[发明专利]自动温度补偿电涡流传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电涡流传感器，尤其是一种高精密探头线圈自补偿，基本采用无温度影响元器件的无温度影响设计电涡流传感器。 

背景技术

电涡流传感器通常用以检测金属位移和振动，目前公知这样一种电涡流传感器，包括由电感线圈组成的探头、同轴电缆和前置放大器，前置放大器由振荡电路、检波电路、滤波电路、线性校正电路、放大电路等组成(参见CN1773211A和CN101000229A)。 

但是在现有技术中，通常要对进行前置放大器作温度补偿，并且在探头处采用贵重金属，例如钯银合金等以降低温度漂移，这种补偿方法由于采用低温漂的贵重金属而导致增加了成本，并且只补偿了前置放大器处的温度变化。因此为了解决这个问题，本发明提出一种新的解决温度漂移方法。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本可解决温度漂移的电涡流传感器，以减少外界环境的干扰，提高其线性度。 

本发明涉及一种解决温度漂移的电涡流传感器，该方法包括： 

具有电感线圈的探头、电缆和前置放大器，其特征在于，探头采用线圈自补偿，前置放大器里基本无温度影响元器件。 

附图说明

图1为本发明电涡流传感器的系统结构框图； 

图2为本发明电涡流探头结构图； 

图3为本发明电路原理结构图； 

图4为本发明同轴电缆结构示意图。 

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种可解决温度漂移的电涡流传感器，包括电涡流探头1、高频同轴电缆2、3和前置放大器4，探头1与同轴电缆2、3连接，探头1内的单晶铜镀银线圈产生高频电流，前置放大器进行调制解调和线性修正。 

如图4所示，高频同轴电缆由内向外结构依次为：内导体层10、缘层11、蔽层12和绝缘保护套14。高频同轴电缆是特性抗75欧的单层屏蔽同轴铜包钢镀银电缆。内导体七股铜包钢镀银，外屏蔽层是由多股铜镀银合金线编织成；绝缘隔离层为PTFE和绝缘保护套为阻燃PVC材料。 

由图2所示，电涡流探头1由探头线圈21、骨架体22、保护罩20、不锈钢壳体23和同轴电缆24构成。探头线圈21采用单晶铜镀银漆包线，根据不同探头规格选用不同探头的线径，为0.01-0.32毫米，将该电涡流探头线圈21套在陶瓷骨架体22上，连接探头电缆24，安装保护罩20，灌注耐高温的电子绝缘封装胶，之后聚苯撑硫二次注塑工艺将其密封。探头电缆24和延长电缆3都为高频同轴电 缆，通过接线端子5连接。 

在实际测量中，探头处的温度、电缆处的温度和前置放大器处的温度一般都不相同，所以这三处不能采用同一点感温做温度补偿。因此为了达到好的温度补偿效果，必须分别解决温度漂移。 

前置放大器采用基本无温度影响设计，电路中只有两个二极管和两个三极管，而且在电路设计中已使其不受温度影响；电路设计中，二极管设计为截止电流使用和在运算放大器的输出端，设计使输出端的二极管结电压的温度变化被运算放大器的开环增益基本消除，使其整体输出不受温度影响；脉冲放大稳幅电路中的三极管的输出VP-P为18V，经带有温度补偿特性的基准管稳压在VP-P为12V，所以此三极管的温漂不影响电路的温度特性；其它电阻、电容温漂很小，运放内部为共模电路，电路中杜绝使用象二极管和三极管这样受温度影响大的元器件；电路设计要求载波稳频限幅，载波电路采用稳定频率的晶体振荡电路，其频率稳定度可达10的负7次方，采用优于10的负6次方伏特/每度温漂的限压器件作振荡限幅。 

现场探头采用线圈自补偿处理温漂。如图3所示，探头处特有形状陶瓷骨架，此陶瓷材料有高温不变形特点，陶瓷阻挡线圈膨胀，使线圈只能远离被测面，陶瓷内径阻挡线圈膨胀，使线圈只能向外膨胀增大外径；采用单晶铜镀银作线圈材料，设计好的几何尺寸和缠绕方法，使电感L随温度增大而增大，使电感L随温度减小而减小，电阻R一定是随温度增大而增大；缠绕的线圈的电阻R随温度变化的变化值ΔR，要求缠绕的线圈的电感L随温度变化的变化值ΔL，要 求ΔR的平方等于ΔL。 

附图标记说明： 

1：电涡流探头          2：探头电缆； 

3：延长电缆            4：前置放大器 

5：连接端子            10：内导体层 

11：缘层               13：蔽层 

14：绝缘保护套         20：保护罩 

21：探头线圈           22：骨架体