一种电磁诱导尺精确位移检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电磁诱导尺精确位移检测系统，包括电磁诱导尺、电磁发生器、数据解读器、电磁匹配器、车载PLC系统和中控调度系统，所述电磁诱导尺是由地址数据电缆和通信漏波电缆组成，所述地址数据电缆共十三组，十三组所述地址数据电缆在导尺内按照格雷码规律交叉排序组成一个个感应线圈，所述通信漏波电缆共两组，两组所述通信漏波电缆在导尺内上下平行排序，所述电磁发生器与车载PLC系统、电磁匹配器分别电性连接，所述中控调度系统与数据解读器电性连接。本实用新型专利技术通过设置电磁诱导尺、电磁发生器、数据解读器和电磁匹配器，解决了现有的技术无法同时满足重型执行设备行走位移检测与通信的需求的问题。

A precise displacement detection system of electromagnetic induction ruler

【技术实现步骤摘要】
一种电磁诱导尺精确位移检测系统
本技术涉及位移检测设备
，具体为一种电磁诱导尺精确位移检测系统。
技术介绍
随着工业4.0的到来，生产设备智能化水平不断的提高，ERP、MES系统的普及，对终端重型执行设备基础信息的采集和通信提出了更全面的要求，重型设备其中就包括库房天车，散货码头料场的堆取料机，集装箱码头的岸桥，筒仓定位移动布料车，以前这些重型执行设备都是采用现场人工操控模式，工人劳动强度大，工作环境恶劣，生产过程数据不能实时传达到中控调度室，而且对长时间在恶劣现场操作员存在职业健康危害，现在这些重型执行设备都在向信息化、自动化、无人化、智能化发展，这就需要一种系统能精确检测出重型执行设备移动的位移数据，并且实现移动重型执行设备的控制系统和固定地面中控室调度系统之间的数据通信。但是，现有的位置检测技术通常采用激光、旋转编码器、标签，编码电缆等方式，激光位置检测技术受设备行走震动、粉尘、光线的影响时常丢失数据，不能适应现场环境恶劣的作业环境，旋转编码器位置检测技术为相对位移检测方式，设备时走时停，累计大量的滑差，检测数据极为不准，标签位置检测技术精度达不到实际要求，延时较大，格雷母线的位置数据线性精度受内部泡沫骨架形变而降低，且以上位移检测方式，只能满足重型执行设备的位移检测功能，不具备执行机构设备和中控调度系统之间的数据通信功能，要实现移动设备端和固定地面系统之间的数据通信，需要另外架构一套现场AP无线通信系统
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本技术提供了一种电磁诱导尺精确位移检测系统，解决了现有的技术无法同时满足重型执行设备行走位移检测与通信的需求的问题。(二)技术方案为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种电磁诱导尺精确位移检测系统，包括电磁诱导尺、电磁发生器、数据解读器、电磁匹配器、车载PLC系统和中控调度系统，所述电磁诱导尺是由地址数据电缆和通信漏波电缆组成，所述地址数据电缆共十三组，十三组所述地址数据电缆在导尺内按照格雷码规律交叉排序组成一个个感应线圈，所述通信漏波电缆共两组，两组所述通信漏波电缆在导尺内上下平行排序，所述电磁发生器与车载PLC系统、电磁匹配器分别电性连接，所述中控调度系统与数据解读器电性连接，所述数据解读器与电磁诱导尺电性连接，所述电磁诱导尺与电磁匹配器通过电磁波无线连接，所述电磁匹配器包括地址感应线圈、通信接收线圈、地址感性线圈谐振匹配单元和通信匹配负载单元。优选的，所述地址感应线圈通过交变电流会产生一个交变的磁场，所述通信接收线圈匹配成高频通信接发天线。优选的，所述电磁发生器能产生固定强度和频率的正玄波信号，同时通过通信漏波电缆接收发送通信数据。优选的，所述数据解读器根据电磁诱导尺感应到电磁匹配器所在位置线圈里面的电位信号的相位，解析出移动设备的位置信息，同时通过通信漏波电缆接收发送通信数据。优选的，所述地址感应线圈与地址感性线圈谐振匹配单元电性连接。优选的，所述通信接收线圈与通信匹配负载单元电性连接。(三)有益效果本技术提供了一种电磁诱导尺精确位移检测系统，具备以下有益效果：(1)本技术采用法拉第电磁感应定律(磁力线传导原理)来进行位移检测，和电磁漏波原理进行数据通信；当地址感应线圈中通入交变电流时，就会在地址感应线圈附近会产生交变磁场。此时地址数据电缆绕成的线圈处在一个交变的、均匀分布的磁场中,每组地址数据电缆线圈会产生感应电动势，电磁发生器信号通过地址感性线圈谐振匹配单元和地址感应线圈以电磁耦合方式传送到地址数据电缆的感应环线上，数据解读器通过对接收到地址数据电缆的信号进行相位比较，交叉线的信号相位与平行线的信号相位相同，地址为“0”；交叉线的信号相位与平行线的信号相位相反，地址为“1”，这样感应的地址信息是数字编码排列，由此确定电磁匹配器在电磁诱导尺长度方向上的位置，对应就是移动位移数据，本技术能满足重型执行设备的位移检测功能，能提供连续、绝对、高精度位移量。