ВИХРЕТОКОВЫЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для бесконтактного измерения линейных перемещений или частоты вращения ферромагнитных объектов, а также для контроля их вибрационного состояния, в том числе и в экстремальных (взрывоопасных) условиях.
Измерение вибрации промышленных машин и механизмов является неотъемлемой частью современных вибродиагностических систем. Непрерывная вибродиагностика машин и механизмов позволяет предотвратить возможность возникновения нештатных ситуаций, техногенных катастроф, увеличить ресурс работы дорогостоящих объектов и т.д. В настоящее время в качестве первичных вибропреобразователей в таких системах могут применяться как контактные (пьезоэлектрические, индукционные и т.д.), так и бесконтактные преобразователи (вихретоковые, емкостные и т.д.). Во многих случаях бесконтактные вибропреобразователи имеют преимущество перед контактными, т.к. не влияют на объект измерения своей массой, а это позволяет проводить измерения вибрационного состояния даже небольших по массе и габаритам объектов. В общем случае бесконтактные вибропреобразователи, в частности вихретоковые, просты в изготовлении, имеют большой динамический диапазон измерений параметров вибраций (в данном случае вибропремещений), при этом существует возможность измерять и статические перемещения, т.е. частотный диапазон измеряемых вибропремещений начинается от 0 Гц, что существенно упрощает конструкцию эталонных средств измерений для определения его коэффициента преобразования при поверке и калибровке.
Известен вихретоковый датчик перемещений («Вихретоковый датчик осевых смещений», RU 2442965, G01D 5/20, G01N 27/90, 20.02.2012) и выпускаемый патентообладателем (Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники", ОАО НПО ИТ) - «Датчик токовихревой ИТ12.30.000»
Известный датчик содержит цилиндрический полый металлический корпус с наружной резьбой и двумя гайками, размещенный в корпусе вихретоковый чувствительный преобразователь, подключенный к нему через открытый участок кабеля герметизированный кабельный ввод с электрическим разъемом. Кабельный ввод соединен с участком кабеля в бронерукаве и заделкой на конце кабеля.
В снятом кожухе исследуемого механизма через резьбовое отверстие для установки кабельного ввода пропускают корпус вихретокового преобразователя с открытым участком кабеля. Корпус вихретокового преобразователя с наружной резьбой устанавливают в сопрягаемой с внутренней резьбой отверстия в кронштейне, механически не связанным с контролируемой поверхностью. Вращая корпус преобразователя, устанавливают начальный зазор между контролируемой поверхностью и преобразователем. Установленное положение корпуса преобразователя фиксируют гайками. После установки вихретокового преобразователя кожух исследуемого механизма возвращают на свое место и кабельный ввод преобразователя герметично устанавливают в резьбовое отверстие в кожухе.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, является сложность установки вихретокового чувствительного преобразователя требующего осуществления частичного демонтажа исследуемого объекта (кожуха) и установки дополнительного оборудования (кронштейн).
Известен вихретоковый датчик перемещений, выпускаемый фирмой METRIX  СО (модель 5499-002 с взрывозащищенным корпусом модели 10041, (Metrix & Provib Tech, Каталог фирмы ООО «АЛЬКОНТ», 2007, РФ, 141703, Московская обл., г. Долгопрудный), который является наиболее близким аналогом заявляемого датчика.
Известный вихретоковый датчик перемещений, содержит герметизированный корпус и установленный в корпусе реверсивно монтируемый полый стержень с герметично закрепленным на его погружном конце вихретоковым преобразователем - индуктивной катушкой.
Разборный взрывозащищенный герметизированный корпус датчика состоит из трех частей: нижней и средней - двух втулок-футорок, - с внешними и внутренними резьбовыми участками, и верхней поворотной части с выходным электрическим разъемом, подключенным кабелем к вихретоковому преобразователю.
Нижняя втулка имеет два участка с наружной резьбой - нижний участок для установки на объекте исследования и верхний резьбовой участок - для сопряжения со средней частью корпуса.
Внутренняя мелкая резьба нижней втулки корпуса сопряжена с наружной резьбой третьей втулки-футорки, внутренняя резьба которой сопряжена с резьбовым участком полого стержня с контргайкой грубой регулировки рабочего зазора между вихретоковым преобразователем и объектом измерения. Третья втулка-футорка является вернером точной регулировки рабочего зазора.
Средняя часть корпуса - втулка-футорка является переходным звеном между нижней втулкой и верхней поворотной частью корпуса с выходным разъемом.
Установка известного датчика производится в рабочее положение следующим образом.
От корпуса датчика отсоединяют среднюю и верхнюю части и, вращая полый стержень с контргайкой грубой регулировки внутри вернера, перемещают погружной конец стержня с вихретоковым преобразователем на длину, исключающую механический контакт вихретокового преобразователя с измеряемой поверхностью.
