本實(shí)用新型屬于石油鉆井深度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種測(cè)量準(zhǔn)確的深度傳感器。

背景技術(shù)：

石油鉆井行業(yè)測(cè)量深度的傳感器，安裝在絞車滾筒軸上后，絞車滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)深度傳感器的輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)，就可以檢測(cè)鉆井過程中絞車滾筒軸的角位移變化，通過計(jì)算機(jī)處理就可以得到鉆井時(shí)大致的高度位置變化，從而測(cè)得鉆井深度。

目前的深度傳感器支撐軸承只有一個(gè)，工作時(shí)是單邊受力，在絞車帶動(dòng)深度傳感器輸入端旋轉(zhuǎn)時(shí)，難免出現(xiàn)偏心等情況，導(dǎo)致中心軸磨損，穩(wěn)定性差。同時(shí)骨架油封和軸配合時(shí)偏心過大，則其密封性會(huì)變差，特別是在軸轉(zhuǎn)速高時(shí)尤為嚴(yán)重，且長(zhǎng)期在-25℃低溫下工作影響軸承壽命。

部分傳感器中心軸設(shè)計(jì)分體式即用螺紋連接，輸入端和輸出端均用同向螺紋，導(dǎo)致深度傳感器安裝容易，拆卸困難。

采用金屬齒片感應(yīng)產(chǎn)生方波的接近開關(guān)雖然尺寸小，節(jié)約空間。但是對(duì)齒片加工要求較高，增加了加工成本，齒片在接近開關(guān)開口間旋轉(zhuǎn)，厚度不宜太厚，否則齒片磨損接近開關(guān)，也不宜太薄，否則易變形，且薄齒片安裝困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型就是針對(duì)上述問題，提供一種測(cè)量準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好且壽命長(zhǎng)的測(cè)量準(zhǔn)確的深度傳感器。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案，本實(shí)用新型包括殼體，殼體中部設(shè)置有第一豎向通孔，一中心軸穿過第一豎向通孔，中心軸外側(cè)套有上下兩個(gè)軸承，軸承與所述第一豎向通孔過渡配合，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)上軸承上端中心軸外壁上圍繞中心軸設(shè)置有磁盤，磁盤上端面中部與中心軸外壁上圍繞中心軸設(shè)置的橫向凸臺(tái)的下端面相接，磁盤下端面中部與上軸承上端面相接；下軸承下端的中心軸上設(shè)置有防止軸承軸向竄動(dòng)的軸套；所述殼體上部固定有罩殼，罩殼一側(cè)設(shè)置有橫向通孔，橫向通孔外端設(shè)置有連接器；沿所述磁盤周向均布多個(gè)磁鐵，所述磁盤下方的殼體上相應(yīng)于磁鐵沿橫向設(shè)置有霍爾元件，霍爾元件設(shè)置在信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板上與電路板的檢測(cè)信號(hào)輸入端口相連，電路板的檢測(cè)信號(hào)輸出端口與連接器相連。

作為一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述軸套上端與下軸承內(nèi)圈相抵，軸套與中心軸螺紋連接；所述軸套下方設(shè)置有端蓋，中心軸下端穿過端蓋中部通孔，端蓋外側(cè)與殼體相連。

作為另一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述殼體下部外壁與罩殼內(nèi)壁相接處設(shè)置有環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)設(shè)置有環(huán)形密封圈；所述罩殼上端中部設(shè)置有圓形槽，圓形槽中間設(shè)置有第二豎向通孔，所述中心軸穿過第二豎向通孔，圓形槽內(nèi)圍繞中心軸設(shè)置有第一V型密封圈，第一V型密封圈上端、側(cè)方蓋有油封罩，油封罩中部設(shè)置有第三豎向通孔，所述中心軸穿過第三豎向通孔，第三豎向通孔側(cè)壁向下進(jìn)入中心軸上端側(cè)壁上的凹槽內(nèi)，油封罩外壁與圓形槽側(cè)壁螺紋連接。