(2)本技术采用电磁漏波原理进行数据通信，电磁漏波原理是围绕着电缆的指定区域，辐射一个规则的信号区，这种功能可以保证在无线客户端和无线接入点之间建立一个稳定可靠的通讯链路，并且能够提供确定的数据循环访问；数据解读器把地面中控调度系统的数字信号转换成电磁波信号通过电磁诱导尺中的通信漏波电缆对外辐射；电磁匹配器中的通信接收线圈在通信匹配负载单元配合下完成对电磁诱导尺向外辐射的电磁波信号进行采集交互；电磁发生器将接受到的通信电磁波信号转换成数据信号传输给车载PLC系统，本技术不仅能检测到重型执行设备行走位置信息，还能实现移动设备端即车载PLC系统和固定地面设备端即中控调度系统之间的数据通信。附图说明图1为本技术的电磁诱导尺精确位移检测系统的原理性示意图；图2为本技术电磁匹配器与电磁诱导尺之间地址数据解析与通信原理性示意图；图3为本技术的电磁感应通信原理图。图中附图标记为：1、电磁诱导尺；2、电磁发生器；3、数据解读器；4、电磁匹配器；5、车载PLC系统；6、中控调度系统；7、通信漏波电缆；8、地址数据电缆；9、地址感应线圈；10、通信接收线圈；11、地址感性线圈谐振匹配单元；12、通信匹配负载单元。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1-3所示，本技术提供一种技术方案：一种电磁诱导尺精确位移检测系统，包括电磁诱导尺1、电磁发生器2、数据解读器3、电磁匹配器4、车载PLC系统5和中控调度系统6，电磁诱导尺1是由地址数据电缆8和通信漏波电缆7组成，地址数据电缆8共十三组，十三组地址数据电缆8在导尺内按照格雷码规律交叉排序组成一个个感应线圈，通信漏波电缆7共两组，两组通信漏波电缆7在导尺内上下平行排序，电磁发生器2与车载PLC系统5、电磁匹配器4分别电性连接，中控调度系统6与数据解读器3电性连接，数据解读器3与电磁诱导尺1电性连接，电磁诱导尺1与电磁匹配器4通过电磁波无线连接，电磁匹配器4包括地址感应线圈9、通信接收线圈10、地址感性线圈谐振匹配单元11和通信匹配负载单元12，地址感应线圈9通过交变电流会产生一个交变的磁场，通信接收线圈10匹配成高频通信接发天线，电磁发生器2能产生固定强度和频率的正玄波信号，同时通过通信漏波电缆7接收发送通信数据，数据解读器3根据电磁诱导尺1感应到电磁匹配器4所在位置线圈里面的电位信号的相位，解析出移动设备的位置信息，同时通过通信漏波电缆7接收发送通信数据，地址感应线圈9与地址感性线圈谐振匹配单元11电性连接，通信接收线圈10与通信匹配负载单元12电性连接。工作原理；当地址感应线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁诱导尺精确位移检测系统，包括电磁诱导尺(1)、电磁发生器(2)、数据解读器(3)、电磁匹配器(4)、车载PLC系统(5)和中控调度系统(6)，其特征在于：所述电磁诱导尺(1)是由地址数据电缆(8)和通信漏波电缆(7)组成，所述地址数据电缆(8)共十三组，十三组所述地址数据电缆(8)在导尺内按照格雷码规律交叉排序组成一个个感应线圈，所述通信漏波电缆(7)共两组，两组所述通信漏波电缆(7)在导尺内上下平行排序，所述电磁发生器(2)与车载PLC系统(5)、电磁匹配器(4)分别电性连接，所述中控调度系统(6)与数据解读器(3)电性连接，所述数据解读器(3)与电磁诱导尺(1)电性连接，所述电磁诱导尺(1)与电磁匹配器(4)通过电磁波无线连接，所述电磁匹配器(4)包括地址感应线圈(9)、通信接收线圈(10)、地址感性线圈谐振匹配单元(11)和通信匹配负载单元(12)。/n

【技术特征摘要】
1.一种电磁诱导尺精确位移检测系统，包括电磁诱导尺(1)、电磁发生器(2)、数据解读器(3)、电磁匹配器(4)、车载PLC系统(5)和中控调度系统(6)，其特征在于：所述电磁诱导尺(1)是由地址数据电缆(8)和通信漏波电缆(7)组成，所述地址数据电缆(8)共十三组，十三组所述地址数据电缆(8)在导尺内按照格雷码规律交叉排序组成一个个感应线圈，所述通信漏波电缆(7)共两组，两组所述通信漏波电缆(7)在导尺内上下平行排序，所述电磁发生器(2)与车载PLC系统(5)、电磁匹配器(4)分别电性连接，所述中控调度系统(6)与数据解读器(3)电性连接，所述数据解读器(3)与电磁诱导尺(1)电性连接，所述电磁诱导尺(1)与电磁匹配器(4)通过电磁波无线连接，所述电磁匹配器(4)包括地址感应线圈(9)、通信接收线圈(10)、地址感性线圈谐振匹配单元(11)和通信匹配负载单元(12)。


2.根据权利要求1所述的一种电磁诱导尺精确位移检测系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘潇，刘曾曾，
申请(专利权)人：武汉知仁测控科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42