雙余度電感式接近傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于主要用于測定活動對象與目標(biāo)有較大距離(接近點為<6_)、高可靠性的雙余度電感式接近傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]電感式接近傳感器是一種具有感知物體接近能力的器件?，F(xiàn)有技術(shù)中由感應(yīng)部件、殼體、電連接器三大部分組成的電感式接近傳感器，是利用傳感器對所接近鐵磁體具有的敏感特性，識別物體接近距離并輸出電感變化量信號的產(chǎn)品。該產(chǎn)品信號通過不同芯片解算，可形成連續(xù)量的曲線，也可形成一個點的開關(guān)量。其感應(yīng)部件主要由檢測線圈及磁體組成。在理論上，根據(jù)法拉第定律:電流流經(jīng)線圈，將產(chǎn)生磁場，同時，磁場中的線圈會產(chǎn)生電感。按此理論，做成接近傳感器。該產(chǎn)品輸出的電感，由專用芯片對特定電感值進(jìn)行解算，獲得特定電感值的特定信號。這就是獨立單通道電感式接近傳感器和相關(guān)電路。
[0003]目前，用于測定活動對象與目標(biāo)距離的電感式接近傳感器，均為單通道，為增加可靠性和系統(tǒng)解算需要，以及工位設(shè)置和重量、體積等考慮，市場急切要求雙通道電感式接近傳感器并保持單通道測量較大距離功能的產(chǎn)品。所謂雙通道傳感器，又稱為雙余度傳感器，它由兩個主要功能獨立且相似的傳感器構(gòu)成。在現(xiàn)有技術(shù)中，因電感信號相互嚴(yán)重干擾和體積、重量等約束，我國此類電感式接近傳感器的文獻(xiàn)報道還很少。而在外形確定且體積較小的情況下，測試距離越大，技術(shù)難度越大，更增添了研制該類傳感器的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的任務(wù)是提供一種靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)，能測試較大距離位移變化(接近點為< 6_)，具有雙通道性能的雙余度電感式接近傳感器。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達(dá)到。本發(fā)明提供的一種雙余度電感式接近傳感器，具有一個供電信號輸出的插座4、兩個傳感部組件和與插座4固聯(lián)一起的矩形殼體，其特征在于，所述的傳感部組件14由多層軟磁帶材料制成的臥式門形磁屏蔽組件2和門形鐵芯芯體I及檢測線圈3構(gòu)成的感應(yīng)部件23組成；兩個傳感部組件14分別置于矩形金屬外殼5同一個矩形腔體內(nèi)，兩個串聯(lián)線圈分別插入門形鐵芯I兩腳，鐵芯芯體I開口端面緊貼殼體感應(yīng)面9內(nèi)表面；插座4三針引出兩個輸出信號和一個共用接線，兩個傳感部組件各有一條引線12共同與插座4的插針A相連，而兩個傳感部組件各有另一條引線分別與插座4的插針B和插針C相連，插針A與插針B和插針A與插針C同時形成雙余度通道，輸出兩個電感信號。
[0006]本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下效果。
[0007]本發(fā)明用采用兩個由整體軟磁材料制成的門形鐵芯和分別套入門形鐵芯兩只腳上的各一組檢測線圈。檢測線圈是繞制在矩形柱狀絕緣骨架上的銅漆包線線圈。它在電流流經(jīng)線圈時，可以產(chǎn)生穩(wěn)定的電感。通過對該電感的測定能夠?qū)崿F(xiàn)對距離的測定。
[0008]本發(fā)明采用兩個傳感部組件各有一條引線12共同與插座4的插針A相連，而兩個傳感部組件各有另一條引線分別與插座4的插針B和插針C相連，形成AB和AC的雙余度通道，能夠在一個檢測點上輸出兩個獨立的電感信號。而且仍保持單通道時所具有的能測試特定電感值(例如5mH)的較大的接近距離，即該距離值也為6mm，進(jìn)而解決了現(xiàn)有技術(shù)單通道不能提供雙信號(或叫雙余度)的問題或能提供雙信號但不能達(dá)到測試6_接近距離的冋題。
[0009]多層磁屏蔽組件形成對傳感部組件隔磁，減小兩傳感部組件的相互感應(yīng)影響。本發(fā)明采用多層軟磁帶材料制成的臥式門形磁屏蔽組件2和門形鐵芯。兩個串聯(lián)檢測線圈3分別插入兩個門形鐵芯兩腳，分別置于矩形金屬外殼5兩個對稱結(jié)構(gòu)的兩個矩形腔體內(nèi)，從設(shè)計和工。結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、可對一些參數(shù)進(jìn)行非接觸的連續(xù)測量。
[0010]本發(fā)明電感式傳感器重復(fù)性好，比較穩(wěn)定，輸出阻抗小、抗干擾能力強(qiáng)、對工作環(huán)境要求不高。
[0011]本發(fā)明是外形與單通道相近，重量相似的雙通道電感式接近傳感器，即在一個產(chǎn)品上輸出兩個獨立的電感信號，并能測試較大距離位移變化的長方體形電感式接近傳感器。由于本發(fā)明為雙余度，所以它既具有單通道的優(yōu)點，還具有能獨立輸出兩個信號的功能。二者相比較，雙通道更為結(jié)構(gòu)簡單，零件少，體積小，檢測點設(shè)置方便。與兩個獨立的單通道傳感器比較，顯然具有如下優(yōu)點:
1.被測對象載體的工位點是單點，易于設(shè)計和安排；而單通道則需設(shè)計兩個相同的工位安裝點，且兩工位需相距40mm以上(為防止傳感器相互影響，要求各自距離為40mm以上)，這樣，使載體設(shè)計檢測點有較大難度；
2.在體積、重量等方面，雙通道優(yōu)于單通道許多；
3.傳輸電纜:雙通道比單通道少兩條。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明雙余度電感式接近傳感器的主視圖，是在圖2的A-A位置的剖面視圖。
[0013]圖2是圖1的B-B位置的剖面俯視圖。
[0014]圖3是本發(fā)明一個感應(yīng)部件的示意圖。
[0015]圖4是圖1磁屏蔽組件的示意圖。
[0016]圖5是傳感部組件結(jié)構(gòu)示意和雙通道工作原理圖。
[0017]圖中:1.鐵芯芯體，2.磁屏蔽組件，3.檢測線圈，4.插座，5.殼體，6.方耳，7.垂直方耳，8.封蓋，9.感應(yīng)端面，10.安裝板，11.緊固螺釘，12.引線，13.骨架，14.傳感部組件，15.磁力線，16.靶標(biāo)(被測物)，17.氣隙(即檢測距離)，18絕緣膠粘劑，19.內(nèi)屏蔽層，20.第二屏蔽層，21.第三屏蔽層，22.外屏蔽層，23.感應(yīng)部件。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。
[0019]在圖1?圖2描述的雙余度電感式接近傳感器實施例中，它有一個帶通孔的四個方耳，供電信號輸出的插座4和與插座4固聯(lián)一起的長方體形殼體5以及由檢測線圈及磁體構(gòu)成的傳感部組件。接近傳感器主體外形為長方體形，帶有四個方耳和插座，感應(yīng)面為長方形平面。該4個方耳的四通孔，供使用者安裝本傳感器用。為便于產(chǎn)品安裝，四個方耳相互垂直，兩個方耳6和垂直方耳7分別位于殼體的兩端。插座4的三針引出兩個輸出信號和一個共用接線。該接近傳感的殼體是由耐腐蝕材料作成。長方體形殼體內(nèi)只有一個矩形腔，其內(nèi)裝配有兩個傳感部組件14，傳感部組件14由多層軟磁帶材料制成的臥式門形磁屏蔽組件2和感應(yīng)部件組成，分別被各一顆緊固螺釘11，通過安裝板10壓緊固定。
[0020]兩個傳感部組件14結(jié)構(gòu)相同，均主要由一個鐵芯芯體1、一組檢測線圈3、一組磁屏蔽組件2形成。檢測線圈3由分別套在門形鐵芯I兩只腳上的兩個線圈組合串連形成，檢測線圈由兩個線圈組合串連形成，線圈組合由銅漆包線繞制在矩形骨架上，被絕緣捆扎好的線圈組合入端和出端用引線引出，與矩形骨架共同形成完好的獨立組件。
[0021]鐵芯芯體I是一個由整塊軟磁材料制成的門形鐵芯，檢測線圈3由銅漆包線繞制在方形骨架上和另一個同樣線圈串聯(lián)相接。磁屏蔽組件2由多層軟磁帶組成，置于感應(yīng)部件23外表面。兩個傳感部組件由各自的門形磁屏蔽組件2進(jìn)行磁屏蔽，磁屏蔽采用逐層降低磁感應(yīng)強(qiáng)度梯度的原理，內(nèi)屏蔽層19使左傳感部組件產(chǎn)生的外圍磁感第一次衰減，讓內(nèi)屏蔽層中磁力線沿磁阻小的路徑進(jìn)入遠(yuǎn)離另一傳感部組件的空氣中，不讓左傳感部組件產(chǎn)生的外圍磁感更多地擴(kuò)散，內(nèi)層與第二屏蔽層20之間磁感應(yīng)強(qiáng)度的梯度變小，使第二層、第三層的磁屏蔽效果好。
[0022]所述的鐵芯芯體I是一個由整塊軟磁材料制成的門形鐵芯，鐵芯兩腳的橫截面為矩形；它的兩個矩形腳插入檢測線圈3的兩個矩形骨架的矩形中空部，形成感應(yīng)部件23。檢測線圈3由銅漆包線繞制在矩形骨架上和另一個同樣線圈串聯(lián)相接；磁屏蔽組件是由如圖4所示的多層軟磁帶做成的臥式門形組件。所組成的雙余度電感式接近傳感器是一個長方體形大距離電感式接近傳感器。兩傳感部組件共四條引線由插座4引出。插座4三針引出兩個輸出信號和一個共用接線，兩個傳感部組件各有一條引線12共同與插座4的插針A相連，而兩個傳感部組件各有另一條引線分別與插座4的插針B和插針C相連，插針A與插針B和插針A與插針C同時形成雙余度通道，輸出兩個電感信號。
[0023]圖2中所示的感應(yīng)面序號9為最小純平面，叫做感應(yīng)面9。感應(yīng)面9是工作距離的計量起點，與平行于感應(yīng)面9的目標(biāo)塊即靶標(biāo)16之間的距離QX是氣隙(17)，技術(shù)上也叫做工作氣隙，它的大小影響線圈的電感量。插座4與殼體5相應(yīng)的外表面熔融密封焊接在一起(此工序最后進(jìn)行)。當(dāng)兩個傳感部組件在殼體外調(diào)試好后，如圖2所示放入殼體相應(yīng)位置，用膠固定，檢測兩個傳感部組件工作正常否，不正常，則取出重新調(diào)特性，直至合格。這時，裝上安裝板10，將安裝板1