[实用新型]一种非接触磁压式位移传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种位移传感器，特别是一种非接触磁压式位移传感器。

背景技术

现在最常用的非接触式位移传感器主要包括电涡流式位移传感器、磁致伸缩效应位移传感器和霍尔式位移传感器，这些非接触式位移传感器都是采用单一的物理效应设计的，它们的体积大，测量的线性范围小，测量值受到介质和电磁场的影响较大，在现场使用有困难，不能满足实际使用中的要求。

实用新型内容

本实用新型的实用新型目的在于：针对上述存在的问题，提供一种结合磁效应和压电效应两种物理效应，高精度、使用方便、操作简单、测量的线性范围广、适用环境能力强的非接触磁压式位移传感器。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型的非接触磁压式位移传感器，包括微调装置、直流电磁铁测头、刚体、调零螺杆、压电传感器和数据处理系统；所述微调装置连接直流电磁铁测头；所述刚体内设置有传感器，且连接调零螺杆；所述微调装置和调零螺杆固定于刚体上。

本实用新型的非接触磁压式位移传感器，所述直流电磁铁探头包括直流电磁铁、绕组导线、骨架和自制螺栓；绕组导线封装于由骨架组成的盒子里，直流电磁铁从中部穿过盒子，与自制螺栓连接。

以上结构，绕组导线通电后，产生均匀的磁场。

本实用新型的非接触磁压式位移传感器，所述骨架为胶木骨架。

以上结构中，胶木的硬度高、性价比高，可以提供骨架的导向、固定和支撑作用。

本实用新型的非接触磁压式位移传感器，所述直流电磁铁为软磁铁氧体。

以上结构中，软磁铁氧体为镍锌材料制成的工作频率高、功率损耗低、具有高磁导率，对直流电磁铁产生的磁感强度有很大的提高。

本实用新型的非接触磁压式位移传感器，所述刚体包括U型支架、T型挡板和N型支架；U型支架与T型挡板为一体式，U型支架设置于T型挡板左边；所述T型挡板的右边设置有调零螺杆，其中部固定于N型支架上；所述N型支架与U型支架连接处通过六角螺栓连接；所述N型支架与U型支架及T型挡板之间的空腔内设置有压电传感器；所述微调装置与直流电磁铁连接，且固定于N型支架上。

本实用新型的非接触磁压式位移传感器，所述刚体采用的是洛不锈钢刚体；所述T型挡板为环氧树脂板；所述U型支架是将不锈钢板材通过亚弧焊焊接而成。

以上结构中，洛不锈钢硬度高、弹性变形小、性价比高，起到很好的支撑、固定作用；环氧树脂板容易加工、硬度高、重量轻；U型支架是将不锈钢板材通过亚弧焊焊接而成。

本实用新型的非接触磁压式位移传感器，所述数据处理系统包括电压放大电路、滤波器、采样电路、A/D转换模块、微处理器和存储设备。

本实用新型的非接触磁压式位移传感器，所述电压放大电路连接压电传感器，用于将电荷信号转换为电压信号；所述电压放大电路包括两个二极管、运算放大器、电阻和电容；所述两个二极管依次连接形成回路，连接运算放大器，同时并联电阻和电容。

以上结构，由于压电传感器输出的电荷信号非常微弱，需要将电荷信号转化为电压信号。

本实用新型的非接触磁压式位移传感器中所述数据处理系统的处理方法：电压放大电路将电荷信号转换为电压信号，通过滤波器消除周期性的干扰，再经过采样电路采集最大值，利用A/D转换模块转化为数字信号，上传到微处理器中，根据标定的位移和电荷之间的关系，通过采集的电荷量，得到位移的变化量，同时保存于存储设备中。

本实用新型的工作原理:在绕组线圈接通直流电源后，直流电磁铁产生磁场，通过被测物质在磁场中有力的作用，而整个刚体固定不动，又有作用力通过壳体内壁挤压反馈到压电传感器上，经传感器把力转换为电荷量，再经电荷放大器放大，经过处理后就可得到所需要尺寸参数值。当被测介质与传感器测头之间的位移有微小量的变化时，产生的电磁场力就有很大的变化，电荷量也发生变化，通过电荷量的测量就可以测得位移的变化量。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：被测介质与检测探头之间没有直接接触，可以避免直流电磁铁探头的磨损，同时保持测量的精准性，同时抗干扰、使用寿命长、结构简单、适应环境能力强，给定一个很小的间隙变化，就可产生很大的磁场力，可以推得位移的变化量。

附图说明

图1是本实用新型非接触磁压式位移传感器的结构示意图。

图中标记：1为微调装置，2为骨架，3为绕组导线，4为软磁铁芯，5为自制螺栓，6为U型支架，7为压电传感器，8为T型挡板，9为调零螺杆，10为刚体。