專利名稱：電感式垂線坐標儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種監(jiān)測大壩位移量的垂線坐標儀，尤其適用于惡劣環(huán)境下的長
期監(jiān)測大壩的位移量變化，屬于水工建筑物或市政工程位移(或撓度)測量儀器領域。
背景技術：
國內(nèi)外用于大壩位移量監(jiān)測的垂線坐標儀有步進電機式、CCD光電式和電容式等 類型，其測量精度和測量范圍基本能夠滿足使用要求。但在比較潮濕、滴水、多塵等惡劣環(huán) 境的大壩工程中下長期使用其可靠性均存在一定程度的環(huán)境適應性問題。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決技術問題是克服現(xiàn)有垂線坐標儀在比較潮濕、滴水、多塵等惡 劣環(huán)境應用中存在的可靠性不高的缺陷，提供一種新型大壩位移量監(jiān)測的電感式垂線坐標 儀。 為了解決以上技術問題，本實用新型的電感式垂線坐標儀，其特征在于包括固定 在垂線體上的感應體，所述感應體具有圓柱狀中空絕緣載體以及與其固定的磁性材料，所 述磁性材料繞圓柱狀中空絕緣載體的中心線均勻分布，所述感應體套在垂線體外，所述感 應體的X向兩側(cè)、Y向兩側(cè)各設置有一對線圈，感應體X向兩側(cè)的線圈與X向信號轉(zhuǎn)換器連 接，感應體Y向兩側(cè)的線圈與Y向信號轉(zhuǎn)換器連接。 本實用新型采用磁感應原理和差動測量結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)壩體或建筑物位移變化量的非 接觸測量，提高垂線坐標儀環(huán)境適應能力。具體原理是，感應體X向、Y向兩側(cè)的兩組線圈 及信號轉(zhuǎn)換器，公用一個感應體形成差動結(jié)構(gòu)。當測點相對于垂線發(fā)生相對位移時，感應體 隨垂線在兩組線圈間移動。測量時信號轉(zhuǎn)換器通電輸出高頻信號激勵線圈，當感應體位移 變化靠近線圈，線圈電感增加，使信號轉(zhuǎn)換器輸出頻率減少；當感應體X向與Y向遠離線圈， 線圈電感減少，使信號轉(zhuǎn)換器輸出頻率增加。通過監(jiān)測感應體兩邊的線圈的頻率差值即可 測出垂線的位置。并直接將位移量轉(zhuǎn)換為電測量頻率信號，既提高了抗干擾能力，又延長了 信號傳輸距離。 另外，本實用新型的絕緣載體具有一條容垂線體穿入的開口槽，便于現(xiàn)場安裝，更 利于本實用新型垂線坐標儀的推廣應用。 顯然，本實用新型電感式垂線坐標儀構(gòu)思奇巧，測量精度高，具有較強的環(huán)境抗干 擾能力，適合于各種惡劣環(huán)境，特別能在潮濕、滴水、多塵等環(huán)境下長期可靠地進行大壩位 移量監(jiān)測工作。預計推出之后，將受到人們的普遍歡迎，具有良好的市場前景。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。
圖1為本實用新型電感式垂線坐標儀結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型電感式垂線坐標儀的感應體剖視圖。[0011] 圖3為本實用新型電感式垂線坐標儀信號轉(zhuǎn)換器的電原理圖。
具體實施方式
本實施例的電感式垂線坐標儀如圖1、圖2所示，其包括固定在垂線體IO上的感 應體l，所述感應體1具有圓柱狀中空絕緣載體11以及與其固定的磁性材料12，所述磁性 材料12繞圓柱狀中空絕緣載體11的中心線均勻分布，感應體1套在垂線體10外，(安裝 后，中空絕緣載體的中心線與垂線體的中心線重合，使磁性材料繞垂線體外圍均勻分布)。 感應體1的X向兩偵"Y向兩側(cè)各設有一對線圈(圖1中5為Y向線圈架，2為X向的一個 線圈架，另一個X向線圈架未畫出)，感應體X向兩側(cè)的線圈與X向信號轉(zhuǎn)換器3連接，感應 體Y向兩側(cè)的線圈與Y向信號轉(zhuǎn)換器(圖中未畫出)連接。本例中，如圖2所示，沿圓柱狀 中空絕緣載體11的圓周均勻分布若干長槽，磁性材料12(本實用新型的磁性材料可選用鐵 氧體磁性材料，本實施例中，采用MDX2000)呈條狀嵌入該長槽內(nèi)，磁性材料12至垂線體10 的距離皆相等，盡可能實現(xiàn)感應體沿圓周的磁場均勻分布，提高儀器的穩(wěn)定性。 如圖1所示，感應體X向線圈通過X向線圈架2固定在位于被測點的X向固定底 板4上，感應體Y向線圈通過Y向線圈架5固定在位于被測點的Y向固定底板6上。圖中， 7為隔柱，支撐于X向固定底板4與Y向固定底板6之間；9為安裝架，Y向固定底板6架在 該安裝架上；8為保護外罩。 當測點相對于垂線發(fā)生相對位移時，感應體隨垂線在兩組線圈間移動。測量時信
號轉(zhuǎn)換器通電輸出高頻信號激勵線圈，感應體位移變化改變線圈的電感，使信號轉(zhuǎn)換器輸
出的頻率發(fā)生變化。通過監(jiān)測感應體兩邊的線圈的頻率差值即可測出垂線的位置。本裝置
將位移量轉(zhuǎn)換為電測量頻率信號，既提高了抗干擾能力，又延長了信號傳輸距離。 為了便于現(xiàn)場安裝，如圖2所示絕緣載體11具有一條容垂線體10穿入的開口槽
13。安裝感應體時，將絕緣載體的開口槽對準垂線體，使垂線體穿入絕緣載體，這樣，垂線體
縱貫于絕緣載體的中空腔室，最后將感應體與垂線體固定即完成了安裝。 本垂線坐標儀的信號轉(zhuǎn)換器的原理如圖3示，由線圈(電感)Ll (或線圈L2)、電容
Cl和電容C2構(gòu)成LC三點式振蕩器諧振電路，并通過電容C0和三極管Tl構(gòu)成正反饋；諧振
波經(jīng)過運算放大器A1放大輸出，增長信號傳輸距離。本信號轉(zhuǎn)換器借用繼電器開關KA1在
兩個線圈Ll和L2之間切換，形成此兩個線圈公用一組振蕩器電子器件的差動式結(jié)構(gòu)。當
外界環(huán)境變化引起諧振電路中電子器件性能變化時導致兩組線圈的輸出頻率均發(fā)生一致
性變化，通過輸出的兩組頻率差值可以有效消除外界環(huán)境變化帶來的誤差。 除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變
換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。
權利要求電感式垂線坐標儀，其特征在于包括固定在垂線體上的感應體，所述感應體具有圓柱狀中空絕緣載體以及與其固定的磁性材料，所述磁性材料繞圓柱狀中空絕緣載體的中心線均勻分布，所述感應體套在垂線體外，所述感應體的X向兩側(cè)、Y向兩側(cè)各設置有一對線圈，感應體X向兩側(cè)的線圈與X向信號轉(zhuǎn)換器連接，感應體Y向兩側(cè)的線圈與Y向信號轉(zhuǎn)換器連接。
2. 根據(jù)權利要求1所述電感式垂線坐標儀，其特征在于所述絕緣載體具有一條容垂線體穿入的開口槽。
3. 根據(jù)權利要求2所述電感式垂線坐標儀，其特征在于沿所述柱狀中空絕緣載體的圓周均勻分布若干長槽，所述磁性材料呈條狀嵌入該長槽內(nèi)，所有磁性材料至垂線體的距 離相等。
4. 根據(jù)權利要求2或3所述電感式垂線坐標儀，其特征在于所述磁性材料為鐵氧體磁性材料。
5. 根據(jù)權利要求2或3所述電感式垂線坐標儀，其特征在于所述線圈通過線圈架固定在位于被測點的固定底板上。
專利摘要電感式垂線坐標儀，其特征在于包括固定在垂線體上的感應體，所述感應體具有圓柱狀中空絕緣載體以及與其固定的磁性材料，所述磁性材料繞圓柱狀中空絕緣載體的中心線均勻分布，所述感應體套在垂線體外，所述感應體的X向兩側(cè)、Y向兩側(cè)各設置有一對線圈，感應體X向兩側(cè)的線圈與X向信號轉(zhuǎn)換器連接，感應體Y向兩側(cè)的線圈與Y向信號轉(zhuǎn)換器連接。本實用新型電感式垂線坐標儀構(gòu)思奇巧，測量精度高，具有較強的環(huán)境抗干擾能力，適合于各種惡劣環(huán)境，特別能在潮濕、滴水、多塵等環(huán)境下長期可靠地進行大壩位移量監(jiān)測工作。預計推出之后，將受到人們的普遍歡迎，具有良好的市場前景。
文檔編號G01B7/008GK201514189SQ20092026775
公開日2010年6月23日 申請日期2009年10月12日 優(yōu)先權日2009年10月12日
發(fā)明者李載達, 羅孝兵, 鄭水華 申請人:國網(wǎng)電力科學研究院;南京南瑞集團公司