80. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 25.10.80 (53) УДК 621.317. .89.531.71 (088.8) по делам изобретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

Н. П. Бенклевская., Л. С. Горенбург, М. Ю. Соркин, Ю. В. Степин и В. Е. Щербинин (71) 3аявитель

Институт физики металлов Уральского научного центра

АН СССР (54) ДАТЧИК НАЛИЧИЯ ФЕРРОМАГНИТНОГО ОБЪЕКТА

Изобретение относится к области электрических измерений неэлектрических величин и может быть использовано в системах контроля и автоматики, например, в качестве датчика наличия ферромагнитного объекта.

Известно устройство, предназначенное для индикации наличия или перемещения контролируемого объекта, содержащее источник магнитного поля (например, постоянный магнит), перемещающийся вместе с измеряемым объектом, и один или несколько магнитоуправляемых контактов (герко- 10 нов) (1) .

Недостатком его является низкая помехоустойчивость, так как замыкание контактов геркона возможно под действием случайных магнитных помех. Наиболее близким к изобретению является датчик наличия ферромагнитного объекта, содержащий кольцевой магнит и гер кон, размещенный на оси магнита.

При изменении положения перемещающегося ферромагнитного объекта происходит изменение напряженности магнитного поля в зоне размещения геркона, в зависимости от величины которой геркон переходит из одного состояния в другое, т. е. контакты замыкаются или размыкаются (2).

Недостатком известного датчика является неоднозначность индикации положения объекта, обусловленная малой величиной коэффициента возврата герконов, т. е. эффектом гистерезиса и выражающаяся в том, что появление объекта, перемещение которого контролируется, фиксируется при одном значении его расстояния до датчика, а исчезновение — при другом, значительно большем. Кроме того, возможно срабатывание геркона под действием случайных магнитных помех.

Целью настоящего изобретения является повышение точности и надежности срабатывания.

Цель достигается тем, что датчик снабжен нем агнитной трубкой, вставленной в отверстие магнита и предназначенной для размещения в ней геркона, и параллельным

LC-контуром, включенным в цепь геркона, катушка индуктивности которого размещена на немагнитной трубке над герконом. Кроме того, датчик наличия снабжен катушкой настройки, установленной на немагнитной трубке у одного из полюсов магнита.

771460 га линии mn, проходящей через середину площади взаимного перекрытия контактов), то есть Но п. (Н (H >., где Н вЂ” напряженность поля на линии гпп, HcpaK — магнитодвижущая сила срабатывания геркона, Н тд магнитодвижущая сила отпускания. Так как контакты геркона находятся под воздействием поля магнита Н (H+»<3, то при отсутствии ферромагнитного объекта они разомкнуты.

Для того, чтобы контакты замкнулись, зр нужно изменить Н на величину ЛН (Л Н имеет тот же знак, что и Н) так, чтобы

Н+ ЬН )Нс, g. Дополнительное поле ЬН, которое вызывает срабатывание геркона, создается внесением ферромагнитного объекта. зз

Грубая установка геркона 3 производится посредством перемещения трубки 2, после чего она закрепляется. Более точная настройка осуществляется с помощью катушки

На фиг. 1 показана конструкция датчика; на фиг. 2 — принципиальная схема его включения; на фиг. 3 — график изменения осевой составляющей напряженности магнитного поля в зависимости от расстояния до геркона. Датчик состоит из аксиально намагниченного кольцевого постоянного магнита 1, цемагнитной трубки 2, которая вставляется в отверстие магнита 1, геркона 3, жестко закрепленного в трубке 2 на оси магнита катушки 4 настройки, размещенной на трубке 2 и катушки индуктивности L контура 5, установленной на трубке непосредственно над герконом. Конденсатор С на фиг, 1 не показан. LC-контур включен в цепь геркона (в схеме на фиг. 2 не указано сопротивление R, служащее для ограничения тока при замыкании контактов геркона).

Принцип работы датчика, поясняемый с помощью фиг. 3, состоит в следующем. Геркон 3 устанавливается неподвижно на оси кольцевого магнита 1 в интервале СД (положение геркона фиксируется по условной

4 настройки, закрепленной неподвижно, путем изменения величины тока в ней. Плавно меняя величину тока в катушке 4, а при необходимости и его направление, можно менять разрешающую способность датчика (чувствительность к расстоянию) в широких пределах.

Появление ферромагнитного объекта вызывает замыкание контактной системы геркона. В результате происходит заряд конденсатора С. По окончании заряда ток протекает через катушку L контура 5, создаваемое им магнитное поле имеет соответствуюS î

1S о

iS

50 щую полярность и величину, достаточную для отпускания геркона, то есть Нор, +

+ /-Hg C Но .,т, фиг. 3. Величина магнитодвижущей силы Hh, которую должна создавать катушка контура, может быть определена из этого соотношения. Знак (-) показывает, что поле катушки по направлению противоположно полю, создаваемому магнитом в зоне расположения геркона.

Таким образом, импульс тока, возникающий в катушке L в момент замыкания геркона, вызывает его размыкание. После размыкания геркона происходит апериодический разряд конденсатора С через катушку

L и, если к этому моменту ферромагнитного объекта уже нет, процесс в контуре LC на этом прекращается, геркон остается разомкнутым. Если ферромагнитный объект продолжает воздействовать, то обусловленное его присутствием изменение напряженности поля снова вызывает замыкание геркона, который, в свою очередь, обеспечивает возбуждение контура. Весь процесс в контуре повторяется. В результате, при наличии ферромагнитного объекта на выходе контура возникает серия импульсов, частота следований которых определяется параметрами контроля. После удаления объекта импульсы исчезают, геркон остается разомкнутым. Таким образом, повышается надежность и точность срабатывания геркона.

Формула изобретения

1. Датчик наличия ферромагнитного объекта, содержащий кольцевой магнит и геркон, размещенный на оси магнита, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности срабатывания, он снабжен немагнитной трубкой, вставленной в отверстие магнита и предназначенной для размещения в ней геркона, и параллельным

LC-контуром, включенным в цепь геркона, катушка индуктивности которого размещена на немагнитной трубке над герконом.

2. Датчик, отличающийся тем, что он снабжен катушкой настройки, установленной на немагнитной трубке у одного из полюсов магнита.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 381874, кл. G 01 В 7/14, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

М 388194, кл. G 01 В 7/02, 1973.

771460 @2, /

Составитель Т. Матюхина

Редактор Т. Кузнецова Техред К. Шуфрич Корректор М. Демчик

Заказ 6679 51 Тираж 801 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, % — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4