作為另一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述磁鐵粘接在磁盤底面的凹槽內(nèi)，凹槽中部設(shè)置有頂出孔；磁鐵的個(gè)數(shù)為十二個(gè)。

作為另一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述霍爾元件為兩個(gè)，所述電路板設(shè)置在所述殼體上端面的槽口內(nèi)，兩個(gè)霍爾元件輸出90°相位差的方波脈沖。

作為另一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述磁盤采用超硬鋁6061磁盤，殼體和罩殼采用超硬鋁6061高強(qiáng)度航空鋁合金體，中心軸采用SUS316L不銹鋼軸；所述軸承采用深溝單列雙面密封固態(tài)油軸承。

作為另一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述中心軸中部設(shè)置有縱截面為T形的第四豎向通孔，第四豎向通孔上端內(nèi)壁通過第一螺紋與中部設(shè)置有第五豎向通孔的接頭的外壁相連；所述中心軸下端設(shè)置有用于與絞車端相連接的第二螺紋，第一螺紋與第二螺紋的旋向相反。

作為另一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述第一螺紋為左旋螺紋，第二螺紋為右旋螺紋。

其次，本實(shí)用新型所述連接器采用八芯航空插頭，所述罩殼外端與航空插頭連接面設(shè)置有罩殼環(huán)形槽，罩殼環(huán)形槽內(nèi)設(shè)置有罩殼密封圈；航空插頭外側(cè)連接有航空插座；與橫向通孔對(duì)應(yīng)的殼體外壁下端設(shè)置有固定板，固定板為條形板，條形板外端設(shè)置有安裝立板，安裝立板上設(shè)置有連接孔，條形板上沿條形板長(zhǎng)度方向均布有線纜固定孔。

另外，本實(shí)用新型所述電路板上設(shè)置有第一470歐姆電阻和第二470歐姆電阻，所述霍爾元件的型號(hào)為A04E，第一霍爾元件的的1引腳、第二霍爾元件的的1引腳、第一470歐姆電阻一端、第二470歐姆電阻一端、電源VCC相連，第一霍爾元件的的2引腳、第二霍爾元件的的2引腳、地線相連，第一霍爾元件的的3引腳、第一470歐姆電阻另一端、輸出端S1相連，第二霍爾元件的的3引腳、第二470歐姆電阻另一端、輸出端S2相連。

本實(shí)用新型有益效果。

本實(shí)用新型信號(hào)采集采用霍爾元件，霍爾元件是一種基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器。霍爾元件具有許多優(yōu)點(diǎn)，它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長(zhǎng)，安裝方便，功耗小，頻率高（可達(dá)1MHZ），耐震動(dòng)，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。用它可以檢測(cè)磁場(chǎng)及其變化，能通過與物體之間的位置關(guān)系變化，將非電量或電磁量轉(zhuǎn)化為所希望的電信號(hào)，從而達(dá)到控制或測(cè)量的目的。

本實(shí)用新型電路板不需要開槽設(shè)計(jì)，對(duì)磁盤加工要求大大降低。

本實(shí)用新型中心軸設(shè)置有凸臺(tái)定位磁盤，磁盤上端面緊貼中心軸凸臺(tái)，下端面壓緊軸承內(nèi)圈防止軸承沿中心軸軸向竄動(dòng)，其隨中心軸一起旋轉(zhuǎn)。

本實(shí)用新型軸承下端設(shè)計(jì)一個(gè)軸套，壓緊軸承內(nèi)圈，防止軸向竄動(dòng)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型保護(hù)范圍不僅局限于以下內(nèi)容的表述。

