[實用新型]一種大量程電感調頻式位移測量裝置

有效

• 申請號: 201520060426.6
• 申請日: 2015-01-28
• 公開（公告）號: CN204373589U
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 張波;于永堂;梁小龍;王軍;謝彩霞;吳凌云
• 申請（專利權）人: 長沙億拓土木工程監測儀器有限公司
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 黃美成

技術領域

本實用新型屬于測量技術領域，尤其涉及一種大量程電感調頻式位移測量裝置。

背景技術

電感調頻式位移傳感器是一種由電感式敏感元件、集成電路與諧振電容一起構成LC振蕩電路，輸出頻率信號。當磁芯在線圈中位移時，改變磁路磁阻和線圈電感，因而就改變了振蕩電路的輸出信號頻率。磁芯進入螺旋線圈時，磁阻減少，電感增加，頻率下降，反之則反。只要磁芯材料、螺旋線圈結構工藝、電容及電路選配得當，則鐵芯在線圈內移動的一定范圍，其輸出信號頻率的變化，恰與移動距離呈良好的線性關系?；谏鲜鲈韲鴥韧庀嚓P廠家開發了一系列電感調頻式位移傳感器，在鐵路、公路、地鐵、橋梁、隧道、礦井、建筑、水利水壩等土木工程領域得到廣泛應用。但現有電感調頻式位移傳感器存在如下缺點：

現有電感調頻式位移傳感器加大量程的方法是通過增加金屬螺旋線圈長度的方法來實現。且受線圈繞線工藝的限制，難以按傳感器測量精度要求的加工生產，另外金屬螺旋線圈增長后，必然增大了生產成本，因此局限了采用電感調頻式原理的位移傳感器量程不能太大。

目前，電感調頻式位移傳感器已廣泛應用于土木工程、地質災害和工業等領域，但現有的電感調頻式位移傳感器測量量程有限，最大量程一股不超過500mm。對于高填方工程、采空區和塌陷沉降、滑坡位移等具有較大位移變形測量要求的情況，現有電感調頻式位移傳感器的量程難以滿足工程監測需求。如通過多支串聯的方法來增大量程，不但增加了現場安裝、埋設和測試難度，還會增加成本。

經檢索，公開號為203587040U的一種防水頂針式位移傳感器，采用可以自由伸縮的加長測桿，實現了傳感器的另一種安裝固定方式，該專利未對電感調頻式位移傳感器測桿部分和螺旋線圈部分進行改進，且沒有解決傳感器量程較小的技術問題。

因此，有必要設計一種大量程電感調頻式位移測量裝置。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種大量程電感調頻式位移測量裝置，該大量程電感調頻式位移測量裝置通過多段式測桿和延長的管體在保障精度的同時能實現量程的增大，易于實施。

本實用新型的技術方案如下：

一種大量程電感調頻式位移測量裝置，包括殼體(111)、螺旋線圈(112)、測桿、管體以及數據處理模塊；螺旋線圈和管體均位于殼體內，且螺旋線圈套裝在管體上；數據處理模塊設置在殼體上；測桿能伸入到所述的管體中；

管體和測桿的長度均大于螺紋線圈的長度，螺旋線圈套裝在管體的后段；管體的前段為未套裝螺旋線圈的區段；

測桿上的前端部由n段磁芯對接而成；n為整數，且n≥2；且第i段磁芯的磁導率(單位是亨利每米(H/m))為第i+1段磁芯的磁導率的k倍；i＝1，2，…，n-1；k為磁導率倍率，取值為1.5到2倍之間；

每段磁芯的長度均小于螺旋線圈長度，確保單節磁芯在伸縮過程中不會兩端都伸出螺旋線圈。

管體由前段加長管(102)和后段繞線管(110)兩段對接組成，管體的長度不小于測桿的長度，后段繞線管上套裝螺旋線圈，且固定封裝在殼體內。管體由兩段對接的好處是：后段繞線管可以批量精密加工生產，前段管體長度可以根據量程需求確定長度，成本很低，直接通過焊接或螺紋對接的方式與后段繞線管對接；組合后管體是一個根整管。管體也可以是整體上一根，即不是由兩段對接而成。

殼體為圓筒形，殼體的前端設有靜錨固頭(101)；測桿的后端設有活動錨固頭(116)。

螺旋線圈的兩端與殼體之間均設有主堵頭(103)；數據處理模塊設置在方形外殼中；方形外殼的一端設有數據處理模塊堵頭(108)；數據處理模塊電纜線從該數據處理模塊堵頭處引出。

所述的主堵頭處設有O型密封圈(113)；殼體和方形外殼內部灌膠密封。

數據處理模塊包括微處理器(105)、串行存儲芯片(106)和溫度傳感器(107)；所述的溫度傳感器和串行存儲芯片均與微處理器相連。

n＝2；測桿上的前端部由第一磁芯(114)和第二磁芯(115)對接而成，第一磁芯的磁性強度為第二磁芯的磁性強度的2倍；單段磁芯長度小于螺旋線圈長度20mm。

有益效果：

本實用新型的大量程電感調頻式位移測量裝置中，當若干段不同磁性的磁芯進入并穿過螺旋線圈時，線圈電感量不同，頻率亦不同，反之則反。其輸出頻率的變化，恰與分段移動距離呈線性關系，而且處理電路可以對線性關系進行標定記錄和線性插值換算，本實用新型具有以下突出的技術效果：

(1)量程顯著增大。