Электромагнитный датчик для контроля положения металлических изделий Советский патент 1986 года по МПК B21B38/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в металлургии для контроля положения металлических (ст,альных) изделий, например проката, труб, механизмов и т.п. Целью изобретения является повышение чувствительности датчика, На чертеже представлен электромагнитный датчик. Электромагнитный датчик ршя контроля положения металлических (стальных) изделий содержит разомкнутый П-образный (ферритовый) магнитопровод I, имеющий основание и баковые стержни, возбуждающую 2 и компенсационную 3 обмотки, соединенные последовательно и встречно и подсоединенные к генератору 4 переменного напряжения. На магнитопроводе I предусмотрены стержни 5, которые вместе с якорем 6 и центральной частью основного магнитопровода 1 образуют дополнительную магнитную цепь с воздушными зазорами между стержнями 5 и якорем 6, на котором расположена измеритель ная обмотка 7, подключенная к входу усилителя 8. Элементы датчика помеще ны в металлический корпус 9 с крышкой 10 из немагнитного материала, окружающий магнитопровод 1 со стержнями 5 и якорь 6 со всех сторон, оставляя для магнитного потока открыты пространство со стороны полюсов магнитопровода 1j т.е. со стороны индуцируемого предмета. Длина якоря 6 выбирается таким об . разом, чтобы она была меньше расстояния между боковыми стержнями магнитопровода 1 и больше расстояния между магнитопроводящим стержнем 5. Генератор Д синусоидального напря жения является источником переменного напряжения с частотой ) кГц; что позволяет индицировать изделия из любых марок стали и из цветных ме таллов с относительно низкой электро проводностью (титан, свинец и т.п.)Датчик работает следуюящк образом При отсутствии индицируемого пред мета в зоне измерительной odMOTKii 7 часть магнитного потока, создаваемого разностью амнервкткоз возбуждающей 2 и компенсационной 3 обмоток к протекающего через основной П-образный магнитопровод 1 - якорь 6, и маг нитный поток, создаваемый компенсационной обмоткой 3 и протекающий по дополнительной магнитной цепи, равны и направлены встречно. Вследствие этого наводимое в обмотке 7 Напряжение равно нулю, на входе усилителя 8 рабочий сигнал отсутствует, и релейный сигнал TJgijiji- на выходе усилителя 8 и датчика отсутствует. При появлении в зоне действия датчика на расстоянии S от измерительной обмотки (и якоря 6) металлического изделия 1 вследствие его взаимодействия с переменным электромагнитным полем уменьшается магнитный поток, протекающий по якорю 6, боковым стержням и основанию магнитопровода 1 . При этом компенсационный магнитный поток практически не изменяется, так как поле, создаваемое компенсационной обмоткой 3, экранируется якорем 6 и из-за меньших, по сравнению с магнитопроводом 1, размеров. В результате н измерительной обмотке 7 наводится переменное напряжение рабочего сигнала, преобразуется усилителем 8 в выходной релейный сигнал , т.е. на выходе усилителя 8 появляется напряжение, свидетельствующее о появлении в зоне датчика изделия 11. В предложенном датчике увеличена чзвствительность в целом, так появляется возможность соответствующего увеличения чувствительности (коэффициента передачи) усилителя за счет уменьшения квадратурной составляющей напряжения небаланса в измерительной обмотке, возникающей из-за отражения магнитного поля от внутренних стенок корпуса; уменьшения изменения напряжения небаланса из-за изменения электропроводности материала стенок корпуса, возникающей, например, при .изменении температуры окружающей среды; введения стержня, сравнимого по длине с расстоянием между датчиком и индицируемьм изделием и расположенного внутри измерительной катушки; уменьшения действия окалины на реактивное н:апряжекие небаланса. Формула изобретения 1 . Элек 1ромагнитный датчик для контроля положения металлических изделий,, содержащий металлический корпус разомкнутый П-образный магнитопровод, измерительную и возбуждающую обмотки, подключенные к усилителю и генератору соответственно, и компенсационн обмотку, отличающийся тем, что, с целью повьппения чувствительности,, он дополнительно снабжен якорем, а П-образный магнитопровод дополнен двумя магнитопроводящими стержнями, установленными в средней части основания, перпендику,лярно к нему, без зазора и параллельно боковым стержням магнитопровода, измерительная обмотка расположена на средней части якоря, возбуждающая обмотка - между одним из боковых стержней магнитопровода и магнитопроводящим стержнем, компенсационная обмотка - между дополнительными магнитопроводящими стержнями, причем компенсационная обмотка соединена последовательно и встречно с возбуждающей обмоткой.