Концевой выключатель

 

О П И С А Н И Е 29330I

ИЗОЬРИтИНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

МПК Н 03k 17/80

Заявлено 20.II.1969 (№ 1307590/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15Л.1971. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 23.III.1971

Комитет ло делам иэобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.316.544.1(088.8) Авторы изобретения

Г. М. Авсеев, И. С. Боград, A. С. Волин и Н. А. Горский

Заявитель

1

КОНЦЕВОЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

I

Изобретение относится к области средств шахтной автоматики.

Известны бесконтактные концевые выключатели, содержащие источник питания, генератор импульсов, переключающее устройство и чувствительный элемент, выполненный в виде рамки-антенны и включенный в цепь колебательного контура либо обратной связи генератора. Однако такие выключатели не обеспечивают необходимой чувствительности, а значительные габариты чувствительного элемента затрудняют его установку в местах контроля.

Кроме того, на чувствительность этих выключателей влияют длина кабеля, соединяющего чувствительный элемент и электроннорелейный блок, и условия окружающей среды вследствие работы генератора в режиме. близком и срыву колебаний. Такой режим работы генератора делает выключатели непомехоустойчивыми. Устойчивый же режим работы генератора резко сникает чувствительность выключателей.

Предлагаемый выключатель отличается от известных тем, что чувствительный элемент выполнен в виде двух постоянных магнитов разной энергии, ориентированных разноименными полюсами один к другому, и магнитомодуляционного датчика продольного поля, установленного между магнитами параллельно осям их намагничивания так, что в зоне датчика обоих магнитов скомпенсированы.

Выходная обмотка датчика одним концом подключена ко входу переключающего устройства, а другим — к средней точке обмотки ком5 мутпрующсго напряжения генератора импульсов, которая через фазовый детектор также подключена ко входу переключающего устройства.

На чертеже представлена принципиальная

10 схема описываемого выключателя.

Выключатель состоит из источника питания

ИП, подключаемого к сети переменного тока, генератора импульсов Г с выходным транс15 форматором Тр, фазового детектора ФД, выходного переключающего устройства ПУ и чувствительного элемента, выполненного в виде магнптомодуляционного датчика ММД продольного поля, снабженного двумя по20 стояннымп магнитами 3II и М . Датчик ММД и магниты М и М заключены в немагнитный корпус, устанавливаемый у контролируемого объекта.

Магпитомодуляцпонный датчик выполнен

25 на двух полузопдах ПЗ, составляющих разомкнутый магнитопровод. На каждом полузонде намотана распределенная по его длине обмотка, соответственно OBI и ОВ.. Оба полузонда обхватывает выходная обмотка ВО, также рас30 IIpåäåëåíHàÿ по всей длине полузондов.

29330f

tg

Обмотки ОВ| и ОВ, включены дифференциально, т. е. последовательно н «стрсчпо, и явля10тся Ооыоткамп Возбу кде1!п5! датчика

ММД. Обмотка W> трансформатора Тр генератора Г питает обмотки ОВ! и ОВ2 переменным током такой амплитуды, что материал сердечников пол узопдов периодически довоjIIiTcsI до состояния, Олпзкого к магии ному насыщению.

Переменный ток, протекающ|!й ilo обмоткам возбуждения датчика ММД, в любой момент времени создает в сердечниках полузондов два одинаковых по вели пше, IIO противоположных по направлению магнитных поля, так как потоки в сердечниках направлены встречно. Указанное включение обмоток возбуждения необходимо для того, чтобы э.д.с. в измерительной (выходной) обмотке ВО была равна нулю при отсутствии постоянного магнитного поля, воздействующего па датчик.

Датчик ММД является датчиком продольного поля и измеряет (реализует) — составляющую вектора магнитного поля, которая параллельна его сердечникам (полузондам), но не реагирует на составляющую, перпендикулярную полузондам, так как проекция вектора напряженности, перпендикулярного продольной оси полузондов, на продольные оси сердечников равна нулю. При воздействии на датчик ММД постоянным магнитным полем так, что продольная составляющая вектора этого поля на продольную ось датчика отлична от нуля, последняя создает изменение магнитного поля каждого сердечника, под действием которого появляется дополнительное изменение в сердечниках магнитной индукции. В результате дополнительного изменения индукции в обмотке ВО индуктируется э.д.с. удвоенной частоты, фаза которой зависит от знака воздействующего постоянного поля. Величина э.д.с. удвоенной частоты в широких пределах изменяется прямо пропорционально величине проекции вектора поля на продольную ось датчика.

