一種電渦流傳感器探頭的制作方法
【專利摘要】一種電渦流傳感器探頭，屬測量元器件領域。包括探頭線圈、信號傳輸電纜及不銹鋼殼體，其在不銹鋼殼體內壁設置內螺紋結構；在包含有探頭線圈和信號傳輸電纜的探頭頭部體外表設置外螺紋結構；所述的外螺紋結構與所述的內螺紋結構位置相對應設置；所述的內螺紋結構與外螺紋結構對應構成螺紋鎖緊結構；在不銹鋼殼體頭部，設置至少一個貫穿的鎖緊孔結構；在探頭頭部體外部，設置與不銹鋼殼體頭部鎖緊孔相對應的鎖緊釘。本技術方案為避免線圈發生移位、松動提供了可靠的保障，大大提高了電渦流傳感器探頭工作的穩定性和可靠性，保證了探頭成品的膨脹系數和耐熱特性的一致性，能有效地延長電渦流傳感器探頭在高溫環境條件下的使用壽命。
【專利說明】一種電渦流傳感器探頭
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于測量元器件領域，尤其涉及一種電渦流傳感器探頭。
【背景技術】
[0002]電渦流式傳感器是一種建立在渦流效應原理上的電傳感器。
[0003]電渦流式傳感器可以實現非接觸地測量物體表面為金屬導體的多種物理量，如位移、振動、厚度、轉速、應力、硬度等參數，這種傳感器也可用于無損探傷。
[0004]電渦流式傳感結構簡單、頻率響應寬、靈敏度高、測量范圍大、抗干擾能力強，特別是有非接觸測量的優點，常被用于對大型旋轉機械的軸位移、軸振動、軸轉速等參數進行長期實時監測，可以分析出設備的工作狀況和故障原因，有效地對設備進行保護及預維修，在工業生產和科學技術的各個領域中得到了廣泛的應用。
[0005]現有的傳統電渦流傳感器探頭結構通常由探頭線圈、骨架體、保護罩、不銹鋼殼體以及信號傳輸電纜組成，其組裝過程采用如圖1a?圖1d所示的裝配過程制成:
[0006]a)探頭線圈的定位:采用502膠水層12將探頭線圈10平行粘合在骨架體11 (由塑料環氧棒料加工而成)的端面上；
[0007]b)信號線的連接:用加熱熔融的焊錫15將探頭線圈兩端的引線13與信號傳輸電纜14的兩根信號線分別對應焊接連接；
[0008]c)加裝探頭保護罩:將線圈和骨架體(已粘合形成一體)放進保護罩16內，保護罩系用PPS材料(聚苯硫酶)通過模具加工成型；
[0009]d)固化填充定型:向保護罩內灌入環氧膠17，使線圈、骨架體與保護罩內壁通過灌注的環氧膠粘接形成一體；
[0010]e)制成探頭成品:將已形成的探頭頭部體塞進不銹鋼殼體18中，再向不銹鋼殼體內灌入環氧膠19粘合固定，烘干后即可制得電渦流傳感器探頭成品。
[0011]在實際使用和維修過程中發現，采用上述結構的電渦流傳感器探頭存在以下的不足之處:
[0012]1、由于探頭中的關鍵部位——線圈端面與骨架體端面之間，是采用502膠水粘合固定的(在制造時為保證兩者之間能平行粘合，不能使用其他濃度較高的粘結膠)，故當探頭長時間在溫度變化及振動的環境中使用時，起到保持粘合/定位作用的502膠水容易失效，導致線圈易發生移位、松動，造成線圈端面與被測部件端面之間位置發生變化，進而導致探頭工作不穩定、測量信號變得失真和不可靠；
[0013]2、由于探頭線圈兩端的引線與信號傳輸電纜的連接是采用電烙鐵加熱焊錫絲進行焊接的，這種連接方法當探頭長時間處在溫度變化的環境中使用時，焊接點處易發生氧化而脫焊，造成探頭損壞；
