一种超薄的、用于极端间隙检测环境的探头及电涡流传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超薄的、用于极端间隙检测环境的探头及电涡流传感器，属于传感器技术领域。本实用新型专利技术的探头包括基底，所述基底上设置图案化的线圈层和连接线，该线圈层的单匝线圈呈环形绕制，单匝线圈的端部与连接线相连，所述线圈层、基底、连接线为一整体，在其一侧设置屏蔽层，所述的线圈层设置多层，各线圈层之间通过过孔连接，所述的屏蔽层采用铁氧体薄膜。本实用新型专利技术利用柔性电路板或其他类似技术制作线圈，一方面能够大幅降低线圈厚度，另一方面可以便于制作成探头阵列，可适用于狭小的、纵深大的、要求多位点测量的、高带宽的严苛环境中实现间隙测量。苛环境中实现间隙测量。苛环境中实现间隙测量。

【技术实现步骤摘要】
一种超薄的、用于极端间隙检测环境的探头及电涡流传感器


[0001]本技术涉及电涡流传感器
，尤其涉及一种超薄的、用于极端间隙检测环境的探头及电涡流传感器。

技术介绍

[0002]在设备制造装配环节，有许多装配间隙需要精确测量。常见的测量间隙、位移的方法有接触式和非接触式两类，接触式包括塞尺、千分表、LVDT(线性可变差动变压器)等，非接触式包括光学传感器、电涡流传感器、电容传感器、声学传感器等。
[0003]在装配间隙检测中最难解决的问题就是狭小、纵深大、没有人工操作空间的间隙测量，上述的传感器形式无论从尺寸、安装空间、测量点数量、测量频率都无法满足要求。下面举四个例子说明：
[0004]一、在飞机生产线上，机翼和机身的拼接过程中要检测两者之间的间隙值，指导机翼不断调整以达到最优的姿态，并根据间隙值制作相应厚度的垫片填补间隙；而此间隙在毫米级，接触面纵深大，有些位点人无法进入，常规的测量方法不能适用；二、飞机舱门在关闭时和门框之间的间隙需要准确测量以确认舱门的质量是否达标，此间隙在舱门闭合后很难使用常规方法进行测量；三、要判断使用模具制作出来的复合材料外形是否符合设计要求，需要将复合材料扣在基准板上并测量其间隙；在间隙厚度普遍小于3mm，间隙面有弧度且尺寸很大的情况下，常规测试方法无法完成；四、飞机发动机叶片和机匣之间的间隙是否达标是发动机装配的重要指标，当发动机启动后，叶片和机匣的动态间隙也是需要检测的参数，常规的检测方法都不适用。
[0005]电涡流传感器是以电涡流效应为原理的传感器，可对进入测量范围内的金属材料的运动进行非接触测量。其基本原理是：给探测线圈施加高频交流电，线圈产生交变磁场，并在线圈附近的金属导体中激发感应电流，即电涡流。电涡流的交变磁场与线圈的交变磁场是抵消效果，使得原线圈的电感、电阻发生变化。如果金属是导磁材料，则必须考虑金属被磁化后对磁通的影响。当线圈与金属间的距离变化，电涡流强弱随之变化，进而影响探测线圈的电感、电阻。因此通过测量线圈的阻抗(或单独的电感、电阻)即可获得目标导体的位移信息。
[0006]电涡流传感器常见形式有一体式和分离式两类。一体式指线圈和解调电路都集成在探头外壳内，分离式指探头和解调电路是两个部分，通过线缆连接。探头常见形式有屏蔽式和非屏蔽式两类，如图1中的(a)和(b)所示，线圈1周围设置非金属2，主要区分在于探头线圈1是否伸出探头的金属外壳3之外。无论是上述哪种形式，其线圈背后都需要空出足够的区域避免金属外壳对测量造成影响，因此探头在垂直线圈方向(即测量方向)要有一定的长度，一般至少要达到20mm。这也就导致常见的电涡流位移传感器在测量方向上长度不能做到很小，因此无法放入一般是几毫米到零点几毫米的间隙中进行测量。

