JPH02124424A - 変位検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はけ歪現象を用いて物体のＲ械的変位や液面の変
位などを検出する変位検出装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、物体の機械的変位や液面の変位などを検出する変
位検出装置としては差動変圧器やポテンン式メータ、静
電容量式変位検出器など種々のものが知られており、そ
の中でも磁歪現象を応用した変位検出器が特に線形性、
分解能に優れている。

この種の磁歪式変位検出装置として、米国特許第３，８
９８．５５５号公報に記載のように、円管状の磁歪綿の
中心に導線を挿通するとともに、磁歪綿の外側に移動可
能な永久ぢ２石を配置したものが知られている。そして
、導線に電流パルスを流すことにより永久磁石の近接す
る磁歪線の近接する部位で捩り歪を発生させ、この涙り
歪を磁歪線の一端部に設けた歪検出装置で電気信号に変
換し、捩り歪の化１時間を計測することにより永久磁石
に与えられる機械的変位を検出している。

〔発明が解決しようとする課題〕

Ｌ記の磁歪式変位検出装置を例えば液面検出のように装
置の一端を液中に浸漬して用いる場合、４６！ｌ 蔭ａの一端に電流パルス供給用導線を接続するとともに
、電流パルスのもどり線を磁歪線と平行に配線する必要
がある６よころが、十分な有効測定長を確保するために
６１１歪線を長くすると、もどり綿も長くしなければな
らず、磁歪線と干渉せずに配線するのは非常に難しい、
また、この種の変位検出装置は機械の内部や液中等の電
気的ノイズの存在する部位で用いられることが多く、こ
のような外部の電気的ノイズカ書荘歪線に加わると、検
出波形に乱れが出ることになり、精密な変位検出ができ
ないという問題もある。

そこで、本発明の目的は、上記の問題点を解消した変位
検出装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、磁歪線に電流パ
ルスを流し、磁歪線に沿って移動可能な永久磁石の近接
する磁歪線の部位で捩り歪を発生させ、！ｆｆ歪線の特
定部位までの捩り歪の伝播時間を計測することにより、
永久磁石に与えられる機械的変位を検出する変位検出装
置において、磁歪線の外周を非磁性でかつ導電性の筒体
で取り囲ろ、該筒体の内部に磁歪線を張力をもたせて保
持する一方、電流パルス供給用導線を磁歪線の一端部に
接続し、アース用導線を筒体の一端部に接続するととも
に、磁歪線の他端部を筒体の他端部に接続したことを特
徴とするものである。

（作用〕 磁歪線の外周を取り囲む磁歪線保護用の筒体を導電体で
構成すれば、電流パルスのもどり線を別に設けなくても
、筒体で兼用できる。また、もどり線はアースされるの
で、磁歪線を取り囲んでいる筒体がシールド８ｇ能を持
ち、外部の電気的ノイズが６ｆｔ歪線に加わるのを防止
でき、精密な変位検出が可能となる。なお、筒体を非磁
性体で構成したのは、筒体の外部に配置される永久磁石
の磁歪線に対する磁束を阻害しないようにするためであ
る。

〔実施例〕

第１図は本発明にかかる変位検出装置の具体例を示す。

図面において、磁歪綿ｌは非磁性で導電性の中筒７の中
に挿通され、この中筒７の両端部内部には中心を磁歪線
ｌが貫通するゴムなどの弾性体８が組み込まれている。

そして、磁歪線ｌに張力を持たせた後、中筒７の両端部
を圧縮して絞り部９を形成することにより、磁歪線Ｉと
弾性体８とを同時に押圧し、磁歪線ｌは中筒７の中に装
備される。

上記絞り部９では弾性体８が磁歪線１の外周に密着する
ので、磁歪線ｌの両端まで伝播した超音波が弾性体８で
効果的に吸収される。したがって、永久磁石２で生した
１戻り歪による超音波のみを、中筒７に形成した開口部
２５を経て歪検出装置４で検出することが可能となる。

磁歪線ｌの始端は電流パルス供給用導線１２に接続され
、後端は導線ｌＯによって中筒７の右端に電気的に接続
され、さらに中筒７の左端はアース用導線１１に接続さ
れている。そのため、多心ケーブル＋５により供給され
る電流パルスが磁歪線ｌに流れる。

磁歪線ｌを装備した中筒７は非磁性の外筒Ｉ７の中に挿
入され、この外筒１７と中筒７との間に形成される環状
空間に、例えばスポンジなどからなる振動吸収材２３が
配置されている。この振動吸収材２３は、外筒１７や、
外筒１７に溶接あるいは他の機械的方法で接合固定され
たケース２０などに作用する外部からの機械的な振動や
衝撃を吸収、減衰させ、不必要な外乱が歪検出装置４で
検出されないようにしている。

