что делает магнитоиндукционный датчик
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Магнитоиндукционный датчик
Магнитоиндукционный датчик состоит из постоянного магнита, укрепленного в корпусе соленоида, и сердечника из магни-томягкого материала. [1]
Магнитоиндукционный датчик представляет собой катушку индуктивности с сердечником из магнитомягкого материала. [2]
Магнитоиндукционные датчики выполняются в виде магнитной системы с постоянным магнитом, в поле которого располагается катушка. Они применяются для измерения скоростей, ускорений и параметров вибраций механизмов. [4]
Магнитоиндукционный датчик НОРД-И2 предназначен для преобразования оборотов крыльчатки турбинных расходомеров в соответств ующее число электрических импульсов. [7]
Рассмотренный магнитоиндукционный датчик ( рис. 10.11 6) применяется для контроля скорости движения машин, механизмов и их элементов, например скребковой цепи. Этот тип датчика применяется на железнодорожном транспорте в качестве бесконтактных педалей и служит для фиксации прохождения осей вагонеток. Постоянный магнит датчика с расположенной на нем катушкой устанавливается у рельсового пути. [8]
Магнитоиндукционный датчик скорости ДМ-2 ( рис. 10.17) служит для контроля скорости и целостности цепи шахтных одноцепных скребковых конвейеров. [9]
Взрывозащищенные магнитоиндукционные датчики преобразователей расхода МИД блоков БИЛ1, БИЛ2 соединены с БОИ через блоки сопряжения, например, БС-2, обеспечивающие питание МИД, селекцию сигнала предварительного усилителя МИД и согласование уровня выделенного сигнала с входными цепями БОИ. Индикатор фазового состояния ИФС-1В входит в комплект установки БУУН-К ( катушки К) по согласованию с потребителем. Аналоговый выход электронного блока ИФС-1В в зависимости от программного обеспечения может быть согласован с БОИ или использован для преобразования аналогового сигнала в дискретную форму для последующей подачи на дискретный вход БОИ. [10]
К магнитоиндукционным датчикам с взаимным перемещением магнита и катушки относятся тахогенераторы и тахометры. [12]
С помощью магнитоиндукционного датчика происходит пропорциональное преобразование угловой скорости вращения турбины в частоты электрических импульсов, поступающих в блок сопровождающей электроники для пересчета. [13]
С помощью магнитоиндукционного датчика происходит пропорциональное преобразование угловой скорости вращения турбинки в частоту электрических импульсов, поступающих в блок управления. Поступившие сигналы с магнитоиндукционного датчика и термометра сопротивления соответствующим образом обрабатываются, и в счетное устройство вводится температурная поправка для приведения измеренного объема товарной нефти к температуре 20 С. Окончательный результат о количестве товарной нефти, сданной потребителю, фиксируется на шестиразрядном электроимпульсном счетчике. В счетчике предусмотрен сброс показаний. [14]
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Магнитоиндукционный датчик
С помощью магнитоиндукционного датчика происходит пропорциональное преобразование частоты вращения турбины в частоты электрических импульсов, поступающих в блок сопровождающей электроники для пересчета. Одновременно в процессе перекачки товарной нефти термометр сопротивления 9 непрерывно измеряет температуру рабочей среды и выдает соответствующий сигнал также на блок сопровождающей электроники. Сигналы, поступившие с магнитоиндукционного датчика и термометра сопротивления, обрабатываются, и в счетное устройство вводится температурная поправка для приведения измерительного объема товарной нефти к температуре 20 С. Окончательный результат объема товарной нефти, сданной потребителю, фиксируется на шестиразрядном электроимпульсном счетчике, установленном на лицевой панели блока сопровождающей электроники. Показания снимаются визуально по мере необходимости. В счетчике предусмотрен сброс показаний. Максимальная пропускная способность 20 000 т / сут, минимальная 5000 т / сут. [16]