[0014]3、探頭頭部體中的線圈、骨架體、保護罩以及用于固化的環氧膠屬于四種材料，其耐熱特性完全不一樣(熱膨脹系數不同)，線圈與骨架體裝入保護罩內后，保護罩內壁與線圈及骨架體外圓之間僅有0.2mm的間隙，能滲入的環氧膠很少，當探頭長時間在溫度變化及振動的環境中使用時，保護罩四周內壁會與薄薄粘合的環氧膠分離開，導致線圈發生移位、松動，造成探頭工作不穩定或不可靠；
[0015]4、由于不銹鋼殼體內壁及前端與線圈粘合的骨架體之間無任何鎖緊固定結構，僅通過環氧膠將它們填充固定，長時間在溫度、油污及振動的環境中使用時，不銹鋼殼體內壁會與環氧膠分離開，導致探頭頭部體發生移位、松動，同樣會造成探頭工作不穩定、不可靠。
實用新型內容
[0016]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種電渦流傳感器探頭，其在探頭頭部體外表及其不銹鋼殼體內壁設置對應的外、內錐度螺紋結構，在探頭頭部體與不銹鋼殼體頭部之間設置鎖緊釘結構，為避免線圈發生移位、松動提供了可靠的保障，采用壓接管將探頭線圈的兩端引線與信號傳輸電纜的引線壓接為一體，大大提高了電渦流傳感器探頭工作的穩定性、可靠性和安全性能，保證了探頭成品的膨脹系數和耐熱特性的一致性，能有效地延長電渦流傳感器探頭在高溫環境條件下的使用壽命。
[0017]本實用新型的技術方案是:提供一種電渦流傳感器探頭，包括探頭線圈、信號傳輸電纜以及不銹鋼殼體，其特征是:在所述不銹鋼殼體的內壁設置一組內螺紋結構；在包含有探頭線圈和信號傳輸電纜的探頭頭部體外表，設置一組外螺紋結構；其所述探頭頭部體外表的外螺紋結構，與在所述不銹鋼殼體內壁的內螺紋結構位置相對應設置；其所述不銹鋼殼體內壁的內螺紋結構與所述探頭頭部體外表的外螺紋結構，對應構成螺紋鎖緊結構；在所述不銹鋼殼體的頭部，設置至少一個貫穿的鎖緊孔結構；在探頭頭部體的外部，設置與所述不銹鋼殼體頭部的鎖緊孔相對應的鎖緊釘。
[0018]進一步的，在所述探頭線圈的兩根引線與所述信號傳輸電纜的兩根信號線之間，
分別對應設置第一、第二壓接管。
[0019]其所述的第一、第二壓接管將所述探頭線圈的兩根引線與所述信號傳輸電纜的兩根信號線分別對應固接成一體。
[0020]進一步的，其所述不銹鋼殼體頭部的鎖緊孔結構為兩個，所述的兩個鎖緊孔互成180度夾角設置在不銹鋼殼體的頭部。
[0021]更進一步的，其所述不銹鋼殼體內壁的內螺紋結構和所述探頭頭部體外表的外螺紋結構，均為錐度為1:3的錐度螺紋結構。
[0022]所述不銹鋼殼體內壁的內錐度螺紋結構和所述探頭頭部體外表的外錐度螺紋結構，對應構成錐度螺紋鎖緊結構。
[0023]與現有技術比較，本實用新型的優點是:
[0024]1.通過在探頭頭部體與不銹鋼殼體頭部之間設置錐度螺紋鎖緊結構，以及在探頭頭部體與不銹鋼殼體頭部之間設置鎖緊釘結構，確保了探頭線圈固定定位不發生移動、松動，能有效保證電渦流傳感器探頭工作的穩定性和可靠性，也大大減輕了傳感器探頭的溫漂性能，使得電渦流傳感器探頭的使用壽命能從傳統結構產品的3年，提高到至少10年以上。
[0025]2.由于線圈引線與信號傳輸電纜之間的連接采用了壓接結構，能有效保證電渦流傳感器探頭在高溫環境下工作不損壞，大大提高了電渦流傳感器探頭在高溫下的使用壽命O
[0026]3.大大縮短了探頭的成品生產時間，按生產1000只探頭量計算，由傳統結構傳感器的一個月縮短為3天即可完成；
