一種非接觸式防水型位移傳感器的製作方法

2023-07-24 16:14:41

專利名稱：一種非接觸式防水型位移傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種非接觸式防水型位移傳感器，尤其涉及一種用於測量角度位移、線性長度位移及轉速的非接觸式防水型位移傳感器。
背景技術：
目前，角位移測量一般使用光電式旋轉編碼器，其是集光機電技術於一體的速度位移傳感器，其工作原理為光電式旋轉編碼器軸帶動光柵盤旋轉，同時，發光元件發出的光由光柵盤狹縫切割成斷續光線，並被接收元件接收產生初始信號，該初始信號再經後繼電路處理，輸出脈衝或代碼信號。在此應用過程中，這些旋轉編碼器需要在被測物體的帶動 下才能開始進行測量，即旋轉編碼器需要通過被測物體位移直接傳遞到編碼器的軸來實現測量，而在這種不能使編碼器和被測物體完全進行物理隔離的情況下，隨著工作時間和使用次數的増加，極易造成傳動部件等受損，同時，環境因素的影響特別是潮溼環境下，極易造成傳動部件等腐蝕，從而使測量的精度受到嚴重影響，甚至造成測量無法進行。現有技術中，發明專利ZL 200910308373. 4公開了ー種光電位移傳感器及其製備方法，所述光電位移傳感器包括雷射器、光纖和位移刻度板，雷射器安裝於被測物體的主軸上，並可沿被測物體的主軸進行運動；雷射器產生的雷射束通過光纖照射到位移刻度板上；位移刻度板上的位移刻度由具有光電導效應的半導體材料製成，位移刻度板用於感應通過光纖傳輸的雷射束，並產生光電流。本發明光電位移傳感器的結構簡單緊湊、體積小、便於攜帯且測量精度相對傳統的位移傳感器大幅度提高，並在一定程度上實現了非接觸式位移傳感，但其雷射器仍需與被測物體直接接觸，還不能夠使傳感器受到有效防護，相應地其性能還不能夠得到充分保障。實用新型專利ZL201020635370. X公開了ー種非接觸式調試磁致伸縮位移傳感器，包括殼體，殼體的一端是端蓋，端蓋的外表面設有至少ー個內凹的盲沉孔，殼體內設置有傳感器電路板，電路板固定有與盲沉孔數量相同的霍爾開關，霍爾開關靠近盲沉孔；ー調試筆，調試筆設置有略小於盲沉孔內徑的磁粒，該實用新型實現了非接觸式位移傳感，並對傳感器元件進行了有效防護，但是其結構相對複雜，在使用時，還需利用調試筆對傳感器進行調試，操作不夠方便。

實用新型內容本實用新型的目的是，針對現有技術存在的問題，提供ー種非接觸式防水型位移傳感器，完全實現非接觸式位移傳感，並使傳感器受到有效防護，充分保障其測量的精度，大幅延長其使用壽命。本實用新型解決問題的技術方案是ー種非接觸式防水型位移傳感器，包括相互連接的殼體、磁傳感器、處理電路及電纜，其中，還包括轉動軸、支撐所述轉動軸的支架、安裝在所述轉動軸上的永磁體；所述磁傳感器和處理電路相互連接並密封設置在所述殼體內；所述殼體設置在所述支架上，並與設置在所述支架上的所述轉動軸相互分離設置。[0007]進ー步地,所述永磁體為圓柱形,並能夠與所述轉動軸同步轉動。進ー步地，所述磁傳感器和處理電路通過粘接或者灌封的方式安裝在所述殼體內。進ー步地，所述永磁體的中心、所述磁傳感器的中心和所述轉動軸的中心在同一條直線上。進ー步地，所述磁傳感器由兩個互相垂直的豎直型的霍爾傳感器組合而成。所述霍爾傳感器是在磁場的作用下，由於電流的存在而引起感應電壓的儀器。本實用新型所述磁傳感器由兩個互相垂直的豎直型的霍爾傳感器組合而成，而所 包含的兩個霍爾傳感器中的電流供應點能夠直接連接在一起，從而能夠把兩個霍爾傳感器的中心的接觸點進行合併，進而使得所述磁傳感器在結構上緊湊，井能夠用來測量在同一點上相互垂直的兩個方向上的磁場強度，即所述磁傳感器能夠同時感應處在ー個平面上的兩個相互垂直方向上的磁場分量。