Токовихревой датчик линейной скорости

 

(72) Автор изобретения

В .А. Зинин

t, (71) Заявитель (54) ТОКОВИХРЕВОЙ ДАТЧИК ЛИНЕЙНОЙ СКОРОСТИ

Изобретение относится к технике, контроля и измерения и может быть использовано для измерения скоростей перемещения объектов с локальными зонами контроля.

В технике измерения и контроля широко используются различного рода токовихревые датчики (1) и (2)

Наиболее. близким по технической . сущности к предлагаемому является датчик скорости, содержащий щелевой ферромагнитный магнитопровод, обмотки возбуждения, дифференциально включенные измерительные обмотки с расположенной над ними с внутренней стороны магнитопровода регули-, ровочной пластиной.

При измерении датчик помещается щелевой частью в непосредственной близости от поверхности контролируе- мого объекта и ориентируется продольной осью щели в направлении измеряемого параметра. Движение поверхности объекта контроля за счет явления "скоростного эффекта" приво. дит к разбалансу напряжений в измерительных обмотках, величина которого пропорциональна величине мгновенной скорости, либо ее проекции на направление продольной осевой линий щели. Регулировочная пластина служит для уменьшения начальной ЭДС рассогласования, снимаемой с измерительных обмоток перед началом процесса измерения, т.е. при неподвижной поверхности объекта контроля (31 .

Однако такие датчики иэ-за "длинной" щели имеют протяженную зону взаимодействия с поверхностью объекта контроля, что приводит к ухудшению их локальных свойств в направлении измеряемого параметра и повышенному влиянию поля рассеяния магнито20 провода в области щели на результат измерения иэ-за его тороидальной формы.Кроме того,так как эффективный объем взаимодействия измерительных

924574 обмоток с поверхностью объекта контроля определяется в основном участком площади щели, находящимся под обмоткой, который весьма невелик и при таком распопожении измерительных обмоток не может быть увеличен радикальным образом, то щелевые датчики такой конструкции обладают сравнительно невысокой чувствительностью.

Цель изобретения - повышение чув- !о ствительности датчика и уменьшение влияния поля рассеяния магнитопровода на результат измерения.

Поставленная цель достигается тем, что магнитопровод датчика выполнен каплевидной формы и снабжен дополнительной щелью, расположенной диаметрально основной щели, причем измерительная и компенсационная обмотки расположены соответственно в щ основной и дополнительной щелях в плоскости, перпендикулярной плоскости перемещения объекта и проходящей через ось симметрии магнитопровода.

На чертеже представлена принци- 2з пиальная схема токовихревого датчика.

Датчик состоит из щелевого ферромагнитного магнитопровода 1, со ще лями 2 и 3, обмотки 4 возбуждения и включенных дифференциально измерительной 5 и компенсационной 6 обмоток. Над магнитопроводом 1 в непосредственной близости от щели 2 располагается регулировочная пластина 7.

При измерении токовихревой датчик помещается узкой частью магнитопровода 1 со щелью 3 в непосредственной близости от поверхности контролируе40 мого объекта 8 и ориентируется плоскостью щели 3 перпендикулярно к направлению измеряемого параметра V.

При подключении обмотки 4 возбуждения к генератору звуковой частоты магнитный поток, образующийся в ще45 лях 3 и 2 в результате токовихревого эффекта, взаимодействует, с одной стороны с поверхностью объекта 8 контроля и измерительной обмоткой

5, а с другой стороны - с поверхностью регулировочной пластины 7 и компенсационной обмоткой 6. Под действием этих полей. в измерительной и компенсационной обмотках наводятся противофазные ЭДС. Для более точного совпадения фаз этих ЭДС регулировочная пластина 7 изготавливается, из того же материала, что и поверхность объекта контроля и обладает возможностью вертикального перемещения относительно щели 2.

Таким образом,. в статическом режиме суммарное напряжение, снимаемое с измерительной 5 и компенсационной 6 обмоток при соответствующем подборе числа их витков, равно нулю. Кроме. того, каплевидная форма магнитопровода резко уменьшает зону его взаимодействия с поверхностью объекта контроля,тем самым повышая локальность датчика и уменьшая до минимума зависимость результата измерения от полей рассеяния магнитопровода вне контроля, а, расположение обмотки 4 возбуждения в наиболее утолщенный его части позволяет получить высокую степень концентрации магнитного потока в щели 3 при незначительной потребляемой мощности, тем самым способствуя повышению чувствительности датчика со стороны щели 3 и плавности регулировки нуля со стороны щели 2. Повышению чувствительности способствует и расположение измерительной обмотки 5, которое позволяет увеличить эффективный объем ее взаимодействия с поверхностью объекта 8 контроля, в отличие от расположения над щелью, с внутренней стороны магнитопровода, в известном устройстве.

При движении объекта 8 контроля статическое равновесие в результате скоростного эффекта нарушается, приводя к разбалансу измерительной

5 и компенсационной 6 обмоток. Величина этого разбаланса пропорциональна величине измеряемого параметра V.

При использовании предлагаемого токовихревого щелевого датчика повышается локальность, уменьшается влияние поля рассеяния магнитопровода на результат измерений и увеличивается чувствительность датчика, что позволяет применять датчик для измерения величины скорости и параметров движения у объектов с ограниченным доступом к контролируемой поверхности.

Формула изобретения

Токовихревой датчик линейной скорости, содержащий магнитопровод с основной щелью, обмотку возбуждения, регулировочную пластину, измерительную и.компенсационную обмотки, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и уменьшения влияния поля рассеяния магнитопровода на результат измерения, магнитопровод датчика выполнен каплевидной формы и снабжен дополнительной щелью, расположенной диаметрально основной щели, при этом измерительная и компенсационная обмотки расположены соответственно в основной и дополнительной щелях в

924574 плоскости, перпендикулярной плоскости перемещения объекта и проходящей через ось симметрии магнитопровода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Агейкин Д.И. и др. Датчики контроля и регулирования. M., 1965, с "57.

2. Авторское свидетельство СССР и 678411, кл. G 01 P 3/42, 1979 °

3. Авторское свидетельство СССР

N 712758, кл. G 01 Р 3/42, 1978 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 2806/60. Тираж 883 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,