Датчик наличия ферромагнитного объекта

мвтаитме-тех н,1Фмбяввее,М Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 11 771460 Фс(51) М. Кл, а 601 В 7/14 Гооударствеииый комитет Опубликовано 15.10.80. Бюллетень38Дата опубликования описания 25,10.80(53) УДК 621.317. .89.531.71 (088.8) по делам изобретеиий и открытий(7) Заявитель Институт физики металлов Уральского научного центра АН СССР(54) ДАТЧИК НАЛИЧИЯ ФЕРРОМАГНИТНОГО ОБЪЕКТА Изобретение относится к области электрических измерений неэлектрических величин и может быть использовано в системах контроля и автоматики, например, в качестве датчика наличия ферромагнитного объекта.Известно устройство, предназначенное для индикации наличия или перемещения контролируемого объекта, содержащее источник магнитного поля (например, постоянный магнит), перемещающийся вместе с измеряемым объектом, и один или несколько магнитоуправляемых контактов (герко О нов) 1 .Недостатком его является низкая помехоустойчивость, так как замыкание контактов геркона возможно под действием случайных магнитных помех. Наиболее близким к изобретению является датчик наличия ферромагнитного объекта, содержащий кольцевой магнит и геркон, размещенный на оси магнита. При изменении положения перемещающегося ферромагнитного объекта происходит изменение напряженности магнитного поля в зоне размещения геркона, в зависимости от величины которой геркон переходит из одного состояния в другое, т. е. контакты замыкаются или размыкаются 2.Недостатком известного датчика является неоднозначность индикации положения объекта, обусловленная малой величиной коэффициента возврата герконов, т, е, эффектом гистерезиса и выражающаяся в том, что появление объекта, перемещение которого контролируется, фиксируется при одном значении его расстояния до датчика, а исчезновение - при другом, значительно большем, Кроме того, возможно срабатывание геркона под действием случайных магнитных помех.Целью настоящего изобретения является повышение точности и надежности срабатывания.Цель достигается тем, что датчик снабжен нем агнитной трубкой, вставленной в отверстие магнита и предназначенной для размещения в ней геркона, и параллельным 1,С-контуром, включенным в цепь геркона, катушка индуктивности которого размещена на немагнитной трубке над герконом. Кроме того, датчик наличия снабжен катушкой настройки, установленной на немагнитной трубке у одного из полюсов магнита.31 о 2 о линии тп, проходящей через середину площади взаимного перекрытия контактов), то есть Ноп, (Н (Н где Н - напряженность поля на линии гпп, Нсрай - магнитодвижущая сила срабатывания геркона, Нотп: 2 магнитодвижущая сила отпускания. Так как контакты геркона находятся под воздействием поля магнита Н ( Нсра 5, то при отсутствии ферромагнитного объекта они разомкнуты.Для того, чтобы контакты замкнулись, зо нужно изменить Н на величину ЛН ( Л Н имеет тот же знак, что и Н) так, чтобы Н+ ЬН )Нс, . Дополнительное поле ЬН, которое вызывает срабатывание геркона, создается внесением ферромагнитного объекта.35Грубая установка геркона 3 производится посредством перемещения трубки 2, после чего она закрепляется. Более точная настройка осуществляется с помощью катушки На фиг. 1 показана конструкция датчика; на фиг. 2 - принципиальная схема его включения; на фиг. 3 - график изменения осевой составляющей напряженности магнитного поля в зависимости от расстояния до геркона. Датчик состоит из аксиально намагниченного кольцевого постоянного магнита 1, цемагнитной трубки 2, которая вставляется в отверстие магнита 1, геркона 3, жестко закрепленного в трубке 2 на оси магнита катушки 4 настройки, размещенной на трубке 2 и катушки индуктивности 1 контура 5, установленной на трубке непосредственно над герконом. Конденсатор С на фиг, 1 не показан. 1.С-контур включен в цепь геркона (в схеме на фиг. 2 не указано сопротивление К, служащее для ограничения тока при замыкании контактов геркона).Принцип работы датчика, поясняемый с помощью фиг. 3, состоит в следующем, Геркон 3 устанавливается неподвижно на оси кольцевого магнита 1 в интервале СД (положение геркона фиксируется по условной 4 настройки, закрепленной неподвижно, путем изменения величины тока в ней. Плавно меняя величину тока в катушке 4, а при необходимости и его направление, можно менять разрешающую способность датчика (чувствительность к расстоянию) в широких пределах.Появление ферромагнитного объекта вызывает замыкание контактной системы геркона. В результате происходит заряд конденсатора С. По окончании заряда ток протекает через катушку 1. контура 5, создаваемое им магнитное поле имеет соответствуюао 4 50 щую полярность и величину, достаточную для отпускания геркона, то есть Нор, + + /-Нр (Нот,т , фиг. 3. Величина магнитодвижущей силы НЬ, которую должна создавать катушка контура, может быть определена из этого соотношения. Знак (-) показывает, что поле катушки по направлению противоположно полю, создаваемому магнитом в зоне расположения геркона.Таким образом, импульс тока, возникающий в катушке 1 в момент замыкания геркона, вызывает его размыкание. После размыкания геркона происходит апериодический разряд конденсатора С через катушку 1. и, если к этому моменту ферромагнитного объекта уже нет, процесс в контуре 1.С на этом прекращается, геркон остается разомкнутым. Если ферромагнитный объект продолжает воздействовать, то обусловленное его присутствием изменение напряженности поля снова вызывает замыкание геркона, который, в свою очередь, обеспечивает возбуждение контура. Весь процесс в контуре повторяется. В результате, при наличии ферромагнитного объекта на выходе контура возникает серия импульсов, частота следований которых определяется параметрами контроля. После удаления объекта импульсы исчезают, геркон остается разомкнутым, Таким образом, повышается надежность и точность срабатывания геркона.формула изобретения1. Датчик наличия ферромагнитного объекта, содержащий кольцевой магнит и геркон, размещенный на оси магнита, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности срабатывания, он снабжен немагнитной трубкой, вставленной в отверстие магнита и предназначенной для размещения в ней геркона, и параллельным 1.С-контуром, включенным в цепь геркона, катушка индуктивности которого размещена на немагнитной трубке над герконом.2. Датчик, отличающийся тем, что он снабжен катушкой настройки, установленной на немагнитной трубке у одного из полюсов магнита.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР381874, кл, б 01 В 7/14, 1973,2. Авторское свидетельство СССР388194, кл. б 01 В 7/02, 1973.Составитель Т. Матюхина Редактор Т. Кузнецова Техред К. Шуфрич Корректор М. Демчик Заказ 6679/51 Тираж 801 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4