圖1為本實(shí)用新型剖視圖。

圖2為本實(shí)用新型俯視圖。

圖3為本實(shí)用新型三維立體圖。

圖4為本實(shí)用新型電路板安裝圖。

圖5為本實(shí)用新型感應(yīng)磁盤圖。

圖6為本實(shí)用新型磁盤與霍爾元件位置關(guān)系圖。

圖7為本實(shí)用新型電路板輸出波形圖。

圖8為本實(shí)用新型電路板電路原理圖。

圖中，1.罩殼，2.油封罩，3.接頭，4.第一V型密封圈，5.磁盤，6.磁鐵、7.殼體，8.下軸承，9.上軸承，10.端蓋，11.軸套，12.中心軸，13.電路板，14.環(huán)形密封圈，15.罩殼密封圈，16.航空插頭，17.航空插座，18.固定板，19第一霍爾元件，20第二霍爾元件。

具體實(shí)施方式

如圖所示，本實(shí)用新型包括殼體，殼體中部設(shè)置有第一豎向通孔，一中心軸穿過第一豎向通孔，中心軸外側(cè)套有上下兩個(gè)軸承，軸承與所述第一豎向通孔過渡配合，上軸承上端中心軸外壁上圍繞中心軸設(shè)置有磁盤，磁盤上端面中部與中心軸外壁上圍繞中心軸設(shè)置的橫向凸臺(tái)的下端面相接，磁盤下端面中部與上軸承上端面相接；下軸承下端的中心軸上設(shè)置有防止軸承軸向竄動(dòng)的軸套；所述殼體上部固定有罩殼，罩殼一側(cè)設(shè)置有橫向通孔，橫向通孔外端設(shè)置有連接器；沿所述磁盤周向均布多個(gè)磁鐵，所述磁盤下方的殼體上相應(yīng)于磁鐵沿橫向設(shè)置有霍爾元件，霍爾元件設(shè)置在信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板上與電路板的檢測(cè)信號(hào)輸入端口相連，電路板的檢測(cè)信號(hào)輸出端口與連接器相連。

所述軸套上端與下軸承內(nèi)圈相抵，軸套與中心軸螺紋連接；所述軸套下方設(shè)置有端蓋，中心軸下端穿過端蓋中部通孔，端蓋外側(cè)與殼體相連。軸套旋在中心軸外螺紋一端，其作用是對(duì)密封軸承進(jìn)行軸向定位。在軸套外部設(shè)置端蓋，起到一定美觀和密封作用，同時(shí)擋住內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)軸套，避免人手或其他部位接觸旋轉(zhuǎn)部件為受傷害，起到安全作用。

所述殼體下部外壁與罩殼內(nèi)壁相接處設(shè)置有環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)設(shè)置有環(huán)形密封圈；所述罩殼上端中部設(shè)置有圓形槽，圓形槽中間設(shè)置有第二豎向通孔，所述中心軸穿過第二豎向通孔，圓形槽內(nèi)圍繞中心軸設(shè)置有第一V型密封圈，第一V型密封圈上端、側(cè)方蓋有油封罩，油封罩中部設(shè)置有第三豎向通孔，所述中心軸穿過第三豎向通孔，第三豎向通孔側(cè)壁向下進(jìn)入中心軸上端側(cè)壁上的凹槽內(nèi)，油封罩外壁與圓形槽側(cè)壁螺紋連接。

為適應(yīng)不同轉(zhuǎn)速、受力不均勻等不同場(chǎng)合，本實(shí)用新型使用了V型密封圈，密封唇有較好的活動(dòng)性和適應(yīng)性，可補(bǔ)償較大的公差和角度偏差，可防止內(nèi)部油脂或油液向外漏泄，也可防止外界的濺水或塵埃的侵入。本實(shí)用新型在每一個(gè)有可能與外界接觸的接口都設(shè)計(jì)填充了密封圈，做到全方位密封。油封罩與罩殼螺紋連接，罩在V型密封圈外部，起二次密封作用及對(duì)V型密封圈進(jìn)行軸向固定。

