电涡流位移传感器及其探头和线圈制造技术

本实用新型专利技术提供了一种电涡流位移传感器及其探头和线圈，其中，所述探头包括：绕线支架，所述绕线支架整体呈回转体，其沿着轴线方向具有第一端和第二端，其中，靠近所述第一端位置形成有配合部；线圈，设置在所述绕线支架上；所述线圈整体呈环状回转体，所述线圈中部设置有用于和所述配合部相配合的贯通孔，所述线圈位于所述贯通孔位置的内表面沿着轴向形成有变内径段。本实用新型专利技术提供的电涡流位移传感器及其探头和线圈能够同时满足安装和检测需求。

【技术实现步骤摘要】
电涡流位移传感器及其探头和线圈
本专利技术涉及传感器领域，具体而言，涉及一种电涡流位移传感器及其探头和线圈。
技术介绍
电涡流位移传感器能非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面距离，是一种非接触的线性化计量工具。电涡流位移传感器常常应用于高速旋转机械和往复式运动机械状态分析，振动研究、分析测量中，其能获取非接触的高精度振动、位移信号，能连续准确地采集到转子振动状态的多种参数，如轴的径向振动、振幅以及轴向位置等。电涡流传感器以其长期工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高等优点，在大型旋转机械状态的在线监测与故障诊断中得到广泛应用。具体的，电涡流位移传感器主要由传感器前置器、探头以及电缆组成。其中，探头用于感应被测金属物体的位移量。探头主要由绕线支架和绕制在该绕线支架上的线圈组成。整体上，探头的外型尺寸主要取决于线圈的大小。探头通过电缆与前置器相连接，以将检测到的信号传输给前置器。传感器前置器接收到探头信号后，对探头信号进行调理输出电信号。使用时，探头需要设置至被检测物预定距离处。当被检测物由于本身结构限制使得其提供安装所述探头的空间非常有限时，需要尽可能地选择探头尺寸较小的电涡流位移传感器才能实现探头的安装；而与此同时，由于探头的尺寸较小时，其线圈的尺寸也较小，相应的其对应的线性测量量程也就小，很有可能不能满足检测的需求。即，目前针对安装空间狭小的场合，当其对测量量程要求较高时，目前的电涡流位移传感器存在不适用的问题。综上可见，有必要对电涡流位移传感器进行结构的改进，使其能够同时满足安装和检测的需求。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种能够同时满足安装和检测需求的电涡流位移传感器及其探头和线圈。本专利技术提供了一种探头，包括：绕线支架，所述绕线支架整体呈回转体，其沿着轴线方向具有第一端和第二端，其中，靠近所述第一端位置形成有配合部；线圈，设置在所述绕线支架上；所述线圈整体呈环状回转体，所述中部设置有用于和所述配合部相配合的贯通孔，所述线圈位于所述贯通孔位置的内表面沿着轴向形成有变内径段。进一步的，所述贯通孔的内径沿着所述线圈的轴向至少部分逐渐增大。进一步的，所述线圈位于所述贯通孔位置的内表面的横截面为梯形。进一步的，所述梯形为等腰梯形。进一步的，所述配合部为所述绕线支架表面向内形成的凹槽，所述凹槽的坡度与所述等腰梯形的锐角相匹配。一种电涡流位移传感器，其包括：任一上述的探头，以及通过电缆与所述探头连接的前置器。进一步的，所述电涡流位移传感器还包括壳体，所述前置器、电缆和探头一体化设置在所述壳体内；或者，所述探头单独设置在所述壳体内。一种线圈，其由至少一股线绕制在绕线支架上形成，所述线圈整体呈环状回转体，其中部设置有用于和所述绕线支架相配合的贯通孔，所述线圈位于所述贯通孔位置的内表面沿着轴向形成有变内径段。进一步的，所述贯通孔的内径沿着所述线圈的轴向至少部分逐渐增大。进一步的，所述线圈位于所述贯通孔位置的内表面的横截面为梯形。本专利技术提供了一种电涡流位移传感器，通过在探头内设置内表面具有变内径段的线圈，相对于现有线圈内表面为不变内径而言，相当于将现有线圈靠近内表面的局部线圈向外移动，使其更靠近检测面，从而能够使得线圈通过的电流在被测物中电涡流强度更大。当涡流场强度增大后，线圈与检测面在相对距离更远处也有涡流场变化，在该变化范围内即为传感器线性量程范围，即上述线圈结构的改进最终能够提高电涡流位移传感器整体线性量程范围，最终实现了在不增大探头线圈的外径的前提下，增大电涡流位移传感器的测量范围，或者说相对于同样的测量范围而言，本申请提供的电涡流位移传感器的尺寸更小，便于安装。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本申请实施方式中一种电涡流位移传感器的结构示意图；图2是本申请实施方式中一种电涡流位移传感器的前置器的原理示意图；图3是本申请实施方式中一种电涡流位移传感器的探头结构示意图；图4是本申请实施方式中一种电涡流位移传感器的探头内的线圈的剖视图；图5是现有技术中电涡流位移传感器的探头内的线圈的剖视图；图6是梯形线圈与矩形线圈涡流场对比图。