场调节器制造技术

本发明专利技术通常涉及一种场调节器，尤其涉及一种用于谐振电路的场调节器、包括这种场调节器的发射器、包括这种发射器的接近检测系统以及调节谐振电路的方法。本发明专利技术的一个方案提供一种用于谐振电路的场调节器，所述谐振电路包括磁芯周围的电感器线圈，所述场调节器包括被配置为施加DC偏置电流至所述电感器线圈以用于调整所述电感器产生的电磁场的DC偏置电路。DC偏置电路可以被用于选择性地改变谐振电路中电感器的电感，以便维持变化环境中的一致场强，尤其在考虑存在大金属体的情形下，否则其可能不利地影响操作。具体地，DC偏置电流可以被用于选择性地改变谐振电路的固有频率，以将谐振电路移向期望谐振点。

Field regulator

The present invention relates generally to a field regulator, especially relates to a resonant circuit field regulator, including the field regulator, including the transmitter transmitter proximity detection system and adjusting method of resonant circuit. One embodiment of the invention provides a method for resonant circuit field regulator, the resonant circuit including an inductor coil around the field, including the regulator is configured to apply a DC bias current to the inductor coil for DC bias circuit of the electromagnetic field generated by adjusting the inductor. DC bias circuit can be used to selectively change the inductor in the resonant circuit, in order to maintain consistent field changes in the environment, especially when considering the existence of large metal body case, otherwise it may adversely affect the operation. Specifically, the DC bias current can be used to selectively change the natural frequency of the resonant circuit to shift the resonant circuit to the desired resonant point.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及一种场调节器，尤其涉及一种用于谐振电路的场调节器、包括这种场调节器的发射器、包括这种发射器的接近检测系统以及调节谐振电路的方法。
技术介绍
很多工作场所，诸如涉及车辆、设备和机器(例如，卡车、起重机、牵引车、叉车、输送机、自卸车辆、挖掘机、破碎机、地下采矿设备等等)的操作和移动的工程工地和物料搬运工地，经常需要特别措施以将伤害及其它损害的风险降到最低，并满足特定安全要求。先前技术包括报警系统，诸如接近检测及防撞系统，其已被开发出来以辅助工人或设备操作员检测另一个工人或机器的靠近，从而避免碰撞。一些接近检测系统使用无线通信，其中当接收器在发射器的预定范围内时，接收器(由人员携带)可以检测到发射器产生的电磁场。这允许采取措施来避免碰撞或事故。然而，发射器操作环境的因素可以影响由发射器产生的电磁场的强度和范围。例如，来自一个发射器的信号有时可能干扰来自一个或多个其它发射器的信号。