Датчик частоты перемещений магнитный

Авторы патента:

G01P3/42 - приборы, выполняющие измерения с помощью электрических или магнитных средств (G01P 3/66 имеет преимущество; измерение электрических или магнитных величин вообще G01R)

Владельцы патента RU 2766529:

Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная компания "Геоэлектроника сервис" (RU)

Изобретение относится к измерительной технике. Датчик частоты перемещений магнитный содержит источник магнитного поля на основе постоянного магнита, закрепленного на подвижном контролируемом объекте, и установленный в корпусе преобразователь магнитного поля, ось чувствительности которого параллельна продольной оси датчика, при этом преобразователь магнитного поля выполнен в виде рабочего дросселя с сердечником стержневого типа, установленного в наконечнике корпуса на электронной печатной плате, расположенной вдоль продольной оси корпуса, на некотором расстоянии от рабочего дросселя и перпендикулярно ему на электронной печатной плате закреплен образцовый дроссель для сравнения индуктивностей. По результатам сравнения измеренных величин определяют состояние присутствия или отсутствия постоянного магнита в зоне чувствительности наконечника корпуса. Технический результат – расширение функциональных возможностей датчика. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам, которые могут быть применены на станциях геолого -технологических исследований буровой установки для измерения частоты циклических движений механической системы и подсчета количества совершенных движений, например, частоты вращения вала, для измерения частоты ходов поршня, буровых насосов и т.п.

Датчик частоты вращения (RU 178425. Кл. G01P 3/487, 2018 г) содержащий подвижный элемент, закрепленный на вращающемся объекте, источник магнитного поля на основе постоянного магнита и преобразователь магнитного поля, установленный между источником магнитного поля и подвижным элементом датчика. Подвижный элемент выполнен из электропроводящего немагнитного материала, источник магнитного поля выполнен в виде двухполюсного устройства с полюсами, обращенными к подвижному элементу, а преобразователь магнитного ноля установлен в нейтральной плоскости источника магнитного поля с осью чувствительности, перпендикулярной его магнитному потоку. Кроме того датчик снабжен преобразователем магнитного поля с осью чувствительности, параллельной оси чувствительности первого преобразователя и перпендикулярной магнитному потоку источника магнитного поля, причем преобразователи по выходному сигналу включены последовательно - встречно.

Недостатком известного датчика является сложность его настройки и ограниченное применение, направленное только для измерения скорости вращения исследуемого объекта. Такие параметры, как измерение частоты циклических движений механической системы, например, штока, которые необходимо определять на буровых установках, известный датчик выполнять не может.

Проблемой полезной модели является разработка простого по конструкции и эксплуатации датчика обеспечивающего возможность измерения частоты циклических движений механической системы, как вращающихся объектов, так и объектов с возвратно-поступательным перемещением.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей датчика.

Поставленная проблема и указанный технический результат осуществляются за счет того что датчик частоты перемещений магнитный включает источник магнитного поля на основе постоянного магнита, закрепленного на подвижном контролируемом объекте и установленный в корпусе преобразователь магнитного поля, ось чувствительности которого параллельна продольной оси датчика. Согласно полезной модели преобразователь магнитного поля выполнен в виде рабочего дросселя с сердечником стержневого типа, установленного в наконечнике корпуса на электронной печатной плате, расположенной вдоль продольной оси корпуса. На некотором расстоянии от рабочего дросселя и перпендикулярно ему на электронной печатной плате закреплен образцовый дроссель для сравнения индуктивностей. По результатам сравнения измеренных величин определяют состояние присутствия или отсутствия постоянного магнита в зоне чувствительности наконечника корпуса.

Внутри наконечника корпуса датчика закреплен светодиод, для обеспечения визуального контроля за его работоспособностью.

Корпус датчика преимущественно выполняют из пластмассы.

Электронная печатная плата содержит микроконтроллер для расчета частоты приближений и общего числа приближений магнита для дальнейшей передачи измеренных величин от рабочего и образцового дросселей через гермоввод и по кабелю связи в систему сбора данных геолого-технологических исследований, систему контроля, регулирования и управления технологическими процессами.

Датчик выполнен в взравозащищенном исполнении.