外筒１７の右端にはエンドキャップ１８が圧入もしくは
他の機械的方法で密封固定されており、例えば外筒１７
が液中にあっても、液体が外筒１７の内部に浸入するこ
となく、永久磁石２の位置を検出することが可能となる
。

ケース２０の左端にはケースカバーＩ９が挿入固定され
、このケースカバー１９を貫通して多心ケーブル１５が
ケース２０内に導入されている。多心ケーブル１５は磁
歪線ｌへの電流パルスの供給を行うとともに、歪検出装
置４の検出信号を導線１３．１４を介して取り出すこと
ができる。また、多心ケープル１５としてシールド線を
使用すれば、シールド導線１６をケース２０の内面に電
気的に接続し、ケース２０および外筒１７を磁歪線ｌお
よび歪検出装置４の電気的シールドとして使用すること
もできる。

上記構成の変位検出装置は、変位を検出すべき機械など
の固定部２４にケース２０のネジ部２１を挿入してナン
ド２２で締め付は固定し、機械などの可動部（図示せず
）に永久磁石２を固定すれば容易に設置でき、機械など
の可動部の変位を検出することができる。

なお、本発明において、外筒１７を省略し、中筒７で外
筒１７を兼用することも可能であるが、この場合には外
部の機械類等の漏れ電流等が中筒７に流れることがあり
、電流パルス以外の電流が磁歪線に流れることになる。

この場合には、誤差信号が歪検出装置４で検出されるこ
とになり、望ましくない。これに対し、上記のように内
筒７の外側を電気絶縁性の振動吸収材２３を介して外筒
１７で覆えば、外部の電流は外筒１７を流れるのみであ
り、内筒７は電気的に保護されるので、誤差信号が検出
されるおそれがない。

第２図は歪検出装置４の一例を示す。

左端に受信器の一例である圧電素子２７が接着されたプ
ローブ２６は磁歪線ｌに対し角度をもって接触しており
、コ字形の押え金具２９がゴム等の弾性体２日を介して
磁歪線ｌとプローブ２６との接触を保持している。そし
て、押え金具２９の左端部をネジ３０で締め付けること
により、磁歪線ｌとプローブ２６との接触をより確実な
ものとしている。

磁歪線１上の永久磁石２の近接する位１で生じた捩り歪
がプローブ２６と接触しているζイｌ歪線ｌの部分に到
達すれば、この捩り歪３１によってプローブ２６の軸方
向に歪３２が生じ、圧電素子２７の両極板に接続された
導線１３．１４間に歪３２の大きさに応じた電気信号が
得られる。このように、磁歪線ｌとプローブ２６とが角
度をもって点接触しているので、プローブ２Ｇの接触に
よる捩り歪の反射の影響を最少限にとどめることができ
、高精度の検出が可能である。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、磁歪線
の外周を取り囲む磁歪線保護用の筒体が電流パルスのも
どり線を兼用したので、もどり用導線を別途設ける必要
がなくなり、構造を簡素化でき、製造が容易となる。ま
た、磁歪線を取り囲んでいる筒体はアースされるので、
この筒体がシールド機能を持ち、外部の電気的ノイズが
磁歪線に加わるのを防止でき、精密な変位検出が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる変位検出装置の一実施例の断面
図、第２図はその歪検出装置の磁歪線の軸方向から見た
拡大断面図である。 ｌ・・・磁歪線、２・・・永久磁石、４・・・歪検出装
置、７・・・中筒（筒体）、１１・・・アース用導線、
１２・・・電流パルス供給用導線。 出　別　人　　三京貿易株式会社 代 理 人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 磁歪線に電流パルスを流し、磁歪線に沿って移動可能な
   永久磁石の近接する磁歪線の部位で捩り歪を発生させ、
   磁歪線の特定部位までの捩り歪の伝播時間を計測するこ
   とにより、永久磁石に与えられる機械的変位を検出する
   変位検出装置において、 磁歪線の外周を非磁性でかつ導電性の筒体で取り囲み、
   該筒体の内部に磁歪線を張力をもたせて保持する一方、
   電流パルス供給用導線を磁歪線の一端部に接続し、アー
   ス用導線を筒体の一端部に接続するとともに、磁歪線の
   他端部を筒体の他端部に接続したことを特徴とする変位
   検出装置。