[發(fā)明專利]磁體位移傳感器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110437750.1
• 申請日: 2011-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN102519349A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚斌;沈省三
• 申請（專利權(quán)）人: 基康儀器（北京）有限公司
• 主分類號(hào): G01B7/02
• 分類號(hào): G01B7/02
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 張濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種線性陣列式的磁體位移傳感器，該磁體位移傳感器適用于巖土工程的土體位移監(jiān)測，如土體的沉降或水平位移測量，也可以用于液位的監(jiān)測。

背景技術(shù)

磁性位移計(jì)具有被測點(diǎn)與傳感器裝置完全非接觸的特點(diǎn)，例如在巖土監(jiān)測行業(yè)中的電磁式沉降儀，用于液位測量的磁致伸縮位移計(jì)等。

電磁式沉降儀是在專用的塑料材質(zhì)或用非導(dǎo)磁材料加工的沉降管外側(cè)套入一個(gè)或按照一定間距布置多個(gè)磁環(huán)，沉降管內(nèi)放置傳感器裝置，該傳感器裝置為具有磁感應(yīng)探頭連接帶有刻度尺的金屬導(dǎo)線或帶導(dǎo)線的柔性鋼尺，當(dāng)磁感應(yīng)探頭接近磁環(huán)位置時(shí)，磁環(huán)產(chǎn)生的磁場被磁感應(yīng)探頭感應(yīng)并通過導(dǎo)線傳輸?shù)娇卓诘闹甘酒靼l(fā)出聲光指示，此時(shí)磁感應(yīng)探頭距離沉降管管口的位置通過刻度尺獲得即得到了被測磁環(huán)的當(dāng)前位置，按照一定的時(shí)間間隔重復(fù)相同的操作，即可獲取被測磁環(huán)的位置變化從而得到磁環(huán)的豎向位移變化規(guī)律。被測的磁環(huán)與帶有刻度尺的磁性探頭或帶導(dǎo)線的柔性鋼尺完全非接觸，該傳感器裝置結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好而得到廣泛采用。但是，這種傳感器裝置的磁感應(yīng)探頭僅有一個(gè)磁敏感元件，在電磁式沉降儀中使用時(shí)只能感應(yīng)到“有”和“無”兩種磁場狀態(tài)，其磁環(huán)的位置完全靠操作者進(jìn)行判斷，而且整個(gè)操作必須由人工完成，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測量，因此難以獲取連續(xù)的過程變化數(shù)據(jù)還提高了人工成本。此外，這種傳感器裝置僅能用于豎直安裝的電磁式沉降儀，且僅限于測量豎向位移。

磁致伸縮位移計(jì)通過傳感器裝置的非接觸式的測控技術(shù)精確地檢測活動(dòng)磁環(huán)的絕對(duì)位置實(shí)現(xiàn)對(duì)被測點(diǎn)的實(shí)際位移值的測量，其傳感器裝置是通過磁致波導(dǎo)絲產(chǎn)生磁致彈性伸縮形成的磁致扭轉(zhuǎn)波為傳播媒介的傳感器裝置，為保證磁致波導(dǎo)絲轉(zhuǎn)軸的磁性，需采用特殊材料且比較貴的磁致波導(dǎo)絲，此外磁致伸縮傳感器的裝配工藝非常復(fù)雜，這些因素必然導(dǎo)致傳感器裝置的制造成本居高不下，不利于在工程實(shí)踐中進(jìn)行大面積推廣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的傳感器裝置存在無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測量，難以獲取連續(xù)的變化數(shù)據(jù)，而且僅限于測量豎向位移，以及成本高的等工程技術(shù)問題，提供一種用于測量非接觸的磁體位移的磁體位移傳感器，該磁體位移傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)智能測量，并具有結(jié)構(gòu)簡單成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種磁體位移傳感器，用于測量非接觸的磁體的位移，其特征在于，包括若干個(gè)磁敏感元件、條形支撐件和檢測電路，所述各磁敏感元件固定設(shè)置在條形支撐件上并沿條形方向按照一定間距布置形成一個(gè)均勻分布的線性陣列，所述間距為1～20毫米，所述檢測電路的輸入端與各磁敏感元件相連以在磁體沿平行于條形支撐件的條形方向移動(dòng)時(shí)檢測處于磁場范圍內(nèi)的各磁敏感元件的輸出狀態(tài)，所述檢測電路的輸出端設(shè)置有通訊接口。

所述磁敏感元件為舌簧開關(guān)。

所述磁敏感元件為霍爾開關(guān)。

所述條形支撐件為條形的印刷電路板，所述各磁敏感元件焊接在所述印刷電路板上，所述檢測電路集成在所述印刷電路板上。

所述檢測電路包括編碼器和CPU，所述編碼器的輸入端與各磁敏感元件相連，所述編碼器的輸出端與CPU相連，所述CPU設(shè)置有通訊接口。

所述間距為1～10毫米。

所述條形支撐件的條形長度為2米。

本發(fā)明的技術(shù)效果如下：

本發(fā)明涉及的磁體位移傳感器，包括若干個(gè)磁敏感元件、條形支撐件和檢測電路，各磁敏感元件固定設(shè)置在條形支撐件上并沿條形方向按照一定間距布置形成一個(gè)均勻分布的線性陣列，在沒有受到磁場作用的時(shí)侯，所有的磁敏感元件的輸出狀態(tài)都處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)磁體沿平行于條形支撐件的條形方向移動(dòng)時(shí)，即當(dāng)磁體沿著排成線性陣列的磁敏感元件移動(dòng)時(shí)，處于磁體磁場作用范圍內(nèi)的磁敏感元件將會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)，并且產(chǎn)生響應(yīng)的磁敏感元件的輸出狀態(tài)將會(huì)發(fā)生變化，即磁體磁場將被一個(gè)或多個(gè)磁敏感元件所感應(yīng)并產(chǎn)生輸出至檢測電路，檢測電路檢測各磁敏感元件的輸出狀態(tài)，就可以得到磁體所在的位置。由于磁敏感元件是按照事先已知規(guī)律分布、固定間距排列的，因此磁敏感元件的輸出狀態(tài)就能反映磁體的真實(shí)位置。該磁體位移傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，解決了現(xiàn)有的傳感器裝置只能感應(yīng)到“有”和“無”兩種磁場狀態(tài)而且必需人工完成操作的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)智能測量，可以獲取連續(xù)的過程變化數(shù)據(jù)，無需人工操作，降低了人工成本，并且只要磁體沿平行于條形支撐件的條形方向移動(dòng)就能得到磁體的位移，故適用于兩個(gè)物體間的相對(duì)位移測量，如豎直位移、水平位移等，解決了現(xiàn)有的傳感器裝置只能測量豎向位移的問題。