非接触式运动体状态检测装置

文档序号:28463209发布日期:2022-01-12 07:30阅读:80来源:国知局
非接触式运动体状态检测装置

1.本实用新型涉及检测技术领域,具体地,涉及一种非接触式运动体状态检测装置。


背景技术:

2.工业生产中运转着大量的旋转机械,它们运转转速高,是工厂的关键设备,其工况状态不仅影响机器设备本身的运行,而且还会对后续生产造成损失,严重时甚至导致机毁人亡的事故。这些旋转机组在运转时,转子因本身特性会产生轴向的位移、径向的振动。在转子维修后或转子出厂前以及其他的场景,都需要对转子尤其是驱动轴进行检测,在此过程中,轴位移、振动的测量,显得十分的重要。
3.但现有的检测装置大多存在测量精度不高、操作不方便、不容易携带等问题,且测量仅局限位移、振动动,对于被测部件中的裂纹、表面平整度难以测量。
4.专利文献cn05043230b公开了一种航空器涡冷轴位移测量装置及测量涡冷轴位移的方法。该装置是在卡套座上通过内六角螺钉紧固y形支架,在y形支架上固定滑块卡,传感器支杆垂直固定在滑块卡下面,电流位移传感器固定在传感器支杆上;对涡冷轴位移测量时,以蜗壳的外圆为基础,涡冷轴位移测量装置直接套进被测蜗壳的内圆,y形支架中心圆孔套在被测工件的涡冷轴外圆周,调节电流位移传感器探头头部与被测工件涡冷轴外圆的距离;电流位移传感器测量被测涡冷轴外圆与电流位移传感器端面的相对位置,完成轴位移的测试,但该设计需要与被测部件接触,对于一些受限的检测环境往往不能检测,通用性差,检测不方便。


技术实现要素:

5.针对现有技术中的缺陷,本实用新型的目的是提供一种非接触式运动体状态检测装置。
6.根据本实用新型提供的一种非接触式运动体状态检测装置,用于检测运动体的状态,包括支撑壳体、感生部件以及磁场部件;
7.所述支撑壳体被配置为内部具有用于匹配容纳所述感生部件和磁场部件的容纳空间进而当所述磁场部件的磁场变化时所述感生部件产生与所述磁场变化相匹配的电信号;
8.所述运动体和/或运动体上安装的中间结构体与磁场部件形成闭合磁路,所述磁场变化由所述状态引起。
9.优选地,所述状态包括运动体位移、速度、加速度、厚度、转动速度、转动角度、转动圈数、转动频率、间隙、表面平面度、表面粗糙度、表面裂纹中的任一种或任多种状态。
10.优选地,所述磁场部件包括磁致伸缩体以及第一线圈,所述第一线圈沿所述磁致伸缩体的周向布置并用于通电时产生电磁场;
11.所述感生部件采用如下任一种结构:
12.所述感生部件包括压电材料体,所述磁致伸缩体与所述压电材料体依次串联布置
在所述容纳空间中或并联布置在所述容纳空间中,所述压电材料体用于产生第一感应电信号;
13.所述感生部件包括第三线圈,所述第三线圈沿所述磁致伸缩体的周向布置并用于产生第一感应电信号。
14.优选地,还包括两条功能臂,两条所述功能臂的一端均安装在所述容纳空间中并能够在所述磁致伸缩体磁场变化时将所述磁致伸缩体的形变或形变趋势以力的形式传递至所述压电材料体,两条所述功能臂的另一端均延伸到所述容纳空间的外部并与所述运动体间隙布置。
15.优选地,所述支撑壳体的外部设置有第一功能运动体,所述第一功能运动体为中间结构体,第一功能运动体包括检测状态和非检测状态;
16.所述第一功能运动体在检测状态时能够被安装在所述运动体上并与所述运动体同时运动,所述第一功能运动体在非检测状态时能够被匹配安装在所述支撑壳体上,其中:
17.所述运动体采用非金属材料,所述第一功能运动体采用磁性材料。
18.优选地,沿所述运动体的周向固定有第二功能运动体,第二功能运动体为中间结构体,所述运动体、第二功能运动体均采用磁性材料。
19.优选地,还包括第三功能部件以及两条功能臂,所述第三功能部件包括容纳壳体,两条所述功能臂的一端均安装在所述容纳空间中并直接或间接连接所述磁致伸缩体,两条所述功能臂的另一端均延伸到所述容纳空间的外部并连接所述容纳壳体;
