技术领域
[0001] 本
发明涉及测量设备领域,特别涉及一种具有较高
稳定性和
精度的加速度计。
背景技术
[0002] 现代钻井技术的发展需要可靠性高,精度适中的
重力加速度计。近几十年来,钻井测量仪器上逐步采用
石英扰性摆式加速度计。石英扰性摆式加速度计的摆片的扰性片部位厚度有限(只有20-30µm),尽管采取了限位等抗冲击措施,也常常因扰性片断裂而失效,出现金膜焊线脱落等故障。因此,该石英扰性摆式加速度计抗冲击、耐振
动能力有限,可靠性差,加之制造工艺复杂,
机械加工精度要求高,无法降低成本,其推广应用受到了很大的限制。
发明内容
[0003] 本发明的目的提供一种高磁能磁液悬浮加速度计,可实现力发生器或位移
传感器的功能优化,可满足钻井技术的低耗能、低成本要求。
[0004] 为实现上述技术效果,本发明提供一种加速度计,包括环形结构的磁极片,磁极片内有轭
铁,在磁极片结构中部、平移小轴两侧对称设有永磁,磁极片结构的两侧边对称设有推挽线圈;平移小轴延伸出磁极片,两端部分别安装
铜芯,铜芯的两侧设有位移传感器绕组;
[0005] 永磁、磁极片、轭铁和推挽线圈构成电式力发生器,推挽线圈、平移小轴和铜芯组成敏感
质量,采用片簧
支撑敏感质量。
[0006] 优选的,所述加速度计整体为圆柱形。
[0007] 优选的,所述加速度计上、下部分沿平移小轴对称。
[0008] 优选的,所述加速度计左右对称。
[0009] 优选的,所述位移传感器绕组的一端接地。
[0010] 与
现有技术相比,本发明具有以下优点:
[0011] 本加速度计由经向
刚度高,轴向刚度很低的金属片簧支撑敏感质量,从根本上提高了抗冲击、抗振动的能力,是在极端冲击条件下也不会产生断裂,利用它做导电线功能时,焊点牢固不发生异常。片簧的弹性范围较宽,可以放宽加速度计的各种零部件的制造精度,同时省去了石英摆片的切片、
研磨、切割、化学
腐蚀、
真空镀膜、轭铁研磨加工等一系列复杂的工序,大幅度降低了成本,给石油钻井测斜仪提供抗冲击、长寿命、高可靠性、精度适中价格低廉的加速度计。
附图说明
[0012] 图1为本发明加速度计剖视图。
具体实施方式
[0013] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0014] 参见图1,示出本发明加速度计剖视图,该加速度计整体为圆柱形,外圆柱面为安装基准;且上、下部分沿平移小轴8对称,左右部分沿
中轴对称。加速度计中间为环形中空结构的磁极片2,磁极片2外设置有轭铁3,磁极片2结构中部,平移小轴两侧对称设有永磁1,磁极片2结构的两侧边对称设有推挽线圈4。平移小轴8延伸出磁极片2,两端部分别安装铜芯7,铜芯7的两侧设有位移传感器绕组6,位移传感器绕组6的一端接地。永磁1、磁极片2、轭铁3和推挽线圈4构成电式力发生器,推挽线圈4、平移小轴8和铜芯7组成敏感质量。
[0015] 片簧5形状为圆形,片簧5起到支撑差敏感质量的作用,片簧5还起到抑制干扰力的作用,并且起到了抗冲击抗干扰的作用。位移传感器绕组6和铜芯7完成位移检测功能。加速度计内部采用片簧支撑敏感质量。当平移小轴8上出现加速度分量时,敏感质量感受惯力的作用产生平移,从而引起位移传感绕组6的阻抗一增一减,平衡电桥产生
不平衡信号电压,该电压经伺服
电路的前置放大、解调、功放之后,反馈
电流输入到推挽线圈4。由此产生的磁电力与
惯性力平衡,此时反馈电流与输入加速度成正比,实现了加速度转换成电流的功能。由于伺服电路中设有一阶积分环节,构成一阶无静差系统,片簧位移甚微,其干扰力也被抑制到
许可的程度。
[0016] 本加速度计由经向刚度高,轴向刚度很低的金属片簧支撑敏感质量,从根本上提高了抗冲击、抗振动的能力,是在极端冲击条件下也不会产生断裂,利用它做导电线功能时,焊点牢固不发生异常。片簧的弹性范围较宽,可以放宽加速度计的各种零部件的制造精度,同时省去了石英摆片的切片、研磨、切割、化学腐蚀、
真空镀膜、轭铁研磨加工等一系列复杂的工序,大幅度降低了成本,给石油钻井测斜仪提供抗冲击、长寿命、高可靠性、精度适中价格低廉的加速度计。
[0017] 本加速度计在结构上下左右对称,平移传感器绕组6放置在两侧,因此各种干扰相互抵消,以利于提高精度和稳定性。本加速度计采取敏感平移方式,从原理上消除了交叉分量的影响,提高了精度。相比之下,摆式加速度计之摆是偏转的,一般或多或少感受交叉分量,产生误差。
[0018] 本加速度计具备优越的性能,制作方便,价格低等优势,因此需要在加速度计的各种领域推广应用的前景是非常乐观的。
[0019] 以上所述仅为本发明的优选实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的
权利要求保护范围之内。