漏磁式速度计制造技术

本发明专利技术是一种漏磁式速度测量装置，由变压器、自感线圈、磁波栅网、磁波阻尼体、漏磁易泄区、多级屏蔽壳、控制电路组成。工作时在多级屏蔽系统内形成弱漏磁波包，它力趋保持原来所处的地球位置，并通过漏磁易泄区向系统运动的反方向逸出，从而促使变压器的弱漏磁波增加，通过测量自感线圈中收集的漏磁通量的增加量，即可获得所在的运动载体的速度。本发明专利技术结构简单、灵敏度高、响应快、功耗小，为运动物体自动测速提供了新的方法和装置。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于速度直接自动测量装置。现有技术中速度测量方法有(1)接触式如汽车轮子和地面的接触，轮船和水面的接触、飞机和空气的接触。(2)发射接收式如飞机接收它发射的雷达波在地面上的反射波的频率变化来计算飞机的速度，轮船接收它发射的超声波在海底上的反射波的频率变化来计算轮船的速度。(3)坐标定位式如飞机、轮船、汽车利用地面站或卫星定位的变化来测量速度。(4)角加速度累积式利用平台陀螺仪或压电射流速率传感器、光陀螺对三维角加速度的时间积分效应来计算速度。以上技术可参见如下材料《航空概论》史超礼国防工业出版社1978年7月；《航海技术》山东省水产学校主编农业出版社1980年9月；《汽车构造》吉林工大汽车教研组人民交通出版社1976年4月；《传感器应用及其电路精选》张福学电子工业出版社1992年6月。它们的不足之处在于(1)接触式虽然结构最简单，但易受外界的影响，如汽车轮子的开关、地面打滑的影响，如水速的影响，如气流速度的影响等。(2)发射接收式虽然准确，但受发射姿态和地表形状的影响较大。而且雷达的发射需要大功率。超声波的发射和接收受水深的影响，灵敏度较差。(3)坐标定位式虽然定位准确，但瞬时速度无法测。一般先要知道自己所处位置和相对于卫星的方位，将来全球有了几十个同步卫星后才可直接测量瞬时速度，但是要计算机计算，成本高。(4)角加速度累积式虽然结构精巧，但是它象船上方位陀螺那样永久不关，或者给出初始状态，而且要计算机计算，成本高。本专利技术的目的在于设计一种结构简单、使用方便，测量时不受外界影响，因而测量精度高、通用性强的速度测量仪。本专利技术设计的速度测量仪，不同于现有4种测量方式，它采用了一种新的测量方式—漏磁式测量，可在运动物体内部正确测量其运动速度。下面就漏磁式速度计的结构、测速原理、本测速仪与现存测速仪的性能比较等方面加以说明。本专利技术的速度仪由如下几个部分组成变压器、自感线圈、磁波栅网、磁波阻尼体、漏磁易泄区、多级屏蔽壳、电路板和其上控制电路以及外壳和面板。图1为其结构及电路框图。本专利技术中，由线圈i和矽钢片j构成的变压器被紧紧包围在一级屏蔽壳F1内，变压器的线圈i一头对准漏磁易泄区D，另一头对准磁波栅网B和自感线圈A；磁波栅网B处于一级屏蔽壳F1和自感线圈A之间的中心位置，磁波阻尼体C填充于变压器及磁波栅网的周围空间，二级屏蔽壳F2为一个封闭体，将变压器、磁波栅网B、磁阻尼体C、自感线圈A、电路板E等封闭在内；紧贴二级屏蔽壳F2的外侧为消耗层G，紧贴消耗层G的外侧为三级屏蔽壳F3，但上面一侧不封闭，构成漏磁易泄区D。这里的屏蔽壳F1、F2、F3可用金属材料制作，消耗层G可采用木质材料，磁阻尼体C可采用海绵。磁波栅网B由40～60层的细铜丝网组成。插键H固定在电路板E上面。上述结构中各部分的功能如下，变压器的矽钢片j和线圈i是用来产生主漏磁波的源，一级层蔽壳F1起到阻止和削弱这种主漏磁波的作用，同时它本身产生涡流后又把杂乱无章的次漏磁波发射到一级屏蔽壳F1的外部。二级屏蔽壳F2是进一步阻止、削弱主漏磁波和次漏磁波的逸出，同时它又产生新的涡流并激发出新的次漏磁波。三级屏蔽壳F3是基本上阻止了主漏磁波和次漏磁波逃逸外部的可能性。消耗层G是把在二级屏蔽壳F2和三级屏蔽壳F3之间来回反射的主漏磁波和次漏磁波的能量消耗掉。磁波阻尼体C是把主漏磁波和次漏磁波在千万个小孔里充分反射和混和，最后形成了具有独立性质和较大漏磁能的波包。磁波栅网B除了会产生涡流并激发次漏磁波外，又起到了阻止进入自感线圈A的主漏磁波的变化，从而使自感线圈A有一个稳定的信号。一级屏蔽壳F1的涡流和磁波阻尼体C的波包相互制约，而变压器的矽钢片j和线圈i的主漏磁波的多少和一级屏蔽壳F1的涡流又相互制约，显而易见这种制约关系最终影响到自感线圈A所收集到漏磁能的大小。