專利名稱:一種磁致伸縮線性位移傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及傳感器領(lǐng)域,尤其涉及一種磁致伸縮線性位移傳感器。
背景技術(shù):
石油勘探開(kāi)發(fā)中井下測(cè)井儀器經(jīng)常需要測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的直線位移,傳統(tǒng)上使用拉 桿式位移傳感器,量程小,精度低,長(zhǎng)期使用磨損老化。磁致伸縮位移傳感器具有量程大,精 度高、非接觸、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。然而,現(xiàn)有磁致伸縮位移傳感器只有低溫產(chǎn)品,工作的環(huán)境溫度一般小于85°C,限 制了其在井下高溫環(huán)境使用。但目前井下儀器中使用的拉桿線性位移傳感器的量程及精度 都不如磁致伸縮位移傳感器
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種磁致伸縮線性位移傳感器,避免了以前 測(cè)井儀器測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體位移量程短,高溫性能差等問(wèn)題,提高儀器的可靠性。為了解決上述問(wèn)題,本實(shí)用新型提供了一種磁致伸縮線性位移傳感器,包括測(cè)桿、可沿所述測(cè)桿徑向移動(dòng)的磁環(huán)、安裝在所述測(cè)桿內(nèi),用于傳輸起始脈沖并在 所述磁環(huán)的位置上產(chǎn)生扭動(dòng)脈沖的磁致伸縮線;以及用于以固定的時(shí)間間隔向所述磁致伸縮線發(fā)出所述起始脈沖、接收所述扭動(dòng) 脈沖、并根據(jù)起始脈沖的發(fā)出時(shí)間和扭動(dòng)脈沖的返回時(shí)間計(jì)算所述磁環(huán)位移的電子倉(cāng)。進(jìn)一步地,所述電子倉(cāng)包括用于感知所述扭動(dòng)脈沖的信號(hào)采集電路;用于周期性產(chǎn)生所述起始脈沖發(fā)給所述磁致伸縮線的脈沖發(fā)生電路;用于將所述扭動(dòng)脈沖轉(zhuǎn)換成電流脈沖的轉(zhuǎn)換電路;用于根據(jù)發(fā)出所述起始脈沖和發(fā)出后收到所述扭動(dòng)脈沖之間的脈沖寬度計(jì)算所 述磁環(huán)位置及其位移的處理器。進(jìn)一步地,所述的磁致伸縮線性位移傳感器還包括磁屏蔽金屬罩,罩在所述信號(hào)采集電路所用印制板外。進(jìn)一步地,所述磁屏蔽金屬罩為圓筒形。進(jìn)一步地,所述測(cè)桿為不銹鋼管。進(jìn)一步地,所述磁致伸縮線為高溫波導(dǎo)絲。進(jìn)一步地,所述可移動(dòng)磁環(huán)中包括永久磁鐵。本實(shí)用新型的磁致伸縮線性位移傳感器能夠主動(dòng)對(duì)磁環(huán)位置進(jìn)行檢測(cè),量程大, 精度高,功耗低,抗干擾性能強(qiáng),而且可在高溫環(huán)境下可靠工作。在井下儀器中具有廣闊的 應(yīng)用前景。
圖1是實(shí)施例一的磁致伸縮線性位移傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。實(shí)施例一,一種磁致伸縮線性位移傳感器,如圖1所示,包括測(cè)桿1、可沿所述測(cè)桿徑向移動(dòng)的磁環(huán)3、安裝在所述測(cè)桿內(nèi),用于傳輸起始脈沖 并在所述磁環(huán)的位置上產(chǎn)生扭動(dòng)脈沖的磁致伸縮線2 ;以及用于以固定的時(shí)間間隔向所述磁致伸縮線2發(fā)出所述起始脈沖、接收所述扭 動(dòng)脈沖、并根據(jù)起始脈沖的發(fā)出時(shí)間和扭動(dòng)脈沖的返回時(shí)間計(jì)算所述磁環(huán)3位移的電子 倉(cāng)。所述起始脈沖傳輸時(shí)產(chǎn)生了一個(gè)沿所述磁致伸縮線2方向前進(jìn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),當(dāng)這 個(gè)磁場(chǎng)與所述磁環(huán)3的磁場(chǎng)5相遇時(shí)得到一扭矩脈沖磁場(chǎng)6,產(chǎn)生磁致伸縮效應(yīng),使所述磁 致伸縮線2發(fā)生扭動(dòng),產(chǎn)生扭動(dòng)脈沖(或稱回波脈沖)。本實(shí)施例中,所述測(cè)桿1可以但不限于為不銹鋼管。本實(shí)施例中,所述可移動(dòng)磁環(huán)3中可包括永久磁鐵。