[发明专利]基于HALIOS的抗强磁干扰的电涡流传感器

说明书

技术领域

本发明涉及电涡流传感器，更具体地说，是涉及一种基于HALIOS的抗强磁干扰的电涡流传感器。

背景技术

现有的电涡流传感器中有带有铁氧体的线圈配合LC三点式振荡电路作为振荡器，在线圈中产生交变的磁场。当被测金属靠近这一磁场，则在金属表面产生感应电流，与此同时该电涡流场也产生一个方向与线圈方向相反的交变磁场，使线圈中的高频电流的幅度和相位得到改变，探头中的线圈的Q值也发生变化，Q值的变化引起振荡器电压幅度的变化，这个变化的电压经过检波、滤波、线性补偿、放大最终转换成需要的电压(电流)变化。

电涡流传感器的感应头是有线圈和铁氧体组成，一般采用灌状的铁氧体，线圈安装在铁氧体的底部，该磁芯是半开口形状，线圈位于磁芯内部，目的是使线圈的磁场向磁芯开口方向单一分布。这种类型的电涡流传感器一般只是用于电磁干扰较弱的环境中，在强磁干扰的环境中，则无法正常使用。

没有铁氧体的电涡流传感器，存在着磁力线分布广的问题，相对于带铁氧体的线圈产生的能量分布广且不集中，该类电涡流传感器通常情况下，检测距离较短，稳定性及温飘性能均较差，且配合普通LC三点式振荡器，不具备抵抗强磁干扰的能力。

这里有必要阐述一下，磁感应强度的定义，与磁力线方向垂直的单位面积上所通过的磁力线数目，又叫磁力线的密度，也叫磁通密度，用B表示，单位为特斯拉(T)，1T＝1000mT。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种基于HALIOS的抗强磁干扰的电涡流传感器。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种基于HALIOS的抗强磁干扰的电涡流传感器，包括PCB板，所述PCB板上包括：

线圈，所述线圈的数量为两组，所述两组线圈前、后排列，其中外组线圈由第一铜线以及第四铜线采用双股并列的结构绕制，内组线圈由第二铜线以及第三铜线采用双股并列的结构绕制；

脉冲发生器；

电子开关，其输入端与所述脉冲发生器的输出端相连，其输入端通过第二电容分别与第一铜线的一端以及第二铜线的一端相连；所述第一铜线的另一端通过第三铜线接地；所述第二铜线的另一端通过第四铜线接地；所述第一铜线与所述第三铜线的连接处以及所述第二铜线与所述第四铜线的连接处为线圈的两个输出端；

信号处理电路，其输入端与所述线圈的输出端相连；

选频滤波电路，其输入端与所述信号处理电路的输出端相连。

所述脉冲发生器包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的负极输入端通过第一电容接地；所述第一电容每摄氏度变化在30ppm以内。

所述信号处理电路包括并接在所述线圈的两个输出端之间的第一电位器以及第二电位器，所述第一电位器中的滑动电刷接地；所述第二电位器中的滑动电刷通过第五电容接地；所述线圈的一个输出端通过第三电容与差分放大器的正极输入端相连，另一个输出端通过第四电容与差分放大器的负极输入端相连。

所述选频滤波电路包括第十电阻，所述第十电阻的一端与所述信号处理电路的输出端相连，所述第十电阻的另一端通过第六电容与第四运算放大器的负极输入端相连；所述第十电阻与所述第六电容的连接处还通过第十二电阻接地；所述第十电阻与所述第六电容的连接处还通过第七电容与所述第四运算放大器的输出端相连；所述第四运算放大器的负极输入端还通过第十一电阻与所述第四运算放大器的输出端相连；其中，第十一电阻的阻值与第十电阻以及第十二电阻并联后的阻值之比大于10000。

还包括放大输出电路，其输入端与所述选频滤波电路的输出端相连。

与现有技术相比，采用本发明的一种基于HALIOS的抗强磁干扰的电涡流传感器，不仅检测距离远，稳定性好，而且还具有很好的抗强磁能力。

附图说明

图1是本发明实施例的原理示意图；

图2是图1中的线圈的结构示意图；

图3是图1中的脉冲发生器的电路示意图；

图4是图1中的线圈、脉冲发生器以及电子开关的连接示意图；

图5是图1中的信号处理电路的电路示意图；

图6是图1中的选频滤波电路的电路示意图；

图7是图1中的放大输出电路的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

请参阅图1至图7所示的一种基于HALIOS的抗强磁干扰的电涡流传感器，包括PCB板，PCB板上包括：