[发明专利]多线圈材料辨别型电感式传感器

说明书

技术领域

本发明涉及传感器领域，尤其是涉及一种用于测量金属位置的多线圈材料辨别型电感式传感器。

 

背景技术

目前材料选择型的电涡流式传感器采用的方案是在传统电涡流传感器技术的基础上，利用并联谐振回路的谐振特征曲线对铁磁性材料和非铁磁性材料进行区分，基本原理如下，由电感线圈和固定高频电容组成并联谐振回路，当电路处于谐振状态，谐振回路的阻抗最大，谐振频率为f0。在没有目标检测体存在时，调整电容或电感使回路处于失谐状态，也即f1位置，当有铁磁性目标检测体靠近时，由于电感量增加，使回路状态往谐振状态转变，谐振电压相应增加，而当非铁磁性目标检测体靠近时，回路状态往相反方向变化，谐振电压相应下降，这样即可分辨出铁磁性金属和非铁性金属。

    现有技术检测距离有限，只能达到常规检测距离；调校困难，一致性差，一定要采用磁芯以保证谐振回路具有很高的Q值 ；稳定性较低，温度漂移系数大，-25℃～+70℃的温度范围内，检测距离漂移达±20%以上。

 

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种多线圈材料辨别型电感式传感器，用于感测金属物质，其包括

发射线圈组件：在驱动电流的作用下产生发射信号；

脉冲驱动电路：与所述发射线圈组件连接，并为所述发射线圈组件提供脉冲驱动电流；

感应线圈组件：与所述发射线圈组件平行设置，接收所述发射信号并产生感应信号；

信号处理系统：分别连接所述感应线圈组件和脉冲驱动电路，接收所述感应线圈组件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，所述脉冲驱动电路接收所述输出信号产生反相脉冲驱动电流；

控制计算系统：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，所述发射线圈组件包括两发射线圈，所述感应线圈组件包括两感应线圈。

较佳地，所述发射线圈组件包括第一发射线圈和第二发射线圈，所述感应线圈组件包括第一感应线圈和第二感应线圈。

较佳地，所述脉冲驱动电路包括第一脉冲振荡器、第二脉冲振荡器以及第一电流源、第二电流源，所述第一脉冲振荡器与第一电流源连接，所述第二脉冲振荡器与第二电流源连接，所述第一电流源与第二电流源分别在所述第一脉冲振荡器与第二脉冲振荡器的作用下输出第一脉冲驱动电流与第二脉冲驱动电流。

较佳地，所述第一发射线圈与第二发射线圈分别接收第一脉冲驱动电流与第二脉冲驱动电流生成第一发射信号与第二发射信号。

较佳地，所述第一感应线圈与第二感应线圈分别接收所述第一发射信号和第二发射信号并分别生成第一感应信号与第二感应信号。

较佳地，所述控制系统包括差分电路、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信号，所述移相电路对所述差分信号进行移相，移相后的所述差分信号经所述同步解调器输出两路解调信号。

较佳地，所述积分电路输入端连接所述同步解调电路的输出端，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系统经所述控制系统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：

本发明采用全新的多线圈组合方式，使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3～5倍;采用移相采样技术，根据不同材质金属的特征曲线， 即可分辨不同材质金属;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%；   

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，本发明的任意产品并不局限于以上优点。

附图说明

图1为本发明实施例的电路原理示意图；

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在b点取样的移相取样示意图；

图5为本发明实施例提供的在c点取样的移相取样示意图。

 

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。