基于电涡流传感器的测量转接装置

摘要

本发明涉及一种基于电涡流传感器的测量转接装置，包括辅助测量头、测量头、外壳、测量块、微力顶紧弹簧、电涡流传感器、转接螺母组件，外壳上端通过螺纹连接测量头，外壳内装有转接螺母组件，转接螺母组件内装有电涡流传感器。外壳内，在安装测量头一侧设有导磁材料的测量块、微力顶紧弹簧，微力顶紧弹簧一端与测量块接触，另一端与转接螺母组件的前端面接触；测量头用于感受被测物体的振动物理量，并在微力顶紧弹簧的作用下使外壳、测量块与转接螺母组件在工作时跟随被测物体同步位移变化，从而使电涡流传感器感受被测物体的振动位移与振动频率。本发明能够解决非导磁材料被测体的测量问题，将原来电涡流传感器不能使用的场合变为可以使用。

权利要求

1.一种基于电涡流传感器的测量转接装置，包括辅助测量头(1) 、测量头(2) 、外壳(3) 、测量块(4)、微力顶紧弹簧(5)、电涡流传感器(11)、转接螺母组件，其特征在于：所述外壳(3)上端通过螺纹连接测量头(2)，所述外壳(3)内装有转接螺母组件，转接螺母组件内装有电涡流传感器(11)，所述外壳(3)内，在安装测量头(2)一侧设有导磁材料的测量块(4)、微力顶紧弹簧(5)，所述微力顶紧弹簧(5)一端与测量块(4)接触，另一端与转接螺母组件的前端面接触；所述测量头(2)用于感受被测物体的振动物理量，并在微力顶紧弹簧(5)的作用下使外壳(3)、测量块(4)与转接螺母组件在工作时跟随被测物体同步位移变化，从而使电涡流传感器(11)感受被测物体的振动位移与振动频率。

2.根据权利要求1所述的基于电涡流传感器的测量转接装置，其特征在于：当测量方向与被测物体振动方向不相同时，所述测量头(2)通过辅助测量头(1)对被测物体进行测量；

所述辅助测量头(1)由测量杆(20)、微压弹簧(21)和直线轴承(22)组成，所述测量杆(20)安装在直线轴承(22)内，测量杆(20)上装有微压弹簧(21)，微压弹簧(21)一端与测量杆(20)前端台阶面接触，另一端与直线轴承(22)前端面接触；所述测量头(2)前端、测量杆(20)后端为斜面形状，当斜面斜率为45度时，辅助测量头(1)的位移与测量头(2)的位移为1：1。

3.根据权利要求1所述的基于电涡流传感器的测量转接装置，其特征在于：所述测量头(2)、辅助测量头(1)与被测物体接触处呈点状或线状或面状。

4.根据权利要求1所述的基于电涡流传感器的测量转接装置，其特征在于：所述转接螺母组件由转接螺母前压盖(6)、滚动钢珠(7)、转接螺母(9)、转接螺母后压盖(10)组成，所述转接螺母(9)的两端分别设置有转接螺母前、后压盖(6，10)，转接螺母前、后压盖(6，10)与转接螺母(9)的结合面开设有一组过圆孔，过圆孔内放置滚动钢珠(7)，且滚动钢珠(7)与外壳(3)的桶身内壁滚动接触连接；所述转接螺母(9)两侧装有销(8)。

5.根据权利要求4所述的基于电涡流传感器的测量转接装置，其特征在于：所述外壳(3)的桶身两侧分别开设有Z型槽，两Z型槽在外壳的后端纵向贯通，用于方便销(8)的插入；

当销(8)插入Z型槽贯通处后，销(8)旋转一角度进入Z型槽中的横向槽处，移到顶点进入Z型槽的另一纵向槽，即工作槽处，工作槽与外壳不贯通，在微力顶紧弹簧(5)的作用下，工作槽的顶端与销(8)紧密接触，使外壳(3)定位；所述工作槽的长度为外壳(3)移动的距离，即电涡流传感器的有效测量范围；当外壳在转接螺母组件上移动时，通过销(8)限制转接螺母组件的移动距离，用于防止测量块(4)与电涡流传感器(11)头部的碰撞。

说明书

基于电涡流传感器的测量转接装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电涡流传感器，尤其是一种电涡流传感器的测量转接装置。

