专利名称：一种测量封闭的非导磁金属筒内运动件位移的变换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种直线位移测量装置，尤其涉及测量封闭的非导磁金属筒内运动部件的位移变换器，主要应用于反应堆工程，或其他相关工程的技术领域。
背景技术：
在密闭的工作环境中，往往需要测量某个运动部件的位移状态。例如在反应堆工程中，由于无法测量出在金属密封筒内控制棒的实际位置，通常使用可动线圈电磁铁传动机构中驱动电磁铁线圈的位置间接反映控制棒的实际位置，而实际的设备上控制棒可动线圈电磁铁传动机构的电磁铁线圈与控制棒的实际位置相差很大，最大相差可达到10几毫米，这给反应堆的运行和控制，带来许多困难。而在目前现有技术中常使用的测量位移的仪器为电感传感器，但在金属壳体的密闭环境中，使用此种仪器进行位移测量会存在测量精度不高的问题。这是因为对电感传感器而言，其测量信号将会因在金属壳体上产生的涡流而大大削弱，从而使测量精度受到影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种测量封闭的非导磁金属筒内运动件位移的变换器，以解决封闭的非导磁金属筒内运动件位移的测量问题，该变换器可准确测量出封闭的非导磁金属筒内运动件的实际位置，而且结构简单，成本低，便于操作。
本发明的技术方案如下一种测量封闭的非导磁金属筒内运动件位移的变换器，其特征在于该位移变换器包括设置在被测运动件外表面上的内永磁体组，设置在非导磁金属筒外与被测运动件上的内永磁体组相对应的外永磁体组，与外永磁体组相连的位移传感器以及外永磁体组的支撑机构；所述的内永磁体组和外永磁体组均采用沿轴向分布的一排或三排永磁体，每排永磁体包括至少一块沿周向分布的永磁体；所述的支撑机构能够沿非导磁金属筒的外壁自由移动；永磁体的磁化方向与运动部件的移动方向垂直。
在上述技术方案中，本发明的一种实施方案为所述的内永磁体组采用一排，外永磁体组采用一排，内永磁体组和外永磁体组相临的磁极极性相反。
本发明的另一种实施方案为所述的内永磁体组采用一排，外永磁体组采用三排；或内永磁体组采用三排，外永磁体组采用一排，内永磁体组或外永磁体组的三排永磁体中的中间一排的永磁体与所对应的那一排外永磁体或内永磁体的磁极极性相反；内永磁体组或外永磁体组的三排永磁体中的上下两排永磁体与中间永磁体的磁极极性相反。
本发明的又一种实施方案为所述的内永磁体组采用三排，外永磁体组采用三排，内永磁体组的三排永磁体中的中间一排永磁体与所对应的外永磁体组的三排永磁体中的中间的一排永磁体的磁极极性相反；内永磁体组或外永磁体组的三排永磁体中的上下两排永磁体与中间永磁体的磁极极性相反。
本发明的再一实施方案为所述内永磁体组和外永磁体组中的每排永磁体沿周向紧密排列。
所述的外永磁体组的支承机构采用带轮子的小车。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果本发明提供的测量封闭的非导磁金属筒内运动件位移的变换器，能够透过金属密封筒，准确测量出封闭的非导磁金属筒内运动件的实际位置，从而解决了在密闭的工作环境下精确测量运动对象的实际位置的难题。而且该位移变换器由于采用永磁体，具有材料易得、成本低、便于操作等特点。
图1为本发明提供的采用单排永磁体的位移变换器的结构示意图。
图2、图3为本发明中每排永磁体在内外圆筒表面上的径向排列示意图。
图4a、图4b表示内永磁体组采用一排、外永磁体组采用三排时永磁体的布置方式示意图。
图4c、图4d表示内永磁体组采用三排、外永磁体组采用一排时永磁体的布置方式示意图。
图4e、图4f表示内永磁体组采用三排、外永磁体组采用三排时永磁体的布置方式示意图。
图5为利用本发明测量反应堆控制棒位置的测量装置的结构示意图。
图中1-金属密封筒；2-外磁体组；3-支承小车；4-内磁体组；5-被测运动部件；6-直线位移传感器；7-支座；8-控制棒。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步的说明。
图1为本发明提供的采用单排永磁体的位移变换器的结构示意图。该位移变换器包括设置在被测运动件5外表面上的内永磁体组4，设置在非导磁金属筒1外与被测运动件上的内永磁体组4相对应的外永磁体组2，与外永磁体组相连的位移传感器6以及外永磁体组的支撑机构3。所述的内永磁体组4和外永磁体组2均采用沿轴向分布的一排永磁体，使内永磁体和外永磁体相临的磁极极性相反。
为了提高内外永磁体之间的吸引力，也可以采用如下几种不同的结构形式。
