电涡流传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种电涡流传感器，包括：壳体；探头，探头为多个，多个探头均设置在壳体的内部，且探头的探测端均处于壳体的外表面的内侧，以避免探头的探测端突出于壳体的外表面。由于多个探头的探测端均处于壳体的外表面的内侧，因而外力撞击电涡流传感器时，壳体会对探头起到保护作用，从而避免探头因撞击被损坏，降低了探头的故障率，提高了电涡流传感器的使用可靠性、延长了电涡流传感器的使用寿命。
【专利说明】电涡流传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及测试传感器【技术领域】，具体而言，涉及一种电涡流传感器。
【背景技术】
[0002]现有技术中的电涡流传感器，特别是集成式电涡流传感器，可应用于磁悬浮电机主轴运动状态监测中。
[0003]现有技术中对磁悬浮电机主轴运动状态进行监测时，主要采用电涡流位移传感器进行实时检测，因此，电涡流传感器的精度与稳定性直接影响到磁悬浮电机的效率与可靠性。
[0004]目前市场上应用于磁悬浮电机的电涡流传感器普遍存在以下问题:
[0005]1.探头多凸出与电涡流传感器的壳体之外，因此电涡流传感器的壳体对探头的保护作用较小，容易导致探头损坏；
[0006]2.电涡流传感器上未设置有补偿探头，电涡流传感器受环境温度影响较大，不能适用于高温、高压等恶劣环境的场所；
[0007]3.前置器(传感器的控制、处理电路)多集成到电涡流传感器的壳体内，对控制电路元器件的温度稳定性、压力稳定性提出更高的要求。
实用新型内容
[0008]本实用新型的主要目的在于提供一种电涡流传感器，以解决现有技术中探头因凸出壳体外表面设置而导致探头易损坏、传感器使用寿命短的问题。
[0009]为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电涡流传感器，包括:壳体；探头，探头为多个，多个探头均设置在壳体的内部，且探头的探测端均处于壳体的外表面的内侧，以避免探头的探测端突出于壳体的外表面。
[0010]进一步地，多个探头包括多个径向探头，壳体具有内环面，内环面具有避让径向探头的径向探测孔，径向探头的探测端与径向探测孔对应设置，且径向探头的探测端与内环面相切。
[0011]进一步地，壳体为环形结构，且壳体的内部具有环形槽，环形槽的内侧槽壁与壳体的内环面之间形成壳体的内侧壁，内侧壁具有沿壳体的径向方向贯通设置的径向探测孔。
[0012]进一步地，环形槽的外侧槽壁与壳体的外环面之间形成壳体的外侧壁，外侧壁具有沿径向探测孔的轴向贯通设置的过线孔。
[0013]进一步地，环形槽的外侧槽壁与壳体的外环面之间形成壳体的外侧壁，外侧壁还具有与环形槽连通的过线开口。
[0014]进一步地，电涡流传感器还包括封装部，封装部填充壳体内的空隙以使壳体形成实心环形圆柱体。
[0015]进一步地，多个探头包括至少一个轴向探头，壳体具有内环面和与内环面相垂直的径向端面，轴向探头的探测端与壳体的径向端面平齐。
[0016]进一步地，多个探头包括:径向探头，径向探头为多个，多个径向探头绕壳体的周向等间隔地设置；轴向探头，轴向探头为一个，轴向探头位于相邻设置的两个径向探头的连线的中垂线上。
[0017]进一步地，电涡流传感器还包括前置器，前置器与探头电连接，且前置器位于壳体的外部且与壳体独立设置。
[0018]进一步地，多个探头还包括:金属件，金属件设置在壳体上且与外界环境接触；补偿探头，补偿探头的探测端设置在金属件上。
[0019]进一步地，电涡流传感器还包括量程调节部，补偿探头的探测端通过量程调节部与金属件接触。
[0020]进一步地，壳体为环形结构，且壳体的内部具有环形槽，壳体还具有贯通环形槽的槽底设置的阶梯孔，且阶梯孔内靠近环形槽一侧的孔径大于远离环形槽一侧的孔径，补偿探头和金属件设置在阶梯孔内，且金属件止挡在阶梯孔的阶梯面处。
[0021]进一步地，金属件与被检测的转轴的材料相同。
[0022]应用本实用新型的技术方案，多个探头均设置在壳体的内部，且探头的探测端均处于壳体的外表面的内侧。由于多个探头的探测端均处于壳体的外表面的内侧，因而外力撞击电涡流传感器时，壳体会对探头起到保护作用，从而避免探头因撞击被损坏，降低了探头的故障率，提高了电涡流传感器的使用可靠性、延长了电涡流传感器的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0024]图1示出了本实用新型中的电涡流传感器的结构示意图；