С помощью магнитоиндукционного датчика 10 происходит преобразование угловой скорости вращения турбины, пропорциональной линейной скорости потока, в частоту электрических импульсов, поступающих в блок сопровождающей электроники для пересчета. Одновременно в процессе перекачки товарной нефти термометр сопротивления 9 непрерывно измеряет температуру рабочей среды и выдает соответствующий сигнал также на блок сопровождающей электроники. Сигналы, поступившие с магнитоиндукционного датчика II) и термометра сопротивления 9, обрабатываются, и в счетное устройство вводится температурная поправка для приведения измеренного объема товарной нефти к температуре 20 С. [17]
Сигналы, поступившие с магнитоиндукционного датчика 13 и термометра сопротивления 14, обрабатываются, и в счетное устройство вводится температурная поправка для приведения измеренного объема товарной нефти к температуре 20 С. Затем объемы товарной нефти автоматически умножаются на показания плотномера 11 и масса товарной нефти ( в т), сдаваемой потребителю, фиксируется на шестиразрядном электроимпульсном счетчике, установленная н а лицевой панели блока. Показания счетчика снимают ьизуально по мере необходимости. [19]
Сигналы, поступившие с магнитоиндукционного датчика и термометра сопротивления, обрабатываются, и в счетное устройство вводится температурная поправка для приведения измеренного объема товарной нефти к температуре 20 С. [20]
Взрывозащищенность изделия достигается применением магнитоиндукционного датчика в искробезопасном исполнении и регистрирующего блока с искробезопасным входом. [21]
Количество перекачиваемой нефти измеряется турбинным расходомером, магнитоиндукционный датчик которого преобразует угловую скорость вращения турбины в частоту электрических импульсов, пропорциональную линейной скорости движения потока. [25]
В дальнейшем были разработаны и внедрены в производство более чувствительные магнитоиндукционные датчики и аппаратура, среди которых наиболее совершенными и перспективными являются феррозондовые дефектоскопы и установки. Эти приборы, как и магнитопорошковая дефектоскопия, могут применяться в основном для контроля материалов и изделий с гладкой поверхностью. [28]
Магнитоиндукционный датчик частоты вращения
Изобретение относится к измерительной технике, системе автоматики и может быть использовано для измерения частоты вращения вала привода, измерения расхода турбинными расходомерами, крутящего момента вращающегося вала и т.д.
В настоящем изобретении решается задача защиты от помехи внешнего поля при обеспечении высокой чувствительности и относительно малых габаритах датчика, работающего с ферромагнитным зубчатым индуктором.
Более компактное размещение обмоток и магнита в цилиндрическом корпусе датчика может быть выполнено по заявке Великобритании N 1485576, G 01 P 3/48 от 14.11.1977 [2]), где магнит размещен над обмотками. Поэтому корпус датчика будет иметь меньшее сечение, а последовательно-встречное включение обмотки будет защищать сигнал от влияния помех.
При одних и тех же угловых скоростях вращения, рабочем зазоре «б» между выступом зуба индуктора и полюсными наконечниками и одинаковых числах витков обмоток и требуемых малых габаритах наводимая ЭДС датчика-аналога [2] пропорциональна только величине изменяемого магнитного потока 
и определяется также формулой (1).
Однако такая чувствительность недостаточна, т.к. она ограничивает возможности расширения диапазонов частот вращения в сторону малых частот. Если же увеличить чувствительность датчика вдвое и более, то появляется возможность его применения кроме авиации и космонавтики и для измерения параметров частот вращения валов автомобильных двигателей и других силовых установок промышленности и сельского хозяйства.
Целью изобретения является увеличение в два раза чувствительности магнитной системы при обеспечении помехозащищенности и малых габаритов датчика.
Это достигается путем размещения на полюсах магнита, обращенного к индуктору, полюсного наконечника, выполненного в виде Ж-образного магнитопровода, с сигнальными обмотками на его перемычках. При этом крайние (одноименные) полюса размещены над зубьями индуктора, а средний размещен над пазом между зубьями индуктора по середине между крайними полюсами наконечника.
На фиг. 2 изображена схема датчика с дополнительно введенным Ж-образным магнитопроводящим полюсным наконечником.