同吋，儘管組成所述磁傳感器的這兩個霍爾傳感器在電路上是相互連通的，但這兩個霍爾傳感器的相互垂直的設置使其在兩個方向上的霍爾效應互不相關，在此基礎上，所述磁傳感器與所述永磁體的結合使用，則使本實用新型能夠實現對被測物體的非接觸式測量且測量精度更高；再者，測量物體的角度及位移等值是組成所述磁傳感器的這兩個霍爾傳感器的輸出信號的比值，相比傳統採用的輸出信號的絕對量值，能夠有效避免溫度等外界環境及霍爾傳感器的構造因素對測量精度的影響，充分保證測量的準確性；此外，霍爾傳感器體積小，成本低，從而使所述磁傳感器整體體積小，節省空間，並且經濟成本低。本實用新型所述磁傳感器及所述處理電路密封設置在所述殼體內，所述殼體具有良好的水密性、氣密性，使所述磁傳感器和處理電路受到充分保護，能夠有效防水及其他物質影響，即，使所述傳感器的功能發揮不受外界環境影響，從而使所述磁傳感器的穩定性增強，利於延長其使用壽命。本實用新型所述殼體與所述轉動軸分離設置，進ー步地保障了對物體進行非接觸式測量的實現。本實用新型所述永磁體的中心、所述磁傳感器的中心和所述轉動軸的中心在同一條直線上，則進一歩地使測量的精度得到了保障。應用本實用新型非接觸式防水型位移傳感器吋，將待測物體置於所述轉動軸上，隨著待測物體移動，所述永磁體在待測物體帶動下與所述轉動軸同步進行旋轉，實現機械旋轉及移動到磁場變化的轉換，從而根據所述永磁體所產生的磁場角度變換，所述磁傳感器將測量信號經所述處理電路處理後傳送並顯示。在此過程中，通過對磁場的角位移測量，能夠得到安裝待測物體所轉動的角度，計算單位時間內角位移的變化即可得到待測物體的轉速，角位移或速度乘以轉動的半徑即是待測物體的線位移或線速度。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是I、本實用新型以簡單的結構實現了對物體的線位移、角位移等進行非接觸式的測量，並且，測量精度大幅提高，穩定性也顯著增強，通過密封達到全面防水保護，能夠抵禦各種環境因素變化的影響；2、本實用新型的創新設計，在使用過程中，能夠充分避免機械摩擦、電器暴露等現象發生，並且，操作方便，佔據空間小，經濟成本低，適於在各種需要進行角位移、線位移等測量的相關領域中推廣應用，尤其適於在防水、防爆等高要求的環境下使用。

圖I為本實用新型非接觸式防水型位移傳感器的結構示意圖；圖2為本實用新型非接觸式防水型位移傳感器的剖視圖；圖3為應用本實用新型非接觸式防水型位移傳感器進行轉速測量時的結構示意圖；圖4為應用本實用新型非 接觸式防水型位移傳感器進行轉速測量時的外部結構示意圖；圖5為應用本實用新型非接觸式防水型位移傳感器進行角度位移測量時的結構示意圖；圖6為應用本實用新型非接觸式防水型位移傳感器進行線位移測量時的結構示意圖。圖中所不1-殼體，2-磁傳感器,3-處理電路,4-電纜,5-轉動軸,6_支架,7_永磁體，8_轉動輪,9-擺錘，10-線纜圈，11-線纜。
具體實施方式
以下結合附圖以及具體實施例對本實用新型作進ー步的說明，但本實用新型的保護範圍並不限於此。如圖I及圖2所示，ー種非接觸式防水型位移傳感器，包括相互連接的殼體I、磁傳感器2、處理電路3、電纜4、轉動軸5、支撐轉動軸5的支架6、安裝在轉動軸5上的永磁體7 ;其中，磁傳感器2和處理電路3相互連接並密封設置在殼體I內；殼體I設置在支架6上，並與設置在支架6上的轉動軸5相互分離。上述實施例中，永磁體7為圓柱形，並能夠與轉動軸5同步轉動；磁傳感器2由兩個互相垂直的豎直型的霍爾傳感器組合而成；磁傳感器2和處理電路3通過灌封的方式安裝在殼體I內；永磁體7的中心、磁傳感器2的中心和轉動軸5的中心在同一條直線上。如圖3及圖4所示，應用本實用新型非接觸式防水型位移傳感器進行轉速測量，將待測轉動輪8置於轉動軸5上,隨著轉動輪8轉動,永磁體7在轉動輪8帶動下與轉動軸5同步進行旋轉，將機械旋轉轉換為到磁場角度變化，根據永磁體7所產生的磁場角度變換，磁傳感器2將測量信號經處理電路3處理後傳送並顯示單位時間內角位移的變化，即得到轉動輪8的轉速。如圖5所示，應用本實用新型非接觸式防水型位移傳感器進行角位移測量，將待測擺錘9置於轉動軸5上,隨著擺錘9轉動,轉動軸5上的永磁體7在擺錘9帶動下與轉動軸5同步進行旋轉，將機械旋轉轉換為到磁場角度變化，根據永磁體7所產生的磁場角度變換，殼體I內的磁傳感器2將測量信號經處理電路3處理後傳送並顯示，即得到擺錘9的角位移。如圖6所示，應用本實用新型非接觸式防水型位移傳感器進行線位移測量，將待測線纜圈10置於轉動軸5上，隨著線纜圈10轉動，轉動軸5上的永磁體7在線纜圈10帶動下與轉動軸5同步進行旋轉，將機械旋轉轉換為到磁場角度變化，根據永磁體7所產生的磁場角度變換，殼體I內的磁傳感器2將測量信號經處理電路3處理後傳送並顯示，即得到線纜圈10上線纜11的線位移。本實用新型不限於上述實施方式，本領域技術人員所做出的對上述實施方式任何顯而易見的改進或變更，都不會超出本實用新型的構思和所附權利要求的保護範圍。權利要求1.ー種非接觸式防水型位移傳感器，包括相互連接的殼體、磁傳感器、處理電路及電纜，其特徵在於還包括轉動軸、支撐所述轉動軸的支架、安裝在所述轉動軸上的永磁體；所述磁傳感器和處理電路相互連接並密封設置在所述殼體內；所述殼體設置在所述支架上，並與設置在所述支架上的所述轉動軸相互分離設置。
2.根據權利要求I所述的非接觸式防水型位移傳感器，其特徵在於所述永磁體為圓柱形，並能夠與所述轉動軸同步轉動。
3.根據權利要求I所述的非接觸式防水型位移傳感器，其特徵在於所述磁傳感器和處理電路通過粘接或者灌封的方式安裝在所述殼體內。
4.根據權利要求I所述的非接觸式防水型位移傳感器，其特徵在於所述永磁體的中心、所述磁傳感器的中心和所述轉動軸的中心在同一條直線上。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的非接觸式防水型位移傳感器，其特徵在於所述磁傳感器由兩個互相垂直的豎直型的霍爾傳感器組合而成。
專利摘要本實用新型涉及一種非接觸式防水型位移傳感器，包括相互連接的殼體、磁傳感器、處理電路及電纜，其中，還包括轉動軸、支撐所述轉動軸的支架、安裝在所述轉動軸上的永磁體；所述磁傳感器和處理電路相互連接並密封設置在所述殼體內；所述殼體設置在所述支架上，並與設置在所述支架上的所述轉動軸相互分離設置。本實用新型以簡單的結構實現對物體進行線位移、角位移等非接觸式測量，測量精度大幅提高，穩定性也顯著增強，通過密封達到全面防水保護，能夠抵禦各種環境因素變化的影響；同時，在使用過程中，能夠充分避免機械摩擦、電器暴露等現象發生，且操作方便，佔據空間小，經濟成本低，適於在各種需要進行角位移、線位移等測量的相關領域中應用。
文檔編號G01B7/02GK202442685SQ20122008612
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月9日 優先權日2012年3月9日
發明者張全旭, 王澤宇, 王維剛 申請人:北京智博聯科技有限公司