Расположение в наконечнике корпуса рабочего дросселя с сердечником стержневого типа, продольная ось которого совпадает с продольной осью чувствительной головки датчика обеспечивает повышение влияния магнитного поля постоянного магнита на изменение индуктивности дросселя.

Расположение на некотором расстоянии от рабочего дросселя и перпендикулярно ему такого же образцового дросселя позволяет оценивать индуктивность методом сравнения, что упрощает схему, снижает требования к номиналу дросселей, компенсирует влияние температуры и некоторых внешних помех.

Электронная печатная плата содержит микроконтроллер, который опрашивает рабочий и образцовый дроссели, измеряет время между приближениями магнита, рассчитывает частоту приближений и общее число приближений магнита, передает измеренные величины по цифровой линии связи. Кабель, выведенный через гермоввод содержит линии питания и цифрового канала связи с системой сбора данных геолого-технологических исследований, системы контроля, регулирования и управления технологическими процессами.

Датчик частоты перемещений магнитный поясняется следующими чертежами, где на фиг. 1 представлен датчик в разрезе; на фиг. 2 - внешний вид датчика.

Датчик частоты перемещения магнитный выполнен в взрывозащищенном исполнении и включает пластмассовый корпус 1, внутри которого вдоль продольной оси симметрии смонтирована электронная печатная плата 2. Возле торца наконечника корпуса 1, на плате 2 параллельно продольной оси корпуса 1 закреплен рабочий дроссель 3 с сердечником стержневого типа. На некотором расстоянии от него и перпендикулярно ему закреплен образцовый дроссель 4. Внутри наконечника корпуса 1 закреплен светодиод 5. Так же на плате 2 смонтирован микроконтроллер (на фиг. не показано). Датчик через гермоввод 6 связан кабелем 7 с внешней системой сбора (на фиг. не показано). На подвижном контролируемом объекте 8 закреплен источник 9 магнитного поля на основе постоянного магнита. Датчик снабжен кронштейном 10 для установки его на неподвижном элементе конструкции 11 (кожух или станина).

Датчик частоты перемещения магнитный работает следующим образом.

Принцип действия датчика частоты приближений магнита основан на свойстве рабочего дросселя 3 изменять индуктивность при приближении к нему постоянного магнита 9. Каждые 200 мкс в датчике сравнивается индуктивность двух дросселей: рабочего 3, расположенного в торце пластмассового корпуса 1, и образцового 4, удаленного от торца корпуса 1 на некоторое расстояние. По результату сравнения индуктивностей определяется состояния «присутствие» или «отсутствие» постоянного магнита 9 в зоне чувствительности датчика. Расстояние срабатывания зависит от габаритов магнита 9 и напряженности его магнитного поля.

Для проведения измерений датчик устанавливают с помощью кронштейна 10 и крепежных приспособлений 12 на корпусе 11 контролируемого механизма. Магнит 9 крепят за счет собственной силы притяжения на металлической части подвижного контролируемого объекта 8, частоту циклического движения которой необходимо измерять. Например, при установке магнита 9 на вал измеряется частота и количество оборотов этого вала, при установке магнита 9 на шток измеряются частота и количество возвратно-поступательных движений штока. Датчик срабатывает, когда магнит 9 приближается к торцу его пластмассового корпуса 1. При этом внутри пластмассового корпуса 1 загорается светодиод 5, позволяющий визуально контролировать работоспособность датчика.

Электронная схема электронной печатной платы 2 измеряет время между соседними срабатываниями, вычисляет частоту циклических движений и по запросам системы верхнего уровня передает ей результаты измерений по цифровой однопроводной линии связи (на фиг. не показано). Кроме частоты перемещений датчик подсчитывает и передает общее количество срабатываний, т.е. количество совершенных циклических движений (количество оборотов, ходов штока и т.п.) через кабель 7 связи для дистанционной передачи в систему сбора данных геолого-технологических исследований, системы контроля, регулирования и управления технологическими процессами.

В настоящее время датчик частоты перемещения магнитный прошел опытно-промышленные испытания и готовится его серийное производство для использования на буровых установках.