20.所述容纳壳体设置有开口,所述运动体匹配安装在所述开口上且运动体与所述容纳壳体之间形成密闭空间,所述运动体能够在外力的作用下相对于容纳壳体滑动或者能够发生弹性形变进而能够做靠近或远离所述功能臂的运动且所述密闭空间内部为真空状态或填充有空气,所述密闭空间内部还具有如下任一种结构布置:
21.包括第二永磁体,所述第二永磁体安装在所述运动体上;
22.包括第二永磁体以及第三永磁体,所述第二永磁体安装在所述运动体上,第三永磁体安装在所述容纳壳体上且第二永磁体与第三永磁体磁性相吸或相斥布置,其中,第二永磁体与第三永磁体之间设置有弹性体或者不设置弹性体;
23.其中,所述第二永磁体为中间结构体。
24.优选地,所述运动体的还连接有飞行结构体且所述飞行结构体在处于以设定流速流动的流体环境时能够依靠自身的结构或结构变化上升或下降进而带动所述运动体相对于所述容纳壳体做靠近和远离运动且由于所述靠近和远离运动进而引起所述磁场变化。
25.优选地,所述磁场部件还包括第二线圈,所述第二线圈沿所述磁致伸缩体的周向布置并用于在磁致伸缩体磁场变化时产生第二感应电信号。
26.优选地,所述磁场部件包括磁体且所述磁体能够被布置在所述闭合磁路的任一个位置用以敏感所述闭合磁路的磁场。
27.与现有技术相比,本实用新型具有如下的有益效果:
28.1、本实用新型能够测量运动体的多种状态,测量精度高,检测方便,通用性好,检测更敏感。
29.2、本实用新型能够实现对导磁金属材料、非导磁金属材料以及非金属材料的运动体的各种状态进行检测,应用范围广泛。
30.3、本实用新型针对不同的应用场景具有多种可实施的结构,能够根据不同的应用场景灵活选择,通用性好。
附图说明
31.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
32.图1为感生部件和磁场部件串联时的结构示意图,其中,感生部件采用压电材料体;
33.图2为感生部件和磁场部件串联时的结构示意图,其中,感生部件采用压电材料体,磁场部件上还设置有用于感应的第二线圈;
34.图3为在图2的基础上磁场部件的周向设置有第一永磁体时的结构示意图;
35.图4为感生部件采用第三线圈时的结构示意图,其中,磁致伸缩体的周向设置有第一永磁体;
36.图5为磁致伸缩体的感应线圈和激励线圈采用同一个线圈时的结构示意图;
37.图6为感生部件和磁场部件并联时的结构示意图,其中,感生部件、磁场部件的两端均与两条功能臂的端部相连;
38.图7为感生部件和磁场部件串联时的结构示意图,其中,感生部件和磁场部件均布置在两条功能臂之间;
39.图8为感生部件和磁场部件串联时的结构示意图,其中,一个功能臂的端部延伸到感生部件和磁场部件之间,两条功能臂的端部分别连接磁场部件的两端;
40.图9为感生部件和磁场部件串联时的结构示意图,其中,两条功能臂的端部分别连接磁场部件的两端;
41.图10为两条功能臂的端部分别连接磁场部件的两端时的结构示意图,其中,感生部件采用第三线圈;
42.图11为本实用新型设置有第一功能运动体时的结构示意图;
43.图12为两条功能臂布置在运动体径向方向上时的结构示意图,其中,运动体上固定有第二功能运动体;
44.图13为两条功能臂布置在运动体轴向方向上时的结构示意图;
45.图14为第一功能运动体处于非检测状态时的结构示意图,第一功能运动体安装在两条功能臂上;
46.图15为第一功能运动体处于检测状态时的结构示意图,第一功能运动体安装在运动体上;
47.图16为闭合磁路上设置有电磁体时的结构示意图;
48.图17为运动体安装在容纳壳体上时的结构示意图,其中,所述运动体能够相对于容纳壳体滑动,密闭空间中填充有空气,运动体上安装第二永磁体;
49.图18为运动体安装在容纳壳体上时的结构示意图,其中,所述运动体能够相对于容纳壳体滑动,密闭空间中为真空,运动体上安装第二永磁体,容纳壳体上安装有第三永磁体,第二永磁体与第三永磁体之间连接有弹簧;