Устройство датчика выполнено следующим образом: над индуктором 1 на полюсе S магнита 2, обращенного к индуктору, размещен полюсный наконечник, имеющий полюса 3, 4 и 5, которые соединены между собой перемычками-сердечниками 6 и 7. Крайние полюса 3 и 4 наконечника размещены над выступами зубьев индуктора и находятся между собой на расстоянии одного или нескольких (в зависимости от величины модуля зуба индуктора или от заданного габаритного размера датчика) нечетных чисел шагов зубьев, а средний полюс размещен над пазом между зубьями индуктора посередине между крайними полюсами. На перемычках-сердечниках 6 и 7 намотаны сигнальные обмотки. Для целей формирования помехозащищенного сигнала обмотки соединены между собой последовательно-встречно, посредством клемм концов обмоток K1 и K2.
В случае отсутствия помехи сигналы каждой обмотки могут быть использованы по отдельности как независимый канал преобразования первичной информации. И в этом случае сигналы обмоток как по магнитным, так и электрическим каналам будут взаимно независимыми.
В случае необходимости двух помехозащищенных каналов формирования сигнала в магнитной системе датчик дополнительно снабжен Ж-образным магнитопроводящим полюсным наконечником с сигнальными обмотками на перемычках, при этом два идентичных Ж-образных полюсных наконечника расположены параллельно (см. фиг. 2).
В случае же использования датчика в объектах без помех такой датчик может быть использован как четырехсигнальный.
Магнитокоммутационный датчик частоты вращения с одним Ж-образным магнитопроводящим полюсным наконечником (см.фиг. 1) работает следующим образом.
При вращении индуктора 1 со скоростью 
и, когда наконечники 3 и 4 со своими пластинками 10 находятся над зубьями индуктора 1, изменения магнитного потока 1 и 2, образуемые при модулировании магнитного потока полезного рассеивания пs, будут проходить в направлении от крайних наконечников 3 и 4 к среднему 5, соответственно через сердечники 7 и 6, а когда средний полюс 5 будет над зубьями, то потоки 1 и 2 направятся от среднего наконечника 5 к крайним наконечникам 3 и 4. Таким образом, обеспечиваются чередующиеся изменения положения наконечников относительно зубьев и пазов индуктора, вызывая коммутацию магнитных потоков 1 и 2 и наводя переменную ЭДС в обмотках, намотанных на сердечниках 7 и 6, по вышеприведенной формуле (2). Суммарная помехозащищенная ЭДС сигнала будет наводиться удвоением по вышеприведенной формуле (3).
Датчик, снабженный двумя Ж-образными магнитопроводящими полюсными наконечниками (см.фиг. 2), работает так же, как два отдельных датчика с Ж-образными полюсными наконечниками, приведенными на фиг.1. Другим преимуществом применения Ж-образных полюсных наконечников по сравнению с прототипом [2], является увеличение сигнала на единицу массы датчика, что особо важно при использовании датчиков в авиации и в космическом приборостроении. Если учесть, что такие датчики в авиационной автоматике устанавливаются во внутренних полостях двигателей, где отсутствуют источники внешних помех, то нет необходимости соединять между собой обмотки каждого Ж-образного полюсного наконечника и поэтому появляется возможность разработки четырехсигнальных датчиков, вместо используемых в настоящее время двухсигнальных датчиков.
Таким образом, снабжение магнитоиндукционного датчика одним или двумя последовательно-встречными коммутаторами в виде Ж-образных магнитопроводящих полюсных наконечников делает его помехозащищенным и в два раза увеличивает чувствительность его магнитной системы.
Экспериментальные образцы датчиков, построенные по предлагаемому решению, подтвердили их высокую чувствительность, показав при одинаковых условиях примерно в три раза большую амплитуду сигнала на нагрузке сопротивлением 2 кОм (4-5 B),чем датчики, построенные по схеме прототипа (1-1,5 B).