1. Датчик частоты перемещений магнитный, включающий источник магнитного поля на основе постоянного магнита, закрепленного на подвижном контролируемом объекте, и установленный в корпусе преобразователь магнитного поля, ось чувствительности которого параллельна продольной оси датчика, отличающийся тем, что преобразователь магнитного поля выполнен в виде рабочего дросселя с сердечником стержневого типа, установленного в наконечнике корпуса на электронной печатной плате, расположенной вдоль продольной оси корпуса, на некотором расстоянии от рабочего дросселя и перпендикулярно ему на электронной печатной плате закреплен образцовый дроссель для сравнения индуктивностей, по результатам сравнения измеренных величин определяют состояние присутствия или отсутствия постоянного магнита в зоне чувствительности наконечника корпуса.

2 Датчик по п. 1, отличающийся тем, что внутри наконечника корпуса закреплен светодиод для обеспечения визуального контроля за его работоспособностью.

3 Датчик по п. 1, отличающийся тем, что корпус датчика выполняют из пластмассы.

4 Датчик по п. 1, отличающийся тем, что электронная печатная плата содержит микроконтроллер для расчета частоты приближений и общего числа приближений магнита и для дальнейшей передачи измеренных величин от рабочего и образцового дросселей через гермоввод и по кабелю связи в систему сбора данных геолого-технологических исследований, систему контроля, регулирования и управления технологическими процессами.

5 Датчик по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен в взрывозащищенном исполнении.

Изобретение относится к средствам измерения скорости рельсовых транспортных средств. Устройство содержит генератор сигналов, вычислительный блок, три катушки индуктивности, размещенные над рельсовой линией в ряд на одинаковом расстоянии друг от друга, последовательно соединенные фазосдвигающая цепь, усилитель, сумматор, детектор и аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен со входом вычислительного блока, выход вычислительного блока является выходом устройства.

Способ (варианты) и система для корректировки скорости автомобиля // 2708801

Группа изобретений относится к вариантам способа и системе корректировки скорости автомобиля. Способ корректировки скорости автомобиля, в котором: корректируют рассчитанное значение скорости автомобиля в соответствии с распознаванием символов изображения с бортовой камеры автомобиля, причем изображение содержит внешний по отношению к автомобилю источник измерения скорости, и управляют выходной мощностью двигателя, приводящего автомобиль в движение, частично на основе разности между требуемой скоростью автомобиля и скорректированным рассчитанным значением скорости автомобиля для достижения требуемой скорости автомобиля.

Измеритель параметров движения составного транспорта и способ его работы // 2704632

Изобретение относится к измерительной технике. Способ заключается в том, что датчик вращения шестерни устанавливают в кожухе редуктора колесной пары так, чтобы ось его катушек индуктивности была расположена перпендикулярно линии зуба шестерни колёсной пары, для прохождения зуба шестерни в зоне чувствительности датчика вращения шестерни и поочередного изменения электрических параметров катушек индуктивности, которое преобразуют при помощи первого и второго каналов измерителя в прямоугольные импульсы, частота следования которых пропорциональна частоте вращения колесной пары.

Измеритель модуля скорости // 2696970

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики для определения скорости рельсового транспорта. Измеритель содержит тактовый генератор, делитель частоты, N-разрядный двоичный счетчик импульсов, три катушки индуктивности, расположенные в ряд на одинаковом расстоянии друг от друга, однополупериодный выпрямитель, элемент задержки, вычислительный модуль и элементы И.

Датчик положения // 2654371

Изобретение относится к области военной техники, в частности к датчикам положения (ДП) установленного оборудования, в том числе вооружения объектов типа БМП, БМД, БТР, танков и другой военной техники, такой как подъемно-мачтовые устройства, опорно-поворотные устройства, а также систем управления дистанционно управляемых модулей систем вооружения.

Способ и устройство для измерения скорости прокатываемого изделия // 2593050

Изобретение относится к прокатному производству. Технический результат - повышение точности измерения.

Способ определения характеристик движения объектов, а также чувствительные элементы датчика, в котором реализован такой способ // 2589938

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении характеристик движения объекта (скорости, ускорения). Способ предполагает применение включающего чувствительный элемент датчика с основной катушкой индуктивности.

