[发明专利]位置传感器

说明书

本发明涉及一种具有磁致伸缩材料波导的位置传感器，其中波导沿测量路径延伸并且配置用于传导由磁致伸缩触发的机械脉冲，还具有用于波导的壳体。提供了至少区域性地有弹性的定位元件，当壳体变形时该定位元件保持在壳体内；该定位元件具有沿测量路径延伸的凹槽并形成波导的容置部。根据本发明的位置传感器，凹槽具有沿测量路径延伸的狭缝；从横截面看，狭缝从接收部向上到达定位元件的边界；并且狭缝使得波导能横向插入接收部。本发明还包括制造根据本发明的位置传感器的方法。

技术领域

本发明涉及一种具有磁致伸缩材料波导的位置传感器，波导沿着测量路径延伸并且配置用于传导由磁致伸缩触发的机械脉冲，并且具有用于波导的壳体，特别是管状的壳体。

背景技术

这样的传感器在DE 19753805C2中和MTS公司的手册551019A(www.mtssensors.com/fileadmin/media/pdfs/551019.pdf)“Temposonics Position Sensors”中通过示例的方式公开，并且特别地在工业测量中用于测量位置、长度或覆盖距离。波导可以是例如铁、镍或钴的铁磁材料的细棒、线或管，其可以有例如几厘米至多达几米的长度。例如以永磁体的形式在波导中产生磁场的所谓的“位置磁体”通常被贴附在需要被探测位置的组件上。位置磁体可以例如是环形并围绕波导。如果电流脉冲通过波导发送，则除了由位置磁体产生的磁场之外，还在波导的环境中产生相对于时间和位置可变的另外的磁场。由于位置磁体处的两个磁场相互作用，在波导中可以产生机械脉冲例如纵脉冲和/或扭转脉冲，并沿着测量路径移动。位置传感器的换能器通常用于将由波导所传导的机械脉冲转换为位置信号。换能器可以例如包括线圈或压电测量元件。换能器可以例如按照EP0882212B1中所描述设计。位置磁体的位置可以最终地通过机械脉冲的行进时间的测量来确定。基于磁致伸缩测量原理的位置传感器以非接触式方式工作并提供绝对值。该种位置传感器不需要重新校准，并且也适用于使用的不利条件。它们常配置为线性路径传感器。

由于上述类型的传感器应经常在恶劣环境如增压液压缸中使用，用于波导的外壳必须相对稳定并且有抗性。测量路径一般相对较长，通常超过一米。这意味着薄的波导必须在这样大的路径上引入壳体并居中。

在已知的系统中，通过布置在壳体内的丙烯酸管或玻璃纤维管对波导装护套。护套与波导之间以及护套与壳体之间的不可避免的间隙具有波导在操作中移动并且在过程中偏心的结果。此外，在实践中已经表明护套不能提供足够的对于冲击和震动的保护。在将波导引入具有一米或多米长度的丙烯酸管或玻璃纤维管中时，可能会发生波导的扭结或干扰。

DE19753805C2公开的一种位置传感器，其中波导被支撑在绝缘材料的支撑件中。在装配中，压套与绝缘材料一起压在波导的轴向端部区域上。

WO 2016/128021A1公开了一种磁致伸缩路径测量设备，其中波导由弹性支撑软管所支撑，该软管进而布置在支撑管中。

具有弹性支撑元件的磁致伸缩路径测量设备也公开在US2004/0090225A1、US2001/0017539A1和US6401883B1中。

发明内容

本发明的目的是提供一种位置传感器，其可以容易地被制造，并且具有可以尽可能准确地定位并且以可靠的方式保持的波导。

该目的通过具有实施例中的特征的位置传感器来实现。

根据本发明的位置传感器包括至少局部地具有弹性的定位元件；其在变形中保持于壳体中；并且其具有沿着测量路径延伸并形成用于波导的容置部的凹槽。弹性定位元件可以用作位置传感器装配时的定位辅助件。

由于其固有的弹性，定位元件在壳体中张紧。装配后，定位元件以这种方式牢固地保持在壳体中，附加的保持元件例如压套是不必要的。由于波导容置在被设置于限定位置的凹槽中，波导被可靠地固定在壳体中的位置。如果需要管状壳体中的波导定中心，定位元件可以用作定中心元件。