PL173514B1 - Czujnik o stałym polu magnetycznym do pomiaru wychyleń liny - Google Patents

Abstract

1. Czujnik o stalym polu magnetycznym do pomiaru wychylen liny zawierajacy umo- cowana czesc i ruchoma czesc, znamienny tym, ze ruchoma czesc, która jest zamocowa- na do liny zawiera wieniec (8) trwalych mag- nesów (3) ulozonych promieniowo pomie- dzy wewnetrznym magnetycznym pierscie- niem (4), przy czym zamocowana czesc jest uksztaltowana przez pomiarowe elementy (6, 7) zamocowane do wspornika (5), który okresla pomiarowa przestrzen (10), w której przemieszcza sie wieniec. FIG. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest czujnik o stałym polu magnetycznym do pomiaru wychyleń liny żurawia, suwnicy, itp.

Czujniki obecnie używane do pomiaru wychyleń lin nośnych są wykonywane według technologii stykowej i stanowią zespół posiadający jeden czujnik lub kilka czujników albo przyrządy umiejscowione bezpośrednio na linie lub na podnoszonym ładunku. Wymaga to elementu łączącego między przyrządem a elementem wskazującym lub między czujnikiem a przyrządem. Element łączący jest narażony na uszkodzenia i wymaga konserwacji. Czujnik w takim układzie jest trudny do przemieszczania i daje tylko pomiary jednokierunkowe.

Dla rozwiązania tych problemów proponuje się użycie czujników o stałym polu magnetycznym, które do chwili obecnej mogły być stosowane tylko na linach nieruchomych.

Aby czujniki o stałym polu magnetycznym, których przestrzeń powietrzna obejmuje linę ruchomą, dały niezawodne wyniki pomiaru, bez oddziaływania zjawiska histerezy, trzeba było zmodyfikować ich koncepcję.

Czujnik o stałym polu magnetycznym do pomiaru wychyleń liny zawierający umocowaną część i ruchomą część, charakteryzuje się tym, że ruchoma część, która jest zamocowana do liny zawiera wieniec trwałych magnesów ułożonych promieniowo pomiędzy wewnętrznym magnetycznym pierścieniem, przy czym zamocowana część jest ukształtowana przez pomiarowe elementy zamocowane do wspornika, który określa pomiarową przestrzeń, w której przemieszcza się wieniec.

Korzystnym jest, że czujnik zawiera koncentratory umieszczone na wsporniku.

Korzystnym jest także, że czujnik zawiera oddzielne magnesy rozmieszczone na dwóch pomiarowych osiach x i y.

173 514

Korzystnym jest również, że pomiarowymi elementami są czujniki z efektem Halla.

Ponadto korzystnym jest, że pomiarowymi elementami są elementy magnetooporowe.

Następną korzyścią jest to, że pomiarowymi elementami są czujniki ultradźwiękowe.

Kolejną korzyścią jest to, że pomiarowymi elementami są bezpośrednie elementy pomiarowe.

Dalszą korzyścią jest to, że pomiarowymi elementami są pary różnicowych termoelementów (Ca-Cb).

Przedmiot zgłoszenia jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok z boku pierwszego przykładu wykonania czujnika, fig. 2 - widok z góry pierwszego przykładu wykonania czujnika, fig. 3 - widok z boku drugiego przykładu wykonania czujnika, a fig. 4 - widok z góry czujnika z fig. 3.

Na fig. 1 i 2 przedstawiony jest czujnik 9 o stałym polu magnetycznym zainstalowany na linie 1, w którym dokonuje się pomiaru wychylenia. Czujnik 9 składa się z czterech stałych magnesów 3 rozmieszczonych promieniowo między wewnętrznym pierścieniem 2 magnetycznym a zewnętrznym pierścieniem 4 magnetycznym. Wewnętrzny pierścień 2 magnetyczny jest zamocowany na linie 1, a zespół pierścieni 2, 4 - magnesy 3 tworzy wieniec 8, który przesuwa się z liną.

