ИНДУКТИВНЫЙ ДАТЧИК Российский патент 2003 года по МПК G01D5/22 B21B38/00 

Изобретение относится к системам автоматического контроля и регулирования. Известны бесконтактные датчики положения. Прототип а.c. 378719 МКл. G 01 D 5/22 1973, содержащий магнитопровод, обмотку, возбуждения, установленную на среднем стержне магнитопровода, сигнальную обмотку, расположенную на сигнальном стержне магнитопровода, воздушный зазор которого обращен к контролируемому объекту из ферромагнитного материала.

Компенсирующая обмотка размещена на другом крайнем (компенсирующем) магнитопроводе. Регулировочный компенсирующий стержень из ферромагнитного материала размещен между питающей и компенсирующей обмотками. Как полагают авторы а.с. 378719 наличие компенсирующего стержня не увеличивает чувствительности датчика к контролируемому ферромагнитному материалу в зоне сигнального зазора магнитопровода, а служит для настройки датчика.

Однако наличие компенсирующего стержня из ферромагнитного материала лишь с одной стороны от среднего стержня магнитопровода параллельно стержням искажает равенство магнитных потоков дифференциально- трансформаторной магнитной системы датчика.

Таким образом, в исходном состоянии рабочая точка датчика смещена от линейной части петли намагничивания стального сердечника, что приводит к низкой чувствительности датчика.

Заявленное техническое решение позволяет полностью компенсировать искажение магнитного потока, вносимое полюсными наконечниками за счет введения в систему магнитопровода стального сердечника компенсатора магнитного потока, выполненного в виде ферромагнитного болта, ввинченного в тело стойки его компенсационной части под вторичной компенсационной катушкой, с возможностью его перемещения к центральной стойке.

На фиг. 1 показан магнитный датчик с компенсатором магнитного потока, где: 1 - стальной сердечник, 2 - полюсные наконечники, 3 - центральная катушка возбуждения, 4, 5 - катушки дифференциально встречно включенные из них 4 - катушка компенсационная, 5 - катушка рабочая, 6 - ферромагнитный болт - компенсатор магнитного потока, 7 - ферромагнитный прокат.

Индуктивный датчик с компенсатором магнитного потока работает следующим образом.

В исходном состоянии "без проката" над рабочей частью датчика вращением болта-компенсатора - 6 за счет его перемещения от крайней стойки к средней увеличивается индуктивное сопротивление компенсационной катушки - 4. По мере приближения компенсатора - 6 к средней стойки сердечника индуктивное сопротивление катушек 4 и 5 становятся равными, при этом выходное напряжение датчика становится равным нулю. Таким образом обеспечивается полная симметрия магнитных потоков рабочей и компенсационной катушек датчика. При этом чувствительность датчика становится максимальной.

На фиг. 2 приведены графики чувствительности индуктивного датчика с компенсатором магнитного потока - а без компенсатора - б в зависимости от диаметра проката D и зазора с прокатом δ (для круглого проката ⊘ 12 мм).

Положительный результат заявляемого индуктивного датчика состоит в том, что благодаря равенству магнитных потоков рабочей и компенсационной части стального сердечника повышается более чем на порядок чувствительность датчика, что позволяет регистрировать передний конец проката малых сечений 6 до 16 мм. Это позволяет использовать его, например, в системах фиксированной остановки термоупрочненного проката на холодильниках, обеспечивающих увеличение выхода мерного проката в прутках, системах управления процессом термоупрочнения и др.

Индуктивный датчик предназначен для установки на рольгангах реечных холодильников мелкосортных станов для контроля положения переднего конца движущегося ферромагнитного проката. Технический результат - повышение чувствительности датчика. Датчик содержит ферромагнитный сердечник с двумя полюсными наконечниками, закрепленными на его верхней части, и три катушки, надетые на его вертикальные стойки. На центральную стойку надета катушка возбуждения, на две крайние - компенсационная и рабочая, которые включены встречно. сердечник снабжен компенсатором магнитного потока в виде ферромагнитного болта, ввинченного в тело вертикальной стойки под вторичной катушкой с возможностью перемещения к средней стойке сердечника. Применение компенсатора позволяет более чем на порядок повысить чувствительность датчика. 2 ил.

Индуктивный датчик, содержащий компенсатор магнитного потока, ферромагнитный сердечник с двумя чувствительными полюсными наконечниками, закрепленными на его верхней рабочей части, и три катушки, надетые на его вертикальные стойки, центральную - возбуждения и две крайние - компенсационную и рабочую, встречно включенные, отличающийся тем, что компенсатор магнитного потока выполнен в виде ферромагнитного болта, ввинченного в тело вертикальной стойки под компенсационной катушкой с возможностью перемещения к средней стойке сердечника.