RU2510888C1 - Method of locating object made of magnetic material and apparatus for realising said method - Google Patents
Method of locating object made of magnetic material and apparatus for realising said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2510888C1 RU2510888C1 RU2012137730/07A RU2012137730A RU2510888C1 RU 2510888 C1 RU2510888 C1 RU 2510888C1 RU 2012137730/07 A RU2012137730/07 A RU 2012137730/07A RU 2012137730 A RU2012137730 A RU 2012137730A RU 2510888 C1 RU2510888 C1 RU 2510888C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic material
- plane
- permanent magnet
- magnetic field
- housing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области коммутационной техники, а именно к способам и устройствам, позволяющим определять положение объекта из магнитного материала, управлять постоянным магнитным полем в трех плоскостях и регистрировать его положение. Это дает возможность использовать изобретение при создании датчиков и различных систем позиционирования объектов, применяемых в робототехнике, в охранной сигнализации, в контрольно-измерительном оборудовании, в средствах автоматизации обеспечения безопасности на транспорте, в машиностроении, металлургии, в других областях деятельности человека, где необходимо определять положение объектов, изготовленных из магнитных материалов.The invention relates to the field of switching technology, and in particular to methods and devices that can determine the position of an object made of magnetic material, control a constant magnetic field in three planes and register its position. This makes it possible to use the invention when creating sensors and various positioning systems for objects used in robotics, in security alarms, in measuring and control equipment, in means of automation of safety in transport, in mechanical engineering, metallurgy, in other areas of human activity, where it is necessary to determine position of objects made of magnetic materials.
Известно техническое решение взаимодействия магнитного выключателя и объекта, выполненного в виде шара, способного совершать перемещающиеся движения по вертикали, включающее также постоянный магнит и пружину с гнездом на котором расположен шар (Патент CN 201247731, «Ball-pressing magnetic-controlled switch for binding machine», МПК H01H 36/00, опубл. 2009-05-27). Принцип действия основан на отдалении или приближении магнитного поля, а именно изменение расстояния между объектом из магнитного материала и магнитом, влияющим на контакты выключателя.A technical solution is known for the interaction of a magnetic switch and an object made in the form of a ball capable of moving vertically, including a permanent magnet and a spring with a socket on which the ball is located (Patent CN 201247731, “Ball-pressing magnetic-controlled switch for binding machine” IPC H01H 36/00, published 2009-05-27). The principle of operation is based on the distance or approximation of the magnetic field, namely the change in the distance between the object of magnetic material and the magnet, affecting the contacts of the switch.
Недостатком данного технического решения является низкая стабильность работы при вибрациях, а также определение положения объекта из магнитного материала только в одной плоскости.The disadvantage of this technical solution is the low stability during vibration, as well as determining the position of an object of magnetic material in only one plane.
Известно техническое решение, основанное на принципе удаления или приближения объекта из магнитного материала, включающее геркон, постоянный магнит, выполненный в виде бруска, закрепленного на маятнике и способного вращаться вокруг своей оси (Патент РФ №2444804, Магнитоуправляемый коммутатор, МПК Н01Н 36/00, опубл. 10.03.2012). Вращаясь по кругу, магнит приближается (и удаляется) по очереди к разным герконам, воздействуя на них по очереди.A technical solution is known, based on the principle of removing or approaching an object from magnetic material, including a reed switch, a permanent magnet made in the form of a bar mounted on a pendulum and capable of rotating around its axis (RF Patent No. 2444804, Magnetically-controlled switch, IPC Н01Н 36/00, published on March 10, 2012). Rotating in a circle, the magnet approaches (and is removed) in turn to different reed switches, acting on them in turn.
