一种适用于井下作业的电机编码器制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于井下作业的电机编码器。该编码器的码盘采用非导磁材料制成，码盘的形状为圆环状，沿圆环径向均布一组稀土磁钢，稀土磁钢的N极向外S极向内径向放射状布置；码盘的一侧设有磁感芯片，磁感芯片与印制板连接。本发明专利技术采用耐高温非导磁材料制成码盘，同时采用耐高温等级大于150℃以上的稀土磁钢、磁感芯片、印制板及元件自制编码器，可满足大多数油水井使用环境温度需要，提高了编码器的抗冲击、抗振动性能，使编码器的寿命大幅延长，可满足油水井环境测试需要；本发明专利技术的编码器可准确获知密封轴的转位，满足系统的位置控制要求，较一般的无编码器控制方法更为准确和实用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种适用于井下作业的电机编码器。该编码器的码盘采用非导磁材料制成，码盘的形状为圆环状，沿圆环径向均布一组稀土磁钢，稀土磁钢的N极向外S极向内径向放射状布置；码盘的一侧设有磁感芯片，磁感芯片与印制板连接。本专利技术采用耐高温非导磁材料制成码盘，同时采用耐高温等级大于150℃以上的稀土磁钢、磁感芯片、印制板及元件自制编码器，可满足大多数油水井使用环境温度需要，提高了编码器的抗冲击、抗振动性能，使编码器的寿命大幅延长，可满足油水井环境测试需要；本专利技术的编码器可准确获知密封轴的转位，满足系统的位置控制要求，较一般的无编码器控制方法更为准确和实用。【专利说明】—种适用于井下作业的电机编码器
本专利技术涉及一种适用于井下作业的电机编码器，属于井下仪器结构
。
技术介绍
目前市场上用于电机的编码器种类繁多，但根据其工作原理主要可分为光电编码和磁感编码两大类，光电编码器的码盘大多为玻璃制品，磁感编码器的码盘大多为塑料制品。由于井下仪器上下井速度比较快，井下仪器与油管壁或井下工具之间存在刚性碰撞，受到的冲击和振动比较大，玻璃码盘极易在碰撞过程中损坏。而塑料码盘虽然价格便宜，但却无法承受井下高温环境，编码器在使用过程中经常失效，无法准确获得电机转位信息。因此，目前市售的电机编码器均不适用于井下仪器。为了满足井下仪器的需要，采用自制电机编码器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种适用于井下作业的电机编码器，确保井下仪器在高冲击，强振动以及高温环境下可靠工作，以克服现有技术的不足。 本专利技术的技术方案:一种适用于井下作业的电机编码器，该编码器的码盘采用非导磁材料制成，码盘的形状为圆环状，沿圆环径向均布一组稀土磁钢，稀土磁钢的N极向外S极向内径向放射状布置；码盘的一侧设有磁感芯片，磁感芯片与印制板连接。 前述电机编码器中，所述码盘所用的非导磁材料为抗冲击较好的铜材、铝材或耐高温塑料。 前述电机编码器中，所述码盘、稀土磁钢、磁感芯片、印制板及印制板上所有元件均采用耐高温等级大于150°C以上的材料或器件制成。 与现有技术相比，本专利技术采用耐高温非导磁材料制成码盘，同时采用耐高温等级大于150°C以上的稀土磁钢、磁感芯片、印制板及元件自制编码器，可满足大多数油水井使用环境温度需要，避免了高温编码器选用受限，降低了经济成本；本专利技术的编码器中无玻璃等易碎件，本专利技术码盘的形状为圆环状，沿圆环径向均布一组稀土磁钢，同时将稀土磁钢的N极向外S极向内径向放射状布置，并将连接在一起的磁感芯片及印制板设置在码盘的一侧，这不仅使各部件得到非常可靠连接，而且还有效地提高了编码器的抗冲击、抗振动性能，使编码器的寿命大幅延长。经实际使用证明，本专利技术可满足油水井各种环境测试的需要；此外，经实际使用检验，本专利技术的编码器可准确获知密封轴的转位，满足系统的位置控制要求。所以采用本专利技术较一般的无编码器控制方法更为准确和实用。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术编码器的结构示意图；图2是本专利技术编码器在井下仪器中的安装位置示意图。 附图中的标记为:1-压紧管，2-电机，3-联轴器，4-轴承组，5-密封组件，6-密封轴，7-安装头，8-码盘，9-稀土磁钢，10-磁感芯片，11-印制板，12-本专利技术的编码器。 【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但不作为对本专利技术的任何限制。 一种适用于井下作业的电机编码器，如图1所示。该编码器的码盘8采用非导磁材料制成，码盘的形状为圆环状，沿圆环径向均布一组稀土磁钢9，稀土磁钢的N极向外S极向内径向放射状布置；码盘的一侧设有磁感芯片10，磁感芯片与印制板11连接。码盘所用的非导磁材料为抗冲击较好的铜材、铝材或耐高温塑料。码盘8、稀土磁钢9、磁感芯片10、印制板11及印制板上所有元件均采用耐高温等级大于150°C以上的材料或器件制成。 实施例 本专利技术的编码器在井下仪器中的安装位置如图2所示。由图2可见，电机2主轴通过联轴器3与密封轴6相连，在密封轴6与安装头7之间装有密封组件5，与外界压力隔绝实现密封；密封轴6轴肩两侧装有轴承组4，减少外压轴向推力产生的摩擦力；压紧管1通过螺纹连接到安装头7上，压紧电机2等零组件，承受外压在密封轴6上产生的轴向推力；密封轴6轴肩上装有本专利技术的编码器12，本专利技术的编码器12包括码盘8，码盘8采用非导磁材料制成，非导磁材料可以是铜或铝，也可以是耐高温塑料。码盘8上嵌有若干个圆周均布的稀土磁钢9，安装时稀土磁钢9上的N极朝外；密封轴6轴肩与码盘8内孔采用过盈或胶接的方法实现固联；在结构件适当位置安装有印制板11，印制板11上布置有磁感芯片10，磁感芯片10的感应面与码盘8直径方向垂直。 本专利技术的编码器的工作原理如图1所示，当码盘8随电机2主轴转动时，稀土磁钢9上的N极会依次扫过磁感芯片10的感应面；当稀土磁钢9上的N极接近磁感芯片10感应面过程中，磁感芯片10感应面处磁感应强度会逐渐增加，达到磁感芯片10导通阈值时，磁感芯片10管脚输出低电平；当稀土磁钢9N极远离磁感芯片10感应面过程中，磁感芯片10感应面处磁感应强度会逐渐减弱，达到磁感芯片10释放阈值时，磁感芯片10管脚输出高电平。这样码盘8上若干个稀土磁钢9上的N极依次通过磁感芯片10就会输出一个连续的方波信号，通过电路计数就可获知密封轴6的转动位置。 本专利技术对构成编码器的材料、元件及安装的要求，稀土磁钢9、磁感芯片10和印制板11等均采用高温等级器件或材料制成，温度等级达到150°c以上，可满足大多数油水井测试需要；码盘8、稀土磁钢9、密封轴6、磁感芯片10和印制板11等构件连接可靠，抗冲击、振动性能较好，可满足油水井环境测试需要。本专利技术的编码器适用于油田井下测试仪器，也适用于其它非井下高温、高压、高冲击、高振动环境下电机的编码。【权利要求】1.一种适用于井下作业的电机编码器，其特征在于:所述编码器的码盘(8)采用非导磁材料制成，码盘的形状为圆环状，沿圆环径向均布一组稀土磁钢(9)，稀土磁钢的N极向外S极向内径向放射状布置；码盘的一侧设有磁感芯片(10)，磁感芯片与印制板(11)连接。2.根据权利要求1所述适用于井下作业的电机编码器，其特征在于:所述码盘(8)所用的非导磁材料为铜材、铝材或耐高温塑料。3.根据权利要求2所述适用于井下作业的电机编码器，其特征在于:所述码盘(8)、稀土磁钢(9 )、磁感芯片(10 )、印制板(11)及印制板上所有元件均采用耐高温等级大于150 V以上的材料或器件制成。【文档编号】G01D5/12GK104457801SQ201410596464【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日 【专利技术者】冯贵洪, 王守舵, 谢泰平 申请人:贵州航天凯山石油仪器有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于井下作业的电机编码器，其特征在于：所述编码器的码盘（8）采用非导磁材料制成，码盘的形状为圆环状，沿圆环径向均布一组稀土磁钢（9），稀土磁钢的N极向外S极向内径向放射状布置；码盘的一侧设有磁感芯片（10），磁感芯片与印制板（11）连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯贵洪，王守舵，谢泰平，
申请(专利权)人：贵州航天凯山石油仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52