本發(fā)明屬于傳感器，具體涉及一種基于微型通道的lvdt位移傳感器散熱結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、在自動化設(shè)備和伺服控制系統(tǒng)中，lvdt位移傳感器(linear?variabledifferential?transformer，線性可變差動變壓器)常作為位移檢測的核心傳感器，以保證系統(tǒng)的閉環(huán)控制精度。在lvdt位移傳感器的實際應(yīng)用中，尤其是在高精度測量和復(fù)雜工況下，保持優(yōu)異的線性度是傳感器性能的核心要求。然而，溫度升高會對lvdt位移傳感器的線性度產(chǎn)生顯著影響，導(dǎo)致輸出特性偏移，進而影響測量精度。在一些高溫、高負載或長時間運行的場合，如伺服系統(tǒng)、工業(yè)自動化設(shè)備和航空航天傳感器中，lvdt位移傳感器不僅需要保持精準的線性輸出，還需要有效解決大幅度散熱的問題，以保證穩(wěn)定性和可靠性。引起lvdt位移傳感器溫升的主要因素包括兩個方面：其一是線圈通電產(chǎn)生的焦耳熱；其二是外部環(huán)境溫度的疊加作用。溫升不僅會影響線圈的磁通分布，進而降低傳感器的線性度，還可能損害內(nèi)部絕緣材料，加速老化甚至引發(fā)故障。為此，提升散熱性能，緩解因散熱局限導(dǎo)致的熱積聚問題成為提高lvdt位移傳感器的精確度與線性度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2、由于lvdt位移傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，包括線圈、鐵芯和骨架等關(guān)鍵組件，導(dǎo)致內(nèi)部空間通常十分有限，因此現(xiàn)有的散熱方法均將散熱結(jié)構(gòu)設(shè)置于傳感器外殼上或直接設(shè)置于傳感器外部。將散熱結(jié)構(gòu)設(shè)置于傳感器外殼上主要通過高壓油液流動通道實現(xiàn)，通過進油管和出油管引導(dǎo)液在傳感器內(nèi)部流動。油液在吸收熱量后，通過外部循環(huán)系統(tǒng)將熱量帶走，實現(xiàn)散熱效果。但其設(shè)計復(fù)雜，需要額外的進出油管、過油孔和高壓泵等設(shè)備，制造和裝配成本均較高，且過分依賴于外部油液循環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一旦系統(tǒng)產(chǎn)生故障，散熱效率會大幅度下降。同時，長期在高壓下運行還容易出現(xiàn)油液泄漏和密封件老化等問題，增加了維護難度和安全隱患，最重要的是，由于該方案完全依賴油液傳導(dǎo)熱量，熱量需要穿過線包組件、外殼和其他隔熱層后才能被油液帶走，導(dǎo)致散熱效率低。另一種在外部設(shè)置獨立的散熱裝置的方案中，采用固定于lvdt位移傳感器表面的支撐架磁鐵以及磁吸固定在支撐架磁鐵上的風扇實現(xiàn)散熱。散熱裝置利用風扇的風力帶走lvdt位移傳感器內(nèi)部繞線所產(chǎn)生的熱量，但首先風扇散熱效率有限，對于高功率或長時間運行的熱積累效果較差，尤其在高溫或密閉環(huán)境中難以滿足散熱需求；其次，磁吸固定方式在振動或沖擊環(huán)境下可能導(dǎo)致風扇移位或脫落，可靠性不足。此外，風扇作為機械部件，易受灰塵和濕氣影響而出現(xiàn)故障，增加了維護頻率和成本。更重要的是，支撐架磁鐵可能在傳感器周圍產(chǎn)生磁場，干擾lvdt位移傳感器的正常工作，影響信號精度。

3、lvdt位移傳感器在運行過程中線圈產(chǎn)生的焦耳熱是導(dǎo)致溫升的主要熱源，隨著電流持續(xù)通過，線圈不可避免地因電阻效應(yīng)釋放大量熱量，這種熱量不僅直接影響傳感器內(nèi)部的溫度分布，還可能通過熱傳導(dǎo)對周圍部件造成不利影響。由于現(xiàn)有散熱方案的散熱效率普遍較低，難以滿足高精度測量對溫度穩(wěn)定性的要求。因此，需要一種散熱效率高且工作可靠的lvdt位移傳感器。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種基于微型通道的lvdt位移傳感器散熱結(jié)構(gòu)。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