50.图19为运动体安装在容纳壳体上时的结构示意图,其中,所述运动体能够相对于
容纳壳体发生弹性形变,密闭空间中填充有气体或真空,运动体上安装第二永磁体;
51.图20为运动体安装在容纳壳体上时的结构示意图,其中,所述运动体能够相对于容纳壳体滑动,密闭空间中填充有气体或真空,运动体的外部连接有飞行结构体;
52.图21为运动体上间隔布置有多个磁性栅格;
53.图22为本实用新型检测运动体外部形态时的结构示意图;
54.图23为图22中运动体的俯视示意图。
55.图中示出:
56.感生部件100
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第四线圈11
57.磁场部件200
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第一功能运动体12
58.支撑壳体1
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第二功能运动体13
59.压电材料体2
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第三功能部件14
60.磁致伸缩体3
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容纳壳体141
61.功能臂4
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密闭空间15
62.容纳空间5
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第二永磁体16
63.运动体6
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第三永磁体17
64.第一线圈7
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弹性体18
65.第二线圈8
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飞行结构体19
66.第三线圈9
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磁性栅格20
67.第一永磁体10
具体实施方式
68.下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型,但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
69.基础实施例:
70.本实用新型提供了一种非接触式运动体状态检测装置,用于检测运动体6的状态,包括支撑壳体1、感生部件100以及磁场部件200,所述支撑壳体1被配置为内部具有用于匹配容纳所述感生部件100和磁场部件200的容纳空间5进而当所述磁场部件200的磁场变化时所述感生部件100产生与所述磁场变化相匹配的电信号,所述运动体6和/或运动体上安装的中间结构体与磁场部件200形成闭合磁路,当所述运动体6和/或运动体6上安装的中间结构体运动时,所述闭合磁路的磁化强度发生变化。本实用新型通过在磁场部件200通入交变电流va时由于自身磁场变化进而能够使感生部件100输出感应电压v
es
,且在当运动体6的状态变化时引起闭合磁路的磁化强度增加或减少,进而能够对不同属性的所述状态进行标定获得标定信息后,将所述标定信息输入到控制系统中,当对运动体6的状态测量时,控制系统根据获得的v
es
值在标定信息中获得对应的数值并输出所述状态值。
71.需要说明的是,本实用新型中的状态包括运动体6位移、速度、加速度、间隙、表面平面度、表面粗糙度、材料厚度、表面裂纹、转动转速、转动角度、转动圈数、转动频率(图12的情形)中的任一种或任多种状态,例如,运动体6为转动体,在测量转动体表面裂纹时,由
