用于井下測井儀器的高精度感應(yīng)式電位器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電位器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于井下測井儀器的高精度感應(yīng)式電位器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電位器在石油和天然氣開采行業(yè)一直被廣泛應(yīng)用，原有勘探儀器多采用拉桿式電位器作為測量傳感器應(yīng)用，眾所周知拉桿式電位器輸出為階梯式折線，存在階梯誤差，耐磨性差且易受溫度影響，測量精度以無法勝任現(xiàn)有儀器對高精度的要求，同時過去鉆探作業(yè)最高在150度至175度的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，然而，隨著行業(yè)鉆探深度的加深，地下井溫度已經(jīng)超過200度，其現(xiàn)有拉桿電位器已無法勝任高溫要求;可以用來測量物體的伸長度、震動頻率、振幅、物體厚薄程度和膨脹度等精確數(shù)據(jù)。由于拉桿電位器具有眾多值得稱道的優(yōu)勢和特點，以至于在傳統(tǒng)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用;但因其受溫度及結(jié)構(gòu)的限制，在高溫石油行業(yè)應(yīng)用甚少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)合理，精度高，耐溫效果好，能提高傳感器的靈敏度，改善傳感器的線性度、增大傳感器線性范圍的用于井下測井儀器的高精度感應(yīng)式電位器。
[0004]其技術(shù)方案是:用于井下測井儀器的高精度感應(yīng)式電位器，包括線圈骨架，所述線圈骨架內(nèi)設(shè)有滑槽，所述線圈骨架上均勻繞有用作勵磁的初級線圈，所述初級線圈的兩側(cè)分別繞有第一次級線圈和第二次級線圈，所述初級線圈與第一次級線圈和第二次級線圈分別按相應(yīng)的比例同軸繞制;所述線圈骨架的滑槽內(nèi)同軸裝有在滑槽內(nèi)移動的銜鐵;所述銜鐵的端部螺紋連接有測量桿，所述第一次級線圈和第二次級線圈的外側(cè)套有屏蔽保護(hù)罩，所述屏蔽保護(hù)罩的兩端分別與線圈骨架的兩端連接。
[0005]所述第一次級線圈和第二次級線圈反串相接且電壓極性相反設(shè)置。
[0006]所述銜鐵為鐵鋁合金銜鐵;所述線圈表面渡有抗氧化絕緣層。
[0007]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有以下優(yōu)點:通過將兩個線圈反串相接、兩個次級線圈的電壓極性相反，LVDT輸出的電壓是兩個次級線圈的電壓之差，這個輸出的電壓值與鐵芯的位移量成線性關(guān)系，能提高傳感器的靈敏度，改善傳感器的線性度、增大傳感器的線性范圍，通過這種結(jié)構(gòu)可耐210°C的高溫，保證了在高溫下的高絕緣性。
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型一種實施例的結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0009]圖2是本實用新型的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0010]參照圖1，用于井下測井儀器的高精度感應(yīng)式電位器，包括線圈骨架7，所述線圈骨架7內(nèi)設(shè)有滑槽8，所述線圈骨架7上均勻繞有用作勵磁的初級線圈6，所述初級線圈6的兩側(cè)分別繞有第一次級線圈4和第二次級線圈5，所述初級線圈6與第一次級線圈4和第二次級線圈5分別按相應(yīng)的比例同軸繞制;所述線圈骨架7的滑槽8內(nèi)同軸裝有在滑槽8內(nèi)移動的銜鐵3;所述銜鐵3的端部螺紋連接有測量桿2，所述第一次級線圈4和第二次級線圈5的外側(cè)套有屏蔽保護(hù)罩1，所述屏蔽保護(hù)罩1的兩端分別與線圈骨架7的兩端連接。即在線圈骨架7上均勾繞制一個初級線圈6作勵磁，在初級線圈6兩側(cè)分別繞制次級線圈4與次級線圈5，初級線圈6與第一次級線圈4和第二次級線圈5均按相應(yīng)比例同軸繞制;在線圈骨架7的滑槽內(nèi)同軸裝有可自由移動的銜鐵3;銜鐵3上端與測量桿2螺紋連接，通過測量桿2與可移動物體連接，帶動銜鐵3做直線運動。第一次級線圈4和第二次級線圈5的外側(cè)套有屏蔽保護(hù)罩1，屏蔽保護(hù)罩1的兩端分別與線圈骨架7的兩端連接，起到保護(hù)、屏蔽作用。