1. Магнитоиндукционный датчик частоты вращения, содержащий ферромагнитный зубчатый индуктор, постоянный магнит, магнитопроводящий наконечник на полюсе магнита, обращенном к ферромагнитному зубчатому индуктору, имеющий сигнальные обмотки, отличающийся тем, что полюсный наконечник выполнен в виде Ж-образного магнитопровода, на перемычках которого размещены сигнальные обмотки, при этом крайние полюса наконечника размещены над зубьями индуктора, а средний полюс над пазом между зубьями индуктора посередине между крайними полюсами наконечника.
2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что дополнительно снабжен Ж-образным магнитопроводящим полюсным наконечником с сигнальными обмотками на перемычках, при этом два идентичных Ж-образных полюсных наконечника расположены параллельно.
NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение
Принцип действия магнитоиндукционного путевого датчика
В магнитоиндукционном точечном путевом датчике используется генераторный первичный преобразователь (формирующий информационный сигнал под воздействием колеса и при отсутствии внешнего источника питания), основанный на принципе электромагнитной индукции, закон которой выражается формулой
(1)
где е – индуктируемая в катушке электродвижущая сила (эдс);
w – число витков в катушке;
Ф – магнитный поток пронизывающий витки катушки.
Рассмотрим конструкцию и принцип действия магнитоиндукционного путевого датчика SERVO фирмы GENERAL ELECTRIK. Датчик показанный на рис.1, представляет собой, размещенный в диамагнитном корпусе 1 подковообразный постоянный магнит 2 с отдельными обмотками 6 на каждом из его полюсов.
При входе ферромагнитной массы реборды 4 колеса 5 в зону действия датчика магнитное сопротивление воздушного зазора магнита изменяется, что вызывает изменение магнитного потока 3, сцепленного с витками катушек датчика, и, как следствие, индуктирование эдс (в обеих последовательно соединенных катушках) с амплитудой, пропорциональной скорости движения колеса. Полярность индуктируемой эдс в приемных катушках меняется от прямой до обратной при проследовании колеса над датчиком (рис.2).
Амплитуда напряжения на выходе датчика тем больше, чем выше скорость движения колеса. Полученный электрический сигнал достаточно просто обрабатывается электронными устройствами исполнительного элемента.
Схема исполнительного элемента магнитоиндукционного путевого датчика представленого на рис.3, состоит из интегрирующей цепочки RC, диода Д и транзистора Т, управляемого отрицательной полуволной сигнала датчика (положительная полуволна шунтируется диодом Д). Цепочка RC, включенная на входе транзистора, отфильтровывает из сигнала высокочастотные составляющие и короткие импульсы помех, обусловленные вибрацией датчика и наводками от внешних магнитных полей.
Амплитуда импульса падает с уменьшением скорости состава, и при остановках колеса над датчиком напряжение на катушках практически отсутствует. Таким образом, рассматриваемый датчик имеет информационное ограничение по скоростному диапазону.
Следует отметить, что невысокая стоимость датчика обусловлена относительно простой его конструкцией (магнит и обмотка). Однако достаточно большая масса ограничивает срок службы датчика, установленного на рельсе, вследствие разрушения его вибрациями, возникающими при движении поездов.
На элементы согласования датчика с исполнительным элементом оказывают существенное влияние электромагнитные помехи, воздействующие на обмотки датчика и соединительные провода. Применяемые меры к их ослаблению не всегда эффективны вследствие широкого частотного спектра помех и случайного характера этих процессов.
Аналогично рассмотренному принципу действия работают также магнитоиндукционные точечные путевые датчики (педали) типа ПБМ, ДМ и другие, применяемые на дорогах.
Рассмотрим следующую группу датчиков, принцип работы которых основан на формировании информационных сигналов о движении колеса путем амплитудной модуляции выходного сигнала. Это так называемые индукционные электромагнитные путевые датчики, где чувствительным элементом являются катушки индуктивности, параметры которых (взаимная индуктивность) изменяются при движении колеса над ним. Выходным сигналом датчика является амплитуда переменного тока.