于存在裂纹闭合磁路中的磁力线发生弯曲或局部磁阻引起的漏磁,进而引起磁场部件200磁场发生变化最终实现对表面裂纹这种状态的检测。
72.当被检测运动体6是一个厚薄不同的移动片体,其平行布置于桌面,并平行移动穿过本检测装置的检测平面(如沿功能臂4的两个外端形成的平面)穿过过程中感生部件100的信号会发生变化,而且,不同厚度的移动片使感生部件100产生的感生电压也对应变化,进而可以检测移动片体的厚度。因此,本实用新型通过对被检测部件微小移动或被检测部件表面的微小缺陷引起闭合磁路中磁化强度的变化的特性实现状态、形态检测,使复杂物理量的检测变的简单、方便、准确易于操作。
73.如图21所示,运动体6上设置有等距的磁性栅格20,图中的双向箭头代表运动体6的可以运动的方向,通过检测装置对移动的运动体6上多个磁性栅格20对闭合磁路磁化强度的影响以及相邻磁性栅格20之间的距离可以获得运动体6移动的速度。
74.如图22、图23所示,运动体6为ⅱ字形结构,且两端与中间具有不同的高度,当运动体6运动时,对于运动体6在平行于检测装置的方向运动时,对于运动体为高低或中间的镂空部位都会引起闭合磁路的磁化强度的改变进而能够实现对运动体6外部形态的检测。
75.本实用新型中的检测装置通过预先标定的方式将运动体6的状态、形态分别与电压信号v
es
的对应关系形成标定信息,即将检测装置做成标准件,被测运动体6的状态、形态与感生部件100产生的电压信号存在一一对应关系,通过对对应关系进行标定,实现对状态、形态的直接检测。测量时可直接输出运动体6状态的值实现数值的可视化,使检测变的简单,方便,易于操作。运动体6优选为铁磁性材料。
76.为了进一步说明本实用新型,下面通过具体的实施例进一步介绍本实用新型。
77.实施例1:
78.本实施例中,如图1所示,所述磁场部件200包括磁致伸缩体3以及第一线圈7,所述第一线圈7沿所述磁致伸缩体3的周向布置并用于通电时产生电磁场,在具体应用中,优选将一个或多个第一线圈7包裹在所述磁致伸缩体3的外部,所述感生部件100包括压电材料体2,所述磁致伸缩体3与所述压电材料体2依次串联布置在所述容纳空间5中,所述压电材料体2用于产生第一感应电信号。
79.磁致伸缩体3采用磁致伸缩材料制作,例如磁致伸缩材料为galfenol金属合金材料,对于galfenol金属合金材料,在由作者胡勇、丁雨田、刘芬霞、张艳龙、王璟等发表在《铸造技术》(foundry technology,2008年第11期1579-1583,共5页)中的galfenol合金的显微组织和磁致伸缩性能中也有详细介绍,是一种新型的磁致伸缩材料,能够承受较大的施力,可以进行机械加工,攻螺纹等,是一种理想的磁致伸缩材料。再例如为铽镝铁合金(terfenol-d)稀土超磁致伸缩材料,还例如金属玻璃材料等。压电材料体2采用压电材料制作,例如压电陶瓷,当磁致伸缩体3由于磁场变化导致形变或者存在形变的趋势时致使对压电材料体2的挤压程度发生变化从而使压电材料体2输出的电压信号改变。
80.进一步地,所述支撑壳体1根据实际的应用场景能够被设计为多种外形以匹配具体的应用环境,例如做成圆形、方形、椭圆形等等。本实施例中所述支撑壳体1为长方体形,本实施例中检测装置可以做成便携式的结构的标准件,以实现方便移动,具体使用时,可将检测装置放置到运动体6的附近能够方便的实现状态的检测。为清楚说明本实用新型的检测过程。
81.本实施例以运动体6为轴或与轴相连接的部件为例进行说明,为检测轴或与轴相连接的部件在转动时是否平稳,是否发生了摆动,可将本实用新型中的检测装置靠近所述轴,此时由于轴为铁磁材料,轴与磁场部件200形成闭合磁路,当轴出现摆动时引起闭合磁路中磁化强度发生变化进而能够实现对本实用新型中轴摆动幅度即轴发生的径向位移进行检测。