背景技术

[0002] 电涡流传感器的原理是，通过电涡流效应的原理，准确测量被测体(必须是金属导体)与探头端面的相对位置，其特点是长期工作可靠性好、灵敏度高、抗干扰能力强、非接触测量、响应速度快、不受油水等介质的影响，常被用于各类零部件的位移、振动、转速等参数进行长期实时监测。

[0003] 通常电涡流传感器11的被测体13多是导磁材料，当被测体13为非导磁材料时往往需要通过附加导磁材料12进行转换测量，如图1，2中所示。因此，被测物体为非导磁材料时，测量不方便，需要一种利用基于电涡流传感器的测量转接装置，可以将原来电涡流传感器不能使用的场合变为可以使用。

发明内容

[0004] 本发明是要提供一种基于电涡流传感器的测量转接装置，用于解决非导磁材料被测体的测量问题，将原来电涡流传感器不能使用的场合变为可以使用。

[0005] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于电涡流传感器的测量转接装置，包括辅助测量头 、测量头 、外壳 、测量块、微力顶紧弹簧、电涡流传感器、转接螺母组件，所述外壳上端通过螺纹连接测量头，所述外壳内装有转接螺母组件，转接螺母组件内装有电涡流传感器，所述外壳内，在安装测量头一侧设有导磁材料的测量块、微力顶紧弹簧，所述微力顶紧弹簧一端与测量块接触，另一端与转接螺母组件的前端面接触；所述测量头用于感受被测物体的振动物理量，并在微力顶紧弹簧的作用下使外壳、测量块与转接螺母组件在工作时跟随被测物体同步位移变化，从而使电涡流传感器感受被测物体的振动位移与振动频率。

[0006] 当测量方向与被测物体振动方向不相同时，所述测量头通过辅助测量头对被测物体进行测量；所述辅助测量头由测量杆、微压弹簧与直线轴承组成，所述测量杆安装在直线轴承内，测量杆上装有微压弹簧，微压弹簧一端与测量杆前端台阶面接触，另一端与直线轴承前端面接触；所述测量头前端、测量杆后端为斜面形状，当斜面斜率为45度时，辅助测量头的位移与测量头的位移为1：1。

[0007] 所述测量头、辅助测量头与被测物体接触处呈点状或线状或面状。

[0008] 所述转接螺母组件由转接螺母前压盖、滚动钢珠、转接螺母、转接螺母后压盖组成，所述转接螺母的两端分别设置有转接螺母前、后压盖，转接螺母前、后压盖，与转接螺母的结合面开设有一组过圆孔，过圆孔内放置滚动钢珠，且滚动钢珠与外壳的桶身内壁滚动接触连接；所述转接螺母两侧装有销。

[0009] 所述外壳的桶身两侧分别开设有Z型槽，两Z型槽在外壳的后端纵向贯通，用于方便销的插入；当销插入Z型槽贯通处后，销旋转一角度进入Z型槽中的横向槽处，移到顶点进入Z型槽的另一纵向槽，即工作槽处，工作槽与外壳不贯通，在微力顶紧弹簧的作用下，工作槽的顶端与销紧密接触，使外壳定位；所述工作槽的长度为外壳移动的距离，即电涡流传感器的有效测量范围；当外壳在转接螺母组件上移动时，通过销限制转接螺母组件的移动距离，用于防止测量块与电涡流传感器头部的碰撞。

[0010] 本发明的有益效果是：

[0011] 1．利用基于电涡流传感器的测量转接装置，可以将原来电涡流传感器不能使用的场合变为可以使用。如被测物体为非导磁材料时，由于电涡流传感器的特性，所以这些物体无法进行测量，而加装了电涡流传感器的测量转接装置，则不必考虑被测材料的情况，扩大了电涡流传感器的应用场合。该装置在非导磁材料以及大惯性低频率场合特色显著。

[0012]  2．由于采用了微力顶紧弹簧与微压弹簧，使得一些弱刚性的构件振动测量也变得可能，只要根据被测物体特性与测量要求，选用合适的弹簧就可以解决。

[0013] 3．由于采用了与被测物体接触处有点状、线状及面状三类测量头，可以解决不同需求的测量要求，避免了传统中电涡流传感器只能反映一定面积区域的位移变化情况。其线位振动与指定区域的面积振动测量，可根据测量需求对测量头进行长度与面积大小的专门制作。线状头部为刀刃状，其刀刃长度即为测量长度。面装头部可为矩形、圆形或其它特殊形状。结构示意图仅以矩形为例。而点状头部则使得测量点的位置更加丰富，大大提高分析精度。

