[实用新型]磁控位置传感器

说明书

本实用新型是一种由磁场控制的主要用于煤矿井下电机车位置测定的传感器。

目前用于煤矿井下电机车位置测定的传感器，正式厂家生产的主要有两种：一种是辅助导线式传感器，另一种是红外线传感器。

辅助导线式传感器由电阻与继电器串联后再与电容器并联，电阻的另一端与辅助导线连接，继电器的另一端与钢轨连接。辅助导线由带钢弯成弧形，用螺栓固定在支架上，再用绝缘线夹把支架安装在为电机车供电的接触线上。辅助导线上平时无电，当电机车受电弓与之接触时，接触线上的电压即通过受电弓、辅助导线经电阻降压后加在继电器线圈上，继电器动作。辅助导线在给继电器送电的同时，还向电容器充电，当电机车受电弓离开辅助导线时，电容器经电阻向继电器放电，使其缓放。辅助导线式传感器的缺点是灵敏度低，动作慢，在电机车运行速度过快时，偶尔会出现拒动情况，原因是这里所用的继电器都是直流110伏或220伏继电器，线圈匝数多，电感大，起动时间长，灵敏度低；另一个缺点是所用的辅助导线既长又重，一般长度为1.0米～1.3米。

红外线传感器最近在工业性试验中，也出现过可靠性不高的问题，分析其原因是由于煤矿井下煤尘大，湿度高及淋水造成的。煤尘，特别是潮湿的煤尘，有可能把发光体或受光体遮住或部分遮住，水对红外线有吸收作用。

上述两种传感器都是在电机车来去两个方向均起作用的，不能限于在某一方向才起作用在另一方向不起作用，而在某些控制系统中却有这种需要。

本实用新型的目的是提供一种灵敏度高，动作可靠，能适应煤矿井下煤尘大、温度高及有淋水等恶劣环境并能适应上述电机车运行方向要求的位置传感器。

本实用新型是以如下方法实现的：在电机车中间位置的上方或下方装一由非磁性材料制成的支架，在支架的中间位置装一磁场强度大的轭形电磁体或永磁体，在垂直于轨道中心的巷道上空或轨道水平下方装一由软磁材料制成的带缝隙的轭形导磁体，在导磁体的缝隙里面对磁场方向装一个或两个霍尔开关元件，它们的三个引脚连接由PNP型晶体三极管、电阻、电容、继电器等组成的具有延时释放性能的开关放大电路。开关放大电路采用6伏～24伏直流稳压电源。由于电机车运行方向变化时，其上所装的磁体的磁场方向也发生变化，而霍尔开关元件对磁场的极性又有要求，即印字面对着磁场的南极方向才能发出信号，为满足在两个运行方向都起作用的需要，本实用新型的解决方法是：在导磁体的缝隙里，印字面对着印字面地装两个霍尔开关元件，它们的1、2、3三个引脚一一对应连接，之后再与开关放大电路连接。对于要求限于某一运行方向才起作用的，本实用新型是在导磁体的缝隙里只装一个霍尔开关元件，其印字面所对的方向由电机车的运行方向确定。当电机车运行至内装两个霍尔开关元件的导磁体的位置处，无论电机车的运行方向为何，其上所装磁体的磁场均能使两个霍尔开关元件中的一个发出信号，该信号经开关放大电路放大后，使PNP型三极管导通，继电器动作。这时，可从继电器接点输出信号，也可从PNP型三极管的集电极输出高电位。当电机车运行至缝隙里只装一个霍尔开关元件的导磁体的位置处，只有在电机车的运行方向与既定的方向相同，也就是说在电机车上磁体的磁场方向符合霍尔开关元件的极性要求时，霍尔开关元件才能发出信号。

由于本实用新型所采用磁体及导磁体都是轭形的，磁路的磁阻小，加之磁场强度大，故灵敏度高，动作可靠；由于煤尘、湿度及淋水对磁场没有影响，故可适应煤矿井下的恶劣环境；由于导磁体缝隙里安装霍尔开关元件数量不同，故有可供选择的两种性能：一种是不管电机车运行是哪个方向都起作用，另一种是只限于某一运行方向才起作用。

下面，结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型一个实施例安装示意图。

图2是又一个实施例安装示意图。

图3是一个实施例磁路及电路原理图。

图4是又一实施例磁路及电路原理图。

在图1中，在电机车（11）的上方中间位置装一由非磁性材料制成的支架（10），在支架的上方中间位置装一磁场强度大的轭形电磁体或永磁体（9），在巷道（13）的上空垂直于轨道中心位置用由非磁性材料制成的梁或绞线（12）吊挂一个由软磁材料制成的导磁体（7），该导磁体上有一作安装霍尔开关元件用的缝隙（8）。