所述磁鐵粘接在磁盤底面的凹槽內(nèi)，凹槽中部設(shè)置有頂出孔；磁鐵的個(gè)數(shù)為十二個(gè)。沿磁盤圓周均勻分布12個(gè)凹槽，凹槽用于安置磁鐵，該位置對(duì)應(yīng)于電路板的霍爾元件的位置，以便于磁鐵旋轉(zhuǎn)到霍爾元件上方是輸出電平信號(hào)。磁盤設(shè)計(jì)如圖5，每個(gè)磁鐵凹槽位都對(duì)應(yīng)有一個(gè)頂出孔，這些頂出孔是為拆卸磁鐵而設(shè)計(jì)，磁鐵安裝時(shí)使用A、B膠粘接在對(duì)應(yīng)凹槽位，相對(duì)牢固，拆卸時(shí)需要用針從頂出孔處將其頂出。

所述霍爾元件為兩個(gè)，所述電路板設(shè)置在所述殼體上端面的槽口內(nèi)，兩個(gè)霍爾元件輸出90°相位差的方波脈沖。通過檢測(cè)磁盤上均勻分布的強(qiáng)磁性磁鐵來捕捉信號(hào),通過安裝于電路板上的兩個(gè)霍爾元件來判斷深度傳感器正反轉(zhuǎn)情況，以及輸出方波信號(hào)，當(dāng)霍爾元件與磁鐵處于重疊以及邊緣接觸狀態(tài)時(shí)輸出高電平1，與磁鐵處于分離狀態(tài)時(shí)，輸出低電平0，磁盤在旋轉(zhuǎn)過程中，霍爾元件與磁鐵對(duì)應(yīng)位置圖如圖6所示，兩個(gè)霍爾元件輸出90°相位差的方波脈沖，當(dāng)出現(xiàn)反轉(zhuǎn)的情況時(shí)，高低電平出現(xiàn)變化而引起方波出現(xiàn)異常。

殼體在圖4的位置設(shè)計(jì)一個(gè)凹槽，放置電路板，避免電路板凸出接觸磁盤，與其發(fā)生摩擦而損壞霍爾元件。電路板設(shè)計(jì)兩個(gè)霍爾元件，便于繪制出磁鐵旋轉(zhuǎn)波形和判斷深度傳感器正反轉(zhuǎn)方向。

所述磁盤采用超硬鋁6061磁盤，殼體和罩殼采用超硬鋁6061高強(qiáng)度航空鋁合金體，中心軸采用SUS316L不銹鋼軸；所述軸承采用深溝單列雙面密封固態(tài)油軸承。

磁盤材料為超硬鋁6061，該材料不會(huì)對(duì)電路板造成感應(yīng)影響。

外殼采用超硬鋁6061高強(qiáng)度航空鋁合金材料，具有良好機(jī)械性能，易于加工，耐磨性極好，陽(yáng)極氧化提高其抗腐蝕、抗氧化性能，更加適用于鉆井的惡劣環(huán)境。

軸心采用SUS316L不銹鋼材料，解決了深度傳感器使用中生銹的情況發(fā)生，抗腐蝕能力強(qiáng)、耐熱性高、低溫工作強(qiáng)度穩(wěn)定性高。軸心設(shè)計(jì)比目前市面產(chǎn)品軸略長(zhǎng)，可安裝2個(gè)軸承，平穩(wěn)性好，防止深度傳感器旋轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)軸偏心而出現(xiàn)磨損、卡頓、測(cè)量不準(zhǔn)確等情況。

軸承使用深溝單列雙面密封固態(tài)油軸承，兩端密封不僅能防止外界灰塵、油污進(jìn)入軸承內(nèi)部，而且能防止內(nèi)部潤(rùn)滑油滲出。固態(tài)油軸承能比潤(rùn)滑脂提供更多的潤(rùn)滑油給軸承，能長(zhǎng)期在-45℃以上低溫下運(yùn)轉(zhuǎn)，適用于北方極低溫的氣候，能比潤(rùn)滑脂提供更多的潤(rùn)滑油給軸承兩端密封有很高的抗腐蝕性能，耐酸、耐堿，壽命長(zhǎng)，精度高。深溝球軸承適用于高速旋轉(zhuǎn)場(chǎng)合，限制速度為6700r/min。裝配時(shí)使用雙軸承并列安裝，使軸心在旋轉(zhuǎn)時(shí)更加平穩(wěn)，此結(jié)構(gòu)承載能力及其旋轉(zhuǎn)精度都非常高。

所述中心軸中部設(shè)置有縱截面為T形的第四豎向通孔，第四豎向通孔上端內(nèi)壁通過第一螺紋與中部設(shè)置有第五豎向通孔的接頭的外壁相連；所述中心軸下端設(shè)置有用于與絞車端相連接的第二螺紋，第一螺紋與第二螺紋的旋向相反。對(duì)分體式中心軸進(jìn)行反螺紋設(shè)計(jì)，安裝于絞車端的中心軸螺紋設(shè)計(jì)為右旋，輸出接頭端與中心軸螺紋連接部分設(shè)計(jì)為左旋，使深度傳感器拆卸時(shí)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)輸出接頭端即可拆下。

所述第一螺紋為左旋螺紋，第二螺紋為右旋螺紋。中心軸外螺紋為右旋螺紋，安裝于絞車上，內(nèi)螺紋為左旋，連接接頭，采用反扣，易拆卸。當(dāng)需要將深度傳感器從絞車上拆下，則需要擰動(dòng)接頭。若接頭與中心軸采用右旋設(shè)計(jì)，則會(huì)造成接頭被擰下，深度傳感器無法拆卸，或拆卸困難。采用左旋設(shè)計(jì)則擰動(dòng)接頭，中心軸會(huì)很容易從絞車上脫扣，達(dá)到拆卸方便的目的。接頭處連接的氣龍頭，氣龍頭屬于隨動(dòng)件，無大扭矩，安裝時(shí)加螺紋緊固密封膠，確保正傳時(shí)不松扣。

所述連接器采用八芯航空插頭，所述罩殼外端與航空插頭連接面設(shè)置有罩殼環(huán)形槽，罩殼環(huán)形槽內(nèi)設(shè)置有罩殼密封圈；航空插頭外側(cè)連接有航空插座；與橫向通孔對(duì)應(yīng)的殼體外壁下端設(shè)置有固定板，固定板為條形板，條形板外端設(shè)置有安裝立板，安裝立板上設(shè)置有連接孔，條形板上沿條形板長(zhǎng)度方向均布有線纜固定孔。連接器可選用有密封作用的韓國(guó)永漢軍用航空插頭和航空插座，與罩殼接觸面增加了密封圈密封。

罩殼下端安裝了一塊固定板，用于固定深度傳感器并將其線纜順其長(zhǎng)度方向固定，防止線纜散落其他地方而受到損壞。

八芯航空插頭每對(duì)正負(fù)極引腳可連接多臺(tái)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)一拖多功能，同時(shí)測(cè)量多口井的深度。

所述電路板上設(shè)置有第一470歐姆電阻和第二470歐姆電阻，所述霍爾元件的型號(hào)為A04E，第一霍爾元件的的1引腳、第二霍爾元件的的1引腳、第一470歐姆電阻一端、第二470歐姆電阻一端、電源VCC相連，第一霍爾元件的的2引腳、第二霍爾元件的的2引腳、地線相連，第一霍爾元件的的3引腳、第一470歐姆電阻另一端、輸出端S1相連，第二霍爾元件的的3引腳、第二470歐姆電阻另一端、輸出端S2相連。

可以理解的是，以上關(guān)于本實(shí)用新型的具體描述，僅用于說明本實(shí)用新型而并非受限于本實(shí)用新型實(shí)施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。