[0025]图2示出了本实用新型中的壳体和探头的安装关系示意图；
[0026]图3示出了本实用新型中的壳体与径向探头的安装关系示意图；
[0027]图4示出了本实用新型中的壳体与轴向探头的安装关系示意图；
[0028]图5示出了本实用新型中的壳体与补偿探头的安装关系示意图；以及
[0029]图6示出了本实用新型中的补偿探头的补偿原理图。
[0030]其中，上述附图包括以下附图标记:
[0031]10、壳体；11、内环面；lla、径向探测孔；12、环形槽；12a、内侧槽壁；12b、外侧槽壁；12c、槽底；13、内侧壁；14、外环面；15、外侧壁；15a、过线孔；15b、过线开口 ；16、径向端面；17、阶梯孔；17a、阶梯面；20、径向探头；30、封装部；40、轴向探头；50、金属件；60、补偿探头；70、量程调节部；80、转轴。
【具体实施方式】
[0032]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0033]本实用新型提供了一种电涡流传感器。如图1至图6所示，电涡流传感器包括壳体10和探头，探头为多个，多个探头均设置在壳体10的内部，且探头的探测端均处于壳体10的外表面的内侧。由于多个探头的探测端均处于壳体10的外表面的内侧，因而外力撞击电涡流传感器时，壳体10会对探头起到保护作用，从而避免探头因撞击被损坏，降低了探头的故障率，提高了电涡流传感器的使用可靠性、延长了电涡流传感器的使用寿命。
[0034]优选地，壳体10采用弱导磁的铝合金或不锈钢制造。采用弱导磁的铝合金或不锈钢制造的壳体10，可有效降低强导磁金属壳体对探头涡流场的干扰，提高测试精度。
[0035]本实用新型中的多个探头包括多个径向探头20，壳体10具有内环面11，内环面11具有避让径向探头20的径向探测孔11a，径向探头20的探测端与径向探测孔Ila对应设置，且径向探头20的探测端与内环面11相切(请参考图2和图3)。由于径向探头20的探测端与内环面11相切，因而在保证径向探头20受到内环面11的保护的同时，还保证了径向探头20的测试精度，避免因径向探头20过于陷入壳体10内而造成测试精度降低的问题。
[0036]如图1至图3所示的优选实施方式中，壳体10为环形结构，且壳体10的内部具有环形槽12，环形槽12的内侧槽壁12a与壳体10的内环面11之间形成壳体10的内侧壁13，内侧壁13具有沿壳体10的径向方向贯通设置的径向探测孔11a。由于壳体10的内侧壁13具有沿壳体10的径向方向贯通设置的径向探测孔11a，因而当径向探头20安装在径向探测孔Ila内后，能够保证径向探头20的安装稳定性，从而保证了电涡流传感器的测试准确性。
[0037]如图1至图3所示的优选实施方式中，环形槽12的外侧槽壁12b与壳体10的外环面14之间形成壳体10的外侧壁15，外侧壁15具有沿径向探测孔Ila的轴向贯通设置的过线孔15a。由于在壳体10的外侧壁15设置过线孔15a，因而与径向探头20连接的信号线可通过过线孔15a穿出至壳体10的外部。由于过线孔15a与径向探测孔Ila同轴设置，因而可以保证信号线以最短的距离穿出至壳体10的外部，从而有效减少了信号线的用料，降低了电涡流传感器的制造成本。
[0038]本实用新型中的环形槽12的外侧槽壁12b与壳体10的外环面14之间形成壳体10的外侧壁15，外侧壁15还具有与环形槽12连通的过线开口 15b(请参考图2和图3)。由于设置有过线开口 15b，因而与探头连接的信号线也可以通过该过线开口 15b穿出至壳体10的外部，从而保证了电涡流传感器的信号传输可靠性。
[0039]如图1所示，电涡流传感器还包括封装部30，封装部30填充壳体10内的空隙以使壳体10形成实心环形圆柱体。优选地，可通过塑封的方法将壳体10与探头整体塑封。由于采用封装部30填充壳体10内的空隙，因而可以将探头固定在壳体10内，从而保证了探头的安装稳定性，且保证了电涡流传感器的检测稳定性。优选地，封装部30为塑料。壳体10的内部空气及探头上各个焊点均用塑料配合模具进行整体灌封。采用灌封可以将壳体10内的缝隙等全部填满，从而提高电涡流传感器的使用可靠性。由于塑封后的电涡流传感器的壳体10、各个探头、线缆、接头等成为一体式，因而可大大提高了电涡流感器的测试稳定性及信号传输稳定性。
[0040]本实用新型中的多个探头包括至少一个轴向探头40，壳体10具有内环面11和与内环面11相垂直的径向端面16，轴向探头40的探测端与壳体10的径向端面16平齐。由于设置有轴向探头40，因而可以实时检测被检测转轴80的轴向运动状态，从而保证了电涡流传感器的检测多样性和全面性。