2、本發(fā)明提供了一種基于微型通道的lvdt位移傳感器散熱結(jié)構(gòu)，包括：外殼體、骨架、線圈、鐵芯、微型通道、水箱、壓電膜片；其中，所述骨架設(shè)置于所述外殼體內(nèi)，環(huán)繞所述骨架的外周設(shè)置有線圈，所述鐵芯設(shè)置于所述骨架的內(nèi)側(cè)，并可沿其軸向移動；所述微型通道設(shè)置于所述骨架的內(nèi)側(cè)，并環(huán)繞所述鐵芯設(shè)置；所述水箱靠近所述骨架的一端設(shè)置；所述微型通道內(nèi)形成液體通道，并通過所述液體通道與所述水箱連通；所述壓電膜片靠近所述水箱設(shè)置，用于驅(qū)動所述水箱內(nèi)的導(dǎo)熱液體沿所述液體通道流動。

3、在本發(fā)明的一個實施例中，所述微型通道的內(nèi)表面設(shè)置有親水涂層；所述親水涂層的材料包括：聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、二氧化硅納米顆粒或氧化鈦。

4、在本發(fā)明的一個實施例中，所述水箱的出水口與所述微型通道之間設(shè)置有單向閥。

5、在本發(fā)明的一個實施例中，基于微型通道的lvdt位移傳感器散熱結(jié)構(gòu)，還包括：兩個絕緣隔板和兩個法蘭盤，兩個所述絕緣隔板分別設(shè)置于所述骨架的兩端，并分別連接所述外殼體；兩個所述法蘭盤分別對應(yīng)連接兩個所述絕緣隔板；所述水箱設(shè)置于其中一個所述法蘭盤上。

6、在本發(fā)明的一個實施例中，所述壓電膜片與所述水箱之間、所述水箱與所述法蘭盤之間均設(shè)置有彈性阻尼材料。

7、在本發(fā)明的一個實施例中，基于微型通道的lvdt位移傳感器散熱結(jié)構(gòu)，還包括：若干個連接件；每個所述連接件的兩端均相互垂直設(shè)置，且分別連接所述骨架和所述絕緣隔板。

8、在本發(fā)明的一個實施例中，基于微型通道的lvdt位移傳感器散熱結(jié)構(gòu)，還包括：導(dǎo)桿；所述導(dǎo)桿設(shè)置于所述外殼體的一端；所述鐵芯與所述導(dǎo)桿同軸設(shè)置，且所述鐵芯與所述導(dǎo)桿滑動連接。

9、在本發(fā)明的一個實施例中，所述骨架內(nèi)設(shè)置有夾層，所述夾層內(nèi)填充有相變吸熱材料。

10、在本發(fā)明的一個實施例中，基于微型通道的lvdt位移傳感器散熱結(jié)構(gòu)，還包括：氣霧冷卻組件；所述氣霧冷卻組件，包括：氣霧噴頭和導(dǎo)流板；其中，所述氣霧噴頭設(shè)置于所述外殼體的一側(cè)，用于噴射冷卻氣霧；所述外殼體上設(shè)置有若干個排氣孔，若干個所述導(dǎo)流板靠近若干個所述排氣孔對應(yīng)設(shè)置，用于引導(dǎo)冷卻氣霧的流動方向。

11、在本發(fā)明的一個實施例中，所述導(dǎo)流板采用形狀記憶合金，在溫度升高時展開。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

13、本發(fā)明的基于微型通道的lvdt位移傳感器散熱結(jié)構(gòu)，在骨架內(nèi)設(shè)置有微型散熱通道，微型散熱通道靠近線圈設(shè)置，結(jié)合壓電膜片驅(qū)動導(dǎo)熱液體循環(huán)流動，能夠有效地將熱量傳導(dǎo)并釋放到外部環(huán)境。通過將散熱結(jié)構(gòu)與lvdt位移傳感器的主體結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合，減小了lvdt位移傳感器的體積與重量表現(xiàn)，也提高了適用性。同時，不僅大幅度降低了lvdt位移傳感器的工作溫度，還能夠穩(wěn)定線圈的磁性能，提高了lvdt位移傳感器在線性度要求較高的應(yīng)用場合下的表現(xiàn)和工作穩(wěn)定性。

14、本發(fā)明在骨架內(nèi)部填充有相變吸熱材料，在達到相變吸熱材料的相變溫度后，相變吸熱材料通過相變時吸收大量的熱量，從而有效降低了lvdt位移傳感器內(nèi)部的溫度波動，使lvdt位移傳感器始終工作于穩(wěn)定的溫度范圍內(nèi)；提高了lvdt位移傳感器的長期穩(wěn)定性和測量精度，同時減少了溫度變化對工作性能的影響。

15、本發(fā)明設(shè)置有氣霧冷卻組件，通過在lvdt位移傳感器內(nèi)設(shè)計氣霧冷卻組件，形成冷卻氣霧和換氣通道，并結(jié)合微型通道內(nèi)的導(dǎo)熱液體循環(huán)流動，實現(xiàn)了lvdt位移傳感器內(nèi)部的溫度管理，使lvdt位移傳感器在高溫環(huán)境下仍然能夠保持工作穩(wěn)定性，避免了過熱對測量精度的影響。

16、上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。