过程控制系统以及用于接近开关的目标磁体机构技术方案

本实用新型专利技术涉及过程控制系统以及用于接近开关的目标磁体机构。该目标磁体机构包括以交替磁极配置设置的多个磁体，交替磁极配置形成变窄的极性反转磁场。中心磁体具有与接近开关的感测磁体的磁极性相反的磁极性。侧翼磁体包括与中心磁体的磁极性相反并且与感测磁体的磁极性相同的磁性极。如此配置，该多个磁体通过经由中心磁体和感测磁体的相反极性对接近开关的磁场进行拉动来将接近开关触发到激活状态。另外，该多个磁体通过经由侧翼磁体和感测磁体的相同极性对接近开关的磁场进行推动来将接近开关释放回到未激活状态。

Process control system and target magnet mechanism for proximity switch

【技术实现步骤摘要】
过程控制系统以及用于接近开关的目标磁体机构
本公开内容总体上涉及磁性接近开关，更具体地，涉及用于接近开关的目标磁体机构。
技术介绍
磁性接近开关，也称为限位开关，通常用于线性位置感测。通常，磁性接近系统通常包括目标和传感器。在一个示例中，目标在传感器的预定范围内经过，由目标(诸如目标磁体)产生的磁通量使开关闭合。图1A和图1B描绘了设置在开关盒12内的常规接近开关10，开关盒12可操作地耦接到具有轴16的旋转式致动器14。开关盒12包括开口，轴16穿过该开口。开关盒12容纳常规接近开关10和目标载体18(诸如盘)，目标载体18具有设置在其上的目标磁体20。目标载体18还包括用于接收轴16的开口，使得当轴16旋转时，目标载体18旋转。为了将接近开关10设定为在致动器14的特定旋转点处触发，致动器14以及因此轴16旋转到该期望的点。接近开关10是固定的；即使在轴16移动时接近开关10也不会移动。当轴16旋转时，目标载体18旋转以使目标磁体20移动进入接近开关10的感测区域。当目标磁体20移动进入接近开关10的感测区域时，接近开关10被吸引到目标磁体20，使得接近开关10改变状态。更具体地，现在参考图2-图5，在各种状态下描绘了常规目标磁体20。例如，图2描绘了常规目标磁体20在接近开关10的感测区域SA(图5)外部，并且接近开关10处于非激活状态。在目标磁体20移动(诸如通过致动器14使轴16旋转，这转而使目标载体18旋转)进入接近开关10的感测区域SA时，接近开关10被吸引到目标磁体20，目标磁体20具有与接近开关10的端部的磁极性相反的磁极性的端部。如此配置，这种布置使得接近开关10移动到激活状态，如图3所示。然而，一旦接近开关10由目标磁体20触发或激活到激活状态，停止并立即反转目标磁体20的方向不会立即重置接近开关10。相反，由于滞后效应，接近开关10保持在激活状态，直到目标磁体20移动足以破坏感测区域SA外部的磁场的量。当这发生时，接近开关10被释放回到未激活状态，如图4所示。现在参考图5，目标磁体20被极化，其中N极面向接近开关的感测磁体11的相反的S极，感测磁体11邻近目标磁体20设置。当目标磁体20移动进入接近开关10的感测区域SA时，接近开关10被吸引到目标磁体20，被致动到激活状态，并且保持在激活状态，直到目标磁体20移出接近开关20的感测区域SA加上滞后(hysteresis)。例如，该滞后可以显著地延迟接近开关10返回到未激活状态。这也降低了在任何时刻确定致动器14的旋转位置的精度。
技术实现思路
鉴于常规目标磁体和接近开关的滞后效应可以显著地延迟接近开关返回到未激活状态并降低在任何时刻确定致动器的旋转位置的精度的问题，本技术提供了一种过程控制系统、一种用于接近开关的目标磁体机构以及一种改变可操作地耦接到致动器的接近开关的状态的方法。根据本技术的一个示例性方面，一种过程控制系统包括具有可旋转轴的致动器。接近开关耦接到所述致动器并邻近所述可旋转轴，并且包括具有带磁极性的感测磁体，所述感测磁体生成感测区域。目标磁体机构耦接到所述致动器。所述目标磁体机构具有以交替磁极配置设置的多个磁体，所述交替磁极配置形成所述目标磁体机构的变窄的磁场。所述多个磁体包括中心磁体和侧翼磁体，所述中心磁体具有带与所述接近开关的所述感测磁体的磁极性相反的磁极性的端部，所述侧翼磁体设置在所述中心磁体的至少一侧。所述侧翼磁体包括与所述中心磁体的磁极性相反并且与所述感测磁体的磁极性相同的磁极性。如此配置，在旋转所述可旋转轴时，所述多个磁体朝向所述接近开关的所述感测区域移动，直到所述中心磁体吸引所述接近开关的所述感测磁体，从而触发所述接近开关进入激活状态。当所述目标磁体机构移出所述感测区域时，所述侧翼磁体排斥所述接近开关的所述感测磁体，从而释放所述接近开关进入去激活状态。根据本公开内容的另一方面，一种用于接近开关的目标磁体机构包括以交替磁极配置设置的多个磁体，所述交替磁极配置形成目标磁体机构的变窄的磁场。所述多个磁体包括中心磁体和侧翼磁体，所述中心磁体具有带与所述接近开关的所述感测磁体的磁极性相反的磁极性的端部，所述侧翼磁体设置在所述感测磁体的旁侧。所述侧翼磁体包括与所述中心磁体的磁极性相反并且与所述感测磁体的磁极性相同的磁极性。如此配置，所述多个磁体通过以下各项中的一项来引起所述接近开关的状态变化：经由所述多个磁体中的所述中心磁体和所述接近开关的所述感测磁体的相反极性对所述接近开关的磁场进行拉动，从而触发所述接近开关进入激活状态，或者经由所述多个磁体中的所述侧翼磁体和所述接近开关的所述感测磁体的相同极性对所述接近开关的磁场进行推动，从而释放所述接近开关进入未激活状态。进一步根据示例性方面中的任何一个或多个，本公开内容的过程控制系统、目标磁体机构可以包括以下优选形式中的任何一个或多个。在一些优选形式中，所述过程控制系统还可以包括耦接到所述可旋转轴的目标载体。所述目标载体可以是可旋转盘，所述可旋转盘具有用于接收所述可旋转轴的中心开口，并且所述目标磁体机构设置在所述可旋转盘上。另外，所述目标载体可以包括一个或多个目标磁体机构。此外，所述侧翼磁体可以包括设置在所述多个磁体中的所述中心磁体的一侧或两侧上的侧翼磁体，并且每个侧翼磁体具有带与所述接近开关的所述感测磁体的端部的磁极性相同的磁极性的端部，使得当所述目标磁体机构移出所述接近开关的所述感测区域时，所述侧翼磁体排斥所述感测磁体并将所述接近开关释放回到未激活状态。此外，所述侧翼磁体可以包括设置在所述多个磁体中的所述中心磁体的任一侧上的侧翼磁体，每个侧翼磁体具有带与所述多个磁体中的所述中心磁体的磁极性相反的磁极性的端部。在其它形式中，所述目标磁体机构的所述变窄的磁场可以形成所述接近开关的变窄的磁场和感测区域。另外，所述目标磁体机构的所述变窄的磁场可以减小所述接近开关的触发窗口。在其它形式中，所述目标磁体机构可以通过以下各项中的一项来引起所述接近开关的状态变化：(1)经由所述多个磁体中的所述中心磁体和所述接近开关的所述感测磁体的相反极性对所述接近开关的磁场进行拉动；或者(2)经由所述多个磁体中的所述侧翼磁体和所述接近开关的所述感测磁体的相同极性对所述接近开关的磁场进行推动。在其它形式中，所述变窄的感测区域导致所述目标磁体机构的总旋转范围减小。在其它形式中，所述多个磁体适于移动离开所述接近开关的感测区域，以在所述多个磁体的所述侧翼磁体排斥所述接近开关的所述感测磁体时自动地释放所述接近开关进入未激活状态。在其它形式中，所述多个磁体适于移动进入所述接近开关的感测区域，以在所述多个磁体中的所述中心磁体吸引所述接近开关的所述感测磁体时触发所述接近开关进入激活状态。根据本技术，显著地减小了常规目标磁体和接近开关的滞后效应，导致接近开关的更紧密的感测，并且因此导致接近开关的更快致动和去激活。其它可选的方面和特征也被公开，它们可以以功能上任何合适的方式而布置，或者单独地或者以功能上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种过程控制系统，其特征在于，包括：/n致动器，所述致动器具有可旋转轴；/n接近开关，所述接近开关耦接到所述致动器并邻近所述可旋转轴，所述接近开关具有带磁极性的感测磁体，所述感测磁体生成感测区域；以及/n目标磁体机构，所述目标磁体机构耦接到所述接近开关，所述目标磁体机构具有以交替磁极配置设置的多个磁体，所述交替磁极配置形成所述目标磁体机构的变窄的磁场，所述多个磁体包括中心磁体和侧翼磁体，所述中心磁体具有带与所述接近开关的所述感测磁体的磁极性相反的磁极性的端部，所述侧翼磁体设置在所述中心磁体的至少一侧，所述侧翼磁体包括与所述中心磁体的磁极性相反并且与所述感测磁体的磁极性相同的磁极性，/n其中，在旋转所述可旋转轴时，所述多个磁体朝向所述接近开关的所述感测区域移动，直到所述中心磁体吸引所述接近开关的所述感测磁体，从而触发所述接近开关进入激活状态，并且当所述目标磁体机构被移出所述感测区域时，所述侧翼磁体排斥所述接近开关的所述感测磁体，从而释放所述接近开关进入去激活状态。/n

【技术特征摘要】
20180214 US 15/896,8881.一种过程控制系统，其特征在于，包括：
致动器，所述致动器具有可旋转轴；
接近开关，所述接近开关耦接到所述致动器并邻近所述可旋转轴，所述接近开关具有带磁极性的感测磁体，所述感测磁体生成感测区域；以及
目标磁体机构，所述目标磁体机构耦接到所述接近开关，所述目标磁体机构具有以交替磁极配置设置的多个磁体，所述交替磁极配置形成所述目标磁体机构的变窄的磁场，所述多个磁体包括中心磁体和侧翼磁体，所述中心磁体具有带与所述接近开关的所述感测磁体的磁极性相反的磁极性的端部，所述侧翼磁体设置在所述中心磁体的至少一侧，所述侧翼磁体包括与所述中心磁体的磁极性相反并且与所述感测磁体的磁极性相同的磁极性，
其中，在旋转所述可旋转轴时，所述多个磁体朝向所述接近开关的所述感测区域移动，直到所述中心磁体吸引所述接近开关的所述感测磁体，从而触发所述接近开关进入激活状态，并且当所述目标磁体机构被移出所述感测区域时，所述侧翼磁体排斥所述接近开关的所述感测磁体，从而释放所述接近开关进入去激活状态。


2.根据权利要求1所述的过程控制系统，其特征在于，还包括耦接到所述可旋转轴的目标载体，所述目标磁体机构耦接到所述目标载体，其中，所述目标载体是可旋转盘，所述可旋转盘具有用于接收所述可旋转轴的中心开口，并且所述目标载体磁体机构设置在所述可旋转盘上。


3.根据权利要求2所述的过程控制系统，其特征在于，所述目标载体包括一对目标磁体机构。


4.根据权利要求1所述的过程控制系统，其特征在于，所述侧翼磁体包括设置在所述多个磁体中的所述中心磁体的任一侧的侧翼磁体，每个侧翼磁体具有带与所述接近开关的所述感测磁体的端部的磁极性相同的磁极性的端部，使得当所述目标磁体机构移出所述接近开关的所述感测区域时，所述侧翼磁体排斥所述感测磁体并将所述接近开关释放回到未激活状态。


5.根据权利要求1所述的过程控制系统，其特征在于，所述侧翼磁体包括设置在所述多个磁体中的所述中心磁体的任一侧的侧翼磁体，每个侧翼磁体具有带与所述多个磁体中的所述中心磁体的磁极性相反的磁极性的端部。


6.根据权利要求1所述的过程控制系统，其特征在于，所述目标磁体机构的所述变窄的磁场形成所述接近开关的变窄的磁场和感测区域。


7.根据权利要求1所述的过程控制系统，其特征在于，所述目标磁体机构的所述变窄的磁场减小所述接近开关的触发窗口。


8.根据权利要求1所述的过程控制系统，其特征在于，所述目标磁体机构通过以下各项中的一项来引起所述接近开关的状态变化：...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·西蒙斯，
申请(专利权)人：通用设备和制造公司，
类型：新型
国别省市：美国;US