CN104251657A - 一种位移传感器 - Google Patents

Abstract

本发明揭露了一种位移传感器，至少包括：外壳，电路板，波导管，导线，磁环和钢管；所述外壳外部包括外壳前端的端盖和壳体，内部包括端盖密封圈，壳体密封圈，卡环，橡胶密封圈，哑铃型壳体密封圈等装备，利用铆合端盖凸缘与壳体凹槽及加装密封圈制成密封式位移传感器的外壳，用以装载并保护内部P C B板。本发明可解决目前位移传感器的外壳制作复杂，生产工艺要求高，成本昂贵，等等问题，达到提高保护和安全性能，降低成本，大批量生产的目的。

Description

一种位移传感器

技术领域

本发明涉及检测技术领域，特别涉及利用磁致伸缩原理的一种位移传感器。 

背景技术

磁致伸缩位移(液位)传感器，通过内部非接触式的测控技术精确地检测活动磁环的绝对位置来测量被检测产品的实际位移值的；该传感器的高精度和高可靠性已被广泛应用于成千上万的实际案例中。 

磁致伸缩位移传感器，是利用磁致伸缩原理、通过两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置的。测量元件是一根波导管，波导管内的敏感元件由特殊的磁致伸缩材料制成的。测量过程是由传感器的电子室内产生电流脉冲，该电流脉冲在波导管内传输，从而在波导管外产生一个圆周磁场，当该磁场和套在波导管上作为位置变化的活动磁环产生的磁场相交时，由于磁致伸缩的作用，波导管内会产生一个应变机械波脉冲信号，这个应变机械波脉冲信号以固定的声音速度传输，并很快被电子室所检测到。由于这个应变机械波脉冲信号在波导管内的传输时间和活动磁环与电子室之间的距离成正比，通过测量时间，就可以高度精确地确定这个距离。由于输出信号是一个真正的绝对值，而不是比例的或放大处理的信号，所以不存在信号漂移或变值的情况，更无需定期重标。 

由于作为确定位置的活动磁环和敏感元件并无直接接触，因此传感器可应用在极恶劣的工业环境中，不易受油渍、溶液、尘埃或其它污染的影响。此外，传感器采用了高科技材料和先进的电子处理技术，因而它能应用在高温、高压和高振荡的环境中。传感器输出信号为绝对位移值，即使电源中断、重接，数据也不会丢失，更无须重新归零。由于敏感元件是非接触的，就算不断重复检测，也不会对传感器造成任何磨损，可以大大地提高检测的可靠性和使用寿命。 

为了实现磁致伸缩传感器能在极端恶劣的工业环境中应用，免受油渍、溶液、尘埃或其它污染的影响，令敏感元器件非接触测量，对传感器的电子室，即外 壳的构造提出了较高要求。 

在现有技术的制造过程中，通常采用预先置入电路板等电子设备，然后用焊接的方式实现外壳密封。但该位移传感器的缺点是在制造过程中焊接成本较高，焊接工艺复杂，且一旦密封便无法重新打开更换或维修电路板，效率低下，成本昂贵，不适合大规模生产。 

发明内容

本发明目的是提供一种位移传感器，制造工艺简单，便于加工组装和装配，降低生产成本，提高生产效率，适合大规模生产。 

根据本发明，一种位移传感器，其包括：外壳，电路板，波导管，导线，磁环和钢管；所述电路板置于外壳内，设有测量电路与波导管连接；所述波导管置于钢管内，其轴线平行于钢管的中心轴线，与导线连接于测量电路，形成回路；所述磁环置于钢管外侧，可以沿钢管滑动； 

所述外壳外部包括外壳前端的端盖和后端的壳体； 

所述外壳前端的端盖，所述端盖外壁设有第一外凸缘，第二外凸缘，第三外凸缘，第四外凸缘和第五外凸缘；第一外凸缘与第二外凸缘之间形成第一凹槽，所述凹槽中装有端盖密封圈；所述端盖内壁设有第一内凸缘，第二内凸缘，第三平面；所述第一内凸缘与第二内凸缘垂直设有第一组卡槽与第二组卡槽；所述端盖前端与第三平面之间设有中孔；所述中孔可供信号传输线穿过，外接信号输出装置。 

所述壳***于外壳后端，所述壳体外壁设有第六外凸缘，第七外凸缘和第八外凸缘，所述第六外凸缘与第七外凸缘间形成第二凹槽，所述第七外凸缘与第八外凸缘间形成第三凹槽，所述第三凹槽间设有密封圈；所述壳体内壁设有第四内凸缘，第五内凸缘，第六内凸缘，第七内凸缘，和第八内凸缘；所述第四内凸缘与第五内凸缘形成第四凹槽，所 述第四凹槽用以安装卡环；所述第六内凸缘装有主体密封圈；所述第八内凸缘装有橡胶密封圈；所述壳体后端设有中孔；所述壳体与钢管连接并通过中孔接通； 