Недостатком данного технического решения является необходимое наличие отдельных частей, постоянного магнита и геркона, имеющих возможность сближаться и удаляться друг от друга, что значительно сокращает область применения данного способа на практике, а также определение положения объекта из магнитного материала только в одной плоскости.The disadvantage of this technical solution is the necessary presence of individual parts, a permanent magnet and a reed switch, having the ability to approach and move away from each other, which significantly reduces the scope of this method in practice, as well as determining the position of an object from magnetic material in only one plane.
Известно техническое решения для определения положения объекта из магнитного материала и регистрации его наличия путем изменения расстояния между постоянным магнитом и герконом (патент РФ на изобретение №2304820, Выключатель концевой герконовый, МПК Н01Н 36/00, приоритет от 04.07.2005). Устройство, использующее данный способ, состоит из двух отдельных частей. Одна включает в себя постоянный магнит, вторая геркон. При их сближении контакты геркона входят в магнитное поле, что переводит их в противоположное логическое состояние.Known technical solutions for determining the position of an object made of magnetic material and recording its presence by changing the distance between the permanent magnet and the reed switch (RF patent for the invention No. 2304820, Reed switch end switch, IPC Н01Н 36/00, priority from 04.07.2005). A device using this method consists of two separate parts. One includes a permanent magnet, the second a reed switch. When they come closer, the contacts of the reed switch enter a magnetic field, which translates them into the opposite logical state.
Недостатком данного технического решения является обязательное наличие двух отдельных частей, постоянного магнита и геркона, имеющих возможность сближаться и удаляться друг от друга, что значительно сокращает область применения данного способа на практике, а также определение положения объекта из магнитного материала только в одной плоскости.The disadvantage of this technical solution is the obligatory presence of two separate parts, a permanent magnet and a reed switch, which are able to approach and move away from each other, which significantly reduces the scope of this method in practice, as well as determining the position of an object made of magnetic material in only one plane.
Известно техническое решение управления магнитным полем и регистрации его наличия с использованием экранирующие свойства магнитных материалов, которые при входе в контролируемую зону, между магнитом и герметичным магнитоуправляемым контактом (герконом), демпфируют магнитное поле, снимая его с контактов геркона и переводя их в противоположное логическое состояние (Магниточувствительный выключатель MS GR2P-L (), выбранный в качестве прототипа)._Данное техническое решение предполагает наличие корпуса, щели в нем, с разной стороны от которой расположены геркон и магнит, и пластины, выполненной из магнитного материала.A technical solution is known for controlling the magnetic field and detecting its presence using the shielding properties of magnetic materials, which, when entering the controlled area, between the magnet and the sealed magnetically controlled contact (reed switch), dampen the magnetic field, removing it from the contacts of the reed switch and translating them into the opposite logical state (Magnetosensitive switch MS GR2P-L (), selected as a prototype) ._ This technical solution assumes the presence of a housing, a gap in it, on either side of which Position the reed switch and the magnet, and a plate made of magnetic material.
Недостатками данного технического решения являются повышенные требования по монтажу и допускам по несоосности пластины и щели в корпусе переключателя, разделяющего геркон от управляющего магнита, а также необходимость точного и строгого позиционирования контролируемого объекта в небольшой зоне срабатывания, определяемой размером щели. Также недостатками данного технического решения являются низкая виброустойчивость в работе и определение положения объекта из магнитного материала только в одной плоскости.The disadvantages of this technical solution are the increased installation requirements and tolerances for misalignment of the plate and the gap in the switch housing separating the reed switch from the control magnet, as well as the need for accurate and strict positioning of the controlled object in a small response zone, determined by the size of the gap. Also the disadvantages of this technical solution are low vibration resistance in operation and the determination of the position of an object of magnetic material in only one plane.
Перед авторами ставилась задача разработать способ определения положения объекта из магнитного материала в трех плоскостях и устройство для его реализации, выполненного в едином корпусе, а так же повысить виброустойчивость в работе.The authors were tasked with developing a method for determining the position of an object made of magnetic material in three planes and a device for its implementation, made in a single housing, as well as increasing vibration resistance in operation.
