[实用新型]交变强磁场环境下管中移动物体测速装置

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及一种基于永磁铁与线圈的测速装置，具体地说是一种在交变强磁场环境下对携带永磁铁的物体进行准确测速的装置。 

(二)背景技术

管中移动物体速度测量在各行各业都有重要的应用，比如：为了维护供水、供暖、油气等管道的安全，新建的和正在运输的管道都要进行清管，清出管道中的积水，杂质及其他的腐蚀物。而且国家规定，运行中的管道都要定期进行清管和管道检测与维护，而在清管和检测的过程中，使用的工具是清管器，有的清管器重达2-3吨，在经过大陡坡俯冲向下时，可能会直接撞坏管道，推迟正常运输的时间，造成人力和物力的巨大损失。为了避免这种情况，需要在实验室环境下对模拟清管器的瞬时速度进行精确测量，以便进行分析，为正常的清管器清管与检测作业提供强有力的保证。除此用途以外，在设计水上管道娱乐设备时，为了安全起见，在使用之前，都要进行管中速度实验，以免投入使用后造成人员伤亡。 

目前公知的永磁铁与线圈测速装置，由携带永磁铁的物体，管道，分段绕在管道上的漆包线，采集电路，电脑，上位机数据采集软件组成。而分段绕制在管道上的漆包线之间都开路，有多少节线圈就需要接多少个A/D转换通道，这对于采集电路的A/D通道要求就很高，而且对于每节线圈的信号无法准确的同时定时，造成不必要的数据误差，这一点对于速度很快的物体影响颇大。整个装置实际测的速度上限就比较低。除此以外，通常实验室环境下，存在各种仪器，比如电机，变频器，泵等，这样的环境会产尘较强的交变磁场，通常为50HZ的工频干扰，漆包线线圈会产生很强的工频干扰，那么整个系统采集到的信号很可能就淹没在了交变信号中，造成无法测速。 

(三)发明内容

为了克服现有永磁铁与线圈测速装置无法在交变强磁场环境下测速的问题，本实用新型提供一种A/D通道少，且可在交变强磁场环境下进行管中移动物体测速的装置与电路。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：使用一条屏蔽线分段绕制线圈，线圈之间是串联关系，线圈两端引出线先连接采用仪用放大器AD620连接而成的放大器电路，然后连接由F42N50组成的四阶大信号陷波电路，最后连接由UA741组成的四阶巴特沃斯有源低通滤波器电路，其中仪用放大器AD620的同相输入端引脚3和反相输入端引脚2分别接屏蔽线线圈两端引出线5与6，同时又分别与电阻R15和电阻R10一端相连，电阻R15与电阻R10另一端与地相接，引脚5接地，引脚4接双电源的负极，引脚7接双电源的正极，引脚1和引脚8分别接电位器VAR1的两端，后接采集设备。 

本实用新型的有益效果是，布线简单，能够在交变强磁场环境下对管中物体进行测速，且测得物体的速度值更加精确。 

(四)附图说明

图1是本实用新型的管中物体速度测量设备布局图。 

图中1为携带永磁铁的物体，2为管道，3为线圈，4为屏蔽线，5为线圈一端引出线，6为线圈另一端引出线，A为放大、陷波与滤波电路，B为NI数据采集卡，C为电脑与数据采集软件。 

图2是本实用新型的放大、陷波与滤波电路原理图。 

图中(U1)为放大电路连接图，(U2)与(U3)分别为二阶大信号陷波电路连接图，(U4)与(U5)分别为二阶有源低通滤波电路连接图。 

(五)具体实施方式：

下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述： 

在图1中，携带永磁铁的物体1开始位于管道2入口，用一条屏蔽线根据管道的长度以及特定段的速度要求，每隔特定距离绕制线圈3，线圈的绕线带应尽量狭窄，线圈与线圈之间串联屏蔽线4，屏蔽线线圈两端引出线5和引出线6，与放大、陷波与滤波电路A相连，然后将放大、陷波与滤波电路A的双电源负极与滤波输出信号线分别与NI采集卡B的地线和信号线对应相接，将采集卡的USB口与电脑相接，运行数据采集软件C记录时间与信号数据。 

在图2中，采用仪用放大器AD620连接成放大电路(U1)，其中仪用放大器AD620的同相输入端引脚3和反相输入端引脚2分别接屏蔽线线圈两端引出线5与引出线6，同时又分别与电阻R15和电阻R10一端相连，电阻R15与电阻R10另一端与地相接，引脚5接地，引脚4接双电源的负极，引脚7接双电源的正极，引脚1和引脚8分别接电位器VAR1的两端，通过调节电位器VAR1可对线圈信号进行放大调节。