[發明專利]振動傳感器

有效

• 申請號: 201810878276.8
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN109425423B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 多米尼克·費倫巴赫;福爾克·奧爾蓋耶;霍爾格·格魯爾;格爾德·奧邁爾
• 申請（專利權）人: VEGA格里沙貝兩合公司
• 主分類號: G01H11/02
• 分類號: G01H11/02
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 曹正建;陳桂香

本發明涉及一種振動傳感器，振動傳感器具有膜片和驅動器，膜片能夠被激勵以進行振動，且驅動器用于使膜片振動并且/或者檢測膜片的振動，其中，驅動器是電磁作用型驅動器并包括永磁體、線圈和至少一個耦接到膜片的螺栓，其中，驅動器具有阻尼元件，阻尼元件實施并布置成其抑制干涉模式的程度強于其抑制有效模式的程度。

技術領域

本發明涉及一種振動傳感器。

背景技術

現有技術中已知的振動傳感器例如用作振動限制開關，其中，振動傳感器包括膜片，膜片能夠被驅動器激勵以進行振動，膜片激勵布置在膜片上的機械換能器以使其振動。取決于機械換能器被填充材料覆蓋的狀態并且取決于填充材料的粘性，機械換能器以特征頻率進行振動，該特征頻率能夠被振動傳感器檢測并被轉換成測量信號。

在現有技術中，用于這類振動傳感器的壓電驅動器和電磁驅動器是已知的，在此，假定振動傳感器與電磁驅動器一起使用。

圖3和圖4示出了現有技術中的驅動器。

圖3示出現有技術中已知的且特別可用作振動限制開關的電磁驅動型振動傳感器1。振動傳感器1包括膜片3，膜片3可被驅動器5激勵以進行振動，同時，驅動器5由支撐在傳感器1的殼體19上的可電驅動的線圈9、布置在線圈9中的線圈芯體21以及布置在膜片3上的螺栓7形成。在所示的驅動器5中，螺栓7經由與螺栓7螺接的所謂的磁性盤8而與永磁體10連接，使得永磁體10固定地連接到膜片。永磁體10與軸向方向A和螺栓7的延長部分對齊并磁化。施加在線圈9上的任何電流在線圈9內感生出磁場，磁場根據其朝向而吸引或排斥布置在膜片3上的永磁體10，由此使膜片3在相應的方向上移動。以此方式，能夠將電信號轉換成膜片3的移動。

類似地，螺栓7的移動經由永磁體10感生出在線圈9中流動的電流，從而能夠將膜片3的移動轉換成電信號，并由此檢測移動。

在膜片3的與驅動器5相對的一側處，布置有兩個通常被設計為槳狀物的機械振動元件17，機械振動元件17將耦合至膜片3的振動傳遞到機械振動元件17周圍的介質。

上述類型的振動傳感器(特別地，用于液體和散裝材料的振動限制開關)基于共振頻率偏移原理進行操作。然而，根據介質的覆蓋狀態、密度、粘性和溫度，振動限制開關以不同的共振頻率和振幅進行振動。在此，共振頻率的振幅取決于介質的粘性。頻率偏移取決于介質的密度和溫度。

現有技術中已知的驅動器被認為具有如下缺點：機械換能器上的機械作用以及外部的振動和振蕩可導致螺栓位置改變。如圖4所示，由于這種位置改變通常代表永磁體相對于軸線方向并因而相對于線圈的傾斜，所以在此，在線圈中可能感生出不能與實際測量信號區分開的電信號，或者該電信號至少擾動地疊加在實際測量信號上。

發明內容

本發明的目的在于進一步改進具有電磁驅動器的振動傳感器，使得能夠避免由膜片和/或機械換能器上的機械影響引起的錯誤檢測。

根據本發明的振動傳感器包括膜片和驅動器，膜片能夠被激勵以進行振動，驅動器用于使膜片振動并且/或者檢測膜片的振動，其中，驅動器是電磁作用型驅動器并包括永磁體、線圈和至少一個耦接至膜片的螺栓。振動傳感器的特征在于，驅動器包括阻尼元件，阻尼元件實施并布置成使得：相比于有效模式，干擾模式被阻尼元件更強力地抑制。

在基本的振動傳感器的情況下，驅動和檢測基本上要求振動模式，即所謂的有效模式。在此，有效模式是指對應于膜片的基本模式的振動模式，即對應于螺栓的垂直于膜片平面的運動的振動模式。

這里，干擾模式是指所有的引起振動傳感器的誤檢測的振動模式(因而特別地，所有的包括沒有相對于膜片平面垂直地對齊的螺栓的運動的模式)。