Магнитоиндукционный датчик
И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.02.75 (21) 2109262/18-25 с присоединением заявки № (51) М. Кл.2 G 01N 27/72
ГОСУдоРстееииый комитет (23) П ио ите,г
Совета тттииистров СССР аа делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.44 (088.8) (43) Опубликовано 15.02.78, Бюллетень № G (45) Дата опубликования описания 20.02.78 (72) Авторы изобретения Ю. В. Селезнев, Н. С. Казаков, А. Я. Чернокоз и В. К. Чистяков
Владимирский политехнический институт (71) Заявитель (54) МАГНИТОИНДУКЦИОННЫЙ ДАТЧИК
Изобретение относится к области исследования физических свойств материалов и предназначено для измерения скачков индукции в ферромагнитных материалах при квазистатическом перемагничивании.
Известно устройство для измерения магнитной индукции (1), содержащее датчики Холла, расположенные по краям, примыкающим к магнитной цепи. Это устройство не позволяет измерять скачкообразные изменения индукции на поверхности образца.
Известен также индукционный датчик, представляющий собой П-образный потенциометр с ферритовым сердечником (2). ЭДС в измерительной обмотке такого датчика пропорциональна изменению индукции, и обеспечивается возможность регистрировать скачкообразные изменения индукции.
Однако вследствие нелинейной зависимости проницаемости датчика от величины поля, перемагннчивающего исследуемый образец, измерение величины скачка производится с большой погрешностью.
Наиболее близким техническим решением по конструктивным признакам к предлагаемому изобретению является устройство для испытания ферромагнитных материалов, содержащсе магнитный потенциометр, датчттк Холла и компенсационную обмотку (3).
Это устройство также не обеспечивает возможности измереппя величины скачка индукции.
Целью изобретения является повышение точности измерения кратковременных скачков индукции путем исключения влияния нелинейности магнитной проницаемости датчика.
Это достигается тем, что предлагаемый датчик содержит цепь отрицательной обратной связи по низкой частоте, включенную между датчиком Холла и компенсационной обмоткой потенциометра.
На предлагаемом чертеже представлена схема описываемого устройства.
15 Магнптоиндукционный датчик состоит из
П-образного сердечника 1, в теле которого расположен датчик Холла 2, измерительной 3 и компенсационной 4 обмоток, цепи 5 отрицательной обратной связи по низкой частоте.
20 Принцип работы датчика заключается в следующем. С преобразователя Холла сигнал, пропорциональный магнитному потоку, ответвляющемуся от образца по сердечнику потенциометра, поступает через цепь отрицатсль25 ной обратной связи по низкой частоте на компенсационную обмотку. Благодаря этому в компенсационной обмотке возникает ток, магнитное поле которого компенсирует поток в сердечнике. Поэтому медленные изменения
30 магнитной индукции образца в широких пре593131
Составитель Н. Шпиньков
Корректоры: О. Данишева и Л. Брахнина
Техред А. 1(амышникова
Заказ 38/19 Изд. ¹ 259 Тираж 1154 Подписное
Hl1O Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 делах не приводят к перемагничиванию сердечника потенциометра, а следовательно, и к изменению его магнитной проницаемости.
При скачкообразных изменениях индукции обратная связь не обеспечивает компенсацию, так что на измерительной обмотке возникает сигнал, пропорциональный скачку индукции.
Таким образом, рассматриваемый магнитоиндукционный датчик обеспечивает повышение точности измерения скачкообразных изменений индукции.
Магнитоиндукционный датчик, содержащий магнитный потенциометр с ферромагнитным сердечником, датчиком Холла, измерительной и компенсационной обмотками, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения кратковременных скачков ин5 дукции, он содержит цепь отрицательной обратной связи по низкой частоте, включенную между датчиком Холла и компенсационной обмоткой.
Источники информации, 10 принятые во внимание при экспертизе
1, Патент ГДР № 71813, кл. 21 е, «12 (G 01R), 1970.
2. Кифер И. И. Испытания ферромагнитных материалов. М., В. Ш., 1969.
15 3. Авторское свидетельство СССР №451030, кл. G 01R 33/12, 1975.