此外，操作环境中的金属物体可以具有显著地改变电路电感和发射器的谐振频率的效果，从而影响发射器产生的电磁场的强度。此外，例如由于电路组件随着寿命和使用而恶化和/或受温度、压力、湿度和其它环境变量等影响，电路组件的材料属性(诸如电介质、绝缘、导体和电感器磁芯材料的特性的变化)可能变化。这些因素具有限制一些工作作业场所中现有接近检测系统的效力的影响。这些接近检测系统产生的电磁场可以是弱的、不可靠的和/或易中断或干扰的。在现有接近检测系统中使用的发射器中，已知使用可变电感器或可变电容器来补偿在特定环境中设立和操作过程中发射器性能的任何变化。通常通过手动控制或使用伺服机构来调整这些可变电感器和电容器。这些解决方案要么涉及场干预，要么引入额外的复杂性以及由此产生的费用和风险。本专利技术旨在至少部分解决上述缺点或问题中的一个或多个，或至少给相关行业提供有用的选择。本说明书中，在引用或者讨论文件、行为或知识条目时，这种引用或讨论并非承认该文件、行为或知识条目或者其任意组合在优选权日是公知常识的一部分，或者被已知与尝试解决本说明书所涉及的任何问题有关。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方案，提供一种用于谐振电路的场调节器，所述谐振电路包括围绕磁芯的电感器线圈，所述场调节器包括DC偏置电路，所述DC偏置电路被配置为施加DC偏置电流至所述电感器线圈以调节由所述电感器产生的电磁场。DC偏置电路可以被用于选择性地改变谐振电路中电感器的电感，以便维持一致的场强度。具体地，DC偏置电流可以被用于选择性地改变谐振电路的固有频率，以便将谐振电路移向期望的谐振点。通过在谐振电路电感器上直接叠加DC偏置电流来实现电感的变化，而无需额外的控制绕组。优选地，场调节器包括反馈控制系统，其中基于在所述谐振电路中测量到的电流来确定所施加的DC偏置电流的电平。优选地，场调节器包括：电流检测器，用于检测所述谐振电路的电流；以及偏振电流控制器，用于基于所检测到的所述谐振电路的电流来控制所述DC偏置电流。DC偏置电流的变化可以具有调整标称电路响应点附近的谐振电路响应特性的效果，并且这可以被用于将电路谐振点调整至目标谐振点。为此，场调节器可以被配置为基于对所述DC偏置电流中递增变化的谐振电路响应，来调整所述DC偏置电流。具体地，偏置电流控制器可以被配置为响应于所述DC偏置电流中的递增变化，基于所检测到的所述谐振电路中所述电流的变化来调整所述DC偏置电流。偏置电流控制器可以被配置为响应于确定谐振电路的电流响应于DC偏置电流的递增增大而减小和/或确定谐振电路的电流响应于DC偏置电流的递增减小而增大，从而减少DC偏置电流。另外，偏置电流控制器可以被配置为响应于确定谐振电路的电流响应于DC偏置电流的递增增大而增大和/或确定谐振电路的电流响应于DC偏置电流的递增减小而减小，从而增大DC偏置电流。理论上，谐振电路的电流响应于DC偏置电流的递增增大而增大和/或谐振电路的电流响应于DC偏置电流的递增减小而减小，这可以表明固有频率低于谐振电路的驱动频率。相反地，谐振电路的电流响应于DC偏置电流的递增增大而减小和/或谐振电路的电流响应于DC偏置电流的递增减小而增大，这可以表明固有频率高于谐振电路的驱动频率。优选地，电流检测器包括电流传感电阻器。在一些实施例中，电流检测器可以包括霍尔效应装置、磁检测线圈等。电流检测器可以以规则间隔采样谐振电路的电流。在一些实施例中，电流检测器可以连续地检测谐振电路的电流。通过计算样本的平均值，偏置电流控制器可以确定谐振电路的电流。典型地，电流检测器被定时为采样电流的峰值。可选地，偏置电流控制器可以被耦接至谐振电路控制器，所述谐振电路控制器控制至所述谐振电路的交流电源。基于来自谐振电路控制器的信息，偏置电流控制器可以确定适当的采样时刻。谐振电路控制器可以包括用于控制驱动所述谐振电路的驱动频率的H-桥控制器。典型地，H-桥控制器包括用于确定H-桥的驱动频率的微处理器。优选地，DC偏置电流源与谐振电路的高电压解耦(decouple)。在优选实施例中，场调节器包括一个或更多AC阻挡电感器，用于将DC偏置电流源与谐振电路的电压解耦。可以使用任何合适数量的阻挡电感器。优选地，场调节器包括连接在谐振电路与DC偏置电流源之间的一对阻挡电感器。具体地，阻挡电感器可以被连接至DC源的每个端子。