技术实现思路

[0007]1.解决的技术问题
[0008]本技术的目的在于克服上述现有技术中存在的问题，提供了一种超薄的、用于极端间隙检测环境的探头及电涡流传感器，本技术可适用于狭小的、纵深大的、要求多位点测量的、高带宽的严苛环境中实现间隙测量。
[0009]2.技术方案
[0010]为达到上述目的，本技术提供的技术方案为：
[0011]本技术的一种超薄的、用于极端间隙检测环境的探头，包括基底，所述基底上设置图案化的线圈层和连接线，该线圈层的单匝线圈呈环形绕制，单匝线圈的端部与连接线相连，所述线圈层、基底和连接线为一整体，在其一侧设置屏蔽层。
[0012]作为本技术更进一步的改进，所述的线圈层设置多层，各线圈层之间通过过孔连接。
[0013]作为本技术更进一步的改进，所述的屏蔽层采用铁氧体薄膜。
[0014]作为本技术更进一步的改进，所述的铁氧体薄膜的厚度小于等于0.05mm，基底、线圈层和屏蔽层的总厚度小于0.3mm。
[0015]作为本技术更进一步的改进，所述探头还包括转接板、同轴线和同轴接头，所述线圈层通过连接线连接到转接板上，转接板通过同轴线与同轴接头连接。
[0016]作为本技术更进一步的改进，所述基底上设置呈阵列排布的线圈层。
[0017]本技术的一种超薄的、用于极端间隙检测环境的电涡流传感器，所述的探头通过同轴接头连接电涡流检测电路。
[0018]作为本技术更进一步的改进，所述的探头通过连接线连接电涡流检测电路。
[0019]作为本技术更进一步的改进，所述的电涡流检测电路包括信号调理电路、开关控制电路和多级多通道开关芯片，所述的线圈层一端接地，另一端通过多级多通道开关芯片和信号调理电路相连，开关控制电路控制开关通断。
[0020]3.有益效果
[0021]采用本技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：
[0022](1)本技术的一种超薄的、用于极端间隙检测环境的探头，利用柔性电路板或其他类似技术制作线圈，一方面能够大幅降低线圈厚度，另一方面可以便于制作成探头阵列，可适用于狭小的、纵深大的、要求多位点测量的、高带宽的严苛环境中实现间隙测量。
[0023](2)本技术的一种超薄的、用于极端间隙检测环境的探头，使用铁氧体层屏蔽背面金属，一方面磁场无法穿透铁氧体，不会在探头背面的金属中出现电涡流影响测量，另一方面铁氧体没有导电性，在其内部无法形成电涡流，因此铁氧体本身也不会影响线圈的探测功能，使测量狭小间隙成为可能。
附图说明
[0024]图1中的(a)和(b)分别为传统电涡流位移传感器探头的两种结构形式示意图；
[0025]图2为本技术中平面结构线圈的结构示意图；
[0026]图3为本技术中平面结构线圈的侧视图；
[0027]图4为传统探测线圈在生产中的装配示意图；
[0028]图5为本技术中探测线圈的装配示意图；
[0029]图6为本技术中线圈阵列的实施示意图；
[0030]图7为本技术中平面结构探头的装配示意图；
[0031]图8为本技术中多级多通道开关芯片实现探头切换的示意图。
[0032]示意图中的标号说明：
[0033]1、线圈；11、线圈层；12、基底；13、过孔；14、连接线；2、非金属；3、外壳；4、金属板；5、磁场线；6、屏蔽层；7、转接板；8、同轴线；9、同轴接头。
具体实施方式
[0034]为进一步了解本技术的内容，结合附图和实施例对本技术作详细描述。
[0035]实施例1
[0036]结合图2
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图5，本实施例的一种超薄的、用于极端间隙检测环境的探头，利用柔性电路板或其他类似的技术，在基底12上制作图案化的线圈层11和连接线14多层复合结构，形成满足电涡流传感器功能的平面结构探头，整体厚度可低至0.3mm，可实现对狭小间隙的测量。
[0037]探头主要部分是电感线圈层，线圈层11的单匝线圈呈环形绕制，单匝线圈的端部与连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超薄的、用于极端间隙检测环境的探头，其特征在于：包括基底(12)，所述基底(12)上设置图案化的线圈层(11)和连接线(14)，该线圈层(11)的单匝线圈呈环形绕制，单匝线圈的端部与连接线(14)相连；所述线圈层(11)、基底(12)和连接线(14)为一整体，在其一侧设置屏蔽层(6)。2.根据权利要求1所述的一种超薄的、用于极端间隙检测环境的探头，其特征在于：所述的线圈层(11)设置多层，各线圈层(11)之间通过过孔(13)连接。3.根据权利要求2所述的一种超薄的、用于极端间隙检测环境的探头，其特征在于：所述的屏蔽层(6)采用铁氧体薄膜。4.根据权利要求3所述的一种超薄的、用于极端间隙检测环境的探头，其特征在于：所述的铁氧体薄膜的厚度小于等于0.05mm，基底(12)、线圈层(11)和屏蔽层(6)的总厚度小于0.3mm。5.根据权利要求1
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4任一项所述的一种超薄的、用于极端间隙检测环境的探头，其特征在于：还包括转接板(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，李明夏，曹龙轩，赵国锋，
申请(专利权)人：安徽见行科技有限公司，
类型：新型
国别省市：