[0011]所述第一次級線圈4和第二次級線圈5反串相接且電壓極性相反設(shè)置。這樣輸出的電壓是第一次級線圈4和第二次級線圈5的電壓之差，這個輸出的電壓值與銜鐵3的位移量成線性關(guān)系。
[0012]所述銜鐵3為鐵鋁合金銜鐵;所述線圈表面渡有抗氧化絕緣層。銜鐵3是由相對高導(dǎo)磁率配方的鐵鋁合金制作的，保證導(dǎo)磁率均勻分布;線圈繞至漆包線表面絕緣層采用的是耐高溫氧化絕緣層，可耐210°C的高溫，保證了線圈在高溫下的高絕緣性，防止高溫?fù)p壞本實用新型所述傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
[0013]工作原理:
[0014]如圖2所示，工作時，通過穩(wěn)壓電路對正弦波發(fā)生器進(jìn)行穩(wěn)壓供電，通過正弦波發(fā)生器為初級線圈提供恒定的幅度及頻率，在初級線圈形成初級激勵信號，激勵信號經(jīng)銜鐵3后在第一次級線圈4和第二次級線圈5形成感應(yīng)電動勢，第一次級線圈4和第二次級線圈5為反串連接，所以信號調(diào)節(jié)器通過計算第一次級線圈4和第二次級線圈5的相位可以得到銜鐵3的移動方向及位置。所得位置信號經(jīng)信號放大后輸出的上級電路，其中放大器通過零和量程設(shè)置。
[0015]具體為:當(dāng)銜鐵3處于中間位置時，初級線圈6通入交流電流后會產(chǎn)生一個左右對稱的沿軸向分布的交變磁場，交變磁場在兩個對稱放置的第一次級線圈4和第二次級線圈5上會產(chǎn)生相等的感應(yīng)電動勢，當(dāng)銜鐵3位置移后，銜鐵3在初級交變磁場的激勵下，產(chǎn)生沿銜鐵3中心軸分布并與銜鐵3對稱的交變磁場，這樣線圈中心軸上的感應(yīng)強(qiáng)度就變成銜鐵位置的軸向分布函數(shù)，于是第一次級線圈4和第二次級線圈5的感應(yīng)電動勢ESI與ES2也就成為銜鐵3位置函數(shù)，設(shè)計時將第一次級線圈4和第二次級線圈5反串相接、由于第一次級線圈4和第二次級線圈5的電壓極性相反，因此輸出的電壓是第一次級線圈4和第二次級線圈5的電壓之差，既ES=ES1-ES2，這個輸出的電壓值與銜鐵3的位移量成線性關(guān)系。
【主權(quán)項】
1.用于井下測井儀器的高精度感應(yīng)式電位器，包括線圈骨架，所述線圈骨架內(nèi)設(shè)有滑槽，其特征在于:所述線圈骨架上均勻繞有用作勵磁的初級線圈，所述初級線圈的兩側(cè)分別繞有第一次級線圈和第二次級線圈，所述初級線圈與第一次級線圈和第二次級線圈分別按相應(yīng)的比例同軸繞制;所述線圈骨架的滑槽內(nèi)同軸裝有在滑槽內(nèi)移動的銜鐵;所述銜鐵的端部螺紋連接有測量桿，所述第一次級線圈和第二次級線圈的外側(cè)套有屏蔽保護(hù)罩，所述屏蔽保護(hù)罩的兩端分別與線圈骨架的兩端連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于井下測井儀器的高精度感應(yīng)式電位器，其特征在于:所述第一次級線圈和第二次級線圈反串相接且電壓極性相反設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于井下測井儀器的高精度感應(yīng)式電位器，其特征在于:所述銜鐵為鐵鋁合金銜鐵;所述線圈表面渡有抗氧化絕緣層。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于井下測井儀器的高精度感應(yīng)式電位器，包括線圈骨架，所述線圈骨架內(nèi)設(shè)有滑槽，線圈骨架上均勻繞有用作勵磁的初級線圈，初級線圈的兩側(cè)分別繞有第一次級線圈和第二次級線圈，初級線圈與第一次級線圈和第二次級線圈分別按相應(yīng)的比例同軸繞制；線圈骨架的滑槽內(nèi)同軸裝有在滑槽內(nèi)移動的銜鐵；銜鐵的端部螺紋連接有測量桿，第一次級線圈和第二次級線圈的外側(cè)套有屏蔽保護(hù)罩，屏蔽保護(hù)罩的兩端分別與線圈骨架的兩端連接。本實用新型結(jié)構(gòu)合理，精度高，耐溫效果好，能提高傳感器的靈敏度，改善傳感器的線性度、增大傳感器線性范圍。
【IPC分類】H01C10/14
【公開號】CN205104315
【申請?zhí)枴緾N201520870873
【發(fā)明人】李良生
【申請人】東營儀錦能源科技有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月4日