202654. lajstromszámú szabadalom • Mágneses mozgásérzékelő
1 HU 202 654 B 2 A találmány tárgya mágneses mozgásérzékelő, amely tartalmaz állandó mágnest, ennek mágneskörében elrendezett érzékelő tekercset, ahol a mágneskör egy része az érzékelendő tárgyon keresztül zárul és a tárgynak az elmozdulási pálya mentén szabályos vagy szabálytalan szakaszokban váltakozó mágneses vezetőképessége van. Mozgás, különösen pedig forgó mozgás érzékelésére már számos megoldás ismert, ezek közön van nagyszámú mágneses elven alapuló érzékelő is. A HU 146 686 lsz. szabadalom olyan tranzisztoros forgásjelző készülékre vonatkozik, amelynek impulzusadó tárcsáján vasból készült szegmensek vannak, ezzel szemben mágneses érzékelő fej helyezkedik el, és a szegmenseknek a mágneses érzékelő fej előtt történő elhaladásakor az érzékelőben indukált feszültséget tranzisztoros erősítőn keresztül egy kapcsoló jelfogó meghuzatására vagy elengedésére használták. Ez a megoldás igen-nem jellegű információt szolgáltat, tehát csak a tárcsa mozgó vagy álló helyzetének megkülönböztetésére alkalmas, nem használható a mozgási sebesség vagy valamely kitüntetett mozgási helyzet észlelésére. A HU 166 436 lsz. szabadalmi leírás forgó test forgó mozgásának letapogatására vonatkozó berendezést ismertet, amelynél a forgó lest forgó tárcsáján több osztókör mentén több sor rövid állandó mágnes helyezkedik el, és minden körpálya mentén egy-egy álló jármon elhelyezett tekercs van elrendezve. A szabadalom részletesen kitér a több tekercs és több pálya használatának előnyeire. Egyetlen pálya esetén nagyobb fordulatszámoknál olyan nagy impulzusfrekvencia adódott, amelynek feldolgozása már nem volt lehetséges. A többpályás elrendezéssel tehát a nagyfrekvenciás jelfeldolgozás problematikáját kerülték ki. Bár az itt vázolt megoldás megfelelő a tárcsa forgási sebességének mérésére, az érzékelő kialakítása a mérendő tárgyba való jelentős beavatkozást igényel, hiszen azon speciális jeladó tárcsái kell kiképezni nagyszámú állandó mágnessel, és annak közelében a tárcsát kétoldalt körülfogó álló jármot kell elhelyezni. Igény van olyan mozgásérzékelőkre, amelyek a mozgó tárgyon semmilyen elem (legalábbis speciális elem) létesítését nem igénylik, ugyanakkor megfelelő pontosságú mérést tesznek lehetővé mind sebesség, mind pedig pozíció érzékelés esetén. A találmány feladata olyan mágneses mozgásérzékelő létrehozása, amely ezt az igényt egyszerűen és a vizsgálandó tárgy zavarása, befolyásolása nélkül képes kielégíteni. A kitűzött feladat megoldásaként mágneses mozgásérzékelőt hoztunk lére, amely tartalmaz állandó mágnest, ennek mágneskörében elrendezett érzékelő tekercset, ahol a mágneskör egy része az érzékelendő tárgyon keresztül zárul és a tárgynak az elmozdulási pálya mentén szabályos vagy szabálytalan szakaszokban váltakozó mágneses vezetőképessége van, és a találmány szerint az állandó mágnest mágnesrúd képezi, amelynek egyik végéhez nagyfrekvenciás vasmag illeszkedik, az érzékelő tekercs a nagyfrekvenciás vasmag körül van elrendezve és kivezetései jelfeldolgozó egység bemenetéhez csatlakoznak, a nagyfrekvenciás vasmagnak a mágnesrúddal átellenes szabad vége érzékelő ablakban helyezkedik el, amely az érzékelendő tárgynak a váltakozó mágneses vezetőképességű része felé van