Индуктивные датчики

Основой конструкции индуктивных датчиков является катушка индуктивности или совокупность катушек. На рис.49 приведены варианты конструкций индуктивных датчиков. На рис.4.9.а показан датчик с переменным зазором d\ в зависимости от величины зазора изменяется индуктивность катушки W. В датчике (рис. 4.9.б) изме­нение индуктивности происходит при перемещении плунжера внутри катушки. Как видно по конструкции, индуктивные датчики могут использоваться для измерения перемещений, в частности, такие дат­чики используются в некоторых моделях ОГП подъемного крана, взамен реостатных.

Рис. 4.9. Примеры индуктивных датчиков

а – с переменным зазором; б – с перемещением плунжера:

1 – подвижный якорь;

2 – сердечник магнитопровода;

3 – плунжер;

4 – катушка

Главным эксплуатационным достоинством индуктивных датчи­ков является их высокая надежность, обусловленная полным отсут­ствием механического контакта между подвижными частями, что позволяет эксплуатировать их в условия больших механических на­грузок (ударов, вибрации), сильного загрязнения и пыли. Как недо­статок, можно отметить сложность питания индуктивных датчиков, как правило, переменным током повышенной частоты, что требует использования дополнительно схем специальных генераторов - пре­образователей. В некоторых случаях использования, индуктивные датчики не требуют питающих напряжений, т.к. они сами могут генерировать электрический ток. На рис.4.10 приведен пример датчика системы контроля аварийного режима ленточного транс­портера. Если транспортер работает нормально, то при вращении пассивного барабана транспортера будет вращаться зубчатый ро­тор датчика. При этом магнитный поток, создаваемый встроенным постоянным магнитом, будет меняться с частотой прохождения зуб­цов ротора вблизи полюсных концов магнитопровода датчика. Пере­менный магнитный поток будет создавать в катушке датчика э.д.с. индукции с такой же частотой. Если произойдет авария транспорте­ра, например, обрыв ленты, заклинивание двигателя или редуктора и т.д., то э.д.с. исчезнет или заметно уменьшится. Сигнал датчика можно использовать для автоматического отключения двигателя привода транспортера.

Особый интерес представляет использование индуктивного дат­чика в строительной практике для определения толщины защитного слоя бетона и диаметра арматуры.

Рис. 4.10. Индуктивный датчик скорости вращения:

1 – сердечник (магнитопровод) датчика;

2 – постоянный магнит;

3 – зубчатый ферромагнитный ротор;

4 – ленточный транспортер

Необходимость в подобных измерениях возникает при оценке несущей способности конструкций, при обследовании зданий и со­оружений, при проведении работ, связанных с реконструкцией.

На рис. 4.11. приведена упрощенная схема ИЗМЕРИТЕЛЯ ЗА­ЩИТНОГО СЛОЯ бетона (ИЗС). Основой его конструкции являет­ся индуктивный датчик 2, на разомкнутом магнитопроводе которого размещены две катушки. Катушка W1 запитывается переменным током частотой около 200 Гц, к катушке W2 подключен вольтметр 1, шкала которого проградуирована в миллиметрах толщины защитного слоя, для нескольких типовых значений диаметров арматуры 3. Т.о. конструкция датчика представляет собой своеобразный транс­форматор, магнитный поток которого замыкается через находящу­юся в бетоне стальную арматуру. Величина э.д.с. катушки W2 бу­дет пропорциональна величине магнитного потока. Чем ближе к дат­чику будет находиться арматура и чем большим будет ее диаметр, тем сильнее будет отклоняться стрелка вольтметра. Шкала вольт­метра проградуирована в миллиметрах толщины защитного слоя для нескольких значений диаметра арматуры. Т.о., для получения от­счета необходимо знать либо диаметр арматуры, либо расстояние до нее. Если такие данные отсутствуют, то прибор позволяет полу­чить оба параметра, правда, за счет некоторого усложнения мето­дики использования.

Рис. 4.11. Измеритель защитного слоя бетона

В этом случае делается два замера в одном и том же месте установки датчика, первый замер обычный - фиксируется первый отсчет прибора — П1; затем делается второй замер П2, но датчик устанавливается на поверхность бетона через пластмассовые про­кладки 4 известной толщины S.

Таким образом, получаем два уравнения с двумя неизвестны­ми D и d, и одной функцией преобразования F:

П1=F(D,d);

П2 = F (D, d+S);

Решение уравнения обычно выполняется по графическим но­мограммам, которые прилагаются к прибору ИЗС.

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 81; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!