[0027]4.在本技術方案中，除探頭線圈、壓接管、不銹鋼殼體之外，其余所有的填充物都是PPS (Polyphenylene sulfide,聚苯硫醚)材料,這樣使注塑探頭成品的膨脹系數和耐熱特性的一致性得到保證，亦為避免線圈發生移位、松動，提供了可靠的保障。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1a?Id是傳統電渦流傳感器探頭的制造過程示意圖；
[0029]圖2a?2d是本實用新型電渦流傳感器探頭的制造過程示意圖；
[0030]圖3是本實用新型電渦流傳感器探頭的結構示意圖；
[0031]圖4是圖3的F部局部結構放大示意圖；
[0032]圖5是本實用新型電渦流傳感器探頭的立體結構示意圖。
[0033]圖中10為探頭線圈，11為骨架體，12為502膠水層，13為探頭線圈兩端引線，14為信號傳輸電纜，15為焊錫，16為保護罩，17為環氧膠，18為不銹鋼殼體，19為環氧膠，21-1為第一壓接管，21-2為第二壓接管,22為探頭頭部體,23為外螺紋結構,24為內螺紋結構，25為鎖緊孔，26為二次注塑形成的膠體構件，27為鎖緊釘。
【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖對本實用新型做進一步說明。
[0035]本技術方案的具體制作過程可以借助圖2a?圖2d來理解。
[0036]圖2a中，將探頭線圈的兩根引線與信號傳輸電纜的兩根信號線采用壓接連接工藝分別對應連接和定位，圖中的21-1、21-2為第一、第二壓接管。
[0037]圖2b中，將壓接定位的探頭線圈及信號傳輸電纜放進注塑機，通過注塑形成帶有一組外螺紋結構23的探頭頭部體22，其所述的外螺紋結構與在所述不銹鋼殼體內壁的內螺紋結構(參見圖2c中標注號24所示)位置相對應。
[0038]通過整體注塑，使得探頭線圈及信號傳輸電纜固結為一個整體，從而提高了其整體結構的穩定性，避免了采用502膠水粘接帶來的諸多缺陷和不足；同時，采用壓接管壓接技術將探頭線圈的兩根引線與信號傳輸電纜的兩根信號線分別對應連接，避免了隨著溫度的升降變化或時間的不斷推移，引線接頭的接觸質量逐漸變壞的弊端。
[0039]圖2c中，借助所述不銹鋼殼體18內壁的一組內螺紋結構24和探頭頭部體外部的一組外螺紋結構23，將上一步制成的探頭頭部體旋進不銹鋼殼體內。
[0040]其所述不銹鋼殼體內壁的內螺紋結構，與所述探頭頭部體外表的外螺紋結構，對應構成螺紋鎖緊結構。
[0041]圖中可見在不銹鋼殼體的頭部設置有至少一個貫穿的鎖緊孔25(圖中可見所述的鎖緊孔25為兩個，兩個鎖緊孔互成180度設置在不銹鋼殼體的頭部)。
[0042]圖2d中，給出了探頭頭部體22旋進不銹鋼殼體18內后電渦流傳感器探頭的整體結構示意圖，由圖可見，在探頭頭部體22與不銹鋼殼體18之間，以及信號傳輸電纜14與不銹鋼殼體18之間，均有可供二次注塑的縫隙和空間，以供聚苯硫醚顆粒材料注入，其余同圖2c。
[0043]圖3及圖4中，經過二次注塑后，在不銹鋼殼體頭部的鎖緊孔處行成了由聚苯硫醚顆粒材料構成的鎖緊釘27，使探頭頭部體22與不銹鋼殼體18緊密鎖緊連接成一體；通過二次注塑，使不銹鋼殼體內部的內螺紋結構與探頭頭部體的外螺紋結構緊密鎖緊，連接成一體，最后形成注塑探頭成品。
[0044]圖5中，示出了經過二次注塑后，在探頭頭部體與不銹鋼殼體頭部之間的間隙部位，由聚苯硫醚顆粒材料構成的第二次注塑形成的膠體構件26，在該膠體構件上有兩個鎖緊釘27。
