1.磁致伸縮原理概述
磁致伸縮原理是 ,當鐵磁體受到外磁場作用而磁化時 ,其磁疇結構將發(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 ,特別是鐵磁體物質在磁場方向的長度發(fā)生變化。這種磁效應就稱之磁致伸縮。以往設備在前大梁用 4組電機拉動鋼絲繩實現(xiàn)傾轉功能 ,傾轉位置用 10多個開關限位進行檢測。若在液壓缸中采用磁致位置傳感器檢測傾轉位移 ,不但簡化硬件系統(tǒng) ,而且提高使用壽命和降低保養(yǎng)周期。
2.磁致伸縮技術的應用
磁致伸縮技術成功應用是在 1940年 ,被用在潛艇聲納測距系統(tǒng)上 ,經(jīng)過多年以來不斷的發(fā)展使磁致伸縮技術日益成熟 ,并在多種領域和場合開始使用。磁致伸縮位移傳感器就是磁致伸縮技術應用的一個實例。磁致伸縮位移傳感器就是采用磁致伸縮原理進行高精度、可超長行程測量的新型位移傳感器 , 其位移測量一般在 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組成的信號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、不銹鋼測桿、波導線 (磁致伸縮線 ) 、可移動的磁環(huán)及由單片機組成的電子部件所組成 ,是磁致伸縮原理的一種應用。它的工作原理是利用兩個不同磁場相交產(chǎn)生一個應變脈沖信號 ,然后計算這個信號被探測到所需要的時間 ,從而換算出兩個不同磁場相交時所處的位置。這兩個磁場一個來自可移動的磁環(huán) ,另一個由電子部件給出的電流脈沖 (詢問脈沖 )在波導線上產(chǎn)生并沿波導線傳播。當這兩個磁場相交時磁場的矢量疊加會形成螺旋場 ,產(chǎn)生瞬時扭力 ,使波導線扭動而產(chǎn)生張力脈沖。把這個張力脈沖作為回應脈沖 ,此時只要測得回應脈沖與詢問脈沖的時間間隔再乘以一個固定的傳播速度 ,便能計算出可移動磁環(huán)所處的位置。將可移動磁環(huán)與被測物體安裝在一起就成為了一個具有實際意義的位移傳感器了。同時 ,由于此傳感器的輸出信號取決于可移動磁環(huán)的位置 ,所以它是一個測量位移量的傳感器。
3.1磁致伸縮位移傳感器的主要技術參數(shù)
線性量程：50—5000mm；線性誤差：≤ ±0. 05% FS；重復精度： ≥ ±0. 002FS；工作電源：多種可選；信號輸出類型：多種可選；
3.2環(huán)境可滿足
溫度：-20-+120℃；濕度：≤95%；振動＜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上的應用
大連港二期集裝箱碼頭的岸橋在吊具傾轉液壓系統(tǒng)中使用了中國航天公司生產(chǎn)的 C I43 - 6系列的磁致伸縮位移傳感器。它被安裝在傾轉液壓缸內用于測量液壓缸的位置 ,它的測量范圍是 50—1 400mm,對應的輸出是 4—20mA的直流電流 ,工作電壓是 24V ±2. 4V DC,測量的線性誤差小于 ±0. 05% FS,重復精度大于 ±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 PLC的內部程序對其進行運算 ,得到液壓缸的實際位置后與給定的位置進行比較 ,然后達到自動控制的目的。
5.結束語
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 ,維修保養(yǎng)周期長、費用低。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 ,實現(xiàn)液壓缸的位置檢測功能 ,使用結果表明 :傳感器的可靠性和工作精度都達到了出廠指標 ,使系統(tǒng)維護更加方便。
