[实用新型]基于磁力驱动的磁电式精密变量传感装置以及阵列

说明书

技术领域

本实用新型涉及检测传感器技术领域，具体地，涉及一种基于磁力驱动的磁电式精密变量传感装置以及阵列。

背景技术

磁电效应是指外加磁场可以改变介质的电极化性质的现象。应用磁电效应进行精密传感成为一个很有潜力的领域。现有的专利文献，例如基于科里奥利力的检测传感器，公开号为CN103913158A，公开日为2014年07月09日，实用新型名称为《磁电式科里奥利力检测传感器》的中国专利申请，提供了一种磁电式科里奥利力检测传感器，该科里奥利力检测传感器，将质量块设置于壳体内部，基于科里奥利力效应，实现平转动体低速或高速的宽频转速的检测。

但是这些专利文献提出的检测传感器，均是基于复合功能材料构成的磁电效应，本实用新型创新的应用基于磁力驱动的磁电效应进行精密变量传感提供合理结构。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种基于磁力驱动的磁电式精密变量传感装置以及阵列。

根据本实用新型提供的一种基于磁力驱动的磁电式精密变量传感装置，包括：磁偏置结构、导磁结构、电磁线圈以及敏感部件；

导磁结构位于磁偏置结构的偏置磁场中；

导磁结构具有磁场回路间隙；

电磁线圈缠绕在导磁结构上；

敏感部件安装在导磁结构上；

所述磁偏置结构提供偏置磁场；

所述导磁结构形成磁场回路；

所述电磁线圈提供交流磁场激励；

所述敏感部件采集导磁结构在交流磁场、偏置磁场以及待检测变量共同作用下产生的因待检测变量所引入磁场力而引发的磁电转化信号。

优选地，所述敏感部件采集导磁结构在交流磁场、偏置磁场以及待检测变量共同作用下在所述磁场回路间隙处产生的磁驱动力所引发的磁电转化信号。

优选地，所述导磁结构采用如下任一种磁性材料或者任多种磁性材料的连接组合体：

-非晶及纳米晶软磁合金材料

-软磁非金属铁氧体材料；

-金属磁性材料。

优选地，在所述磁场回路间隙处采用如下任一种形式：

-所述磁场回路间隙为空气间隙；

-所述磁场回路间隙处填充热敏材料；

-所述磁场回路间隙处填充湿度敏感材料；

-所述磁场回路间隙处填充气味敏感材料；

-所述磁场回路间隙处填充磁敏感材料。

优选地，所述电磁线圈内通入电流，提供稳定的交流磁场；或者，所述电磁线圈的输入电流随待检测变量变化，提供变化的磁场。

优选地，所述磁偏置结构采用如下任一种部件或者任几种部件的连接组合体：

-永磁体；

-电磁体；

-导磁体；

-反磁体；

所述磁偏置结构相对于磁场回路间隙的位置固定，提供恒定偏置磁场；或者，所述磁偏置结构随待检测变量运动，提供交变磁场。

优选地，敏感部件为嵌于导磁结构中的力电材料体；

所述力电材料体采用如下任一种材料体或者任几种材料体的连接组合体：

-压电材料；

-压阻材料；

-碳纳米管材料；

-压磁材料。

所述导磁结构为单向磁间隙变化结构或者多向磁间隙变化结构。

根据本实用新型提供的一种基于磁力驱动的磁电式精密变量传感阵列，包括多维传感装置，其中，所述多维传感装置包括多个按照阵列结构组合的上述的基于磁力驱动的磁电式精密变量传感装置。

根据本实用新型提供的一种基于磁力驱动的磁电式精密变量传感方法，利用上述的基于磁力驱动的磁电式精密变量传感装置，对磁场回路间隙处产生的因待检测变量所引入磁场及磁场力而引发的磁电转化信号进行检测。

优选地，对磁场回路间隙处产生的因待检测变量所引入磁场力而引发的磁电转化信号进行检测，得到目标电信号；

根据目标电信号的频率响应得出待检测变量变化值；或者在电磁线圈中叠加一个电信号改变电磁线圈的输入，通过对所叠加电信号的调节，直至目标电信号消失，使得电磁线圈中叠加所述一个电信号引起的磁场与待检测变量变化引起的磁场相抵消，进而得出待检测变量变化值。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型基于磁力驱动的磁电效应进行变量传感的合理结构，相较于传统的复合功能材料磁电效应，成本更低，不受连接界面影响；