端盖与壳体间设置卡环； 

所述钢管穿过磁环，磁环可在钢管上来回滑动。 

进一步的，所述位移传感器的外壳端盖的第一组卡槽(e1，e2)间的距离与第一P C B板的宽度相等，第二组卡槽间的距离(d1，d2)与第二P C B板的宽度相等。 

进一步的，所述外壳端盖第一外凸缘直径等于所述壳体第六内凸缘直径。 

进一步的，所述壳体密封圈直径等于第六内凸缘直径。 

进一步的，所述第三凹槽中设有的密封圈为哑铃型密封圈。 

进一步的，所述卡环为开口型。 

进一步的，所述第五内凸缘为0-45°倒角。 

进一步的，所述波导丝与导线套设于波导管内。 

进一步的，所述钢管前端与壳体连接，所述钢管末端封闭。 

进一步的，所述波导管末端设有阻尼器。 

本发明由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明设计后不仅可以提高产品加工与装配组装的便捷，而且增加了产品的安全性，同时这种设备成本很低，很适合大规模生产，最重要的是它还可以在有限的液压缸体内便于放置。 

附图说明

图1根据本发明实施例的一种位移传感器的立体分解图 

图2根据本发明实施例的一种位移传感器的剖视图 

图3根据本发明实施例的端盖的剖视图 

图4根据本发明实施例的端盖的左视图 

图5根据本发明实施例的壳体的剖视图 

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以理解本发明，并不用于限定本发明。 

结合本发明的内容提供一下实施例： 

如图1所示，一种位移传感器，其包括：外壳，电路板(3e，3d)，波导管(13)，波导丝(12)，导线(11)，磁环(9)和钢管(10)；所述电路板(3e，3d)置于外壳内，设有测量电路与波导丝(12)连接；所述波导丝(12)与铜丝(11)连接形成回路置于波导管(13)内，所述波导管(13)置于钢管(10)内，所述波导管(10)轴线平行于钢管(10)的中心轴线；所述磁环(9)置于钢管(10)外侧，可以沿钢管滑动； 

所述外壳外部包括外壳前端的端盖(1)和后端的壳体(7)； 

如图3所示，位于外壳前端的端盖(1)，所述端盖(1)外壁设有第一外凸缘(a1)，第二外凸缘(a2)，第三外凸缘(a3)，第四外凸缘(a4)和第五外凸缘(a5)；第一外凸缘(a2)与第二外凸缘(a2)之间形成第一凹槽(c1)，所述凹槽(c1)中装有端盖密封圈(2)；所述端盖内壁设有第一内凸缘(b1)，第二内凸缘(b2)，第三平面(b3)；所述第一内凸缘(b1)与第二内凸缘(b2)垂直设有第一组卡槽(e1，e2)与第二组卡槽(d1，d2)；所述端盖(1)前端与第三平面(b3)之间设有中孔(14)。 

所述中孔(14)可供信号传输线穿过，外接信号输出装置。 

端盖(1)与壳体(7)间设置卡环(5)； 

如图5所示，壳体(7)外壁设有第六外凸缘(a6)，第七外凸缘(a7)和第八外凸缘(a8)，所述第六外凸缘(a6)与第七外凸缘(a7)间形成第二凹槽(c2)，所述第七外凸缘(a7)与第八外凸缘(a8)间形成第三凹槽(c3)，所述第三凹槽间设有密封圈(8)；所述壳体(7)内壁设有第四内凸缘(b4)，第五内凸缘(b5)，第六内凸缘(b6)，第七内凸缘(b7)和第八内凸缘(b8)；所述第四内凸缘(a4)与第五内凸缘(a5)形成第四凹槽(c4)，所述第四凹槽(c4)用以安装卡环(5)；所述第六内凸缘(b6)装有主体密封圈(4)；所述第八内凸缘(b8)装有橡胶密封图(6)；所述壳体(7)后端设有中孔(15)，可供波导管穿过；所述壳体(7)与钢管(10)连接并接通。 