Поставленная задача решается тем, что в способе определения положения объекта из магнитного материала, включающем использование корпуса из немагнитного материала, магнита, создающего постоянное магнитное поле хотя бы одного магнитоуправляемого элемента, расположенного хотя бы в одной плоскости, организацию взаимодействия между магнитоуправляемым элементом и магнитным полем хотя бы в одной плоскости, дополнительно в корпусе из немагнитного материала создают камеру с крышкой, последнюю наполняют демпфирующей жидкостью, а постоянный магнит выполняют в виде тела вращения с диаметральной намагниченностью и размещают в камере в свободном состоянии, способным вращаться хотя бы в одной плоскости, обеспечивают доступ объекта к корпусу в трех плоскостях, регистрируют изменение ориентации постоянного магнита хотя бы в одной плоскости, а тело вращения выполняют в виде шара либо в виде цилиндра, либо в виде диска, либо в виде кольца.The problem is solved in that in a method for determining the position of an object made of magnetic material, including the use of a body of non-magnetic material, a magnet that creates a constant magnetic field of at least one magnetically controlled element located at least in one plane, the organization of interaction between the magnetically controlled element and the magnetic field though in one plane, additionally in a body of non-magnetic material, a chamber with a cover is created, the latter is filled with damping fluid, and a constant an agnit is made in the form of a body of revolution with diametrical magnetization and placed in a chamber in a free state, capable of rotating in at least one plane, provide access to the body in three planes, register a change in the orientation of the permanent magnet in at least one plane, and the body of rotation is in the form of a ball, either in the form of a cylinder, or in the form of a disk, or in the form of a ring.
Способ реализуется с помощью устройства, включающего в себя корпус из немагнитного материала, магнит, создающий постоянное магнитное поле, хотя бы один магнитоуправляемый элемент, расположенный хотя бы в одной плоскости, а в корпусе дополнительно создана камера с крышкой, заполненная демпфирующей жидкостью, а постоянный магнит выполнен в виде тела вращения с диаметральной намагниченностью, помещенным в камеру свободно вращающимся хотя бы в одной плоскости, причем тело вращения выполнено в виде шара, либо в виде цилиндра, либо в виде диска, либо в виде кольца.The method is implemented using a device that includes a body of non-magnetic material, a magnet that creates a constant magnetic field, at least one magnetically controlled element located at least in one plane, and a camera with a lid filled with damping fluid is additionally created in the body, and a permanent magnet made in the form of a body of revolution with a diametral magnetization, placed in the chamber freely rotating in at least one plane, the body of rotation being made in the form of a ball, either in the form of a cylinder, or in the form of a disk a, or in the form of a ring.
Технический эффект заявляемого технического решения заключается в обеспечении определения положения объекта из магнитного материала в трех плоскостях, повышении виброустойчивости в работе, расширении функциональных возможностей, а именно универсальности и простоты в применении, в повышении надежности в эксплуатации.The technical effect of the proposed technical solution is to ensure the determination of the position of an object made of magnetic material in three planes, increasing vibration resistance in operation, expanding functionality, namely versatility and ease of use, in increasing reliability in operation.
Заявляемый способ определения положения объекта из магнитного материала реализуется с помощью устройства, которое поясняется блок-схемой, представленной на фиг.1, где 1 - корпус из немагнитного материала, 2 - камера, 3 - крышка, 4 - демпфирующая жидкость, 5 - постоянный магнит, 6 - магнитное поле, 7, 8, 9 - магнитоуправляемые элементы, 10 - объект из магнитного материала.The inventive method for determining the position of an object made of magnetic material is implemented using the device, which is illustrated in the block diagram shown in figure 1, where 1 is a body of non-magnetic material, 2 is a camera, 3 is a cover, 4 is a damping fluid, 5 is a permanent magnet , 6 - magnetic field, 7, 8, 9 - magnetically controlled elements, 10 - an object of magnetic material.
