[发明专利]一种防尘自吸附拉杆式位移传感器

说明书

一种防尘自吸附拉杆式位移传感器，其特征在于，包括位移传感器、传感器外壳、外壳密封橡胶圈、风琴式防尘罩、拉杆密封橡胶圈、球铰吸附装置，其中：外壳密封橡胶圈通过橡胶圈回弹或者胶结物粘接紧密固定于传感器外壳上，保证位移传感器外壳一侧的密封性阻隔粉尘进入；拉杆密封橡胶圈通过橡胶圈回弹或者胶结物紧密固定于拉杆上，保证拉杆一侧的密封性阻隔粉尘进入；球铰吸附装置通过固定口固定于拉杆端头，通过调整球铰使吸附角度合适，将拉杆端头吸附于被测试件金属部分，实现拉杆与被测试件刚性连接。防尘工艺简单可靠、防尘成本低廉，使位移传感器在具备防尘功能的基础上继续保持结构简单便于生产、控制成本价格低廉的优势等。

技术领域

该新型防尘自吸附拉杆式位移传感器属于土木工程、机械工程技术领域。

背景技术

当前，各种位移传感器已被广泛的应用于多种工程领域的工程实践和实验研究。其中，拉杆式直线位移传感器是比较受欢迎的一种传感器，它是差动电杆结构，由稳幅激励信号源、检测电路和滤波放大组成，稳幅信号源是由集成运放构成，输出高稳定的正弦波，这种传感器分为回弹式和直拉式两种，以电流或电压的标准输出形式反映位置的变化。故，拉杆式位移传感器属于电位器式位移传感器，拥有电位器式位移传感器的通有优点：成本低廉、结构简单、输出精度较高、线性和稳定性好、滞后、蠕变小等特点。但是，拉杆式位移传感器同样也拥有电位器式位移传感器的通有缺点：外界环境对传感器影响大，如粉尘。

尤其对土木工程领域，由于专业特点，无论是在施工现场还是实验室，粉尘是最普遍同时也是无法避免的问题。拉杆式位移传感器通过拉杆的伸出和回弹将被测物体的位移信息传递至位移传感器内部，所以拉杆相对于位移传感器的外壳伸出和缩回是非常频繁的。当拉杆式位移传感器暴露在粉尘较大的环境中时，伸出位移计外壳的拉杆部分会沾染上粉尘如图1所示，而当这部分拉杆回缩时会将一部分粉尘带入传感器内部，另一部分粉尘堆积在传感器外壳和拉杆交界口处如图2所示。长期如此，一方面会使传感器内部积累粉尘对弹簧及传感器原件产生不利影响，另一方面过多粉尘堆积在传感器外壳和拉杆交界口处会阻碍拉杆的伸缩，这两方面都会增大位移传感器的测量误差，甚至出现错误的测量结果，影响位移传感器的耐久性。

虽然目前市面上的一部分拉杆式位移传感器已经考虑到了防尘密封问题，常见的密封工艺有密封胶充填或涂覆、橡胶垫机械紧固密封、焊接(氩弧焊、等离子束焊)和抽真空充氮密封等。但是，现有的防尘密封方式往往工艺复杂，随之而来的便是提高成本，甚至是大幅提高成本，此外若密封工艺不良反而会直接影响位移传感器的精确度。

另外，普通的拉杆式位移传感器由于缺少自吸附功能，通常需要通过钢丝或康铜丝连接拉杆和一个永磁体，再将永磁体吸附在被测物体上，达到将被测物体位移传递至拉杆的目的。当钢丝或康铜丝与拉杆轴线不共线时，极易增大测量误差，尤其是在被测物体高速运动情况下。而又因为钢丝或康铜丝的两端都是现场人工系紧的，一旦系扣松扣或者因疲劳断裂，不仅会出现测量错误，还可能因为位移传感器的位移值突然归零对试件或者试验设备产生破坏。这样一方面会使位移传感器使用不方便，另一方面容易增大测量误差甚至出现测量错误。