[0041]如图4所示的优选实施方式中，轴向探头40的探测端与壳体10的径向端面16平齐，这样能够有效保证轴向探头40的测试精度。在该具体实施例中，轴向探头40设置在环形槽12内，且环形槽12的槽底12c具有贯通设置的轴向安装孔，轴向探头40设置在该轴向安装孔内。
[0042]本实用新型中的多个探头包括径向探头20和轴向探头40，径向探头20为多个，多个径向探头20绕壳体10的周向等间隔地设置；轴向探头40为一个，轴向探头40位于相邻设置的两个径向探头20的连线的中垂线上。也就是该轴向探头40与相邻设置的两个径向探头20中的一个径向探头20之间的距离等于该轴向探头40与另一个径向探头20之间的距离。由于多个径向探头20绕壳体10的周向等间隔地设置，因而能够有效保证径向检测的可靠性。由于轴向探头40位于相邻设置的两个径向探头20的连线的中垂线上，因而能够有效消除两个径向探头20之间的相邻干扰，避免轴向探头40偏置引起的测试误差，从而保证了电涡流传感器的检测精度。
[0043]优选地，一个轴向探头40即可满足测试要求，当然，也可以设置多个轴向探头40。
[0044]如图4所示的优选实施方式中，径向探头20为四个，相邻两个径向探头20之间呈90度。也就是四个径向探头20彼此垂直。当然，还可以选用6个或8个径向探头20。
[0045]本实用新型中的电涡流传感器还包括前置器，前置器与探头电连接，且前置器位于壳体10的外部且与壳体10独立设置。由于前置器与壳体10独立设置且位于壳体10的外部，因而能使前置器尽可能地远离测试环境，避免前置器各元器件受使用环境(压力场、温度场、电磁场、振动场等)的影响，从而提高了电涡流传感器的检测精度和可靠性。同时，还可降低电涡流传感器的体积。
[0046]优选地，前置器包括传感器的控制、处理电路。进一步地，前置器安装于主控板上或单独放置。
[0047]优选地，多个探头还包括金属件50和补偿探头60，金属件50设置在壳体10上且与外界环境接触，补偿探头60的探测端设置在金属件50上(请参考图5)。由于金属件50与外界环境接触，因而金属件能够感知外界环境的温度变化而产生自身的形变，而补偿探头60检测该种形变以作为径向探头20和轴向探头40的补偿修正量。利用补偿探头60可实时检测温度、压力变化对探头输出信号的影响，从而对其它探头的测试结果进行补偿，降低环境因素对电涡流传感器测试的影响，有效提高测试的准确性。
[0048]优选地，补偿探头60也是电涡流探头。
[0049]进一步地，金属件50为金属垫片。
[0050]优选地，金属件50与被检测的转轴80的材料相同。
[0051]本实用新型中的电涡流传感器还包括量程调节部70，补偿探头60的探测端通过量程调节部70与金属件50接触。由于设置有量程调节部70，因而能够对补偿探头60的测试量程进行调节，使其与其他探头的量程相一致。
[0052]优选地，量程调节部70为塑料垫片。塑料垫片主要是使补偿探头60处在中间量程位置，因为机组实际工作中，其它所有探头都主要工作在中间量程位置，相当于将补偿探头60垫起来。
[0053]如图5所示的优选实施方式中，壳体10为环形结构，且壳体10的内部具有环形槽12，壳体10还具有贯通环形槽12的槽底12c设置的阶梯孔17，且阶梯孔17内靠近环形槽12 一侧的孔径大于远离环形槽12 —侧的孔径，补偿探头60和金属件50设置在阶梯孔17内，且金属件50止挡在阶梯孔17的阶梯面17a处。由于补偿探头60和金属件50设置在阶梯孔17内，且金属件50止挡在阶梯孔17的阶梯面17a处，因而保证了补偿探头60和金属件50的安装稳固性，从而保证了电涡流传感器的测试可靠性。
[0054]如图2和图6所示的优选实施方式中，四个径向探头20分别标记为Tl、T2、T4、T5。其中，180度对称放置的T1、T4可测试转轴80Χ方向位移，而另一对180度对称放置的Τ2、Τ5可测试转轴80Υ方向位移。轴向探头40标记为Τ3，且位于相邻两个径向探头20的中间位置，也就是Τ2和Τ4之间。补偿探头60标记为Τ6且位于相邻两个径向探头20的中间位置，也就是Tl和Τ5之间。在结构的设计中，补偿探头60检测的是一个恒定位移，理论上输出的是一个恒定值VI，当电涡流传感器周围的温度、压力发生变化时，补偿探头60的输出值会出现漂移，补偿探头60实时输出的值V2减去之前的恒定值Vl即为漂移量V3，用此漂移量即可对该环境下的其它探头的输出进行实时补偿修正。
[0055]从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果:
[0056]1.本实用新型中的电涡流传感器具有测试可靠性高、测试精度高的特点。
[0057]2.本实用新型中的电涡流传感器具有温度漂移补偿、压力漂移补偿的功能，因而能够应用在高温、高压等复杂的测试环境中。
[0058]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电涡流传感器，其特征在于，包括: 壳体(10)； 探头，所述探头为多个，多个所述探头均设置在所述壳体(10)的内部，且所述探头的探测端均处于所述壳体(10)的外表面的内侧，以避免所述探头的探测端突出于所述壳体(10)的外表面。
2.根据权利要求1所述的电涡流传感器，其特征在于，多个所述探头包括多个径向探头(20)，所述壳体(10)具有内环面(11)，所述内环面(11)具有避让所述径向探头(20)的径向探测孔(11a)，所述径向探头(20)的探测端与所述径向探测孔(Ila)对应设置，且所述径向探头(20)的探测端与所述内环面(11)相切。
3.根据权利要求1所述的电涡流传感器，其特征在于，所述壳体(10)为环形结构，且所述壳体(10)的内部具有环形槽(12)，所述环形槽(12)的内侧槽壁(12a)与所述壳体(10)的内环面(11)之间形成所述壳体(10)的内侧壁(13)，所述内侧壁(13)具有沿所述壳体(10)的径向方向贯通设置的径向探测孔(11a)。
4.根据权利要求3所述的电涡流传感器，其特征在于，所述环形槽(12)的外侧槽壁(12b)与所述壳体(10)的外环面(14)之间形成所述壳体(10)的外侧壁(15)，所述外侧壁(15)具有沿所述径向探测孔(Ila)的轴向贯通设置的过线孔(15a)。
5.根据权利要求3所述的电涡流传感器，其特征在于，所述环形槽(12)的外侧槽壁(12b)与所述壳体(10)的外环面(14)之间形成所述壳体(10)的外侧壁(15)，所述外侧壁(15)还具有与所述环形槽(12)连通的过线开口(15b)。
6.根据权利要求3所述的电涡流传感器，其特征在于，所述电涡流传感器还包括封装部(30)，所述封装部(30)填充所述壳体(10)内的空隙以使所述壳体(10)形成实心环形圆柱体。
7.根据权利要求1所述的电涡流传感器，其特征在于，多个所述探头包括至少一个轴向探头(40)，所述壳体(10)具有内环面(11)和与所述内环面(11)相垂直的径向端面(16)，所述轴向探头(40)的探测端与所述壳体(10)的所述径向端面(16)平齐。
8.根据权利要求1所述的电涡流传感器，其特征在于，多个所述探头包括: 径向探头(20)，所述径向探头(20)为多个，多个所述径向探头(20)绕所述壳体(10)的周向等间隔地设置； 轴向探头(40)，所述轴向探头(40)为一个，所述轴向探头(40)位于相邻设置的两个所述径向探头(20)的连线的中垂线上。
9.根据权利要求1所述的电涡流传感器，其特征在于，所述电涡流传感器还包括前置器，所述前置器与所述探头电连接，且所述前置器位于所述壳体(10)的外部且与所述壳体(10)独立设置。
10.根据权利要求1所述的电涡流传感器，其特征在于，多个所述探头还包括: 金属件(50)，所述金属件(50)设置在所述壳体(10)上且与外界环境接触； 补偿探头(60)，所述补偿探头(60)的探测端设置在所述金属件(50)上。
11.根据权利要求10所述的电涡流传感器，其特征在于，所述电涡流传感器还包括量程调节部(70)，所述补偿探头(60)的探测端通过所述量程调节部(70)与所述金属件(50)接触。
12.根据权利要求10所述的电涡流传感器，其特征在于，所述壳体(10)为环形结构，且所述壳体(10)的内部具有环形槽(12)，所述壳体(10)还具有贯通所述环形槽(12)的槽底(12c)设置的阶梯孔(17)，且所述阶梯孔(17)内靠近所述环形槽(12) —侧的孔径大于远离所述环形槽(12) —侧的孔径，所述补偿探头(60)和所述金属件(50)设置在所述阶梯孔(17)内，且所述金属件(50)止挡在所述阶梯孔(17)的阶梯面(17a)处。
13.根据权利要求10所述的电涡流传感器，其特征在于，所述金属件(50)与被检测的转轴(80)的材料相同。
【文档编号】G01B7/02GK204240938SQ201420761663
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月4日 优先权日:2014年12月4日
【发明者】胡余生, 黄伟才, 耿继青, 刘志昌 申请人:珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司