На фиг.2 представлена блок-схема, поясняющая переход объекта из магнитного материала в плоскость «В», где 3 - крышка, 4 - демпфирующая жидкость, 5 - постоянный магнит, 7, 8, 9 - магнитоуправляемые элементы, 10 - объект из магнитного материала.Figure 2 is a block diagram explaining the transition of an object from magnetic material to the "B" plane, where 3 is a cover, 4 is a damping fluid, 5 is a permanent magnet, 7, 8, 9 are magnetically controlled elements, 10 is an object from magnetic material.
На фиг.3 представлена блок-схема, поясняющая переход объекта из магнитного материала в плоскость «С», где 3 - крышка, 4 - демпфирующая жидкость, 5 - постоянный магнит, 7, 8, 9 - магнитоуправляемые элементы, 10 - объект из магнитного материала.Figure 3 is a block diagram explaining the transition of an object from magnetic material to the "C" plane, where 3 is a cover, 4 is a damping fluid, 5 is a permanent magnet, 7, 8, 9 are magnetically controlled elements, 10 is an object from magnetic material.
Принцип работы заявляемого способа определения положения объекта из магнитного материала и устройства для его реализации можно пояснить на основе фиг.1, где в корпусе из немагнитного материала 1 создана камера 2 с закрывающейся крышкой 3. Причем камеру 2 заполняют демпфирующей жидкостью 4. Демпфирующую жидкость 4 применяют для уменьшения силы инерции вращения магнита и снижения силы трения между магнитом и стенками камеры корпуса, что обеспечивает стабильность работы при вибрации. Постоянный магнит 5 выполняют в виде тела вращения с диаметральной намагниченностью и размещают в камере 2 в свободном состоянии и способным вращаться хотя бы в одной плоскости, причем тело вращения выполняют в виде шара, либо цилиндра, либо диска, либо кольца.The principle of operation of the proposed method for determining the position of an object made of magnetic material and a device for its implementation can be explained on the basis of Fig. 1, where a chamber 2 with a closing lid 3 is created in the housing of non-magnetic material 1. Moreover, the chamber 2 is filled with a damping fluid 4. Damping fluid 4 to reduce the inertia of the rotation of the magnet and reduce the friction force between the magnet and the walls of the housing chamber, which ensures stability during vibration. The
В корпусе из немагнитного материала 1, вне камеры 2, располагают хотя бы в одной плоскости хотя бы один магнитоуправляемый элемент 7, 8, 9. На фиг.1 показано расположение магнитоуправляемых элементов 7, 8, 9 в 3-х разных плоскостях в зоне воздействия магнитного поля 6. Постоянный магнит 5 создает постоянное магнитное поле 6 и воздействует хотя бы на один магнитоуправляемый элемент 7, 8, 9. При приближении объекта из магнитного материала 10 в плоскости А к корпусу из немагнитного материала 1 на расстояние, равное или меньшее расстояния распространения магнитного поля 6, постоянный магнит 5, выполненный в виде тела вращения, разворачивается к нему одним из полюсов. При этом магнитоуправляемый элемент 7 попадает под воздействие противоположного полюса магнитного поля 6 и его контакт меняет свое логическое состояние, регистрируя положение объекта из магнитного материала 10 в плоскости А.In the housing of non-magnetic material 1, outside the chamber 2, at least one magnetically controlled
При приближении объекта из магнитного материала 10 в плоскости В постоянный магнит 5 в виде тела вращения под действием силы магнитного поля 6 разворачивается одним из полюсов в сторону плоскости В, где находится объект из магнитного материала 10. В это время магнитоуправляемый элемент 8 попадает под воздействие противоположного полюса магнитного поля 6 и его контакт меняет свое логическое состояние, регистрируя положение объекта из магнитного материала 10 в плоскости В.When approaching an object of
Далее, при приближении объекта из магнитного материала 10 в плоскости С постоянный магнит 5 в виде тела вращения под действием силы магнитного поля 6 разворачивается одним из полюсов в сторону плоскости С, где находится объект из магнитного материала 10. В это время магнитоуправляемый элемент 9 попадает под воздействие противоположного полюса магнитного поля 6 и его контакт меняет свое логическое состояние, регистрируя положение объекта из магнитного материала 10 в плоскости С.Further, when approaching an object of
