抗强磁干扰的电涡流传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种抗强磁干扰的电涡流传感器，包括PCB板，PCB板上包括两组前、后排列的线圈，其中外组线圈由第一铜线以及第四铜线采用双股并列的结构绕制，内组线圈由第二铜线以及第三铜线采用双股并列的结构绕制；电子开关，其输入端与脉冲发生器的输出端相连，其输入端通过第二电容分别与第一铜线的一端以及第二铜线的一端相连；第一铜线的另一端通过第三铜线接地；第二铜线的另一端通过第四铜线接地；第一铜线与第三铜线的连接处以及第二铜线与第四铜线的连接处为线圈的两个输出端；信号处理电路，其输入端与线圈的输出端相连；选频滤波电路，其输入端与信号处理电路的输出端相连。本实用新型专利技术不仅检测距离远，而且还具有很好的抗强磁能力。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电涡流传感器，更具体地说，是涉及一种抗强磁干扰的电涡流传 感器。
技术介绍
现有的电涡流传感器中有带有铁氧体的线圈配合LC三点式振荡电路作为振荡 器，在线圈中产生交变的磁场。当被测金属靠近这一磁场，则在金属表面产生感应电流，与 此同时该电涡流场也产生一个方向与线圈方向相反的交变磁场，使线圈中的高频电流的幅 度和相位得到改变，探头中的线圈的Q值也发生变化，Q值的变化引起振荡器电压幅度的变 化，这个变化的电压经过检波、滤波、线性补偿、放大最终转换成需要的电压（电流）变化。 电涡流传感器的感应头是有线圈和铁氧体组成，一般采用灌状的铁氧体，线圈安 装在铁氧体的底部，该磁芯是半开口形状，线圈位于磁芯内部，目的是使线圈的磁场向磁芯 开口方向单一分布。这种类型的电涡流传感器一般只是用于电磁干扰较弱的环境中，在强 磁干扰的环境中，则无法正常使用。 没有铁氧体的电涡流传感器，存在着磁力线分布广的问题，相对于带铁氧体的线 圈产生的能量分布广且不集中，该类电涡流传感器通常情况下，检测距离较短，稳定性及温 飘性能均较差，且配合普通LC三点式振荡器，不具备抵抗强磁干扰的能力。 这里有必要阐述一下，磁感应强度的定义，与磁力线方向垂直的单位面积上所通 过的磁力线数目，又叫磁力线的密度，也叫磁通密度，用B表示，单位为特斯拉（T)，IT = 1000 mT0
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本技术的目的是提供一种抗强磁干扰的电涡流 传感器。 为达到上述目的，本技术采用如下的技术方案： 一种抗强磁干扰的电涡流传感器，包括PCB板，所述PCB板上包括： 线圈，所述线圈的数量为两组，所述两组线圈前、后排列，其中外组线圈由第一铜 线以及第四铜线采用双股并列的结构绕制，内组线圈由第二铜线以及第三铜线采用双股并 列的结构绕制； 脉冲发生器； 电子开关，其输入端与所述脉冲发生器的输出端相连，其输入端通过第二电容分 别与第一铜线的一端以及第二铜线的一端相连；所述第一铜线的另一端通过第三铜线接 地；所述第二铜线的另一端通过第四铜线接地；所述第一铜线与所述第三铜线的连接处以 及所述第二铜线与所述第四铜线的连接处为线圈的两个输出端； 信号处理电路，其输入端与所述线圈的输出端相连； 选频滤波电路，其输入端与所述信号处理电路的输出端相连。 所述脉冲发生器包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的负极输入端通过第 一电容接地；所述第一电容每摄氏度变化在30ppm以内。 所述信号处理电路包括并接在所述线圈的两个输出端之间的第一电位器以及第 二电位器，所述第一电位器中的滑动电刷接地；所述第二电位器中的滑动电刷通过第五电 容接地；所述线圈的一个输出端通过第三电容与差分放大器的正极输入端相连，另一个输 出端通过第四电容与差分放大器的负极输入端相连。 所述选频滤波电路包括第十电阻，所述第十电阻的一端与所述信号处理电路的输 出端相连，所述第十电阻的另一端通过第六电容与第四运算放大器的负极输入端相连；所 述第十电阻与所述第六电容的连接处还通过第十二电阻接地；所述第十电阻与所述第六电 容的连接处还通过第七电容与所述第四运算放大器的输出端相连；所述第四运算放大器的 负极输入端还通过第十一电阻与所述第四运算放大器的输出端相连；其中，第十一电阻的 阻值与第十电阻以及第十二电阻并联后的阻值之比大于10000。 