专利名称：一种非接触式防水型位移传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种非接触式防水型位移传感器，尤其涉及一种用于测量角度位移、线性长度位移及转速的非接触式防水型位移传感器。
背景技术：
目前，角位移测量一般使用光电式旋转编码器，其是集光机电技术于一体的速度位移传感器，其工作原理为光电式旋转编码器轴带动光栅盘旋转，同时，发光元件发出的光由光栅盘狭缝切割成断续光线，并被接收元件接收产生初始信号，该初始信号再经后继电路处理，输出脉冲或代码信号。在此应用过程中，这些旋转编码器需要在被测物体的带动下才能开始进行测量，即旋转编码器需要通过被测物体位移直接传递到编码器的轴来实现测量，而在这种不能使编码器和被测物体完全进行物理隔离的情况下，随着工作时间和使用次数的增加，极易造成传动部件等受损，同时，环境因素的影响特别是潮湿环境下，极易造成传动部件等腐蚀，从而使测量的精度受到严重影响，甚至造成测量无法进行。现有技术中，发明专利ZL 200910308373. 4公开了一种光电位移传感器及其制备方法，所述光电位移传感器包括激光器、光纤和位移刻度板，激光器安装于被测物体的主轴上，并可沿被测物体的主轴进行运动；激光器产生的激光束通过光纤照射到位移刻度板上；位移刻度板上的位移刻度由具有光电导效应的半导体材料制成，位移刻度板用于感应通过光纤传输的激光束，并产生光电流。本发明光电位移传感器的结构简单紧凑、体积小、便于携带且测量精度相对传统的位移传感器大幅度提高，并在一定程度上实现了非接触式位移传感，但其激光器仍需与被测物体直接接触，还不能够使传感器受到有效防护，相应地其性能还不能够得到充分保障。实用新型专利ZL201020635370. X公开了一种非接触式调试磁致伸缩位移传感器，包括壳体，壳体的一端是端盖，端盖的外表面设有至少一个内凹的盲沉孔，壳体内设置有传感器电路板，电路板固定有与盲沉孔数量相同的霍尔开关，霍尔开关靠近盲沉孔；一调试笔，调试笔设置有略小于盲沉孔内径的磁粒，该实用新型实现了非接触式位移传感，并对传感器元件进行了有效防护，但是其结构相对复杂，在使用时，还需利用调试笔对传感器进行调试，操作不够方便。
发明内容
本发明的目的是，针对现有技术存在的问题，提供一种非接触式防水型位移传感器，完全实现非接触式位移传感，并使传感器受到有效防护，充分保障其测量的精度，大幅延长其使用寿命。本发明解决问题的技术方案是一种非接触式防水型位移传感器，包括相互连接的壳体、磁传感器、处理电路及电缆，其中，还包括转动轴、支撑所述转动轴的支架、安装在所述转动轴上的永磁体；所述磁传感器和处理电路相互连接并密封设置在所述壳体内；所述壳体设置在所述支架上，并与设置在所述支架上的所述转动轴相互分离设置。
进一步地,所述永磁体为圆柱形,并能够与所述转动轴同步转动。
进一步地，所述磁传感器和处理电路通过粘接或者灌封的方式安装在所述壳体内。进一步地，所述永磁体的中心、所述磁传感器的中心和所述转动轴的中心在同一条直线上。进一步地，所述磁传感器由两个互相垂直的竖直型的霍尔传感器组合而成。所述霍尔传感器是在磁场的作用下，由于电流的存在而引起感应电压的仪器。本发明所述磁传感器由两个互相垂直的竖直型的霍尔传感器组合而成，而所包含的两个霍尔传感器中的电流供应点能够直接连接在一起，从而能够把两个霍尔传感器的中心的接触点进行合并，进而使得所述磁传感器在结构上紧凑，并能够用来测量在同一点上相互垂直的两个方向上的磁场强度，即所述磁传感器能够同时感应处在一个平面上的两个相互垂直方向上的磁场分量。同时，尽管组成所述磁传感器的这两个霍尔传感器在电路上是相互连通的，但这两个霍尔传感器的相互垂直的设置使其在两个方向上的霍尔效应互不相关，在此基础上，所述磁传感器与所述永磁体的结合使用，则使本发明能够实现对被测物体的非接触式测量且测量精度更高；再者，测量物体的角度及位移等值是组成所述磁传感器的这两个霍尔传感器的输出信号的比值，相比传统采用的输出信号的绝对量值，能够有效避免温度等外界环境及霍尔传感器的构造因素对测量精度的影响，充分保证测量的准确性；此外,霍尔传感器体积小,成本低,从而使所述磁传感器整体体积小,节省空间，并且经济成本低。本发明所述磁传感器及所述处理电路密封设置在所述壳体内，所述壳体具有良好的水密性、气密性，使所述磁传感器和处理电路受到充分保护，能够有效防水及其他物质影响，即，使所述传感器的功能发挥不受外界环境影响，从而使所述磁传感器的稳定性增强，利于延长其使用寿命。本发明所述壳体与所述转动轴分离设置，进一步地保障了对物体进行非接触式测量的实现。本发明所述永磁体的中心、所述磁传感器的中心和所述转动轴的中心在同一条直线上，则进一步地使测量的精度得到了保障。应用本发明非接触式防水型位移传感器时，将待测物体置于所述转动轴上，随着待测物体移动，所述永磁体在待测物体带动下与所述转动轴同步进行旋转，实现机械旋转及移动到磁场变化的转换，从而根据所述永磁体所产生的磁场角度变换，所述磁传感器将测量信号经所述处理电路处理后传送并显示。在此过程中，通过对磁场的角位移测量，能够得到安装待测物体所转动的角度，计算单位时间内角位移的变化即可得到待测物体的转速，角位移或速度乘以转动的半径即是待测物体的线位移或线速度。与现有技术相比，本发明的有益效果是I、本发明以简单的结构实现了对物体的线位移、角位移等进行非接触式的测量，并且，测量精度大幅提高，稳定性也显著增强，通过密封达到全面防水保护，能够抵御各种环境因素变化的影响；2、本发明的创新设计，在使用过程中，能够充分避免机械摩擦、电器暴露等现象发生，并且，操作方便，占据空间小，经济成本低，适于在各种需要进行角位移、线位移等测量的相关领域中推广应用，尤其适于在防水、防爆等高要求的环境下使用。
