隨著船舶自動(dòng)化程度的日益提高，微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在船舶上得到日益廣泛的運(yùn)用。船舶微機(jī)自控系統(tǒng)的運(yùn)用，要求廣泛地運(yùn)用各種傳感器，并且要求傳感器與計(jì)算機(jī)的連接方便，數(shù)據(jù)傳輸速度快、精度高。由江蘇省無錫交通學(xué)校研制，并通過江蘇省交通廳課題驗(yàn)收的智能式磁致伸縮位移傳感器，正是滿足了上述要求的新型傳感器。在這里，作者與各位同行探討一下智能式磁致伸縮位移傳感器在船舶上的應(yīng)用前景。

1 磁致伸縮原理

磁致伸縮原理是由科學(xué)家James Prescott Joule于1842 年發(fā)現(xiàn)的。James Prescott Joule 發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鐵磁體受到外磁場(chǎng)作用而磁化時(shí)，其磁疇結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化，晶體的原子間距隨之改變，致使鐵磁體的體積、形狀發(fā)生變化，特別是鐵磁體物質(zhì)在磁場(chǎng)方向上的長度發(fā)生變化。這種磁效應(yīng)就稱之為磁致伸縮。

2 磁致伸縮技術(shù)的應(yīng)用

1940 年，磁致伸縮技術(shù)首次成功地應(yīng)用在潛艇聲納探測(cè)距離系統(tǒng)上。1960 年美國人Jack Tellerman首次向美國政府申請(qǐng)了磁致伸縮位移傳感器的專利權(quán)。目前，一部分飛機(jī)油箱的油位檢測(cè)就是采用的磁致伸縮位移傳感器。我校研制的智能式磁致伸縮位移傳咸器，就是采用磁致伸縮原理進(jìn)行高精度、可超長行程測(cè)量的新型位移傳感器。其位移測(cè)量范圍為0～3 000mm ，是一種非接觸式位移傳感器，不存在磨擦和磨損。該傳感器的“智能”主要體現(xiàn)在:由于傳感器與單片機(jī)一體化設(shè)計(jì)，使其具有高精度、超低溫漂、可隨意互換、安裝調(diào)試方便簡單、調(diào)零調(diào)滿只須輕按一下按鈕，無需反復(fù)調(diào)試等特點(diǎn);其內(nèi)部線路采用了當(dāng)今較先進(jìn)的數(shù)字電路，485 并行輸出接口，操作簡單，互換性好，有效傳遞距離達(dá)1km以上。該傳感器能直接與計(jì)算機(jī)、中央控制系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)。其綜合指標(biāo)目前較為領(lǐng)先，是其它任何位移傳感器都無法相比的，在許多領(lǐng)域都可充分發(fā)揮其用途。

從國內(nèi)外同類傳感器的運(yùn)用來看，由我校研制的智能式磁致伸縮位移傳感器，非常適合工業(yè)自動(dòng)化、汽輪發(fā)電機(jī)行業(yè)、液壓缸體、飛機(jī)油箱油位等需要精確測(cè)量物體位移，并須將測(cè)量數(shù)據(jù)輸入中心控制計(jì)算機(jī)的場(chǎng)合。

根據(jù)船舶自動(dòng)控制技術(shù)運(yùn)用的現(xiàn)狀，以及智能式磁致伸縮位移傳感器的技術(shù)特點(diǎn)，作者認(rèn)為該傳感器非常適用于船舶的各種液位測(cè)量，以及各種閥門的開啟行程檢測(cè)等。目前，船舶上常用的液位檢測(cè)方法有浮力法、靜壓法、電極法、電阻法、電容法等。閥門的開啟行程檢測(cè)主要采用電阻式、差動(dòng)式等傳統(tǒng)位移傳感器。但這些傳感器均存在著測(cè)量精度低，穩(wěn)定性、重復(fù)性等指標(biāo)低，輸出的電量是模擬量，輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)速度慢、難度大，數(shù)據(jù)傳輸衰減嚴(yán)重等缺陷。船舶上有許多地方需要運(yùn)用液位傳感器，例如普通船舶上的船用鍋爐水位檢測(cè)、燃油油位檢測(cè)、艙底污水檢測(cè)、以及特殊船舶如散裝化學(xué)品運(yùn)輸船的液艙液位遙測(cè)與溢流控制、油船的油位檢測(cè)與溢流控制等。船舶上閥門則更是不計(jì)其數(shù)。隨著船舶自動(dòng)化程度的提高，各種閥門的控制自動(dòng)化要求也越來越高。與之相應(yīng)，對(duì)檢測(cè)設(shè)備精度的要求也越來越高。因此，智能式磁致伸縮位移傳感器在船舶上的應(yīng)用前景十分光明。

3 智能式磁致伸縮位移傳感器的組成