1.磁致伸縮原理概述
磁致伸縮原理是 ,當(dāng)鐵磁體受到外磁場(chǎng)作用而磁化時(shí) ,其磁疇結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化 ,晶體的原子間距隨之改變 ,致使鐵磁體的體積、形狀發(fā)生變化 ,特別是鐵磁體物質(zhì)在磁場(chǎng)方向的長(zhǎng)度發(fā)生變化。這種磁效應(yīng)就稱之磁致伸縮。以往設(shè)備在前大梁用 4組電機(jī)拉動(dòng)鋼絲繩實(shí)現(xiàn)傾轉(zhuǎn)功能 ,傾轉(zhuǎn)位置用 10多個(gè)開(kāi)關(guān)限位進(jìn)行檢測(cè)。若在液壓缸中采用磁致位置傳感器檢測(cè)傾轉(zhuǎn)位移 ,不但簡(jiǎn)化硬件系統(tǒng) ,而且提高使用壽命和降低保養(yǎng)周期。
2.磁致伸縮技術(shù)的應(yīng)用
磁致伸縮技術(shù)成功應(yīng)用是在 1940年 ,被用在潛艇聲納測(cè)距系統(tǒng)上 ,經(jīng)過(guò)多年以來(lái)不斷的發(fā)展使磁致伸縮技術(shù)日益成熟 ,并在多種領(lǐng)域和場(chǎng)合開(kāi)始使用。磁致伸縮位移傳感器就是磁致伸縮技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例。磁致伸縮位移傳感器就是采用磁致伸縮原理進(jìn)行高精度、可超長(zhǎng)行程測(cè)量的新型位移傳感器 , 其位移測(cè)量一般在 0—5 000mm,是一種非接觸式位移傳感器 ,不存在摩擦和磨損 ,傳感器通常由單片機(jī)組成的信號(hào)處理電路和作為傳感元件的磁致伸縮線組成。
磁致伸縮位移傳感器
3.磁致伸縮位移傳感器的組成與工作原理
磁致伸縮位移傳感器由外殼、不銹鋼測(cè)桿、波導(dǎo)線 (磁致伸縮線 ) 、可移動(dòng)的磁環(huán)及由單片機(jī)組成的電子部件所組成 ,是磁致伸縮原理的一種應(yīng)用。它的工作原理是利用兩個(gè)不同磁場(chǎng)相交產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變脈沖信號(hào) ,然后計(jì)算這個(gè)信號(hào)被探測(cè)到所需要的時(shí)間 ,從而換算出兩個(gè)不同磁場(chǎng)相交時(shí)所處的位置。這兩個(gè)磁場(chǎng)一個(gè)來(lái)自可移動(dòng)的磁環(huán) ,另一個(gè)由電子部件給出的電流脈沖 (詢問(wèn)脈沖 )在波導(dǎo)線上產(chǎn)生并沿波導(dǎo)線傳播。當(dāng)這兩個(gè)磁場(chǎng)相交時(shí)磁場(chǎng)的矢量疊加會(huì)形成螺旋場(chǎng) ,產(chǎn)生瞬時(shí)扭力 ,使波導(dǎo)線扭動(dòng)而產(chǎn)生張力脈沖。把這個(gè)張力脈沖作為回應(yīng)脈沖 ,此時(shí)只要測(cè)得回應(yīng)脈沖與詢問(wèn)脈沖的時(shí)間間隔再乘以一個(gè)固定的傳播速度 ,便能計(jì)算出可移動(dòng)磁環(huán)所處的位置。將可移動(dòng)磁環(huán)與被測(cè)物體安裝在一起就成為了一個(gè)具有實(shí)際意義的位移傳感器了。同時(shí) ,由于此傳感器的輸出信號(hào)取決于可移動(dòng)磁環(huán)的位置 ,所以它是一個(gè)測(cè)量位移量的傳感器。
3.1磁致伸縮位移傳感器的主要技術(shù)參數(shù)
線性量程：50—5000mm；線性誤差：≤ ±0. 05% FS；重復(fù)精度： ≥ ±0. 002FS；工作電源：多種可選；信號(hào)輸出類型：多種可選；
3.2環(huán)境可滿足
溫度：-20-+120℃；濕度：≤95%；振動(dòng)＜2.3g；工作方式：連續(xù)
4.磁致伸縮位移傳感器在岸橋液壓缸位置檢測(cè)上的應(yīng)用
大連港二期集裝箱碼頭的岸橋在吊具傾轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)中使用了中國(guó)航天公司生產(chǎn)的 C I43 - 6系列的磁致伸縮位移傳感器。它被安裝在傾轉(zhuǎn)液壓缸內(nèi)用于測(cè)量液壓缸的位置 ,它的測(cè)量范圍是 50—1 400mm,對(duì)應(yīng)的輸出是 4—20mA的直流電流 ,工作電壓是 24V ±2. 4V DC,測(cè)量的線性誤差小于 ±0. 05% FS,重復(fù)精度大于 ±0. 002% FS。在使用中直接將它的 4—20mA 的電流送入岸橋PLC模擬模塊的輸入端 ,通過(guò) PLC的內(nèi)部程序?qū)ζ溥M(jìn)行運(yùn)算 ,得到液壓缸的實(shí)際位置后與給定的位置進(jìn)行比較 ,然后達(dá)到自動(dòng)控制的目的。
5.結(jié)束語(yǔ)
由于磁致伸縮位移傳感器是一種非接觸式傳感器 ,因此使用范圍廣、壽命長(zhǎng) ,維修保養(yǎng)周期長(zhǎng)、費(fèi)用低。大連港二期集裝箱碼頭的岸橋 ,采用 4組磁致伸縮位移傳感器 ,實(shí)現(xiàn)液壓缸的位置檢測(cè)功能 ,使用結(jié)果表明 :傳感器的可靠性和工作精度都達(dá)到了出廠指標(biāo) ,使系統(tǒng)維護(hù)更加方便。