[0014] 4．由于有了辅助测量头，大大提高了现场使用的方便性，解决了一些因为现场安装空间与安全、可靠等问题。狭小的轴线空间，可以在径向空间得到解决。如需放大或缩小位移变化值即电涡流传感器的测量值，只需将测量杆一端的斜面部分斜率变化即可，可以在一定程度上提高信噪比。

附图说明

[0015] 图1为传统电涡流传感器测量非导磁材料的被测物体示意图之一；

[0016] 图2为传统电涡流传感器测量非导磁材料的被测物体示意图之二；

[0017] 图3为本发明的基于电涡流传感器的测量转接装置结构示意图；

[0018] 图4为测量头为点状结构主视图；

[0019] 图5为图4的俯视图；

[0020] 图6为测量头为线状结构主视图；

[0021] 图7为图6的俯视图；

[0022] 图8为测量头为面状结构主视图；

[0023] 图9为图8的俯视图；

[0024] 图10为辅助测量头结构示意图；

[0025] 图11为转接螺母组件结构示意图；

[0026] 图12为测量块结构示意图；

[0027] 图13为图12的左视图；

[0028] 图14为外壳结构示意图。

具体实施方式

[0029] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

[0030] 如图3至图14所示，一种基于电涡流传感器的测量转接装置，包括辅助测量头1 、测量头2 、外壳3 、测量块4、微力顶紧弹簧5、转接螺母前压盖6、滚动钢珠7、销8、转接螺母9、转接螺母后压盖10、电涡流传感器11。

[0031] 如图3所示，外壳3上端通过螺纹连接测量头2，外壳3内装有转接螺母组件，转接螺母组件内装有电涡流传感器11，外壳3内，在安装测量头2一侧设有导磁材料的测量块4、微力顶紧弹簧5，微力顶紧弹簧5一端与测量块4接触，另一端与转接螺母组件的前端面接触；测量头4用于感受被测物体的振动物理量，并在微力顶紧弹簧5的作用下使外壳3、测量块4与转接螺母组件在工作时跟随被测物体同步位移变化，从而使电涡流传感器11感受被测物体的振动位移与振动频率。

[0032] 当测量方向与被测物体振动方向不相同时，测量头2通过辅助测量头1对被测物体进行测量。

[0033] 如图10所示，辅助测量头由测量杆、微压弹簧与直线轴承组成，所述测量杆安装在直线轴承内，测量杆上装有微压弹簧，微压弹簧一端与测量杆前端台阶面接触，另一端与直线轴承前端面接触。

[0034] 本发明的基于电涡流传感器的测量转接装置，在电涡流传感器的测量头部，连接一测量转接装置，测量转接装置与被测物体接触处有点状、线状及面状三类测量头与辅助测量头等类型。见图3、图4至图9。其中：

[0035] （1）测量头2：用于感受被测物体的振动物理量，如图4至图9所示。与被测物体接触处有点状、线状及面状三类。可以根据需求分别测量被测物体的点位振动、线位振动与指定区域的面积振动情况。其线位振动与指定区域的面积振动测量，可根据测量需求对测量头进行长度与面积大小的专门制作。线状头部为刀刃状，其刀刃长度即为测量长度。面状头部可为矩形、圆形或其它特殊形状，图8，9仅以矩形为例。测量头2与外壳3螺纹连接。

[0036] （2）辅助测量头1：用于感受被测物体的振动物理量，如图10所示。辅助测量头1与测量头2中的点状头配合使用。主要用于在沿振动方向由于空间原因而无法布置传感器时，用辅助测量头1将振动方向转换90度，以合理的布置与安装传感器。辅助测量头1由测量杆20、微压弹簧21和直线轴承22组成。测量杆20与被测物体接触处的形状与测量头结构相同，也分为点状、线状及面状三类。测量杆20另一端面为斜面形状，当斜面斜率为45度时，辅助测量头1的位移与测量头2的位移为1：1，仅仅是转换了90度运动方向。如需放大或缩小测量头2即电涡流传感器11的测量值，只需将测量杆20一端的斜面部分斜率变化即可。采用直线轴承22的目的是为了降低测量杆20移动时的摩擦阻力，同时利用直线轴承22的安装端面可以方便地将辅助测量头1安装定位。微压弹簧21的作用是为了消除辅助测量头1与被测物体之间的间隙，并保证有一定的预压力，同时在工作中有良好的跟随性。