Таким образом, обеспечивается определение положения объекта из магнитного материала в трех плоскостях, а именно доступа объекта из магнитного материала к корпусу в одной из трех взаимно перпендикулярных плоскостях с регистрацией изменения ориентации постоянного магнита хотя бы в одной плоскости. Соединение постоянного магнита и магнитоуправляемых элементов в одном корпусе значительно упрощает конструкцию в отличие от технических решений, основанных на обязательном наличие двух отдельных частей, постоянного магнита и геркона. Экономичность в реализации представленного технического решения обеспечена также использованием элементарной кинематической схемы, без сложных механических и электрических составляющих, не требующих для реализации дорогостоящих технологий и материалов. В связи с этим устройства, реализованные на данном способе, позволяют расширить их функциональные возможности, повысить надежность в эксплуатации, обеспечить универсальность и простоту в применении и при этом достичь технологичности в изготовлении, обеспечить низкую стоимостью и легкую интеграцию в существующие системы автоматизации технологических процессов. Заявляемое техническое решение позволяет создавать устройства в едином корпусе с меньшим весом и габаритами, со стабильными выходными характеристиками, не требующие в процессе эксплуатации дополнительных настроек, регулировок. Это дает возможность помещать их в различного рода защитные оболочки, корпуса, кожуха и герметизировать компаундами, получая изделия с повышенной степенью защиты до IP67 по ГОСТ 14254-96 и выше, вандалоустойчивые, с высокими эксплуатационными характеристиками, предназначенными для работы в жестких условиях эксплуатации:Thus, it is possible to determine the position of an object of magnetic material in three planes, namely, the access of an object of magnetic material to the housing in one of three mutually perpendicular planes with registration of changes in the orientation of the permanent magnet in at least one plane. The combination of a permanent magnet and magnetically controlled elements in one housing greatly simplifies the design, unlike technical solutions based on the mandatory presence of two separate parts, a permanent magnet and a reed switch. Profitability in the implementation of the presented technical solution is also ensured by the use of an elementary kinematic scheme, without complex mechanical and electrical components, which do not require expensive technologies and materials for implementation. In this regard, the devices implemented in this method allow to expand their functional capabilities, increase reliability in operation, provide versatility and ease of use, and at the same time achieve manufacturability in manufacturing, provide low cost and easy integration into existing automation systems of technological processes. The claimed technical solution allows you to create a device in a single case with less weight and dimensions, with stable output characteristics that do not require additional settings, adjustments during operation. This makes it possible to place them in various kinds of protective shells, cases, casing and seal them with compounds, obtaining products with a high degree of protection up to IP67 according to GOST 14254-96 and higher, vandal-resistant, with high performance characteristics designed to work in harsh operating conditions:
- в условиях повышенного давления;- in conditions of high pressure;
- при наличии вибрации;- in the presence of vibration;
- в сложных климатических условиях;- in difficult climatic conditions;
- в агрессивных средах;- in aggressive environments;
- в условиях повышенных и пониженных температур;- in conditions of elevated and lowered temperatures;