附图标记说明：1、探头；2、电缆；3、前置器；31、晶体振荡器；32、放大器；33、检波器；34、滤波器；11、线圈；12、绕线支架；110、贯通孔；120、凹槽；1A、矩形线圈；1B、梯形线圈。具体实施方式结合附图和本专利技术具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本专利技术的细节。但是，在此描述的本专利技术的具体实施方式，仅用于解释本专利技术的目的，而不能以任何方式理解成是对本专利技术的限制。在本专利技术的教导下，技术人员可以构想基于本专利技术的任意可能的变形，这些都应被视为属于本专利技术的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本专利技术。根据法拉第电磁感应原理，金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内将产生呈涡旋状的感应电流，此电流叫电涡流，以上现象称为电涡流效应。而根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。电涡流位移传感器是一种非接触式位移检测传感器，其依赖探头的线圈和被测金属导体之间的电磁感应机理工作。目前普遍使用的电涡流传感器系统，受到信号处理电路的影响以及由于电涡流效应为非线性，所以电涡流位移传感器的测量范围比较小，一般为探头直径的1/3—l/5。例如，直径5毫米(mm)的探头的测量范围为lmm或2mm。本申请实施方式中提供了一种能够同时满足安装和检测需求的电涡流位移传感器及其探头和线圈，即能够在不增大探头线圈的外径的前提下，增大电涡流位移传感器的测量范围，或者说相对于同样的测量范围而言，本申请提供的电涡流位移传感器的尺寸更小，便于安装。请参阅图1，本申请实施方式中提出的一种电涡流位移传感器可以包括：探头1和通过电缆2与所述传感器连接的前置器3。在本实施方式中，所述前置器3用于对所述探头1检测到的信号进行处理，并输出对应的电信号。请结合参阅图2，图2中原理图说明了电涡流位移传感器前置器3信号处理过程。当一组高频激励信号通过LC后，会输出相应的一个频率不变、幅值变化的交流电压反馈信号，幅值随着电感L与检测面不同位移而变化，该反馈信号经过检波、放大、滤波等处理后会输出相对应的电压信号。在一个具体的实施方式中，所述前置器3可以包括依次连接的晶体振荡器31、LC电路、放大器32、检波器33、滤波器34以及通过并联连接的方式设置在所述电阻R与所述放大器32之间的电感L和电容C。其中，所述电感L的一端连接在所述电阻R与所述放大器32之间，另一端接地。所述电容C的一端连接在所述电阻R与所述放大器32之间，另一端也接地。当然，所述前置器3的具体组成和连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种探头，其特征在于，包括：绕线支架(12)，所述绕线支架(12)整体呈回转体，其沿着轴线方向具有第一端和第二端，其中，靠近所述第一端位置形成有配合部；线圈(11)，设置在所述绕线支架(12)上；所述线圈(11)整体呈环状回转体，所述线圈(11)的中部设置有用于和所述配合部相配合的贯通孔(110)，所述线圈(11)位于所述贯通孔(110)位置的内表面沿着轴向形成有变内径段。

【技术特征摘要】
1.一种探头，其特征在于，包括：绕线支架(12)，所述绕线支架(12)整体呈回转体，其沿着轴线方向具有第一端和第二端，其中，靠近所述第一端位置形成有配合部；线圈(11)，设置在所述绕线支架(12)上；所述线圈(11)整体呈环状回转体，所述线圈(11)的中部设置有用于和所述配合部相配合的贯通孔(110)，所述线圈(11)位于所述贯通孔(110)位置的内表面沿着轴向形成有变内径段。2.根据权利要求1所述的探头，其特征在于，所述贯通孔(110)的内径沿着所述线圈(11)的轴向至少部分逐渐增大。3.根据权利要求2所述的探头，其特征在于，所述线圈(11)位于所述贯通孔(110)位置的内表面的横截面为梯形。4.根据权利要求3所述的探头，其特征在于，所述梯形为等腰梯形。5.根据权利要求4所述的探头，其特征在于，所述配合部为所述绕线支架(12)表面向内形成的凹槽(120)，所述凹槽(120)的坡度与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志昌，黄伟才，耿继青，叶俊奇，叶青凤，
申请(专利权)人：珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44