[0037] （3）外壳3：圆桶形，用于安装测量头2与测量块4以及微力顶紧弹簧5，并在测量头2的带动下与转接螺母组件形成相对运动从而达到测量目的，如图14所示。外壳3一端设置有螺纹孔，用于安装测量头2。其内径处在安装测量头2一侧设置有测量块4与微力顶紧弹簧5，测量块4为导磁材料，用于电涡流传感器11的测量。微力顶紧弹簧5一端与测量块4接触，另一端与转接螺母组件中的前压盖接触6。外壳3的桶身两侧开设有Z型槽，两Z型槽的位置不相同。槽宽略大于转接螺母组件中的销8的直径。两Z型槽在外壳的另一端纵向贯通，为插入槽，以方便销8的插入。销8插入Z型槽贯通处后，旋转一定角度进入Z型槽中的横向槽处，移到顶点处即可进入Z型槽的另一纵向槽即工作槽处。工作槽与外壳3不贯通。在微力顶紧弹簧5的作用下，工作槽的顶端与销8紧密接触，使外壳3定位。工作槽的长度即为外壳3移动的距离，也是电涡流传感器11的有效测量范围。工作槽的长度设置也为电涡流传感器11提供了位置保护，即当外壳3在转接螺母组件上移动时，由于销8的设置，使其的移动的距离受到限制，因此不会发生测量块4与电涡流传感器11头部的碰撞。微力顶紧弹簧5在安装完成后形成一定的顶紧力，工作时当外壳3向转接螺母组件一侧移动时弹簧压紧，向被测物体一侧移动时弹簧回松，但仍保持一定的微顶紧力。在工作时，外壳3的内径与转接螺母组件中滚动钢珠接触形成滚动摩擦，因此工作时外壳3运动的摩擦阻力较小。

[0038] （4）转接螺母组件：转接电涡流传感器11与外壳3，如图11所示。转接螺母组件内孔为螺纹孔，与电涡流传感器11对应的螺纹连接并形成定位。外圆处设置有两个销8，与外壳3上的Z型槽连接。销8与转接螺母9过赢配合。转接螺母9的两端分别设置有转接螺母前、后压盖6，10。转接螺母前、后压盖6，10与转接螺母9的结合面同位开设了一组过圆孔，过圆孔内放置了滚动钢珠7，孔径略大于滚动钢珠7直径。前、后压盖6，10与转接螺母9螺栓固定。

[0039] 本发明的工作原理：

[0040] （1）基于电涡流传感器的测量转接装置，在测量方向与被测物体振动方向相同时，可直接用带测量头的装置进行测量。将外壳上的插入槽对准转接螺母上的销，插入后旋转至工作槽中，在微力顶紧弹簧的作用下销与工作槽远离被测物体的一侧顶部贴紧，形成无间隙的待工作状态。工作时被测物体的振动带动测量头一起同步振动。此时外壳、测量块跟随测量头一起运动，由于电涡流传感器固定在转接螺母上，因此固定在外壳上的测量块与电涡流传感器的相对位置发生变化，电涡流传感器测得位移、频率等的电量变化信号。可以根据需求分别测量被测物体的点位振动、线位振动与指定区域的面积振动情况。其线位振动与指定区域的面积振动测量，可根据测量需求对测量头进行长度与面积大小的专门制作。线状头部为刀刃状，其刀刃长度即为测量长度。面装头部可为矩形、圆形或其它特殊形状，

[0041] 基于电涡流传感器的测量转接装置，在测量方向与被测物体振动方向不相同时，如差90度时，则可利用辅助测量头进行测量。辅助测量头与测量头中的点状头配合使用。主要解决在沿振动方向由于空间原因而无法布置传感器时，用辅助测量头将振动方向转换90度，以合理的布置与安装传感器进行测量。辅助测量头由测量杆、微压弹簧与直线轴承组成。测量杆与被测物体接触处的形状与测量头结构相同，也分为点状、线状及面状三类。测量杆另一端面为斜面形状，当斜面斜率为45度时，辅助测量头的位移与测量头的位移为1：1，仅仅是转换了90度运动方向。如需放大或缩小位移变化值即电涡流传感器的测量值，只需将测量杆一端的斜面部分斜率变化即可。可以在一定程度上提高信噪比。采用直线轴承的目的是为了降低测量杆移动时的摩擦阻力，同时利用直线轴承的安装端面可以方便地将辅助测量头安装定位。微压弹簧的作用是为了消除辅助测量头与被测物体之间的间隙，并保证有一定的预压力，同时在工作中有良好的跟随性。