Sensor magnético de proximidad de efecto Hall biestable.

Sensor de proximidad magnético biestable que comprende una carcasa (10) y un chip de efecto Hall

(12), siendo dicho chip de efecto Hall (12) de tipo monoestable, teniendo el chip de efecto Hall alojado en dicha carcasa, al menos un primer elemento magnético (16) y un segundo elemento magnético (18), caracterizado porque dicho primer elemento magnético (16) y dicho segundo elemento magnético (18) están alojados respectivamente en la carcasa (10) de forma que ambos tienen libertad de giro con el fin de mantener una condición de atracción magnética mutua orientándose según una polaridad respectiva del mismo signo de los elementos hacia dicho chip de efecto Hall (12).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/053944.

Solicitante: STEM S.R.L..

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: Via della Meccanica 2 27010 Cura Carpignano (Pavia) ITALIA.

Inventor/es: MORO,SIMONE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > CIRCUITOS ELECTRONICOS BASICOS > TECNICA DE IMPULSO (medida de las características... > H03K17/00 (Conmutación o apertura de puerta electrónica, es decir, por otros medios distintos al cierre y apertura de contactos (amplificadores controlados H03F 3/72; disposiciones de conmutación para los sistemas de centrales que utilizan dispositivos estáticos H04Q 3/52))

PDF original: ES-2474724_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sensor magnïtico de proximidad de efecto Hall biestable.

La presente invenciïn se refiere a un sensor de proximidad magnïtico de efecto Hall biestable que es particularmente adecuado para ser integrardo en sistemas previstos para controlar el movimiento de una plataforma mïvil en general.

Como es conocido en gran parte en el sector tïcnico, por ejemplo US-6867680B1, WO-2007/129504A, un sensor de proximidad magnïtico puede ser bien del tipo monoestable o del tipo biestable. Los sensores que pertenecen a cualquiera de estas tipologïas pueden emplearse en relaciïn con muy diversas aplicaciones en diferentes capos de la automatizaciïn industrial, en cualquier caso son ampliamente empleados sin duda - y sobre todo - en relaciïn con equipos y aparatos que entran en el campo general de las plataformas mïviles, donde se entiende que estas plataformas mïviles incluyen cualquier tipo de equipo elevador, por ejemplo ascensores, elevadores de cargas, montacargas, telesillas, escaleras rodantes, escaleras y elevadores mecïnicos, plataformas aïreas o elevadas y similares, pero tambiïn plumas de grïas y brazos, escaleras mïviles, andenes mïviles y similares.

En cuanto al funcionamiento de estos sensores, es decir su modo operativo, los dos tipos de sensores de proximidad magnïticos arriba mencionados, monoestables y biestables, difieren entre sï sustancialmente por el estado de estabilidad que el sensor puede adoptar y mantener. Especïficamente, un sensor de proximidad magnïtico monoestable puede estar en un estado de excitaciïn o activaciïn cuando se ve bajo la influencia, esto es expuesto a los efectos, de un campo magnïtico, por lo que puede estar en estado desenergizado o desactivado cuando ya no estï expuesto a tales efectos. Por el contrario, un sensor de proximidad magnïtico biestable puede mantener cualquiera de dichos estados estables de activaciïn y desactivaciïn, respectivamente, mientras no se aplique un polo magnïtico opuesto.

A modo de ejemplo y con propïsitos ilustrativos se hace referencia mïs adelante a un dispositivo elevador donde se utiliza un sensor de proximidad magnïtico biestable para indicar la condiciïn de fin de trayecto de una cabina de ascensor o jaula de elevador, es decir cuando la jaula del elevador alcanza bien la planta mïs alta o bien la mïs baja.

Al estar fijado en la caja elevadora, el sensor de proximidad magnïtico biestable se mantiene en un estado activado cuando ïsta se desplaza a lo largo del hueco del ascensor, mientras que pasa a un estado desactivado cuando ïsta se encuentra en un nivel de final de trayecto. El estado del sensor cambia cuando se mueve en la proximidad de un cuerpo magnïtico externo previsto en el hueco del ascensor justo poco antes de llegar a la planta de cabeza o justo poco antes de llegar a la planta mïs baja. El sensor puede disponerse de modo que proporciona a una unidad de control una indicaciïn sobre su estado mediante una seïal correspondiente de salida, unidad de control como, por ejemplo, un microcontrolador, un DSP (procesador digital de seïales) , un ordenador o un PLC (controlador lïgico programable) o similar.

En una condiciïn de final de trayecto, la seïal del estado desactivado proporcionada por el sensor a la unidad de control indica que ya no existen plantas mïs allï de la alcanzada y que el funcionamiento subsiguiente de la cabina del ascensor sïlo puede tener lugar en direcciïn de desplazamiento inversa opuesta al trayecto terminado.

Como disposiciïn final de seguridad, se han previsto otros dispositivos de final de trayecto de tipo mecïnico, esto es los llamados dispositivos de recorrido adicional de final de trayecto, con el fin de detener la cabina en caso de que siga desplazïndose durante una longitud de trayecto adicional sobrepasando los lïmites.

De entre todos los sensores de proximidad conocidos en la tïcnica, los basados en el efecto Hall tienen la ventaja de asegurar registros de fiabilidad demostrados, ya que su funcionamiento es de hecho de naturaleza completa y ïnicamente electrïnica, es decir un hecho que hace que estos sensores sean mucho mïs resistentes a choques mecïnicos. Por otro lado, un sensor de proximidad magnïtico de efecto Hall estï particularmente adaptado para la interconexiïn con una unidad de control gracias a la velocidad de respuesta y al grado de precisiïn que puede asegurar.