Czujnik 9 posiada poza tym część stalą tworzącą element pomiaru 6 lub 7, zamocowane w elementach na wsporniku 5. Elementy 6 i 7 są nieferromagnetyczne i tworzą na przykład listwy rozmieszczone na kwadracie wokół wieńca 8, ograniczając w ten sposób przestrzeń pomiaru 10, w której przemieszcza się wieniec 8.

Można stosować czujniki proste do pomiarów prostych, jak na przykład czujnik C umieszczony na płaszczyźnie YZ i reagujący na ruch w kierunku X lub czujnik P umieszczony na płaszczyźnie XZ i reagujący na ruch w kierunku Y, lub stosować czujniki różnicowe jak termoelement Ca-Cb reagujący na ruch w kierunku Y, w układzie współrzędnych prostokątnych XYZ, gdzie XY przedstawia płaszczyznę ruchu liny, a oś Z rezultaty pomiaru.

Elementami pomiarowymi mogą być czujniki z efektem Halla, czujniki magnetyczno-oporowe, indukcyjne, ultradźwiękowe lub inne.

Figury 3 i 4 przedstawiają inny przykład wykonania czujnika według wynalazku.

W tym przykładzie występują te same elementy co poprzednio, ale jeszcze dodatkowo elementy koncentratorów magnetycznych 11 umieszczone na wsporniku 5 i zastosowane razem z elementami 6 pomiaru prostego lub elementami 7 pomiaru różnicowego stanowiącymi czujniki z efektem Halla.

Elementy 11 koncentratorów są zrobione z materiałów o małej ściśliwości na przykład z ARMCO (R) lub z (PERMALLOY (R), co pozwolą zmniejszyć odwrotne pól na X i Y.

Dla elementów pomiaru tworzących czujniki z efektem Halla, można zbadać zmiany indukcji magnetycznej wewnątrz czujników z efektem Halla za pomocą gausomierzy klasycznych. Zmiany będą spowodowane przemieszczaniem się liny 1 i wieńca 8.

Dla elementów pomiaru innego typu używa się odpowiedniego przyrządu pomiarowego.

Można także przyjmować sygnały odbierane na elementach 6 pomiarowych sposobami informatycznymi.

Korzyści i zalety wynalazku są znaczne i liczne, a zwłaszcza uproszczenie wykonania realizacji, łatwość wykonania i zmiany usytuowania na linie, zastosowanie elementów pomiaru stałych tam, gdzie brak połączenia ruchomego z przyrządami pomiaru, nieograniczona trwałość i rzadkie konserwacje, brak oddziaływania zjawiska histerezy na wartości pomiarów, słabe oddziaływanie sygnałów pochodzących z kierunku X na te pochodzące z kierunku Y i odwrotnie, możliwość zmieniania liczby i rozmieszczenia magnesów wieńca w stosunku do odnośnych osi.

173 514

FtG. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Czujnik o stałym polu magnetycznym do pomiaru wychyleń liny zawierający umocowaną część i ruchomą część, znamienny tym, że ruchoma część, która jest zamocowana do liny zawiera wieniec (8) trwałych magnesów (3) ułożonych promieniowo pomiędzy wewnętrznym magnetycznym pierścieniem (4), przy czym zamocowana część jest ukształtowana przez pomiarowe elementy (6, 7) zamocowane do wspornika (5), który określa pomiarową przestrzeń (10), w której przemieszcza się wieniec.
2. 2. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera koncentratory (11) umieszczone na wsporniku (5).
3. 3. Czujnik według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zawiera oddzielne magnesy rozmieszczone na dwóch pomiarowych osiach x i y.
4. 4. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiarowymi elementami (6, 7) są czujniki z efektem Halla.
5. 5. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiarowymi elementami (6, 7) są elementy magnetooporowe.
6. 6. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiarowymi elementami (6, 7) są czujniki ultradźwiękowe.
7. 7. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiarowymi elementami (6, 7) są bezpośrednie elementy pomiarowe (6).
8. 8. Czujnik według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiarowymi elementami (7) są pary różnicowych termoelementów (Ca-Cb).