[实用新型]一种微型化的管道内窥低频近场发射天线

说明书

本实用新型公开了一种微型化的管道内窥低频近场发射天线包括：电感天线、后壳、用于增强电磁波信号的引导器；所述电感天线设在后壳内，所述引导器设在所述后壳的前端；微型化的管道内窥低频近场发射天线结合导磁材料通过增加引导器，整个励磁的分布发生了变化，闭合磁力线分布的范围扩大，缩小电感天线的直径大小，不会出现发射效率降低的情况，且依旧能够达到信号传输距离不变，信号传输强度不变；可将微型化的管道内窥低频近场发射天线的直径控制在10mm以下。

技术领域

本实用新型涉及管道发射天线技术领域，特别是涉及一种微型化的管道内窥低频近场发射天线。

背景技术

管道窥镜是工业管道装置上的主要附件之一，广泛应用于石油、化工、医药、食品等工业生产装置的管道中；在管道或内窥推杆的顶端安装一个探测器，探测器内置一个低频天线，不断地发射低频信号，将推杆逐渐推入管道中，用户在地面使用一个接收机来探测此低频信号，并对信号进行分析计算，确定探测器的地位置和深度，将推杆不断推入，用户在地面探测可以准确的得到管道的深度和走向等数据；在管道窥镜中增加电磁波通讯系统已属常见，在电磁波通讯中，水汽、建筑物、山体均对电磁波传输产生很大的影响。通常电磁波穿越上述障碍物会产生衰减，电磁波频率越高衰减越大，障碍物的电导率越大，衰减越大。管道和内窥行业，复杂的土壤、水域、铸铁管等场景对通讯造成很大的制约；管道和内窥行业使用频率很低的电磁波，通常使用65Hz～300Khz之间的极低频、音频、甚低频和低频，比较常用的频率为512Hz、640Hz、850Hz、8kHz，16kHz，33Khz。在专利号：03145224.8的具有电磁波引导作用的电连接器，中介绍了可将产生的电磁波，即时导引接地防止其发散。

一般情况下，电磁辐射场根据感应场和辐射场的不同而区分为远场(感应场)和近场(辐射场)。由于远场和近场的划分相对复杂，要具体根据不同的工作环境和测量目的进行划分，一般而言，以场源为中心，在三个波长范围内的区域，通常称为近场，也可称为感应场；在以场源为中心，半径为三个波长之外的空间范围称为远场，也可称为辐射场。近区场通常具有如下特点：近场内，电场强度与磁场强度的大小没有确定的比例关系。一般情况下，对于电压高电流小的场源(如发射天线、馈线等)，电场要比磁场强得多，对于电压低电流大的场源(如某些感应加热设备的模具)，磁场要比电场大得多；

在管道和内窥行业现有的探测器具有以下几方面劣势：体积仍然偏大，难以将发射天线安装到小型管道和内窥探测器上，导致管道内窥探测器体积无法做小，32mm直径以下小管道和细小的缝隙，探测器难以进入，如果管道有转弯，探测器基本无法通过；发射功率偏低，某些场合无法满足要求，比如遇到铁管或高盐分海水，因为信号衰减大，达不到探测距离的要求；发射效率较低，耗电高发热严重。

且经过以下实验尝试，无法获得进一步的突破：

1、尝试使用更小的导线，那么导线的电阻带来巨大的损耗，电感Q值降低，发射效率降低。

2、使用新型导磁材料，尝试使用铁氧体、锰锌铁氧体材料制作天线，电感天线的Q值提升有限，并且难以加工成型。

3、使用多匝导线绕制天线，发射效率略有降低；使用镀银导线绕制天线，发射效率没有变化。分析因为VLF频率很低，电流趋肤效应不明显。

4、尝试使用更高的电压来驱动天线，发射功率提升，发射效率不变。天线发热巨大，并且导线的绝缘强度无法长期耐受更高的电压。

实用新型内容

为将微型化的管道内窥低频近场发射天线降低尺寸大小，且不降低发射电磁波信号的强度，能够在地下等复杂的场景，使信号传输稳定，本实用新型设计了一种微型化的管道内窥低频近场发射天线，包括：电感天线、后壳、用于增强电磁波信号的引导器；所述电感天线设在后壳内，所述引导器设在所述后壳的前端；微型化的管道内窥低频近场发射天线结合导磁材料，增加引导器，将直径控制在10mm以下，并且信号传输距离不变。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：