本发明专利技术公开了可变磁阻位置传感器和用于确定转动体位置的方法。可变磁阻位置传感器包括被构置成可操作地连接至转动体的可转动构件。可转动构件（１９２）具有第一非磁性体部分（２１２）以及彼此等距地设置在第一非磁性体部分（２１２）的外部区域周围的多个磁体（１９４，１９６，１９８，２００）。可变磁阻位置传感器还包括具有第二非磁性体部分的定子组件（２１０），该第二非磁性体部分具有贯穿其中的孔，用于在其中容纳可转动构件。定子组件还包括多个线圈（２３０，２３２，２３４）和多个线圈支架（２１４，２１６，２１８）。所述多个线圈中的每个线圈分别连接至所述多个线圈支架中的相应线圈支架。所述多个线圈支架（２１４，２１６，２１８）彼此等距地固定连接至第二非磁性体部分。可转动构件的转动引起所述多个线圈（２３０，２３２，２３４）产生能指示可转动构件的位置的电压信号。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
已经研发出了霍尔效应传感器来检测马达的转动位置。与霍尔效应传感器相关的一个问题是，当在具有较高操作温度(例如350°F ) 的操作环境中使用霍尔效应传感器时，来自传感器的输出信号可能会 变差。此外，还研发出了测量马达线圈中的反电动势电压以确定马达的 转动位置的位置测量电路。与这些电连接至马达的电路相关的一个问 题是在较高的操作温度下，电路输出信号具有较低的信噪比，这将不 能准确指示马达的转动位置。因此，专利技术人在此已经认识到需要一种改进的位置传感器，该传 感器与马达电绝缘从而可产生能指示马达的转动位置的信号。
技术实现思路
根据一个典型实施例，提供了 一种用于感测转动体的位置的可变 磁阻位置传感器。可变磁阻位置传感器包括被构置成可操作地连接至 转动体的可转动构件。可转动构件具有第一非磁性体部分以及彼此等 距地设置在第一非磁性体部分的外部区域周围的多个磁体。可变磁阻 位置传感器还包括具有第二非磁性体部分的定子组件，该第二非磁性 体部分具有贯穿其中的孔，用于在其中容纳可转动构件。定子组件还 包括多个线圏和多个线圏支架。所述多个线圏中的每个线圏分别连接 至所述多个线圏支架中的相应线圏支架。所述多个线圏支架彼此等距 地固定连接至第二非磁性体部分。可转动构件的转动引起所述多个线 圏产生能指示可转动构件的位置的电压信号。根据另 一典型实施例，提供了 一种使用可变磁阻位置传感器来确 定转动体的位置的方法。可变磁阻位置传感器包括被构置成可操作地 连接至转动体的可转动构件。可转动构件具有第一非磁性体部分以及彼此等距地设置在第一非磁性体部分的外部区域周围的多个磁体。可 变磁阻位置传感器还包括具有第二非磁性体部分的定子组件，该第二 非磁性体部分具有贯穿其中的孔，用于在其中容纳可转动构件。定子 組件还包括多个线圏和多个线圏支架。所述多个线圏中的每个线圈分 别连接至所述多个线圏支架中的相应线圏支架。所述多个线圏支架彼 此等距地固定连接至第二非磁性体部分。该方法还包括响应于连接至 可转动构件的转动体构件的转动，转动该可变磁阻位置传感器的可转 动构件，其中，位于可转动构件上的多个磁体转动经过可变磁阻位置 传感器的定子组件的多个线圏，以感应所述多个线圏从而产生电压信 号。这种方法还包括使用控制器测量所产生的电压信号以确定可转动 构件的位置。 附图说明图l是根据一个典型实施例的，具有用于从地层获得井壁岩心的 取岩心设备的岩心取出系统的框图。图2是在图1的取岩心设备中使用的转动取岩心装置的一部分的 剖视图。图3是在图1的取岩心设备中使用的转动取岩心装置的一部分的侧:f见图。图4是在图1的取岩心设备中使用的转动取岩心装置的一部分的轴测图。图5是放置在井眼中的转动取岩心装置的示意图。图6是用于将转动取岩心装置的取岩心工具移动至井眼内所需位置的液压控制系统和液压致动器的示意图。图7是使用在转动取岩心装置中的取岩心工具的轴测图。图8是位于井眼中第一操作位置的转动取岩心装置的一部分的侧视图。图9是位于井眼中第二操作位置的转动取岩心装置的部分的侧视图。图10是位于井眼中第三操作位置的转动取岩心装置的部分的侧视图。图11是根据一个典型实施例的，在转动取岩心装置中使用的可变 磁阻位置传感器的侧视图。图12是在图11的可变磁阻位置传感器中使用的转子的轴测图。图13是图11的可变磁阻位置传感器的剖视图。图14是图13的可变磁阻位置传感器沿线14-14的剖视图。图15是图13的可变磁阻位置传感器沿线15-15的剖视图；以及图16是图1的岩心取出系统中使用的位置感测系统的电示意图。图17-19是由图11的可变磁阻位置传感器产生的位置信号的示意图。具体实施例方式参考图1，提供了一种用于从邻近井眼的地层20中获得井壁岩心 的岩心取出系统10。岩心取出系统10包括取岩心i殳备12、起重机14、 以及控制器16。取岩心设备12通过连接至起重机14的钢丝22而放置到地层20 的井眼18内的选定深度。该取岩心设备12被构置成用于获取处于预 定深度的、邻近井眼18的地层的一部分的至少一个井壁岩心。取岩心 设备12包括电动液压部分30、转动取岩心设备32、以及岩心容器部 分34。设置了电动液压部分30以容放用于响应于来自控制器16的控制 信号来控制锁臂40、 41的延伸和缩回的电元件和电路。特别地，电动 液压部分30沿朝外的方向伸出锁臂40、 41以在邻近井眼18的井壁处 移动取岩心设备12从而获取井壁岩心。交替地，电动液压部分30缩 回锁臂40、 41以使取岩心设备12移离井壁。