Чувствительный элемент // 2582883

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении параметров вращательного движения. Устройство чувствительного элемента датчика параметров движения исследуемого объекта включает основную катушку индуктивности, при этом основная катушка выполнена плоской и/или пространственно-винтовой в виде многовитковой спирали, при этом она либо имеет крепежные элементы и/или узлы для ее жесткого крепления к упомянутому объекту или к корпусу, или к основанию, или к иному конструктивному элементу датчика, жестко с ним связанному, которые предполагается жестко крепить к такому объекту, либо жестко прикреплена как минимум к одному из упомянутых конструктивных элементов, или составляет с как минимум одним таким элементом одно целое, а соответствующий элемент в этом случае сам является частью упомянутого устройства, при этом основная катушка выполнена из материала, содержащего свободные носители заряда, тогда как ось основной катушки, проходящая через ее центр и перпендикулярная плоскости такой катушки, если она плоская, или совпадающая с ее осью, если она пространственная, и является осью, относительно которой рассматриваются упомянутые параметры, причем основная катушка выполнена с возможностью ее замыкания либо на измерительную электрическую цепь, либо самой на себя посредством электрической цепи замыкания, при том что измерительная электрическая цепь подключается к цепи замыкания или к ее фрагменту, или к ее элементу, либо основная катушка имеет сердечник, на котором располагается как минимум одна дополнительная катушка, которая соединена с измерительной электрической цепью, тогда как основная катушка замкнута сама на себя посредством изделия из материала, содержащего свободные носители заряда, или посредством электрической цепи замыкания.

Способ определения положения объекта из магнитного материала и устройство для его реализации // 2510888

Изобретение относится к области коммутационной техники, а именно к способам и устройствам, позволяющим определять положение объекта из магнитного материала, управлять постоянным магнитным полем в трех плоскостях. В способе определения положения объекта из магнитного материала, включающем использование корпуса из немагнитного материала, магнита, создающего постоянное магнитное поле хотя бы одного магнитоуправляемого элемента, расположенного хотя бы в одной плоскости, организацию взаимодействия между магнитоуправляемым элементом и магнитным полем хотя бы в одной плоскости, дополнительно создают в корпусе из немагнитного материала камеру с крышкой, последнюю наполняют демпфирующей жидкостью, а постоянный магнит выполняют в виде тела вращения с диаметральной намагниченностью и размещают в камере в свободном состоянии, способным вращаться хотя бы в одной плоскости, обеспечивают доступ объекта к корпусу в трех плоскостях, регистрируют изменение ориентации постоянного магнита хотя бы в одной плоскости, а тело вращения выполняют в виде шара либо в виде цилиндра, либо в виде диска, либо в виде кольца.

Датчик положения объекта // 2339957

Изобретение относится к области измерения параметров движения объектов и может быть применено для определения положения и скорости объекта, движущегося относительно основания. .

Способ непрерывной регистрации положения, профиля и скорости неподвижной поверхности пластины, подвергающейся деформации в результате ударно-волнового воздействия // 2775827

Изобретение относится к технике регистрации и исследования пространственно-временных параметров однократных быстропротекающих процессов (скоростное горение веществ, взрыв, высокоскоростное взаимодействие материалов, распространение ударных волн и т.п.). Способ непрерывной регистрации положения, профиля и скорости неподвижной поверхности пластины, подвергающейся деформации в результате ударно-волнового воздействия, заключающийся в том, что используют систему волноводных пьезоэлектрических датчиков с реактивными волноводами, выполненными на основе неньютоновской жидкости, установленных на исследуемой поверхности пластины вдоль линии перпендикулярно к источнику ударно-волнового воздействия, с жестко защемленными краями, а положение и скорость высокоскоростного воздействия в любой момент времени регистрации определяют путем анализа пластического деформирования пластины от ударно-волнового воздействия и сравнительного анализа градуировочных графиков с полученными осциллограммами волноводных пьезоэлектрических датчиков. Технический результат - расширение диапазона разнообразности геометрии и форм при регистрации волнового фронта давлений взрывов и электрических разрядов. 1 пр., 5 ил.