漏磁易泄区D是为了在系统运动时给波包有一个泄漏阻力较小的通道方向。图1的方框图中虚线内的功能块表示包含在电路板E内，虚线外的功能块表示连接到外部控制面板上。箭头方向反映了功能块之间的联系。功放器20的输出进入到变压器，变压器的输出一路接到检幅器23，一路接到功耗电阻2上。漏磁信号由自感线圈A进入共模放大器21，最后由比例显示器显示。本专利技术的电子线路由以下部分电路连结组成电路正电源1、比例显示器2、显示用电源3、外接正稳压源4、限幅器5、跟随器6、外接负稳压源7、文氏振荡器8、检幅R—C电路9、干电电平补偿器10、电路负电源11、检幅稳幅器12、功率放大器13、功放管用散热器14、调幅控制15、调幅器16、调零器17、调零控制18、散热温度反馈器19、功率放大器20、共模放大器21、振动器22、检幅器23、功耗电阻24。其元件图由图2～图5给出，它们依次为整图的左上、右上、左下、右下部分，与图1中的功能块对照如下元件图中电阻1R1～1R4、电容1C1～1C2、电位器1W1和运算放大器μA741电路连结构成文氏振盈器8；电阻2R1～2R8、电容2C1—2C2、电位器2W1、场效应管2BG1、三极管2BG2电路连结构成限幅器5；园桥3Z1，电容3C1、稳压管3D1—3D2电路连结构成检幅稳幅器12；电阻4R1～4R5、电容4C1—4C2、电位器4W1和运算放大器μA741电路连结构成调幅器16；而其中电位器4W1的作用对应于调节幅度控制15；电阻5R1—5R2、二极管5D1—5D2、大功率三极管5BG1—5BG4电路连结构成功放器20；大功率电阻5R3—5R6电路连接构成变压器的输出功耗电阻24；热敏电阻5Rt为散热器上的反馈电阻19，园桥6Z1、电容6C1、电位器6W1、电阻6R1和电流表6CA1电路连结构成检幅器23；电阻OR1—OR2、电容OC1～OC4、二极管OD1～OD2和集成稳压器7815、7915电路连接构成+15V、-15V的稳压电源1和稳压电源11；电阻7R1～7R3、电容7C1～7C2和运算放大器LF356电路连结构成共模放大器21；电阻8R1～8R3、电容8C1～8C3、电位器8W1、热敏电阻8Rt和运算放大器μA741电路连结构成调零器17；而电位器8W1起到了调零作用，对应于功能块18；电阻9R1～9R2、二极管2D1—2D2、大功率三极管9BG1～9BG2电路连结构成功放器13，电阻10R1～10R5、电容10C1～10C2、园桥1021和继电器10J1电路连结构成检幅R—C电路9，和继电器10J1相连的干电池135V起到了吊电平的作用，对应于功能块10；电阻11R1—11R2、电容11C1、稳压管12D1—12D2和电压表12V1电路连结构成跟随器6；电阻12R2—12R3、二极管12D3—12D4、电流表12A1、数字电压表12N1和电位器12W1、插口12Q1电路连结构成比例显示器2；电阻13R1—13R3、电容13C1—13C2和基电路555电路连结构成振动器22；还有外接+24V电源4，外接-24V电源7，外接+5V电源3。对本专利技术的电路原理说明如下(1)文氐振荡器8用μA741放大器作正弦波振荡器，其中有二个反馈通路，1R1、1C1和1R2、1C2构成正反馈网络，1R3和1R4构成负反馈网络。当满足振荡条件有f0＝1/(2πRC)(当1R本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种漏磁式速度计，由变压器、自感线圈、磁波栅网、磁波阻尼体、漏磁易泄区、多级屏蔽壳、电路板及其上的控制电路以及外壳和面板构成，其特征在于由线圈和矽钢片组成的变压器紧紧包围在一级屏蔽壳内，线圈的一头对准漏磁易泄区，另一头对准磁波栅网和自感线圈，磁波栅网处于一级屏蔽壳和自感线圈之间的中心位置，磁阻尼体填充于变压器及磁波栅网的周围空间，二级屏蔽壳为一个封闭体，将变压器、磁波栅网、磁阻尼体、自感线圈、电路板等封闭在内，二级屏蔽壳外侧紧贴一层消耗层，消耗层外侧紧贴三级屏蔽壳、该屏蔽壳上面一侧不封闭，构成漏磁易泄区。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱永强，
申请(专利权)人：朱永强，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]