电动液压部分30还包括 下面将进 一 步详细说明的液压控制系统4 0 。参考图1-5，设置了转动取岩心装置32以从地层20获取井壁岩 心。转动取岩心装置32包括电动马达50，传动装置52，位置感测系 统54,取岩心工具56，液压致动器58、 60、轴62、 64、引导板66、 68，枢轴臂70、 72、液压致动器74、 76、连接臂78、 80、以及岩心弹射轴82。参考图2，设置了电动马达50来驱动取岩心工具56中的齿轮组 从而以多种转动速度中的一种速度转动该转动取心钻130。在一个典 型实施例中，电动马达50包括DC电动马达。然而，应当注意，在其 它典型实施例中，电动马达50可以包括任何本领域普通技术人员已知 的其它马达，比如可变磁阻马达或变换磁阻马达等。电动马达50包括 定子(未示出)和转子90，转子90响应于来自控制器16的通信信号 以多种转动速度中的一种速度转动。例如，响应于第一预定深度的地 层20的预定参数，控制器16可以产生引起电动马达50以第一预定转 动速度转动的通信信号。此外，例如，响应于第二预定深度的地层20 的预定参数，控制器16可以产生引起电动马达50以大于第一预定转 动速度的第二预定转动速度转动的通信信号。如图所示，电动马达50 可操作地连接至传动装置52。特别地，马达50的转子90可操作地连 接至传动装置52的连接构件100。参考图2和4，设置传动装置52以从马达50向取岩心工具56中 的齿轮组传递扭矩。传动装置52包括壳体部分96、 98,连接构件100, 驱动轴102，锥齿轮104，以及小齿轮106。壳体部分96、 98可操作 地联接在一起并限定了用于封装传动装置52的其余部件的内部区域。 连接构件100在第一端可操作地连接至马达50的转子卯。此外，连 接构件100在第二端可操作地连接至驱动轴102的第一端。驱动轴的 笫二端固定连接至锥齿轮104。因此，转子90的转动引起驱动轴102 和锥齿轮104两者的转动。锥齿轮104可操作地连接至小齿轮106。 因此，锥齿轮104的转动引起小齿轮106的转动。参考图4和7，设置取岩心工具56以用于从地层20取出井壁岩 心。取岩心工具56包括壳体120，含有齿轮122和齿轮124的齿轮组， 可移动板126， 一对导销128 (示出其中一个)， 一对导销129 (示出 其中一个)以及转动取心钻130。壳体120限定了用于容放齿轮122， 齿轮124以及可移动板126的内部区域。当取岩心工具56移动到传动 装置52的小齿轮106与齿轮122啮合的操作位置时，小齿轮106的转动引起齿轮122的转动。此外，齿轮122的转动本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种转动位置传感器，包括：可转动构件，其具有第一非磁性体部分和多个磁体；以及定子组件，其具有第二非磁性体部分，所述第二非磁性体部分内具有用于容纳可转动构件的孔，所述定子组件还具有多个线圈，所述多个线圈被构置成响应于可转动构件的转动而产生能够指示可转动构件的位置的信号。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-8-30 11/214,7091.一种转动位置传感器，包括可转动构件，其具有第一非磁性体部分和多个磁体；以及定子组件，其具有第二非磁性体部分，所述第二非磁性体部分内具有用于容纳可转动构件的孔，所述定子组件还具有多个线圈，所述多个线圈被构置成响应于可转动构件的转动而产生能够指示可转动构件的位置的信号。2. 根据权利要求l所述的转动位置传感器，其特征在于，所述多 个磁体包括稀土元素磁体。3. 根据权利要求l所述的转动位置传感器，其特征在于，所述第 一非磁性体部分由塑料制成。4. 根据权利要求1所述的转动位置传感器，其特征在于，所述第 二非磁性体部分由塑料制成。5. 根据权利要求1所述的转动位置传感器，其特征在于，所述多 个线圈支架由碳素钢制成。6. 根据权利要求1所述的转动位置传感器，还包括壳体，该壳体 具有用于封装可转动构件和定子组件的至少一个部分的内部区域。7. 根据权利要求6所述的转动位置传感器，其特征在于，壳体由 铝制成。8. 根据权利要求7所述的转动位置传感器，其特征在于，壳体具 有从壳体的外表面向内延伸进入壳体的对准槽，以用于定位壳体。9. 根据权利要求1所述的可转动位置传感器，其特征在于，可转 动构件的第 一非磁性体部分具有从第 一非磁性体部分的第 一端延伸至 第一非磁性体部分内的孔，该孔被构置成容纳转动体的一部分以用于 将可转动构件固定联接至转动体。10. —种使用转动位置传感器确定转动体的位置的方法，该转动 位置传感器包括可转动构件，该可转动构件具有第一非磁性体部分和 多个磁体，可变磁阻位置传感器还包括定子组件，该定子组件具有第二非磁性体部分，该第二非磁性部分内具有用于容纳可转动构件的孔，定子组件还具有多个线圏，该方法包括响应于连接至可转动构件的转动体构件的转动，转动该转动位置 传感器的可转动构件，其中，位于可转动构件上的多个磁体转动经过 转...
【专利技术属性】
技术研发人员：BS萨古，BJ查克罗夫，QV潘，
申请(专利权)人：贝克休斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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