所述钢管(10)穿过磁环(9)，磁环(9)可在钢管(10)上来回滑动。 

进一步的，所述第一组卡槽(e1，e2)间的距离与P C B板(3e)的宽度相等， 

第二组卡槽间的距离(d1，d2)与P C B板(3d)的宽度相等。 

进一步的，所述端盖第一外凸缘(a1)直径等于所述壳体(7)第六内凸缘(b6)直径。 

进一步的，所述主体密封圈(4)直径等于第六内凸缘(b6)直径。 

进一步的，所述第三凹槽(c3)中设有的密封圈(8)为哑铃型密封圈。 

进一步的，所述卡环(5)为开口型。 

进一步的，所述第五内凸缘(b5)为0-45°倒角。 

进一步的，所述波导丝(12)与导线(11)套设于波导管(13)内。 

进一步的，所述钢管(10)前端与壳体(7)密封连接，所述钢管末端密封。 进一步的，所述波导管末端设有阻尼器(16)。 

本发明实施例中，所述测量电路为现有技术。 

本发明外壳的安装过程如下： 

首先将端盖密封圈置入第一凹槽，将PCB板上信号输出线穿过端盖前端中孔，波导管中装有波导丝与导线与PCB板上的测量电路连接，PCB板置入端盖卡槽，灌胶密封前端中孔；其次将橡胶密封圈置入壳体，壳体密封圈沿倒角置入壳体；然后将端盖置入壳体，将卡环置入壳体；最后将哑铃型密封圈置入凹槽C3，磁环套设于钢管外侧。所述信号输出线可以为高防护型电线，通过煤安认证的输出线等，未在图中明示。 

本发明实施例测量过程如下： 

物***移时，将被测物与磁环连接，被测物移动时沿钢管的轴向移动，随着磁环的移动，波导管周围的磁场发生变化，测量电路通过波导管周围的磁场变化感应出磁铁位置，并通过计算磁铁的位移计算出被测物的位移。 

本发明提供的位移传感器的外壳有双重O型密封圈密封，端盖通过卡环挡圈紧固，壳体外部通过哑铃型密封圈进一步密封，可以提高传感器整体的防护等级和密封性能，增加产品的安全型，适应恶劣的工作环境，同时本位移传感器的外壳可以提高产品加工与装配组装的便捷，降低成本很低，适合大规模生产。 

应当理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明的保护范围。对本领域普通技术人员来说，根据上述说明所作的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种位移传感器，其包括：外壳，电路板，波导管，导线，磁环和钢管；所述电路板置于外壳内，设有测量电路与波导管连接；所述波导管置于钢管内，其轴线平行于钢管的中心轴线，与导线连接于测量电路，形成回路；所述磁环置于钢管外侧，可以沿钢管滑动；

其特征在于：

所述外壳外部包括外壳前端的端盖和后端的壳体；

所述外壳前端的端盖，所述端盖外壁设有第一外凸缘，第二外凸缘，第三外凸缘，第四外凸缘和第五外凸缘；第一外凸缘与第二外凸缘之间形成第一凹槽，所述凹槽中装有端盖密封圈；所述端盖内壁设有第一内凸缘，第二内凸缘，第三平面；所述第一内凸缘与第二内凸缘垂直设有第一组卡槽与第二组卡槽；所述端盖前端与第三平面之间设有中孔；

所述壳***于外壳后端，所述壳体外壁设有第六外凸缘，第七外凸缘和第八外凸缘，所述第六外凸缘与第七外凸缘间形成第二凹槽，所述第七外凸缘与第八外凸缘间形成第三凹槽，所述第三凹槽间设有密封圈；所述壳体内壁设有第四内凸缘，第五内凸缘，第六内凸缘，第七内凸缘和第八内凸缘；所述第四内凸缘与第五内凸缘形成第四凹槽，所述第四凹槽用以安装卡环；所述第六内凸缘装有主体密封圈；所述第八内凸缘装有橡胶密封圈；所述壳体后端设有中孔；所述壳体与钢管连接并通过中孔接通；

所述端盖与壳体间设有卡环。

2.如权利要求1所述的一种位移传感器，其特征在于所述位移传感器的外壳端盖的第一组卡槽(e1，e2)间的距离与第一P C B板的宽度相等，第二组卡槽间的距离(d1，d2)与第二P C B板的宽度相等。

3.如权利要求1所述的一种位移传感器，其特征在于所述外壳端盖第一外凸缘直径等于所述壳体第六内凸缘直径。

4.如权利要求1所述的一种位移传感器，其特征在于所述壳体密封圈直径等于第六内凸缘直径。

5.如权利要求1所述的一种位移传感器，其特征在于所述第三凹槽中设有的密封圈为哑铃型密封圈。

6.如权利要求1所述的一种位移传感器，其特征在于所述卡环为开口型。

7.如权利要求1所述的一种位移传感器，其特征在于所述第五内凸缘为0-45°倒角。

8.如权利要求1所述的一种位移传感器，其特征在于所述波导丝与导线套设于波导管内。

9.如权利要求1所述的一种位移传感器，其特征在于所述钢管前端与壳体连接，所述钢管末端封闭。

10.如权利要求1所述的一种位移传感器，其特征在于所述波导管前端与PCB板测量电路连接，末端设有阻尼器。