图I为本发明非接触式防水型位移传感器的结构示意图；图2为本发明非接触式 防水型位移传感器的剖视图；图3为应用本发明非接触式防水型位移传感器进行转速测量时的结构示意图；图4为应用本发明非接触式防水型位移传感器进行转速测量时的外部结构示意图；图5为应用本发明非接触式防水型位移传感器进行角度位移测量时的结构示意图；图6为应用本发明非接触式防水型位移传感器进行线位移测量时的结构示意图。图中所不1-壳体，2-磁传感器,3-处理电路,4-电缆,5-转动轴,6_支架,7_永磁体，8_转动轮,9-摆锤，10-线缆圈，11-线缆。
具体实施例方式下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。如图I及图2所示，一种非接触式防水型位移传感器，包括相互连接的壳体I、磁传感器2、处理电路3、电缆4、转动轴5、支撑转动轴5的支架6、安装在转动轴5上的永磁体7 ;其中，磁传感器2和处理电路3相互连接并密封设置在壳体I内；壳体I设置在支架6上，并与设置在支架6上的转动轴5相互分离。上述实施例中，永磁体7为圆柱形，并能够与转动轴5同步转动；磁传感器2由两个互相垂直的竖直型的霍尔传感器组合而成；磁传感器2和处理电路3通过灌封的方式安装在壳体I内；永磁体7的中心、磁传感器2的中心和转动轴5的中心在同一条直线上。如图3及图4所示，应用本发明非接触式防水型位移传感器进行转速测量，将待测转动轮8置于转动轴5上，随着转动轮8转动，永磁体7在转动轮8带动下与转动轴5同步进行旋转，将机械旋转转换为到磁场角度变化，根据永磁体7所产生的磁场角度变换，磁传感器2将测量信号经处理电路3处理后传送并显示单位时间内角位移的变化，即得到转动轮8的转速。如图5所示，应用本发明非接触式防水型位移传感器进行角位移测量，将待测摆锤9置于转动轴5上,随着摆锤9转动,转动轴5上的永磁体7在摆锤9带动下与转动轴5同步进行旋转，将机械旋转转换为到磁场角度变化，根据永磁体7所产生的磁场角度变换，壳体I内的磁传感器2将测量信号经处理电路3处理后传送并显示，即得到摆锤9的角位移。如图6所示，应用本发明非接触式防水型位移传感器进行线位移测量，将待测线缆圈10置于转动轴5上，随着线缆圈10转动，转动轴5上的永磁体7在线缆圈10带动下与转动轴5同步进行旋转，将机械旋转转换为到磁场角度变化，根据永磁体7所产生的磁场角度变换，壳体I内的磁传感器2将测量信号经处理电路3处理后传送并显示，即得到线缆圈10上线缆11的线位移。
本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本发明的构思和所附权利要求的保护范围
权利要求
1.ー种非接触式防水型位移传感器，包括相互连接的壳体、磁传感器、处理电路及电缆，其特征在于还包括转动轴、支撑所述转动轴的支架、安装在所述转动轴上的永磁体；所述磁传感器和处理电路相互连接并密封设置在所述壳体内；所述壳体设置在所述支架上，并与设置在所述支架上的所述转动轴相互分离设置。
2.根据权利要求I所述的非接触式防水型位移传感器，其特征在于所述永磁体为圆柱形，并能够与所述转动轴同步转动。
3.根据权利要求I所述的非接触式防水型位移传感器，其特征在于所述磁传感器和处理电路通过粘接或者灌封的方式安装在所述壳体内。
4.根据权利要求I所述的非接触式防水型位移传感器，其特征在于所述永磁体的中心、所述磁传感器的中心和所述转动轴的中心在同一条直线上。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的非接触式防水型位移传感器，其特征在于所述磁传感器由两个互相垂直的竖直型的霍尔传感器组合而成。
全文摘要
本发明涉及一种非接触式防水型位移传感器，包括相互连接的壳体、磁传感器、处理电路及电缆，其中，还包括转动轴、支撑所述转动轴的支架、安装在所述转动轴上的永磁体；所述磁传感器和处理电路相互连接并密封设置在所述壳体内；所述壳体设置在所述支架上，并与设置在所述支架上的所述转动轴相互分离设置。本发明以简单的结构实现对物体进行线位移、角位移等非接触式测量，测量精度大幅提高，稳定性也显著增强，通过密封达到全面防水保护，能够抵御各种环境因素变化的影响；同时，在使用过程中，能够充分避免机械摩擦、电器暴露等现象发生，且操作方便，占据空间小，经济成本低，适于在各种需要进行角位移、线位移等测量的相关领域中推广应用。
文档编号G01B7/02GK102620637SQ20121006070
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者张全旭, 王泽宇, 王维刚 申请人:北京智博联科技有限公司