如图4a、图4b所示，内永磁体组4采用三排，外永磁体组2采用一排，内永磁体组4的三排永磁体中的中间一排的永磁体与所对应的外永磁体组的那一排永磁体的磁极极性相反；内永磁体组4的三排永磁体中的上下两排永磁体与中间永磁体的磁极极性相反。
如图4c、图4d所示，内永磁体组4采用一排，外永磁体组2采用三排，外永磁体组的三排永磁体中的中间一排的永磁体与所对应的内永磁体组的那一排永磁体的磁极极性相反；外永磁体组的三排永磁体中的上下两排永磁体与中间永磁体的磁极极性相反。
如图4e、图4f所示，内永磁体组采用三排，外永磁体组亦采用三排，内永磁体组的三排永磁体中的中间一排永磁体与所对应的外永磁体组的三排永磁体中的中间的一排永磁体的磁极极性相反；内永磁体组或外永磁体组的三排永磁体中的上下两排永磁体与中间永磁体的磁极极性相反。
图2、图3为本发明中每排永磁体在内外圆筒表面上的径向排列示意图。每排永磁体包括至少一块沿周向分布的永磁体。内永磁体组和外永磁体组中的每排永磁体最好沿周向紧密排列。
图5为利用本发明测量反应堆控制棒位置的测量装置的结构示意图。控制棒被封闭在非导磁的金属密封筒1内，在控制棒8的圆周上装有内永磁体组4，在金属密封筒1的外壁上安装有外永磁体组2，将外永磁体组放置在带轮子的小车3上，小车能够沿非导磁金属密封筒的外壁自由移动。由于永磁体的磁化方向与运动部件的移动方向垂直，即永磁体的磁化方向为径向，这样当控制棒在筒内作往复运动时，由于内外磁极的吸引作用，筒外的永磁体组2和小车3也将随之移动。将位移传感器6的移动杆与小车3相连。则从位移传感器6上测得的位移信号就是控制棒运动的位移信号。位移传感器可采用滑线电阻器。使用本方案后，可以透过金属密封筒，精确测量到反应堆控制棒的实际位置。
权利要求
1.一种测量封闭的非导磁金属筒内运动件位移的变换器，其特征在于该位移变换器包括设置在被测运动件(5)外表面上的内永磁体组(4)，设置在非导磁金属筒(1)外与被测运动件上的内永磁体组(4)相对应的外永磁体组(2)，与外永磁体组相连的位移传感器(6)以及外永磁体组的支撑机构(3)，所述的内永磁体组和外永磁体组均采用沿轴向分布的一排或三排永磁体，每排永磁体包括至少一块沿周向分布的永磁体；所述的支撑机构(3)能够沿非导磁金属筒(1)的外壁自由移动；永磁体的磁化方向与运动部件的移动方向垂直。
2.按照权利要求1所述的测量封闭的非导磁金属筒内运动件位移的变换器，其特征在于所述的内永磁体组采用一排，外永磁体组采用一排，内永磁体组和外永磁体组相临的磁极极性相反。
3.按照权利要求1所述的测量封闭的非导磁金属筒内运动件位移的变换器，其特征在于所述的内永磁体组采用一排，外永磁体组采用三排；或内永磁体组采用三排，外永磁体组采用一排，内永磁体组或外永磁体组的三排永磁体中的中间一排的永磁体与所对应的那一排外永磁体或内永磁体的磁极极性相反；内永磁体组或外永磁体组的三排永磁体中的上下两排永磁体与中间永磁体的磁极极性相反。
4.按照权利要求1所述的测量封闭的非导磁金属筒内运动件位移的变换器，其特征在于所述的内永磁体组采用三排，外永磁体组采用三排，内永磁体组的三排永磁体中的中间一排永磁体与所对应的外永磁体组的三排永磁体中的中间的一排永磁体的磁极极性相反；内永磁体组或外永磁体组的三排永磁体中的上下两排永磁体与中间永磁体的磁极极性相反。
5.按照权利要求1、2、3或4所述的测量封闭的非导磁金属筒内运动件位移的变换器，其特征在于所述内永磁体组和外永磁体组中的每排永磁体沿周向紧密排列。
6.按照权利要求5所述的测量封闭的非导磁金属筒内运动件位移的变换器，其特征在于所述的外永磁体组的支撑机构(3)采用带轮子的小车。
全文摘要
一种测量封闭的非导磁金属筒内运动件位移的变换器，该位移变换器包括设置在被测运动件外表面上的内永磁体组，设置在非导磁金属筒外与被测件上的内永磁体组相对应的外永磁体组，与外永磁体组相连的位移传感器以及外永磁体组的支撑机构。内永磁体组和外永磁体组均采用沿轴向分布的一排或三排永磁体，每排永磁体包括至少一块沿周向分布的永磁体；永磁体的磁化方向与运动部件的移动方向垂直。本发明能够透过金属密封筒，准确测量出封闭的非导磁金属筒内运动件的实际位置，从而解决了在密闭的工作环境下精确测量运动对象的实际位置的难题。而且该位移变换器由于采用永磁体，具有材料易得、成本低、便于操作等特点。
文档编号G01B7/04GK101042293SQ20071009852
公开日2007年9月26日 申请日期2007年4月20日 优先权日2007年4月20日
发明者吴元强, 吴莘馨, 阎慧杰, 孙立斌, 万力 申请人:清华大学