[发明专利]衰减系数为1的电感式传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属检测高灵敏度传感器，特别是一种衰减系数接近1的电感式传感器。

 

背景技术

目前超常规检测距离的电涡流式传感器采用的方案一种是在传统电涡流传感器技术的基础上，通过将电涡流信号分为强弱两段，并将弱信号段进一步放大以获取更高的灵敏度，以增加检测距离，但这样会造成环境噪声的进一步放大并干扰正常检测信号，增加了系统的不稳定性，由于这些条件的限制，放大器的放大倍数被限制在一定范围能，所以距离检测距离只能很有限的被提升，一般只能做到常规距离的1.5～2倍。且稳定性和一致性较难控制，不易于批量生产。

另一种方案是采用一组发射接收线圈，通过被检测体对发射接收的互感系数的影响来确定被检测体的位置，这种方式可以采用无磁芯线圈，但仍然避免不了外界电磁环境的干扰，噪声系数大，限制了检测距离的提升，一般也只能做到2倍检测距离。

传感器的IEC标准规定检测体是1mm厚的360号铁（Fe360）,对这个标准检测体的检测距离为标称检测距离，采用上述方案的电涡流式传感器存在一个很大的缺点，就是对不同性质金属的检测距离相对Fe360衰减很大，比如检测铜、铝，距离只有Fe360 的50%以下。

 

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种衰减系数为1的电感式传感器，其用于感测金属物质，包括：

第一脉冲振荡器与第二脉冲振荡器，分别产生脉冲振荡信号；

第一电流控制器与第二电流控制器，分别连接所述第一脉冲振荡器与第二脉冲振荡器产生第一脉冲振荡电流与第二脉冲振荡电流；

第一发射线圈与第二发射线圈：分别连接所述第一电流控制器与第二电流控制器，在所述第一脉冲振荡电流与第二脉冲振荡电流的作用下产生两发射信号；

    一接收线圈：与所述两发射线圈平行设置，并联有一电容器，在所述两发射信号的感应下产生两感应信号；

    信号处理系统：分别连接所述接收线圈和两电流控制器，接收所述接收线圈产生的感应信号并对所述感应信号进行处理得到输出信号，所述输出信号反相控制所述两电流控制器；

MCU：连接所述信号处理系统，为所述信号处理系统配置参数，并对所述输出信号进行处理得到金属物质的位置信息。

较佳地，所述信号处理系统包括差分放大电路、移相电路、同步解调电路以及积分电路，所述差分电路、移相电路、同步解调电路、积分电路与移相电路依次连接。

较佳地，所述差分放大电路接收所述两路感应信号并对该两路感应信号进行差分处理得到一差分放大信号。

较佳地，所述移相电路对所述差分放大信号，移相后的所述差分信号经所述同步解调电路输出两路解调信号。

较佳地，所述积分电路输入端连接所述同步解调器的输出端，所述积分电路对所述两路解调信号进行积分比较得到所述输出信号，所述输出信号控制所述脉冲驱动电路产生反相电流。

较佳地，所述输出信号输入到所述控制计算系统经所述控制计算系统采样计算得到金属位置信息。

较佳地，其还包括状态指示电路和电源。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

    1）采用全新的多线圈组合方式，是检测距离大幅度提高，最大检测距离可达到标准检测距离的5～7倍；

    2）采用移相采样技术，对各种金属检测距离近乎无衰减，相对金属铁，对铜、铝的检测距离衰减系数近似1；

    3）性能稳定，抗环境干扰能力强，温度漂移系数小，-25℃～+75℃温度范围内的温度漂移小于10%，甚至小于5%；

    4）实际使用者可通过非常简单的操作，即可实现检测距离的自动校准，不需更换传感器即可快速根据实际需要调整好检测距离。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明实施例的电流原理示意图；

图2为本发明实施例提供的移相电路示意图；

图3为本发明实施例提供的发射线圈组件和接收线圈组件的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的移相取样示意图。

 

具体实施方式

下方结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。

实施例

一种衰减系数为1的电感式传感器，其用于感测金属物质，其包括：

第一脉冲振荡器与第二脉冲振荡器，分别产生脉冲振荡信号；