磁致伸缩位移传感器油缸组装及检测

内置于油缸中的位移传感器是用于环境恶劣的煤矿井下作业设备，可以非常精确地控制设备工作部分伸出、缩回的位置和速度，防止煤块、石块砸坏传感器。伸缩位移传感器，通过内部非接触式的测控技术精确地检测活动磁环的绝对位置来测量被检测产品的实际位移值；该传感器的高精度和高可靠性已被广泛应用于伺服液压油缸活塞位置反馈或预置、工程机械、金属成型、剪切冲压及其它机械定位和位移检测案例中。

由于作为确定位置的活动磁环和敏感元件并无直接接触，因此传感器可应用在极恶劣的工业环境中，不易受油渍、溶液、尘埃或其它污染的影响。此外，传感器采用了高科技材料和先进的电子处理技术，因而它能应用在高温、高压和高振荡的环境中。传感器输出信号为绝对位移值，即使电源中断、重接，数据也不会丢失，更无须重新归零。由于敏感元件是非接触的，就算不断重复检测，也不会对传感器造成任何磨损，可以大大地提高检测的可靠性和使用寿命。

某些设备使用了内置磁致伸缩位移传感器油缸，磁致伸缩位移传感器内置在油缸里，安装拆卸比较复杂。应该在新的磁致伸缩位移传感器在没有组装到设备油缸里时，先对磁致伸缩位移传感器进行检测，确定其是否正常。检测传感器正常后，再进行油缸的组装。而油缸密封件的安装是油缸的组装中非常重要的环节，密封件安装不当会导致油缸的液压油泄漏。

1、磁致伸缩位移传感器工作原理

磁致伸缩位移传感器主要由磁致伸缩线(以下简称波导丝)、测杆、电子仓和套在测杆上的非接触磁环(内装有永久磁铁)组成，结构如图1所示。当传感器工作时，电子仓内的电子电路产生一个“起始脉冲”,此起始脉冲沿波导丝以恒速传输，同时产生一个沿着波导丝跟随脉冲前进的旋转磁场，当该磁场与定位装置中的永久磁场相遇时，产生磁致伸缩效应，使波导丝发生扭转。这一扭转被安装在电子仓内的拾能机构感知并转换成相应的“终止脉冲”,通过计算“起始脉冲”与相应“终止脉冲”,之间的时间差t1、t2,即可精确测出其位移量，波形如图2所示。

2、磁致伸缩位移传感器所用参数

磁致伸缩位移传感器工作电源为直流。电压磁致伸缩位移传感器有直出电缆、航空插头和接线端子三种接线方式可以选择使用。输出方式有模拟量、数字量输出方式。模拟量输出的磁致伸缩位移传感器，其包括电压输出和电流输出两种。本文介绍模拟量输出为电压输出形式、直出电缆接线。

本文用到的磁致伸缩位移传感器参数：

选用型号：博尔森JEFHE0250

量程：250mm

工作电压：12VDC

工作电流：≤15mADC

输出信号：DC0.5～4.5V

上死区：42mm

下死区：50mm

接线方式：直出电缆

3、测量用到的工具

测量磁致伸缩位移传感器需要用到12V直流电源和万用表。直流电源建议选用可调直流稳压电源，可以方便的根据不同厂家的参数调整电压值。

4、传感器测量步骤

根据磁致伸缩位移传感器工作原理和技术参数，传感器先不安装到设备上，传感器测量步骤：

(1)GUC—250传感器工作电压12VDC,将直流电源电压调整到12V给传感器供电。在将传感器红色电缆线接直流电源+极(+12VDC),传感器黑色电缆线接直流电源一极(—12 V DC)( 图3)。

(2)万用表挡位调整调整到能测量(0.5～4.5) V DC( 直流)。然后传感器绿色电缆线接万用表+ 极，传感器蓝色电缆线接万用表一极。

(3)接好线后，磁环在上死区和下死区之间(图 3)的测量区缓慢移动，磁环越接近上死区，测量数值 越接近0.5 V DC;磁环越接近下死区，测量数值越 接近4.5 V DC(图3)。 磁环要在测量区内移动，在 上死区和下死区测不到电压值。万用表测量显示的 数值在(0.5～4.5)V DC 连续变化，则传感器正常。

5、传感器安装

传感器检测正常后，把JEFHE0250传感器安装到油缸中(图4),安装步骤

(1)把磁环安装在活塞上。液压缸为导磁材料， 所以磁环两侧要放置非导磁垫片，且固定磁环及非 导磁垫片的螺钉也要用非导磁材料。

(2)传感器依次套入挡圈、丁晴O形圈42.5×2.65在传感器的沟槽里面。安装挡圈和 O形圈前 后顺序要按图示位置(图4),O 形圈要在有液压油一侧。

(3)把传感器传入油缸缸体内，上紧压盖。注意不要磕碰传感器长杆、不要划伤O形圈。

6、油缸密封件的安装

安装好传感器就可以进行油缸密封件的安装。活塞处Y型密封圈和格莱圈的安装方法。

(1)安装Y形圈密封件时，应按照图5所示方向装Y形圈，密封唇边应朝向两边有压力的油腔，避免因装反引起漏油。聚氨酯材质的Y形密封圈硬度较高、预压缩量大，安装时要注意避免密封圈出 现挤破、翻卷和咬边。

当缸筒是内螺纹形式，安装时使用辅助工具(图6)先护住螺纹，再把装好Y形圈的活塞及杆，由锥面滑入缸筒。这种工具可很好保护密封件不被划伤。

(2)活塞装格莱圈时，先装O型圈(图7),其弹性大，容易安装，但不要拉扯过大，否则无法恢复到 原尺寸。装到沟槽后不能扭曲，避免引起漏油。再安装格莱圈的滑动环(图7),滑动环是由填充聚四氟乙烯制成，一般可直接安装。装到槽内的滑动环会膨胀，大于缸筒内径，需将其恢复到缸筒直径。使用复原工具(图8),将装好格莱圈的活塞沿复原工具锥面从左向右通过，即可使滑动环复原。

7、端盖处密封的安装

端盖处密封件主要有斯特封、Y 型密封、防尘圈。

(1)斯特封(图9)由滑动环和O型圈组合使用， 安装时先把O型圈放入沟槽，再装滑动环。安装滑动环时先将滑动环顺直径方向往内压一点(按图10 所示),再将滑动环安装到沟槽内(注意滑动环的小 台阶朝着液压油，按图9所示方向放置，避免因装反引起漏油),装入沟槽后将压变形处抚平。

(2)端盖用的防尘圈和Y型密封多用聚氨酯或橡胶材质，较为柔软，安装相对更容易，可以按压成 图10所示，然后放入端盖沟槽内，再将压变形处抚平。注意Y型密封唇边应朝向有压力的油腔(图11所示),避免因装反引起漏油。

8、结论

本文所述的检测传感器的方法，先对磁致伸缩位移传感器进行检测，确定传感器正常后，再进行油缸的组装，避免传感器不正常情况下装入油缸；油缸密封件安装方法，可以保护密封件不被划伤，避免油缸的液压油泄漏，能够减少传感器油缸组装过程中出现的安装问题，避免因安装操作不当，导致重复拆装油缸。