irányítva. Egy előnyös kiviteli alaknál a mágneses mozgásérzékelő mágnesesen nem vezető anyagból készült zárt házban van elrendezve. Ennél a kiviteli alaknál célszerűen a ház külsejét cső képezi, amelynek belseje a szerkezeti elemeket körülvevő és rögzítő műgyantával van kitöltve. A nagyfrekvenciás átvitel javítása érdekében az érzékelő tekercsnek kis szórt kapacitással rendelkező nagyfrekvenciás tekercselése van. A mágneses mozgásérzékelő egy előnyös kiviteli alakjánál a jelfeldolgozó egység impulzusérzékelőt és adott esetben impulzus erősítőt, továbbá kimeneti csatoló egységet tartalmaz. A találmány szerinti mágneses mozgásérzékelő felhasználható lineáris mozgás esetén a mozgás sebességének, vagy forgó mozgás esetén a fordulatszám nagyságának széles tartományon belüli pontos mérésére, továbbá adott pozíción való áthaladás tényének jelzésére. A mérés vagy érzékelés előnye, hogy az általa adott jel külön erősítés vagy jelformálás nélkül nagy távolságra elvezethető és ott könnyen felhasználható. Az érzékelő ablak és a mozgó tárgy felülete között a nagy érzékelési távolság (jellegzetesen 10 mm) lehetővé teszi a mérést durvább berendezések esetében is, tehát nincs szükség az érzékelő nagy pontosságú beépítésére és pozicionálására. A nagy működési határfrekvencia miatt a mérési pontosság és az érzékelési sebességtartomány nagy. Előnyként említhetjük, hogy a mágneses mozgásérzékelő nincs közvetlen mechanikai kapcsolatban az érzékelt tárggyal, így annak esetleges rezgései a mérést nem befolyásolják, az élettartamot tehát nem csökkentik. Az érzékeléshez nincs szükség a vizsgált tárgyon speciális érzékelő elem, például jeladó tárcsa kialakítására, a jeladáshoz elegendő egy szokásos fogaskerék vagy fogasléc alkalmazása is. Az itt felsorolt tulajdonságok és előnyök igazolják, hogy a találmány szerinti mágneses mozgásérzékelő valóban megoldja a kitűzött feladatot és sokoldalúan felhasználható. A találmány szerinti mágneses mozgásérzékelőt a továbbiakban egy kiviteli példa kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az: 1. ábra a találmány szerinti mágneses mozgásérzékelő elvi vázlata, és a 2. ábra egyenes fogazású tárgy elmozdulásának érzékelését szemlélteti. A rajzon vázolt 1 mágneses mozgásérzékelő zárt 2 házban helyezkedik el, és tengelyirányban felmágnesezett 3 mágnesrúdból, ennek egyik homlokfelületéhez illesztett nagyfrekvenciás 4 vasmagból, a 4 vasmag köré tekercselt 5 érzékelő tekercsből, továbbá az 5 érzékelő tekercs kivezetéseihez kapcsolt bemenetű 6 jelfeldolgozó egységből áll. A 3 mágnesrúd két É és D pólusát a rajzon vázoltuk. A 4 vasmagot célszerűen hengeres ferritrúd képezi, amelynek egyik vége ragasztással van a 4 vasmag déli D pólusához rögzítve. Az 5 érzékelő tekercs nagyfrekvenciás kivitelben, kis szórt kapacitással készül, kivezetései rövidek, közvetlenül a 2 ház belsejében elhelyezett 6 jelfeldolgozó egység bemenetéhez csatlakoznak. A 2 háznak az a vége, amelynél a 4 vasmagnak a 3 mágnesrúddal átellenes vége található, mágneses szempontból nyitott és ez képezi az 1 mágneses mozgásérzékelő 10 érzékelő ablakját. A 2 ház mechanikai szempontból zárt kivitelű, amely például alumíniumból vagy rézből készült külső csőből áll, és a cső belseje a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
