[实用新型]用于井下测井仪器的高精度感应式电位器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电位器技术领域，具体涉及一种用于井下测井仪器的高精度感应式电位器。

背景技术

目前，电位器在石油和天然气开采行业一直被广泛应用，原有勘探仪器多采用拉杆式电位器作为测量传感器应用，众所周知拉杆式电位器输出为阶梯式折线，存在阶梯误差，耐磨性差且易受温度影响，测量精度以无法胜任现有仪器对高精度的要求，同时过去钻探作业最高在150度至175度的温度范围内进行，然而，随着行业钻探深度的加深，地下井温度已经超过200度，其现有拉杆电位器已无法胜任高温要求；可以用来测量物体的伸长度、震动频率、振幅、物体厚薄程度和膨胀度等精确数据。由于拉杆电位器具有众多值得称道的优势和特点，以至于在传统行业得到广泛应用；但因其受温度及结构的限制，在高温石油行业应用甚少。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种结构合理，精度高，耐温效果好，能提高传感器的灵敏度，改善传感器的线性度、增大传感器线性范围的用于井下测井仪器的高精度感应式电位器。

其技术方案是：用于井下测井仪器的高精度感应式电位器，包括线圈骨架，所述线圈骨架内设有滑槽，所述线圈骨架上均匀绕有用作励磁的初级线圈，所述初级线圈的两侧分别绕有第一次级线圈和第二次级线圈，所述初级线圈与第一次级线圈和第二次级线圈分别按相应的比例同轴绕制；所述线圈骨架的滑槽内同轴装有在滑槽内移动的衔铁；所述衔铁的端部螺纹连接有测量杆，所述第一次级线圈和第二次级线圈的外侧套有屏蔽保护罩，所述屏蔽保护罩的两端分别与线圈骨架的两端连接。

所述第一次级线圈和第二次级线圈反串相接且电压极性相反设置。

所述衔铁为铁铝合金衔铁；所述线圈表面渡有抗氧化绝缘层。

本实用新型与现有技术相比较，具有以下优点：通过将两个线圈反串相接、两个次级线圈的电压极性相反，LVDT输出的电压是两个次级线圈的电压之差，这个输出的电压值与铁芯的位移量成线性关系，能提高传感器的灵敏度，改善传感器的线性度、增大传感器的线性范围，通过这种结构可耐210℃的高温，保证了在高温下的高绝缘性。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的结构剖视图；

图2是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

参照图1，用于井下测井仪器的高精度感应式电位器，包括线圈骨架7，所述线圈骨架7内设有滑槽8，所述线圈骨架7上均匀绕有用作励磁的初级线圈6，所述初级线圈6的两侧分别绕有第一次级线圈4和第二次级线圈5，所述初级线圈6与第一次级线圈4和第二次级线圈5分别按相应的比例同轴绕制；所述线圈骨架7的滑槽8内同轴装有在滑槽8内移动的衔铁3；所述衔铁3的端部螺纹连接有测量杆2，所述第一次级线圈4和第二次级线圈5的外侧套有屏蔽保护罩1，所述屏蔽保护罩1的两端分别与线圈骨架7的两端连接。即在线圈骨架7上均匀绕制一个初级线圈6作励磁，在初级线圈6两侧分别绕制次级线圈4与次级线圈5，初级线圈6与第一次级线圈4和第二次级线圈5均按相应比例同轴绕制；在线圈骨架7的滑槽内同轴装有可自由移动的衔铁3；衔铁3上端与测量杆2螺纹连接，通过测量杆2与可移动物体连接，带动衔铁3做直线运动。第一次级线圈4和第二次级线圈5的外侧套有屏蔽保护罩1，屏蔽保护罩1的两端分别与线圈骨架7的两端连接，起到保护、屏蔽作用。

所述第一次级线圈4和第二次级线圈5反串相接且电压极性相反设置。这样输出的电压是第一次级线圈4和第二次级线圈5的电压之差，这个输出的电压值与衔铁3的位移量成线性关系。

所述衔铁3为铁铝合金衔铁；所述线圈表面渡有抗氧化绝缘层。衔铁3是由相对高导磁率配方的铁铝合金制作的，保证导磁率均匀分布；线圈绕至漆包线表面绝缘层采用的是耐高温氧化绝缘层，可耐210℃的高温，保证了线圈在高温下的高绝缘性，防止高温损坏本实用新型所述传感器的内部结构。

工作原理：

如图2所示，工作时，通过稳压电路对正弦波发生器进行稳压供电，通过正弦波发生器为初级线圈提供恒定的幅度及频率，在初级线圈形成初级激励信号，激励信号经衔铁3后在第一次级线圈4和第二次级线圈5形成感应电动势，第一次级线圈4和第二次级线圈5为反串连接，所以信号调节器通过计算第一次级线圈4和第二次级线圈5的相位可以得到衔铁3的移动方向及位置。所得位置信号经信号放大后输出的上级电路，其中放大器通过零和量程设置。

具体为：当衔铁3处于中间位置时，初级线圈6通入交流电流后会产生一个左右对称的沿轴向分布的交变磁场，交变磁场在两个对称放置的第一次级线圈4和第二次级线圈5上会产生相等的感应电动势，当衔铁3位置移后，衔铁3在初级交变磁场的激励下，产生沿衔铁3中心轴分布并与衔铁3对称的交变磁场，这样线圈中心轴上的感应强度就变成衔铁位置的轴向分布函数，于是第一次级线圈4和第二次级线圈5的感应电动势ES1与ES2也就成为衔铁3位置函数，设计时将第一次级线圈4和第二次级线圈5反串相接、由于第一次级线圈4和第二次级线圈5的电压极性相反，因此输出的电压是第一次级线圈4和第二次级线圈5的电压之差，既ES=ES1-ES2，这个输出的电压值与衔铁3的位移量成线性关系。