[0045]由于膠體構件26是對探頭頭部體22換和不銹鋼殼體18進行二次注塑形成的，且膠體構件的材質與構成探頭頭部體的材料的材質相同(均為PPS材料)，故經過二次注塑后，膠體構件與探頭頭部體固結為一體。由于膠體構件上設置有鎖緊釘，借助鎖緊孔與鎖緊釘的相互定位作用，將探頭頭部體22與不銹鋼殼體18緊密地固定、連接成一體。
[0046]此外，在本技術方案中，所述的內螺紋結構和外螺紋結構，均為錐度為1:3的錐度螺紋結構。
[0047]其所述的螺紋規格按照UNF1/4-40(United Fine Thread,即英制細牙螺紋)執行。
[0048]由于本技術方案在不銹鋼殼體內部設計了錐度內螺紋，探頭頭部體的外表對應設置了錐度外螺紋，在不銹鋼殼體頭部設計了兩個互成180度的鎖緊孔；在鎖緊孔處的探頭頭部體外表對應設置了兩個鎖緊釘，使得探頭頭部體與不銹鋼殼體緊密鎖緊連接成一體；能保證探頭線圈的固定位置不移位、不松動，進而有效地保證了探頭長時間工作的穩定性與可靠性。
[0049]同時，在本技術方案中，通過將線圈兩引線與信號傳輸電纜兩引線之間分別采用壓接管固接，來保證探頭線圈兩引線與電纜連接的可靠性，其能有效避免現有錫焊方法長時間工作后連接點處易發生的氧化、松動、脫落問題，能有效保證電渦流傳感器探頭在高溫環境下工作不損壞。
[0050]此外，在本技術方案的探頭結構中，除探頭線圈、壓接管、不銹鋼殼體之外，其余所有的填充物都是同一種材料(PPS，聚苯硫醚)，注塑探頭成品的膨脹系數和耐熱特性的一致性得到保證，實現了電渦流傳感器長時間工作的穩定性、可靠性和安全性。
[0051]本實用新型可廣泛用于電渦流傳感器的設計和制造領域。
【權利要求】
1.一種電渦流傳感器探頭，包括探頭線圈、信號傳輸電纜以及不銹鋼殼體，其特征是: 在所述不銹鋼殼體的內壁設置一組內螺紋結構； 在包含有探頭線圈和信號傳輸電纜的探頭頭部體外表，設置一組外螺紋結構； 其所述探頭頭部體外表的外螺紋結構，與在所述不銹鋼殼體內壁的內螺紋結構位置相對應設置； 其所述不銹鋼殼體內壁的內螺紋結構與所述探頭頭部體外表的外螺紋結構，對應構成螺紋鎖緊結構； 在所述不銹鋼殼體的頭部，設置至少一個貫穿的鎖緊孔結構； 在探頭頭部體的外部，設置與所述不銹鋼殼體頭部的鎖緊孔相對應的鎖緊釘。
2.按照權利要求1所述的電渦流傳感器探頭，其特征是在所述探頭線圈的兩根引線與所述信號傳輸電纜的兩根信號線之間，分別對應設置第一、第二壓接管。
3.按照權利要求2所述的電渦流傳感器探頭，其特征是所述的第一、第二壓接管將所述探頭線圈的兩根引線與所述信號傳輸電纜的兩根信號線分別對應固接成一體。
4.按照權利要求1所述的電渦流傳感器探頭，其特征是所述不銹鋼殼體頭部的鎖緊孔結構為兩個，所述的兩個鎖緊孔互成180度夾角設置在不銹鋼殼體的頭部。
5.按照權利要求1所述的電渦流傳感器探頭，其特征是所述不銹鋼殼體內壁的內螺紋結構和所述探頭頭部體外表的外螺紋結構，均為錐度為1:3的錐度螺紋結構。
6.按照權利要求5所述的電渦流傳感器探頭，其特征是所述不銹鋼殼體內壁的內錐度螺紋結構和所述探頭頭部體外表的外錐度螺紋結構，對應構成錐度螺紋鎖緊結構。
【文檔編號】G01D5/12GK203949681SQ201420336931
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年6月23日 優先權日:2014年6月23日
【發明者】徐健 申請人:上海瑞視儀表電子有限公司