- в условиях сильных абразивных и механических воздействий.- in conditions of strong abrasive and mechanical influences.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012137730/07A RU2510888C1 (en) | 2012-09-04 | 2012-09-04 | Method of locating object made of magnetic material and apparatus for realising said method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012137730/07A RU2510888C1 (en) | 2012-09-04 | 2012-09-04 | Method of locating object made of magnetic material and apparatus for realising said method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012137730A RU2012137730A (en) | 2014-03-10 |
RU2510888C1 true RU2510888C1 (en) | 2014-04-10 |
Family
ID=50191542
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012137730/07A RU2510888C1 (en) | 2012-09-04 | 2012-09-04 | Method of locating object made of magnetic material and apparatus for realising said method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2510888C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2304820C2 (en) * | 2005-07-04 | 2007-08-20 | Открытое акционерное общество "Рязанский завод металлокерамических приборов" (ОАО "РЗМКП") | Magnetically operated sealed end switch |
RU2007116894A (en) * | 2007-05-04 | 2007-11-20 | Физико-технический институт Уральского Отделени Российской Академии Наук (RU) | OBJECT POSITION SENSOR |
CN201247731Y (en) * | 2008-08-11 | 2009-05-27 | 陈金朋 | Ball-pressing magnetic-controlled switch for binding machine |
RU2410700C1 (en) * | 2009-09-28 | 2011-01-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Object position sensor (versions) |
RU2444804C1 (en) * | 2011-01-12 | 2012-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ПРИМА" | Magnetically-operated switchboard |
-
2012
- 2012-09-04 RU RU2012137730/07A patent/RU2510888C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2304820C2 (en) * | 2005-07-04 | 2007-08-20 | Открытое акционерное общество "Рязанский завод металлокерамических приборов" (ОАО "РЗМКП") | Magnetically operated sealed end switch |
RU2007116894A (en) * | 2007-05-04 | 2007-11-20 | Физико-технический институт Уральского Отделени Российской Академии Наук (RU) | OBJECT POSITION SENSOR |
CN201247731Y (en) * | 2008-08-11 | 2009-05-27 | 陈金朋 | Ball-pressing magnetic-controlled switch for binding machine |
RU2410700C1 (en) * | 2009-09-28 | 2011-01-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик - Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Object position sensor (versions) |
RU2444804C1 (en) * | 2011-01-12 | 2012-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ПРИМА" | Magnetically-operated switchboard |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012137730A (en) | 2014-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108496236B (en) | Relay with a movable contact | |
CN100432677C (en) | Acceleration sensor | |
CN106788378B (en) | Induction type switch knob | |
WO2013184181A3 (en) | Positional encoder and control rod position indicator for nuclear reactor using same | |
RU184838U1 (en) | VIBRATION MEASUREMENT DEVICE | |
JP2018534748A (en) | Omnidirectional position detection magnetic sensor | |
RU2510888C1 (en) | Method of locating object made of magnetic material and apparatus for realising said method | |
JP2015516669A (en) | Magnetic switch actuator | |
CN106643820A (en) | Inner cone angle magnetic liquid inertia sensor for rectangular permanent magnet | |
CN103247473A (en) | Magnetically-triggered proximity switch | |
RU126191U1 (en) | SENSOR FOR DETERMINING THE POSITION OF THE OBJECT FROM MAGNETIC MATERIAL | |
CN103424132B (en) | A kind of magnetic coder in three-dimensional space | |
CN110050192A (en) | Speed detector | |
CN114174769B (en) | Rotation angle detection sensor | |
JP7158457B2 (en) | axial piston pump | |
RU178417U1 (en) | MAGNETIC STRUCTURE SCOPE | |
RU2571002C2 (en) | Method to monitor movement of object from magnetic material and device for its realisation | |
CN206618427U (en) | Hand-held wheeled type distance measuring apparatus | |
RU2239252C2 (en) | Contactless limit switch | |
RU2742598C1 (en) | Magnetic field indicator | |
CN112908761B (en) | Non-contact knob device, identification method thereof and electric equipment | |
SU1580453A1 (en) | Switching device | |
JP6334228B2 (en) | Magnetic detector | |
RU110473U1 (en) | Reed Tilt Limit Sensor | |
RU2501113C1 (en) | Explosion-proof switching device |