电磁感应测速装置制造方法及图纸

一种运用电磁感应原理和运流电流原理测量运动载体平动速度的装置，由直管曲面极板１、２和绝缘层４组成直管电容器Ａ，在内外极板１、２上连接交变电源６，极板上聚集的静电荷就是交变的，保证所述直管电容器Ａ的母线总是基本上平行于运动载体的运动方向Ｖ，就能够使感应线圈８的感应电动势大小随着运动速度大小变化。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种电磁感应测速装置，属于电磁学领域的专利技术。传统的测量转速的装置有很多，如测速发电机和测量转速的光电计数器。陆地运行的交通工具的测速装置通常是测量车轮转速换算成行驶速度。飞机和船舶的测速最困难，通常采用测量流体速度的方法来估计速度，很不准确。本专利技术的目的是提供一种电磁感应式的平动速度和转动速度测量装置，成为一种新的速度测量方式，在应用于飞机和船舶的测速方面有较大的优势。本专利技术是一种测量运动载体平动速度的装置，运用了运流电流原理和电磁感应原理完成的专利技术，简称电磁感应测速装置或测速器。首先通过一组实验说明本专利技术的原理。运流电流是指带电物体的运动产生的电流，传导电流是指导体中电子流动产生的电流，运流电流原理是指运流电流与传导电流等价，即带电物体的运动产生的电流与导体中的电子在电压下流动所产生的电流等价，这是一个被物理学界所肯定的原理。本专利技术所说的“极板”，都是指金属极板。我们设计一个圆直管形电容器的装置，图5是直管电容器平动测速装置原理分析图，图中，1为外圆筒极板，2为内圆筒极板，1、2之间为绝缘层4，以上部件1、2、4组成电容器A，20为直流电源，8为感应线圈，9为信号放大器，10为电压表。当极板1、2接上直流电源20后，被分别充上正负电荷，进行三个实验实验1，令电容器A往复运动，相对于实验室而言，会在极板上产生往复的运流电流i+和i-，令感应线圈8a相对于实验室静止，于是感应线圈8a认为电容器A存在交变运流电流，从而在极板1、2所夹的圆柱面内产生圆周方向的交变磁场B，所以感应线圈8a产生感生电动势。因为运流电流与传导电流等价，所以我们模仿图5的装置做一个图6的等价装置，在图6中，用一个圆筒状螺线管E置换了图5中往复运动的电容器A，在螺线管上加上交流电源6，使之产生交变的传导电流，于是在螺线管E所围绕的圆柱面内产生的交变磁场B1，从而使感应线圈8b产生感生电动势。实验2，令实验1中的图5设备其它条件不变，仅有的变化是令感应线圈8a随着电容器A往复运动，会引起感应线圈8a上的感生电动势等于零吗？作为对比实验，令图6设备中其它条件不变，仅有的变化也是令感应线圈8b往复运动，会引起感应线圈8b上的感生电动势变化甚至等于零吗？实际上，不管感应线圈8b如何运动，它所包围的交变磁场B1没变，所以感应线圈8b上的感生电动势不会变化；如果我们只顾及感应线圈中存在着交变磁场，而抽象掉产生该交变磁场的原因，只要感应线圈8a与感应线圈8b一样包围着交变磁场，就必然产生感生电动势。但是，感应线圈8a随着电容器A往复运动，于是极板静电荷与感应线圈8a没有相对运动，根据相对性原理，感应线圈8a中不会产生磁场，从而不会产生感生电动势。而实验2中，感应线圈8a产生了感生电动势。实验3，令图5装置中电容器A相对于实验室静止，感应线圈8a往复运动，于是极板静电荷与感应线圈8a产生相对往复运动，根据相对性原理，由于感应线圈8a相对于极板静电荷有相对运动，应该会在感应线圈8a中产生交变磁场，从而使感应线圈8a产生感生电动势。然而，而实验3中，感应线圈8a没产生感生电动势。实验2和实验3的实验结论对电磁感应测速装置的专利技术提供了实验支持。本专利技术的测量运动载体平动速度的装置，运用了运流电流原理和电磁感应原理，简称电磁感应测速装置，包括电容器、感应线圈、极板电源、电压放大器、电压表，其特征是所述电容器金属极板的曲面形状，是在X-Y平面上的曲线朝Z轴方向运动所形成的曲面，这种极板为直管或直槽形曲面极板，以下简称极板，由这样的极板组成直管状电容器和直槽状电容器，以下统称为直管电容器，直管电容器的基本结构是外极板1和内极板2，为了提高电荷总量，还可以安装夹层极板3，所有极板通过绝缘层4实现互相绝缘且平行；采用薄的、耐击穿的绝缘层，还可以采用矫顽磁力极低的材料作绝缘层，以尽可能提高直管电容器聚集静电荷和产生磁场的能力；感应线圈是环绕直管侧壁沿着内壁母线和外壁母线绕制而成，在直管电容器上过任一母线作出垂直于极板的剖面都是一个图2中的矩形K—极板1、2、3中间夹着绝缘层4并且外面包裹着绝缘层5构成的矩形K，而感应线圈则是包围着所述矩形K绕制而成；当感应线圈所包围的区域存在变化的磁场B时，就会在感应线圈中产生感生电动势，使感应线圈所包围的区域产生磁场变化的方式有固定式和旋转式两类，第一类是固定式(图1)，即所述直管电容器A相对于运动载体固定，在内外极板1、2上连接交变电源6，所有极板1、2、3上聚集的静电荷就是交变的，保证所述直管电容器A的母线11总是基本上平行于运动载体的运动方向V，极板上的聚集的交变静电荷就成为了交变的运流电流i1、i2，i1与i2总是大小相等，正负相反，会在极板间形成垂直于运动方向的交变感应磁通B，(等价于螺线管E流过交变电流以后，在螺线管E中间产生交变磁通B(图6)。)