[发明专利]一种适用于井下作业的电机编码器

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于井下作业的电机编码器，属于井下仪器结构技术领域。

背景技术

目前市场上用于电机的编码器种类繁多，但根据其工作原理主要可分为光电编码和磁感编码两大类，光电编码器的码盘大多为玻璃制品，磁感编码器的码盘大多为塑料制品。由于井下仪器上下井速度比较快，井下仪器与油管壁或井下工具之间存在刚性碰撞，受到的冲击和振动比较大，玻璃码盘极易在碰撞过程中损坏。而塑料码盘虽然价格便宜，但却无法承受井下高温环境，编码器在使用过程中经常失效，无法准确获得电机转位信息。因此，目前市售的电机编码器均不适用于井下仪器。为了满足井下仪器的需要，采用自制电机编码器。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种适用于井下作业的电机编码器，确保井下仪器在高冲击，强振动以及高温环境下可靠工作，以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案：

一种适用于井下作业的电机编码器，该编码器的码盘采用非导磁材料制成，码盘的形状为圆环状，沿圆环径向均布一组稀土磁钢，稀土磁钢的N极向外S极向内径向放射状布置；码盘的一侧设有磁感芯片，磁感芯片与印制板连接。

前述电机编码器中，所述码盘所用的非导磁材料为抗冲击较好的铜材、铝材或耐高温塑料。

前述电机编码器中，所述码盘、稀土磁钢、磁感芯片、印制板及印制板上所有元件均采用耐高温等级大于150℃以上的材料或器件制成。

与现有技术相比，本发明采用耐高温非导磁材料制成码盘，同时采用耐高温等级大于150℃以上的稀土磁钢、磁感芯片、印制板及元件自制编码器，可满足大多数油水井使用环境温度需要，避免了高温编码器选用受限，降低了经济成本；本发明的编码器中无玻璃等易碎件，本发明码盘的形状为圆环状，沿圆环径向均布一组稀土磁钢，同时将稀土磁钢的N极向外S极向内径向放射状布置，并将连接在一起的磁感芯片及印制板设置在码盘的一侧，这不仅使各部件得到非常可靠连接，而且还有效地提高了编码器的抗冲击、抗振动性能，使编码器的寿命大幅延长。经实际使用证明，本发明可满足油水井各种环境测试的需要；此外，经实际使用检验，本发明的编码器可准确获知密封轴的转位，满足系统的位置控制要求。所以采用本发明较一般的无编码器控制方法更为准确和实用。

附图说明

图1是本发明编码器的结构示意图；

图2是本发明编码器在井下仪器中的安装位置示意图。

附图中的标记为：1-压紧管，2-电机，3-联轴器，4-轴承组，5-密封组件，6-密封轴，7-安装头，8-码盘，9-稀土磁钢，10-磁感芯片，11-印制板，12-本发明的编码器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。

一种适用于井下作业的电机编码器，如图1所示。该编码器的码盘8采用非导磁材料制成，码盘的形状为圆环状，沿圆环径向均布一组稀土磁钢9，稀土磁钢的N极向外S极向内径向放射状布置；码盘的一侧设有磁感芯片10，磁感芯片与印制板11连接。码盘所用的非导磁材料为抗冲击较好的铜材、铝材或耐高温塑料。码盘8、稀土磁钢9、磁感芯片10、印制板11及印制板上所有元件均采用耐高温等级大于150℃以上的材料或器件制成。

实施例

本发明的编码器在井下仪器中的安装位置如图2所示。由图2可见，电机2主轴通过联轴器3与密封轴6相连，在密封轴6与安装头7之间装有密封组件5，与外界压力隔绝实现密封；密封轴6轴肩两侧装有轴承组4，减少外压轴向推力产生的摩擦力；压紧管1通过螺纹连接到安装头7上，压紧电机2等零组件，承受外压在密封轴6上产生的轴向推力；密封轴6轴肩上装有本发明的编码器12，本发明的编码器12包括码盘8，码盘8采用非导磁材料制成，非导磁材料可以是铜或铝，也可以是耐高温塑料。码盘8上嵌有若干个圆周均布的稀土磁钢9，安装时稀土磁钢9上的N极朝外；密封轴6轴肩与码盘8内孔采用过盈或胶接的方法实现固联；在结构件适当位置安装有印制板11，印制板11上布置有磁感芯片10，磁感芯片10的感应面与码盘8直径方向垂直。