[发明专利]磁致伸缩位置传感器及其磁致感应组件

说明书

磁致伸缩位置传感器及其磁致感应组件。

技术领域

本发明是关于一种磁致伸缩位置传感器及其磁致感应组件，尤指一种具有特殊设计的磁致感应组件而得简化构造并提高使用稳定度的磁致伸缩位置传感器；上述的磁致伸缩位置传感器并能形成分离结构便利安装拆卸。

背景技术

磁致伸缩位置传感器的基本结构，其由一个磁导材料，一个以上的磁性移动体，一个电流脉波发生器以及应变信号检出器构成。应变信号检出器可以是藉由检出磁导材料因应变产生的磁场变化，在另一端由Coil 检出。或者，以一个压电材料，检出应变量转换成电压。此效应称为magnetostrictive effects (磁场造成磁导材料械形变)，结合反向作用，称为inverse magnetostrictive effects (机械形变造成磁场变异)，则可以检知磁导材料的变化，作为信号检出。磁致伸缩位置传感器的作动原理是利用磁感，量测回波的振动信号。整个作动机制，(1) Electric Trigger电流脉冲信号馈入磁导材料，产生磁场以光速沿磁导材料轴向传递。 (2) 与磁性移动体上的固定磁场相冲击，磁导材料因质量远小于磁性移动体，由于磁场相冲击的反作用力激起应变震波，此震波以声波速度沿磁导材料两边传递。(3) 此震波传回时，震波经由一个压电转换器或coil，输出电压脉冲信号。(4) Electric Trigger信号与电压脉冲信号，计算震波波速与时间差，得到距离定位值。

磁致伸缩位置传感器为精密的工业用位置传感器，其内部驱动原理为电路装置输入一脉冲电流进入磁导材料(磁致伸缩材料)，当脉冲电流与磁性移动体遭遇时，改变磁导材料的磁场方向，产生微小的震动或磁场变化，最后信号回到感测电路装置，利用脉冲电流与回波信号的时间间隔做计算而检测出磁铁的感应位置。但也因为磁致伸缩传感器为高精度与高稳定度的产品，故内部的结构设计便极为重要，既要有相当的可靠度结构设计且组装过程必须简单而不复杂。

如美国第5,998,991号发明专利案公开有一种磁致伸缩位置传感器40，其包括一内管44及一外管54，该内管44内设有一磁导材料12，磁导材料12的两端分别透过一弹簧18固定在内管44的两端，以便利用弹簧18对磁导材料12施加预应力；又磁导材料12其中一端连接有一减震器20。再者，磁导材料12一端和一外部连接器58连接，另端则透过内管44和另一外部连接器60连接，以便和外部的感测电路(图中未示)连接，其意味着内管44是由具导电性的材料构成，而为防止磁导材料12和内管44内壁接触造成震波衰减而影响信号传递能力，内管44内必须每隔一段距离安装一间隔体42，确保内管44和磁导材料12的完全隔离。

由上述可知，前述美国专利案是在磁导材料12两端分设施加预应力的弹簧18，使磁导材料12受到一定的拉力以维持良好的电磁信号及量测线性度；但该弹簧18设计是该专利案必备的组件，但也为其缺点之一，由于弹簧18长时间在高温的环境下使用，原本即有导致疲乏的缺点，但该弹簧18既为必要组件，却因弹性疲乏问题而导致量测时线性度的不稳定，另一方面，也相对增加了繁琐的零件组装程序。

再者，前述美国专利案也公开在磁导材料12上设减震器20，以防止内部扭转波会沿着磁导材料12返回而造成干扰，然而若可排除干扰的顾虑，该减震器20即为非必要设计。相同道理，前述美国专利案利用内管44接地或传递信号，为确保磁导材料12不与内管44接触，因而在内管44安装间隔体42亦同样是繁琐的零件组件程序。

由上述可知，既有磁致伸缩位置传感器实有进一步检讨，并谋求可行解决方案的必要。

发明内容

因此本发明主要目在提供一种磁致伸缩位置传感器的磁致感应组件，其在结构设计上无须施加预应力，亦即无须使用拉伸弹簧，对于简化结构而言具有相当的帮助；同时本发明简化了磁导材料的减震器设计，却不易造成内部结构不良的情形，可提高结构整体强度。另本发明采用多段式的内管组合方式，该内管为绝缘不导电，相邻内管间的连接结构可避免磁导材料与管内壁接触造成震波衰减，进而维持信号传递的能力。

为达成前述目的采取的主要技术手段是令前述磁致感应组件包括有：

一组合管件，是呈中空状，具有一第一端及一第二端，该组合管件主要是由二个以上的组合管所组成，相邻组合管之间是以一中空管接头套接连结，各组合管与管接头均具绝缘特性；又该管接头的内管径小于组合管内管径；