82.在实际应用中,被检测的运动体6由于受安装环境的限制往往空间受限,为了方便检测,本实施例中还包括两条功能臂4,如图12所示,两条所述功能臂4的一端均安装在所述容纳空间5中,其中一条功能臂4的一端设置在压电材料体2和支撑壳体1之间,另一条功能臂4设置在磁致伸缩体3和支撑壳体1之间,两条所述功能臂4之间的距离固定,能够在所述磁致伸缩体3磁场变化时将所述磁致伸缩体3的形变或形变趋势以力的形式传递至所述压电材料体2,两条所述功能臂4的另一端均延伸到所述容纳空间5的外部,在检测时与所述运动体6间隙布置。对于功能臂4的数量可以根据实际的检测环境被灵活设定,例如设置为一条,设置为超过两条的情形也可以被应用到实际的检测环境中,具体以实际产品的需求进行设定。
83.进一步地,除了对轴体径向方向的摆动进行检测,还可以对轴的轴向方向的跳动或其他状态进行检测,如表面平面度、表面粗糙度、表面裂纹等状态进行检测,如图13所示,当轴绕转动方向转动时,由于装配或自身结构原因造成上下跳动、振动或由于自身的表面平面度、表面粗糙度、表面裂纹等状况时都会引起闭合磁路内部磁化强度的变化进而也能够实现对各种状态的检测。
84.在对于运动体6状态的检测时,如上述轴的摆动检测时,往往由于轴的摆动幅度小,虽然也能引起闭合磁路的磁化强度发生变化,但检测信号敏感度不高,为了增加信号提取的敏感度,沿所述运动体6的周向固定有第二功能运动体13,如图12所示,第二功能运动体13作为中间结构体被粘贴在运动体6上或通过磁力等其他方式固定在运动体6上,所述运动体6、第二功能运动体13均采用磁性(如软磁材料或永磁)材料,通过设置第二功能运动体13能够在轴转动时将摆动的信号进行放大,大大提高了信号变化的敏感度,有效提高了测定摆动状态的敏感度。
85.本实施例的应用还不限于上述情况,还可以应用到更多的领域检测其他物理量,如图17所示,本实施例中设置有第三功能部件14以及两条功能臂4,所述第三功能部件14包括容纳壳体141,两条所述功能臂4的一端均安装在所述容纳空间5中并直接或间接连接所述磁致伸缩体3,两条所述功能臂4的另一端均延伸到所述容纳空间5的外部并连接所述容纳壳体141,所述容纳壳体141设置有开口,所述运动体6匹配安装在所述开口上且运动体6与所述容纳壳体141之间形成密闭空间15,所述运动体6能够在外力的作用下相对于容纳壳体141滑动进而能够做靠近或远离所述功能臂4的运动,密闭空间15内部填充有气体,所述密闭空间15内部还具有第二永磁体16,所述第二永磁体16安装在所述运动体6上,所述第二永磁体16为中间结构体,第二永磁体16、功能臂4、磁致伸缩体3形成闭合磁路,当外界流体具有一定的流速时,流速产生的力作用在所述运动体6上进而能够使第二永磁体16靠近或远离功能臂4的运动,进而引起闭合磁路的磁化强度发生变化,通过这种变化也能够对流体流速进行检测。进一步地,本装置不仅可以对流体流速进行检测,还可以对处于不同高度的运动体6由于所处高度的不同进行检测,由于距离地面的高度不同,外界大气压不同,进而
大气作用在运动体上的力不同进而也能够使运动体6相对于容纳壳体141有微小移动,进而也能够引起闭合磁路的磁化强度发生变化,通过这种变化也能够对运动体6的高度进行检测。
86.进一步地,对于高度或流速检测的结构还存在多种形式,例如,将所述密闭空间15内部设置为真空状态,所述密闭空间15内部具有第二永磁体16以及第三永磁体17,所述第二永磁体16安装在所述运动体6上,第三永磁体17安装在所述容纳壳体141上且第二永磁体16与第三永磁体17磁性相斥布置并能够使真空的吸力与斥力平衡后使得运动体6相对于容纳壳体141处于静止状态,当外界流速变化或高度变化时打破力平衡的状态进而引起所述运动体6相对于容纳壳体141运动实现状态的检测。
87.为了使第二永磁体16与第三永磁体17达到力的平衡状态,在第二永磁体16与第三永磁体17之间优选设置有弹性体18,例如弹性体18为弹簧。具体地,第二永磁体16与第三永磁体17既可以设置为相斥布置,也可以将极性布置为相互吸引,都可以实现本实用新型的效果,例如相吸时,中间的弹簧通过被挤压产生的伸长回复力使两个永磁体达到受力平衡静止。