还包括放大输出电路，其输入端与所述选频滤波电路的输出端相连。 与现有技术相比，采用本技术的一种抗强磁干扰的电涡流传感器，不仅检测 距离远，稳定性好，而且还具有很好的抗强磁能力。【附图说明】 图1是本技术实施例的原理示意图； 图2是图1中的线圈的结构示意图； 图3是图1中的脉冲发生器的电路示意图； 图4是图1中的线圈、脉冲发生器以及电子开关的连接示意图； 图5是图1中的信号处理电路的电路示意图； 图6是图1中的选频滤波电路的电路示意图； 图7是图1中的放大输出电路的电路示意图。【具体实施方式】 下面结合附图和实施例进一步说明本技术的技术方案。 请参阅图1至图7所示的一种抗强磁干扰的电涡流传感器，包括PCB板，PCB板上 包括： 线圈，线圈的数量为两组，两组线圈前、后排列，其中外组线圈由第一铜线Ll以及 第四铜线L4采用双股并列的结构绕制，内组线圈由第二铜线L2以及第三铜线L3采用双股 并列的结构绕制； 如图2所示，为了达到抗强磁的效果，没有使用铁氧体，否则无法实现。本实用新 型采用的是"双线圈"的方式，但是又与普通的双线圈有本质上的区别，如果前后线圈为相 同圈数，相同线径，相同的绕线方式制作出来的两个完全相同的线圈，该完全相同是理想状 态，实际无法满足，始终存在差异，此"差异"会在后端差分电路中体现出来。 本技术的单组线圈采用两股线，双线并绕的方式绕制，故本技术实际是 采用了 4个线圈，本线圈结构在电路的配合下拥有两大优势，灵敏度高和有效抑制自身温 飘的作用。理想状态的两组线圈，理论上可以无需做温度补偿，故具有极佳的稳定性。两组 线圈同时给予相同的电脉冲信号，使之产生交变磁场，由于脉冲信号的相同，线圈的产生的 交变磁场方向保持一致。 脉冲发生器，包括第一运算放大器ICl，第一运算放大器ICl的负极输入端通过第 一电容Cl接地；第一电容Cl每摄氏度变化在30ppm以内。 本技术的电涡流传感器有别于传统电涡流传感器，产生磁场的线圈不再是振 荡器的一部分，磁场是由流过线圈的周期脉冲信号所产生。 如图3所示，振荡器是由运算放大器，RC网络构成，为了得到一个性能好的振荡 器，选择稳定性，抗干扰能力强的运算放大器，选用高精度的电阻电容，特别指出电容Cl，尽 可能选用随温度变化小的电容，推荐选择每摄氏度变化小于30ppm的电容，这样才能得到 一个频率稳定，幅值稳定的方波激励信号。 电子开关IC2,其输入端与脉冲发生器的输出端相连，其输入端通过第二电容C2 分别与第一铜线Ll的一端以及第二铜线L2的一端相连；第一铜线Ll的另一端通过第三铜 线L3接地；第二铜线L2的另一端通过第四铜线L4接地；第一铜线Ll与第三铜线L3的连 接处以及第二铜线L2与第四铜线L4的连接处为线圈的两个输出端； 方波激励信号不具备较强的驱动线圈的能力，通过驱动电子开关，转换成一个固 有的电源与地信号的周期性脉冲信号，线圈与电容组成串联谐振当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗强磁干扰的电涡流传感器，其特征在于，包括PCB板，所述PCB板上包括：线圈，所述线圈的数量为两组，所述两组线圈前、后排列，其中外组线圈由第一铜线(L1)以及第四铜线(L4)采用双股并列的结构绕制，内组线圈由第二铜线(L2)以及第三铜线(L3)采用双股并列的结构绕制；脉冲发生器；电子开关(IC2)，其输入端与所述脉冲发生器的输出端相连，其输入端通过第二电容(C2)分别与第一铜线(L1)的一端以及第二铜线(L2)的一端相连；所述第一铜线(L1)的另一端通过第三铜线(L3)接地；所述第二铜线(L2)的另一端通过第四铜线(L4)接地；所述第一铜线(L1)与所述第三铜线(L3)的连接处以及所述第二铜线(L2)与所述第四铜线(L4)的连接处为线圈的两个输出端；信号处理电路，其输入端与所述线圈的输出端相连；选频滤波电路，其输入端与所述信号处理电路的输出端相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢勇，许用疆，甘海苗，
申请(专利权)人：上海兰宝传感科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31