运动载体运动速度越快，产生的交变运流电流越大，形成的交变感应磁场B越大，感应线圈8a产生的感应电动势越大，所以测试出感应电动势的大小就可以换算出速度的大小；第二类是旋转式(图7a、图7b)，一个与直管电容器A构造相同的直管电容器C，在其内外极板1、2上连接直流电源20，所有极板1、2、3上的聚集的静电荷就是不变的，直管电容器C的母线21和感应线圈22垂直于运动载体运动方向V旋转或往复摆动，因为从运动载体来看运流电流大小和方向不变，而感应线圈22的方向在不断反向，所以穿过感应线圈22的感生磁场是交变的，会在感应线圈22中产生感生电动势，运动载体运动速度越快，运流电流越大，交变磁场和感应线圈22产生的感应电动势越大，所以测试出感应电动势的大小就可以换算出速度的大小。采用直管电容器作为聚集静电荷的部件，直管电容器的极板横断面曲线可以是各种形状，而极板的母线总是互相平行的，由极板组成的电容器的母线也总是互相平行的；所述直管电容器是由外极板1和内极板2组成基本结构，为了增加极板静电荷总量，在外极板1和内极板2之间绝缘地夹着夹层极板3，各极板的各层面之间用绝缘层4平行隔开，只有外极板1和内极板2直接与电源两极连接，产生一对异号电荷层；夹层极板不直接与电源连接，每层夹层极板3的两面是由感应电荷形成的异号电荷层，全部极板的电荷层极性的排列规则为正负电荷层互相间隔+-+……+-+-。作为对比，传统的多层电容器中，每层极板都与电源连通，极板上的电荷都是由电源提供，夹层极板上的两面都为同性电荷层，电荷层极性的排列规则为+--++……--++-。直管电容器作为聚集静电荷和产生磁场的部件，应该尽可能增加极板静电荷总量和总磁效应，可以采取若干措施1、在不击穿的前提下加大极板电压；2、使极板尽量保持平行和靠近；3、极板绝缘层可以采用矫顽磁力极低的软磁性材料；4、采用多层极板；5、加大极板绝缘层的介电常数可以提高极板带电量，似乎可以提高磁效应，但是实验证明，总的磁效应与介电常数无关，所以不要采用电介质极板绝缘层；6、除了采用传统的薄膜绝缘层和涂料绝缘层以外，还可以物理气相沉积法，包括真空蒸镀、真空溅镀和离子镀，在极板上沉积一层绝缘层，再沉积一层极板，如此多次，可以形成绝缘层很薄的电容器和软磁性材料绝缘层的电容器。这里提出三个问题，1、为什么要多层电荷层，2、为什么要正负电荷层互本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运用电磁感应原理和运流电流原理测量运动载体平动速度的装置，简称电磁感应测速装置，包括电容器、感应线圈、极板电源、电压放大器、电压表，其特征是：所述电容器金属极板的曲面形状，是在Ｘ－Ｙ平面上的曲线朝Ｚ轴方向运动所形成的曲面，成为直管曲面极板，以下简称极板，由这样的极板组成直管状电容器和直槽状电容器，以下统称为直管电容器，直管电容器的基本结构是外极板１和内极板２，为了提高电荷总量，还可以安装夹层极板３，所有极板通过绝缘层４实现互相绝缘且平行；要尽可能提高直管电容器电容值和产生磁场的能力；感应线圈是环绕直管侧壁沿着内壁母线和外壁母线绕制而成，当感应线圈所包围的区域存在变化的磁场Ｂ时，就会在感应线圈中产生感生电动势，使感应线圈所包围的区域产生磁场变化的方式有固定式和旋转式两类，第一类是固定式，即所述直管电容器Ａ相对于运动载体固定，在内外极板１、２上连接交变电源６，所有极板１、２、３上聚集的静电荷就是交变的，保证所述直管电容器Ａ的母线１１总是基本上平行于运动载体的运动方向Ｖ，就能够使感应线圈根据运动速度大小而感应出电动势大小；第二类是旋转式，一个与直管电容器Ａ构造相同的直管电容器Ｃ，在其内外极板１、２上连接直流电源２０，所有极板１、２、３上的聚集的静电荷就是不变的，直管电容器Ｃ和感应线圈２２垂直于运动载体运动方向Ｖ旋转或往复摆动，就能够使感应线圈根据运动速度大小而感应出电动势大小。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈启星，
申请(专利权)人：陈启星，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]