El funcionamiento de un sensor de proximidad magnïtico de efecto Hall se basa en el fenïmeno fïsico del mismo nombre, de acuerdo con el cual un campo magnïtico que se aplica ortogonalmente a la direcciïn de una densidad de corriente con relaciïn a portadores de carga que se desplazan longitudinalmente en un conductor, es decir un material que conduce corriente, genera una fuerza que impulsa los portadores de carga transversalmente con relaciïn a la direcciïn de la densidad de corriente con el fin de recogerlos a lo largo de un borde del material conductor. En la prïctica, esta acumulaciïn de carga a lo largo del borde del material conductor origina un aumento de la diferencia de potencial entre dos puntos mutuamente opuestos del mismo material conductor, esto es el llamado voltaje Hall.

De manera general se puede constatar que un diagrama de circuito bïsico de un chip de efecto Hall puede incluir un estabilizador de corriente y un circuito regulador para una corriente, utilizada para suministrar y activar las diferentes fases que forman el mismo chip. Estas fases comprenden esencialmente una fase generadora Hall que genera el voltaje Hall; a esta fase sigue una fase de amplificaciïn que actïa directamente sobre dicho voltaje Hall para amplificarlo. La seïal de salida emitida por esta fase de amplificaciïn puede estar asï lista para el procesamiento adecuado tanto en un circuito anïlogo como lïgico, o se puede prever otra fase como el llamado activador Schmitt. Este ïltimo, a su vez, puede ser seguido por una conexiïn con un transistor final en una configuraciïn correspondiente dada con vistas a una seïal de salida adecuada para accionar debidamente un circuito digital.

El chip de efecto Hall estï integrado en un panel de circuito impreso previsto con extremos de soldadura o adaptadores de contacto para la conexiïn a cables conductores. El propio panel del circuito impreso estï alojado dentro de una carcasa que forma la carcasa efectiva del sensor de proximidad magnïtico de efecto Hall como un todo.

Los sensores de proximidad magnïticos de efecto Hall pueden ser diferentes entre sï, siendo asï del tipo monoestable o del tipo biestable cuando se proporcionan para integrar un chip diferente de efecto Hall que puede ser bien monoestable bien biestable, respectivamente.

Con relaciïn sïlo a los sensores de proximidad magnïticos de efecto Hall del tipo biestable, es generalmente conocido que estos sensores no son capaces de mantener o retener su estado de activaciïn o desactivaciïn bajo todas y cada una de las condiciones operativas. De hecho, en caso de un fallo temporal de la alimentaciïn elïctrica, un sensor de proximidad magnïtico de efecto Hall biestable deja de funcionar, es decir pierde el estado que tenïa justo un momento antes del fallo del suministro elïctrico y, una vez restaurado el suministro elïctrico, es decir cuando se conecta de nuevo, este sensor siempre y en todos los casos se reinicializa en su estado de activaciïn.

Este tipo de insuficiencia provoca realmente una serie de desventajas no deseadas. Asï, por ejemplo, si se interrumpe el fallo de suministro elïctrico y a continuaciïn se restaura inmediatamente mientras que la cabina del elevador se encuentra en una condiciïn de trayecto adicional es posible que el sensor de proximidad magnïtico biestable de efecto Hall se reinicialice asumiendo el estado de activaciïn en lugar del de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sensor de proximidad magnïtico biestable que comprende una carcasa (10) y un chip de efecto Hall (12) , siendo dicho chip de efecto Hall (12) de tipo monoestable, teniendo el chip de efecto Hall alojado en dicha carcasa, al menos un primer elemento magnïtico (16) y un segundo elemento magnïtico (18) , caracterizado porque dicho primer elemento magnïtico (16) y dicho segundo elemento magnïtico (18) estïn alojados respectivamente en la carcasa (10) de forma que ambos tienen libertad de giro con el fin de mantener una condiciïn de atracciïn magnïtica mutua orientïndose segïn una polaridad respectiva del mismo signo de los elementos hacia dicho chip de efecto Hall (12) .

2. Sensor de proximidad magnïtico biestable segïn la reivindicaciïn 1, caracterizado porque cada elemento magnïtico bipolar (16, 18) comprende una espiga (60) cuyas partes terminales se acoplan a correspondientes casquillos (68, 70) de forma que pueden girar, alojïndose dichos casquillos de forma unida fijamente en alojamientos respectivos previstos en la carcasa (10) .

3. Sensor de proximidad magnïtico biestable segïn la reivindicaciïn 2, caracterizado porque la espiga (60) y los casquillos (68, 70) estïn hechos de materiales metïlicos diferentes.

4. Sensor de proximidad magnïtico biestable segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos uno de dichos elementos magnïticos giratorios primero o segundo (16, 18) estï adaptado para ser accionado, es decir activado, mediante un flujo magnïtico de un cuerpo magnïtico externo con el fin de mantener el sensor en una condiciïn de estabilidad.

5. Sensor de proximidad magnïtico biestable segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho sensor comprende ademïs un relï, siendo controlada una bobina de dicho relï por el chip de efecto Hall (12) .

6. Sensor de proximidad magnïtico biestable segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho sensor comprende una salida con al menos una de las configuraciones de salida por transistor NPN, salida por transistor PNP y salida suministrada por los contactos del relï.

7. Sensor de proximidad magnïtico biestable segïn la reivindicaciïn 5 ï 6, caracterizado porque dicho sensor es biestable del tipo de modo de intercambio.

8. Sistema de control que comprende medios sensores para controlar el movimiento de una plataforma mïvil, caracterizado porque tales medios sensores comprenden al menos un sensor de proximidad magnïtico biestable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.