Устанавливают и герметично закрепляют нижнюю втулку-футорку корпуса датчика в предварительно выполненном отверстии в крышке контролируемого механизма напротив измеряемой поверхности. Подключают выходной разъем датчика к измерительному прибору. Вращением полого стержня с контргайкой грубой регулировки внутри вернера выставляют предварительный рабочий зазор между вихретоковым преобразователем и измеряемой поверхностью. Требуемую величину зазора контролируют по измерительному прибору. Фиксируют установленное положение стержня контргайкой относительно вернера. Вращая вернер точной регулировки, устанавливают уточненное значение величины рабочего зазора по показаниям блока измерения. После сборки и герметизации частей корпуса установка известного вихретокового датчика в рабочее положение завершена.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, является сложность установки рабочего зазора.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является упрощение процесса установки вихретокового датчика в рабочее положение.
Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемой полезной модели, заключается в упрощении конструкции датчика.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в заявляемом вихретоковом датчике перемещений, включающем втулку-футорку герметизированного корпуса с одним участком внутренней и двумя участками наружной резьбы, размещенный внутри корпуса подвижный полый стержень с наружной резьбой и погружным участком с герметично закрепленным на его конце вихретоковым преобразователем - индуктивной катушкой, подключенный к ней электрический разъем, и контргайку фиксации положения подвижного стержня, в отличие от известного вихретокового датчика подвижный стержень выполнен с последовательно расположенными после погружного и резьбового участков дополнительными сальниковым участком и участком большего диаметра с установленным в нем электрическим разъемом и двумя противолежащими лысками под ключ, резьбовой участок подвижного стержня сопряжен непосредственно с участком внутренней резьбы, расположенным в нижней части корпуса - втулки-футорки, а контргайка выполнена накидной на верхний участок наружной резьбы корпуса-втулки и охватывающей разрезную цанговую шайбу и уплотнительную эластичную прокладку, сопрягаемую с поверхностью сальникового участка подвижного стержня и торцом верхнего участка наружной резьбы корпуса-втулки.
На фиг. 1 изображен заявляемый вихретоковый датчик перемещений.
Заявляемый вихретоковый датчик перемещений, содержит корпус 1 в виде втулки-футорки и установленный в корпусе 1 полый подвижный стержень 2 с герметично закрепленным на одном его конце вихретоковым преобразователем 3 - индуктивной катушкой, подключенной с помощью кабеля 4 к герметично закрепленному на другом конце полого стержня 2, электрическому разъему 5.
1
2
Стержень 2 содержит последовательно расположенные погружной участок 6 с вихретоковым преобразователем 3 на конце, участок с наружной резьбой 7, сальниковый участок 8 и участок 9 большего диаметра с электрическим разъемом 5 и с двумя противолежащими лысками под ключ 10 и 10.
Корпус-футорка 1 датчика содержит в своей нижней части участок с внутренней резьбой 11, сопрягаемой с резьбовым участком 7 стержня 2, шестигранник 12 и два участка с наружной резьбой 13 и 14 на верхнем и нижним концах корпуса 1.
Нижний участок 14 наружной резьбы корпуса 1 вместе с увеличивающим площадь контакта буртиком 15, предназначен для герметизированного закрепления корпуса 1 датчика в участке резьбы 16 отверстия 17 в кожухе 18 контролируемого объекта.
Верхний резьбовой участок 13 предназначен для соединения с накидной контргайкой 19, охватывающей разрезную цанговую шайбу 20 и уплотнительную эластичную прокладку 21, герметично сопрягаемую с поверхностью сальникого участка 8 подвижного стержня 2 и торцевой поверхностью верхнего резьбового участка 13 корпуса 1 датчика.
Установка вихретокового датчика перемещений в рабочее положение производится следующим образом.
Вращая полый стержень 2 в сопрягаемых резьбах 7-11, перемещают его погружной участок 6 с вихретоковым преобразователем 3 относительно корпуса 1 на предварительно определенную длину, обеспечивающую выставление ожидаемого рабочего зазора между преобразователем 3 и измеряемой поверхностью (на фиг. не показана) и исключающую механический контакт вихретокового преобразователя 3 с измеряемой поверхностью.
1
2
Устанавливают и, используя шестигранник 12, герметично по торцевой поверхности буртика 15 закрепляют корпус 1 датчика с нижним участком резьбы 14 в предварительно выполненном отверстии 17 с участком резьбы 16 на с кожухе 18 контролируемого объекта. К электрическиму разъему 5 подключают блок измерения (на фиг. не показан) и, учитывая его показания, дополнительно доворачивают стержень 2 с вихретоковым преобразователем 3 на необходимый угол, обеспечивающий выставление требуемой величины рабочего зазора. Затем, удерживая в неподвижном состоянии стержень 2 за его лыски 10 и 10, наворачивают накидную контргайку 19 на верхний резьбовой участок 13 корпуса 1. Перемещение контргайки 19, охватывающей разрезную цанговую шайбу 20 и уплотнительную эластичную прокладку 21, обеспечивает одновременно фиксацию положения стержня 2, выставленного рабочего зазора и герметизацию зазора между корпусом 1 и сальниковой поверхностью 8 стержня 2 - т.е. обеспечивают практическую герметизацию внутренней полости контролируемого механизма.
Таким образом, видно, что приведенные выше сведения подтверждают возможность осуществления описанной полезной модели, достижения указанного технического результата и решения поставленной задачи.