88.本实施例还可以采用如图19的结构,所述运动体6能够在外力的作用下相对于容纳壳体141发生弹性形变进而能够做靠近或远离所述功能臂4的运动,密闭空间15内部为真空状态或填充有空气,所述密闭空间15内部具有第二永磁体16,所述第二永磁体16安装在所述运动体6上,运动体6采用弹性膜体,在外部具有微小力的变化时能够驱使弹性膜体形变并带动第二永磁体16发生微小移动进而产生闭合磁路磁化强度的变化。
89.本实施例中还可以基于以上结构进行变形,如图20所示,所述运动体6的连接有飞行结构体19且所述飞行结构体19在处于以设定流速流动的流体环境时能够依靠自身的结构或结构变化上升或下降进而带动所述运动体6相对于所述容纳壳体141做靠近和远离运动且由于所述靠近和远离运动进而引起所述磁场变化。图20中的飞行结构体19利用了飞机的原理,例如在某实验室需要测定某流体流速或飞行结构体19的倾斜角度的场景中,v1为飞行结构体19上部的流速,v2为飞行结构体19下部的流速,当v1大于v2时飞行结构体19表现为上升,当v1小于v2时飞行结构体19表现为下降,进的获得由于上升或下降的力f
v1-v2
作用在运动体6上进而使运动体6产生靠近或远离功能臂6的微小运动位移s
v1-v2
,微小位移进而产生闭合磁路磁化强度的变化,通过所述变化获得被测状态。
90.以上介绍了对于运动体6为磁性材料的情况,对于运动体6为铝、铜等非磁性金属材料的情形时,由于磁致伸缩材料的高频预加载电磁信号,也可以同时电磁激励出被测运动体6表面产生感生电流,进而产生感生磁场,该感生磁场又会叠加作用在磁致伸缩或磁致伸缩压电传感体上,而使传感体的输出电压有对应变化。该变化量值即可对应需要测量的位移、摆动、间隙等位置变化或表面尺度、缺陷变化的物理量,进而实现运动状态的检测。
91.进一步地,对于运动体6采用非金属材料的情形时,所述支撑壳体1的外部设置有第一功能运动体12,第一功能运动体12采用磁性材料,所述第一功能运动体12作为中间结构体可以被设置为多种结构形式,例如如图11所示,第一功能运动体12包括检测状态和非检测状态,所述第一功能运动体12在检测状态时能够被安装在所述运动体6上并与所述运动体6同时运动,通过对第一功能运动体12运动状态的检测进而获得运动体6被检测的状态,所述第一功能运动体12在非检测状态时能够被匹配安装在所述支撑壳体1上,实现方便
携带、使用方便的效果。
92.针对不同的应用环境,第一功能运动体12也可以被配置为一条永磁体,如图14所示,具体在加测时可将永磁体安装在运动体6上实现检测,如图15所示。
93.具体地,对于本实施例中磁致伸缩体3和压电体的布置结构还可以有多种连接方式,下面具体介绍:
94.结构形式1:
95.如图2所示,所述磁场部件200还包括第二线圈8,所述第二线圈8沿所述磁致伸缩体3的周向布置并用于在磁致伸缩体3磁场变化时产生第二感应电信号,对于运动状态的检测可以通过第一感应电信号获得,也可以通过第二感应电信号,也可以将第二感应电信号作为第一感应电信号的验证。
96.结构形式2:
97.在实际应用中,为了让磁场信号的感应更加敏感,所述磁场部件200包括磁体且所述磁体能够被布置在所述闭合磁路的任一个位置用以敏感所述闭合磁路的磁场,在闭合磁路的任一个位置设置有电磁体和/或第一永磁体10都能够使整个闭合磁路磁力更强,感受磁力变化更敏感,有利于更加精确的测定运动体6的状态,例如,如图3所示,所述第一永磁体10沿所述磁致伸缩体3的周向布置,第一永磁体10的安装为是整个磁路提供一个偏置磁场,提高磁路磁化强度和线性度,提高提取信号敏感度。
98.进一步地,还可以在闭合磁路上设置电磁体,如图16所示,在闭合磁路上安装第四线圈11,也可以提高磁路磁化强度,提高提取信号敏感度。
99.结构形式3:
100.如图7所示,为本实用新型设置有两条功能臂4时的结构,其中,磁致伸缩体3一端连接压电材料体2的一端,相互连接后的磁致伸缩体3和压电材料体2被安装在所述容纳空间5中,其中,磁致伸缩体3另一端、压电材料体2的另一端分别与两条所述功能臂4的一端接触相抵进而使连接后的磁致伸缩体3和压电材料体2适配两条功能臂4之间的空间,两条所述功能臂4之间的间隔为串联布置的磁致伸缩体3和压电材料体2提供了固定距离的空间,因此,磁致伸缩体3在发生形变或存在形变的趋势时,磁致伸缩体3与压电材料体2之间的松紧程度随之也会发生变化。同时,运动体6、两条所述功能臂4、磁致伸缩体3共同形成闭合磁路,当运动体6转动时由于自身状态导致闭合磁路的磁化强度发生变化进而使得压电材料体2发生对应于变化磁化强度的形变或形变的趋势,进而使第一感应电信号发生变化。
101.进一步地,如图8、图9分别为图7的两个变化形式,如图8所示,所述磁致伸缩体3的两端分别连接两个所述功能臂4的一端,其中的一条功能臂4设置在压电材料体2和磁致伸缩体3之间,如图9所示,也是图7的一种变化形式,都能够实现本实用新型中的效果。
102.实施例2:
103.本实施例为实施例1的一个变化例。
104.本实施例中,如图6所示,所述磁致伸缩体3与所述压电材料体2并联布置在所述容纳空间5中,磁致伸缩体3的两端分别与两个所述功能臂4的一端紧固连接,所述压电材料体2与所述磁致伸缩体3并联布置在所述容纳空间中且所述压电材料体2的两端也分别与两个所述功能臂4的一端紧固连接,在本实施例中,运动体6、两个所述功能臂4、磁致伸缩体3共同形成闭合磁路,磁致伸缩体3产生形变响应或形变响应的趋势发生变化,使得两个功能臂
4一端之间存在被撑大或拉小的形变或趋势,或单位时间被撑大或拉小的形变或趋势的往复变化次数发生改变,进而最终作用在所述压电材料体2上,随着压电材料体2的被挤紧或被挤松而使压电材料体2输出电压信号v
es
的幅频特征发生变化,根据v
es
的变化最终测得运动体6的状态。
105.实施例3:
106.本实施例为实施例1的另一个变化例。
107.本实施例中,所述感生部件100包括第三线圈9,如图4所示,所述第三线圈9沿所述磁致伸缩体3的周向布置并用于产生第一感应电信号,在具体应用中,优选将一个或多个第三线圈9包裹在所述磁致伸缩体3的外部。所述磁致伸缩体3被配置为安装在所述容纳空间5中且磁致伸缩体3的两端均与支撑壳体1的内壁接触相抵,运动体6、磁致伸缩体3共同形成闭合磁路,在磁致伸缩体3形变或存在形变的趋势时的幅频变化而对应产生第一感应电信号v
ms
,通过对v
ms
的检测进而也能检测运动体6的状态。
108.为匹配检测环境,本实施例中可以增加适当数量的功能臂4,如图10所示,设置有两条功能臂4且两条所述功能臂4分别安装在磁致伸缩体3的两端且两条功能臂4均被固定在支撑壳体1上,两条功能臂4为磁致伸缩体3提供了固定的安装空间,在磁致伸缩体3形变或存在形变的趋势时的幅频变化而对应产生第一感应电信号v
ms
,通过对v
ms
的检测进而也能检测运动体6的状态。
109.如图5所示,本实施例的一种变化形式,其中,激励线圈第一线圈7和感应线圈第三线圈9为同一部件,并且v
ms
端可以考虑附加电阻、电感或电容器件,以利于采集v
ms
信号,也能够实现本实用新型中的检测效果。
110.在本技术的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术的限制。
111.以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本实用新型并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下,本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
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