本實(shí)施例中,所述電子倉(cāng)具體可以包括用于感知所述扭動(dòng)脈沖的信號(hào)采集電路;用于周期性產(chǎn)生所述起始脈沖發(fā)給所述磁致伸縮線2的脈沖發(fā)生電路;用于將所述扭動(dòng)脈沖轉(zhuǎn)換成電流脈沖的轉(zhuǎn)換電路;用于根據(jù)發(fā)出所述起始脈沖和發(fā)出后收到所述扭動(dòng)脈沖之間的脈沖寬度計(jì)算所 述磁環(huán)3位置及其位移的處理器。所述磁致伸縮線性位移傳感器還包括一磁屏蔽金屬罩4,罩在所述信號(hào)采集電路 所用印制板外;該磁屏蔽金屬罩4可以但不限于為圓筒形。這樣一來(lái),可增強(qiáng)所述磁致伸縮線性位移傳感器的電子倉(cāng)對(duì)外界磁場(chǎng)的屏蔽效 果,極大地削弱了外界磁場(chǎng)對(duì)信號(hào)采集電路的影響,增強(qiáng)了磁致伸縮線性位移傳感器的磁 屏蔽效果。為提高傳感器的耐高溫性能,所述磁致伸縮線2使用高溫波導(dǎo)絲。同時(shí)電子倉(cāng)選 用高溫的電阻、電容及集成電路。當(dāng)然,本實(shí)用新型還可有其他多種實(shí)施例,在不背離本實(shí)用新型精神及其實(shí)質(zhì)的 情況下,熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本實(shí)用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形,但這些 相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種磁致伸縮線性位移傳感器,其特征在于,包括測(cè)桿、可沿所述測(cè)桿徑向移動(dòng)的磁環(huán)、安裝在所述測(cè)桿內(nèi),用于傳輸起始脈沖并在所述磁環(huán)的位置上產(chǎn)生扭動(dòng)脈沖的磁致伸縮線;以及用于以固定的時(shí)間間隔向所述磁致伸縮線發(fā)出所述起始脈沖、接收所述扭動(dòng)脈沖、并根據(jù)起始脈沖的發(fā)出時(shí)間和扭動(dòng)脈沖的返回時(shí)間計(jì)算所述磁環(huán)位移的電子倉(cāng)。
2.如權(quán)利要求1所述的磁致伸縮線性位移傳感器,其特征在于,所述電子倉(cāng)包括用于感知所述扭動(dòng)脈沖的信號(hào)采集電路;用于周期性產(chǎn)生所述起始脈沖發(fā)給所述磁致伸縮線的脈沖發(fā)生電路;用于將所述扭動(dòng)脈沖轉(zhuǎn)換成電流脈沖的轉(zhuǎn)換電路;用于根據(jù)發(fā)出所述起始脈沖和發(fā)出后收到所述扭動(dòng)脈沖之間的脈沖寬度計(jì)算所述磁 環(huán)位置及其位移的處理器。
3.如權(quán)利要求2所述的磁致伸縮線性位移傳感器,其特征在于,還包括磁屏蔽金屬罩,罩在所述信號(hào)采集電路所用印制板外。
4.如權(quán)利要求3所述的磁致伸縮線性位移傳感器,其特征在于所述磁屏蔽金屬罩為圓筒形。
5.如權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的磁致伸縮線性位移傳感器,其特征在于所述測(cè) 桿為不銹鋼管。
6.如權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的磁致伸縮線性位移傳感器,其特征在于所述磁 致伸縮線為高溫波導(dǎo)絲。
7.如權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的磁致伸縮線性位移傳感器,其特征在于所述可 移動(dòng)磁環(huán)中包括永久磁鐵。
專利摘要一種磁致伸縮線性位移傳感器,包括測(cè)桿、可沿所述測(cè)桿徑向移動(dòng)的磁環(huán)、安裝在所述測(cè)桿內(nèi),用于傳輸起始脈沖并在所述磁環(huán)的位置上產(chǎn)生扭動(dòng)脈沖的磁致伸縮線;以及用于以固定的時(shí)間間隔向所述磁致伸縮線發(fā)出所述起始脈沖、接收所述扭動(dòng)脈沖、并根據(jù)起始脈沖的發(fā)出時(shí)間和扭動(dòng)脈沖的返回時(shí)間計(jì)算所述磁環(huán)位移的電子倉(cāng)。本新型避免了以前測(cè)井儀器測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體位移量程短,高溫性能差等問(wèn)題,提高儀器的可靠性。
文檔編號(hào)G01B7/02GK201672904SQ20102021420
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月25日
發(fā)明者劉暢, 李小邦, 王會(huì)彬, 聶志強(qiáng), 趙坤 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司;中海油田服務(wù)股份有限公司