Постоянные магниты М! и М магнитомодуляционного датчика расположены по обе стороны на разных расстояниях от него таким образом, что пх осп намагничивания параллельны сердечникам полузондов. Кроме того, магниты сориентированы один к другому разноименными полюсах!и. Таким образом, продольные составляющие векторов напряженности обоих магнитов, воздействующие на датчик, в его сердечниках направлены встречно, т. е. датчик включен в магнитную цепь дифференциально. Так как оси намагничивания магнитов параллельны продольной оси датчика ММД, то продольное поле магнитов используется максимально.

Параметры магнитной системы выбраны таким образом, что при отсутствии внешних воздействующих ферромагнитных масс суммарный поток (напряженность) от продольных составляющих потока магнитов, замыкающий60

Если переключающее устройство имеет фазочувствительную схему, то, воздействуя той или иной полярностью магнита, укрепленного на контролируемом объекте, можно определить направление движения объекта. Кроме гого, если вместо переключающего устройства ся через полузонды датчика и воздушные пути, pal!en пулю.

Выходная обмотка датчика ММД включена одним концом на среднюю точку обмотки ОК коммутирующего напряжения трансформатора Тр, подключенной па фазовый детектор ФД, и друпв! концом соединена пепосредстве!|по со входом переключающего устройства ПУ, связанного с фазовым детектором ФД, т. е.

1р выходной сигнал магнптомодуляцпош|ого датчика, детектируясь при помощи фазового детектора ФД, поступает на вход переключа|ощего устройства ПУ. Конденсатор С сглаживает пульсации выпрямленного напряжения, 15 Фазовый детектор выполнен таким образом, что он пропускает только кратные второй га рмо||ике частоты и пе пропускает нечетные гармоники. Кроме того, он снабжен устройством установки нуля, при помощи которого можно дополнительно регулировать чувствительность выключателя. Применение фазового детектора кратных частот позволяет предъявлять менее жесткие требования к датчику ММД при его изготовлении, т. е. э.д.с. основной частоты на выходе обмотки ВО, которая может иметь место вследствие неидентичности магнитных свойств, отклонения геометрических параметроь полузондов и отклонения числа витков обмо-,ок возбуждения, не поступает íà вход переключающего устройства ПУ, что дает возможность выделять только полезный сигнал.

Магнитная энергия магнита М! намного меньше, чем магнита М, что дает возможность расположить магнит М! значительно ближе к датчику ММД, чем магнит М и, таким образом, влиять контролируемым объектом только на поле рассеяния магнита М .

Выключатель работает следующим образом.

При отсутствии внешнего воздействия фер4р ромагнитпой массы (или постоянного магнитного поля) на поток рассеяния магнита М2 выходной сигнал с обмотки ВО равен нулю.

При воздействии на ноток рассеяния магнита М (на выключатель) ферромагнитной мас4> сы контролируемого объекта или постоянного мап!ита, укрепленного на этом объекте (если необходимо иметь очень большие рабочие зазоры), на датчик ММД воздействует разность потоков обоих магнитов. Поскольку датчик очень чувствителен, то в выходной обмотке ВО появляется некоторая э.д.с., которая, детектируясь, поступает на вход переключающего устройства, которое срабатывает при определенных значениях выходного сигнала с оо мотки В О.

Таким образом, выключатель может работать как от ферромагнитных масс контролируемого об.ьекта, так и от воздействия внешнего постоянного поля.

293301

Предмет изобретения

Составитель В. Ягнятинский

Редактор А. Ю. Пейсоченко Техред A. А. Камышникова Корректор Г. С. Мухина

Изд. № 260 Заказ 601/2 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4ь5

Типография, ир. Сапунова, 2

ВКЛЮчить измерительный прибор, то выключатель может быть использован в качестве м агш кто мет р.

Такое выполнение выключателя позволяет повысить его чувствительность к ферромагнитш.!м массам, уменьшить габариты и исключить влияние длины соединительного кабеля па чувствительность.

Концевой выкл!Очатель, содержащий источник питания, генератор импульсов, переключающее устройство и чувствительный элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и умепьшеш!я габаритов, чувствительный элемент выполнен в виде двук

IIocxo IIII! магнитов разной энерпш, ориентированнык разноименными полюсами один к

5 другому, и магнитомодуляционного датчика продольного поля, устаиовлешюго между магнитами Ilap3ëëåëüíî осям и.; нямапи!чивания так, что В зоне датчика потоки Обои магнитов скомпенсированы, причем выходная обмот10 ка датчика одним концом подключена ко вкоду переключающего устройства, а друп!м — к средней точке обмотки коммутирующего напряжешгя генератора импульсов, которая через фазовьш детектор также подключена ко

15 взводу переключающего устройства.