尤其，每个阻挡电感器的电感值可以比谐振电路的电感器的电感值大至少一个数量级。根据本专利技术的另一方案，提供一种发射器，包括：谐振电路，包括围绕磁芯的电感器线圈；以及场调节器，包括DC偏置电路，所述DC偏置电路用于施加DC偏置电流至所述电感器线圈以调节由所述电感器产生的电磁场。电感器可以包括非均匀透磁率的磁芯。优选地，磁芯的透磁率从中央部朝着外周边减小。磁芯可以包括沿着磁芯的外周边或者邻近磁芯的外周边均匀间隔开的多个空隙。尤其，空隙可以是沿着磁芯的轴向的延长槽。优选地，谐振电路包括隔离所述电感器线圈的阻挡器件，使得所述DC偏置电流仅流过所述电感器线圈。换言之，阻挡器件有利地防止DC偏置电流影响除了电感器线圈之外的谐振电路的组件。为此，谐振电路还可以包括两个或更多电容器。典型地，电容器串联连接至电感器线圈。具体地，电容器可以被串联耦合至电感器的每个端子。优选地，谐振电路的电感与电容比(L/C比)在1000至1,000,000的范围内。电感器可以具有600μH左右的电感。该对电容器可以具有大约3.3nF的组合电容。电流感测电阻器可以与电容器中的一个电容器串联连接，使得能够检测流过电感器的电流。谐振器电路可以由任何合适的电源供电。谐振电路可以包括用于将来自DC电源的DC信号转换为用于驱动所述谐振电路的AC信号的H-桥。可替代地，可以使用来自任何合适AC电源的AC信号来驱动谐振电路。发射器还可以包括H-桥控制器，用于控制驱动谐振电路的驱动频率。H-桥控制器可以与H-桥分开或者与H-桥集成。以本专利技术的形式，电容器操作为阻挡电容器，用于将来自H-桥和H-桥控制器的DC偏置电流解耦。利用将DC偏置电流源从电感器的AC信号解耦的阻挡电感器，阻挡电容器和电感器的配置允许主信号和偏置信号的有效解耦，使得能够使用DC偏置电流电路来调整电感器的操作，而不显著地影响其它电路组件。谐振电路的操作频率可以在50本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于谐振电路的场调节器，所述谐振电路包括围绕磁芯的电感器线圈，所述场调节器包括DC偏置电路，所述DC偏置电路被配置为施加DC偏置电流至所述电感器线圈以调节由所述电感器产生的电磁场。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.17 AU 20149014231.一种用于谐振电路的场调节器，所述谐振电路包括围绕磁芯的电感器线圈，所述场调节器包括DC偏置电路，所述DC偏置电路被配置为施加DC偏置电流至所述电感器线圈以调节由所述电感器产生的电磁场。2.根据权利要求1所述的场调节器，包括反馈控制系统，其中基于在所述谐振电路中测量到的电流来确定所施加的DC偏置电流的电平。3.根据权利要求2所述的场调节器，包括：电流检测器，用于检测所述谐振电路的电流；以及偏置电流控制器，用于基于所检测到的所述谐振电路的电流来控制所述DC偏置电流。4.根据权利要求3所述的场调节器，被配置为基于对所述DC偏置电流中递增变化的谐振电路响应，来调整所述DC偏置电流。5.根据权利要求4所述的场调节器，其中所述偏置电流控制器被配置为响应于所述DC偏置电流中的递增变化，基于所检测到的所述谐振电路的电流的变化来调整所述DC偏置电流。6.根据权利要求3至5中任一项所述的场调节器，其中所述电流检测器包括电流传感电阻器。7.根据权利要求3至6中任一项所述的场调节器，其中所述电流检测器被配置为以规则间隔采样所述谐振电路的电流。8.根据权利要求3至7中任一项所述的场调节器，其中所述偏置电流控制器被耦接至谐振电路控制器，所述谐振电路控制器控制至所述谐振电路的交流电源。9.根据权利要求8所述的场调节器，其中所述交流电源包括用于控制用以驱动所述谐振电路的驱动频率的H-桥控制器。10.根据任意前述权利要求所述的场调节器，其中DC偏置电流源与所述谐振电路的高电压去耦。11.一种发射器，包括：谐振电路，包括围绕磁芯的电感器线圈；以及场调节器，包括DC偏置电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·J·斯威尼，M·C·维尔特，
申请(专利权)人：镁思锑技术有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU