[發明專利]一種適用于井下作業的電機編碼器

在審

• 申請號: 201410596464.3
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN104457801A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 馮貴洪;王守舵;謝泰平
• 申請（專利權）人: 貴州航天凱山石油儀器有限公司
• 主分類號: G01D5/12
• 分類號: G01D5/12
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 劉楠

技術領域

本發明涉及一種適用于井下作業的電機編碼器，屬于井下儀器結構技術領域。

背景技術

目前市場上用于電機的編碼器種類繁多，但根據其工作原理主要可分為光電編碼和磁感編碼兩大類，光電編碼器的碼盤大多為玻璃制品，磁感編碼器的碼盤大多為塑料制品。由于井下儀器上下井速度比較快，井下儀器與油管壁或井下工具之間存在剛性碰撞，受到的沖擊和振動比較大，玻璃碼盤極易在碰撞過程中損壞。而塑料碼盤雖然價格便宜，但卻無法承受井下高溫環境，編碼器在使用過程中經常失效，無法準確獲得電機轉位信息。因此，目前市售的電機編碼器均不適用于井下儀器。為了滿足井下儀器的需要，采用自制電機編碼器。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種適用于井下作業的電機編碼器，確保井下儀器在高沖擊，強振動以及高溫環境下可靠工作，以克服現有技術的不足。

本發明的技術方案：

一種適用于井下作業的電機編碼器，該編碼器的碼盤采用非導磁材料制成，碼盤的形狀為圓環狀，沿圓環徑向均布一組稀土磁鋼，稀土磁鋼的N極向外S極向內徑向放射狀布置；碼盤的一側設有磁感芯片，磁感芯片與印制板連接。

前述電機編碼器中，所述碼盤所用的非導磁材料為抗沖擊較好的銅材、鋁材或耐高溫塑料。

前述電機編碼器中，所述碼盤、稀土磁鋼、磁感芯片、印制板及印制板上所有元件均采用耐高溫等級大于150℃以上的材料或器件制成。

與現有技術相比，本發明采用耐高溫非導磁材料制成碼盤，同時采用耐高溫等級大于150℃以上的稀土磁鋼、磁感芯片、印制板及元件自制編碼器，可滿足大多數油水井使用環境溫度需要，避免了高溫編碼器選用受限，降低了經濟成本；本發明的編碼器中無玻璃等易碎件，本發明碼盤的形狀為圓環狀，沿圓環徑向均布一組稀土磁鋼，同時將稀土磁鋼的N極向外S極向內徑向放射狀布置，并將連接在一起的磁感芯片及印制板設置在碼盤的一側，這不僅使各部件得到非?？煽窟B接，而且還有效地提高了編碼器的抗沖擊、抗振動性能，使編碼器的壽命大幅延長。經實際使用證明，本發明可滿足油水井各種環境測試的需要；此外，經實際使用檢驗，本發明的編碼器可準確獲知密封軸的轉位，滿足系統的位置控制要求。所以采用本發明較一般的無編碼器控制方法更為準確和實用。

附圖說明

圖1是本發明編碼器的結構示意圖；

圖2是本發明編碼器在井下儀器中的安裝位置示意圖。

附圖中的標記為：1-壓緊管，2-電機，3-聯軸器，4-軸承組，5-密封組件，6-密封軸，7-安裝頭，8-碼盤，9-稀土磁鋼，10-磁感芯片，11-印制板，12-本發明的編碼器。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明，但不作為對本發明的任何限制。

一種適用于井下作業的電機編碼器，如圖1所示。該編碼器的碼盤8采用非導磁材料制成，碼盤的形狀為圓環狀，沿圓環徑向均布一組稀土磁鋼9，稀土磁鋼的N極向外S極向內徑向放射狀布置；碼盤的一側設有磁感芯片10，磁感芯片與印制板11連接。碼盤所用的非導磁材料為抗沖擊較好的銅材、鋁材或耐高溫塑料。碼盤8、稀土磁鋼9、磁感芯片10、印制板11及印制板上所有元件均采用耐高溫等級大于150℃以上的材料或器件制成。

實施例

本發明的編碼器在井下儀器中的安裝位置如圖2所示。由圖2可見，電機2主軸通過聯軸器3與密封軸6相連，在密封軸6與安裝頭7之間裝有密封組件5，與外界壓力隔絕實現密封；密封軸6軸肩兩側裝有軸承組4，減少外壓軸向推力產生的摩擦力；壓緊管1通過螺紋連接到安裝頭7上，壓緊電機2等零組件，承受外壓在密封軸6上產生的軸向推力；密封軸6軸肩上裝有本發明的編碼器12，本發明的編碼器12包括碼盤8，碼盤8采用非導磁材料制成，非導磁材料可以是銅或鋁，也可以是耐高溫塑料。碼盤8上嵌有若干個圓周均布的稀土磁鋼9，安裝時稀土磁鋼9上的N極朝外；密封軸6軸肩與碼盤8內孔采用過盈或膠接的方法實現固聯；在結構件適當位置安裝有印制板11，印制板11上布置有磁感芯片10，磁感芯片10的感應面與碼盤8直徑方向垂直。