[发明专利]一种基于磁弹性材料的冰层厚度测量装置

摘要

本发明涉及一种冰层厚度测量装置，具体地说是涉及一种基于磁弹性材料的冰层厚度测量装置，属于自动检测技术领域，解决了现有接触式冰层厚度测量装置存在结构复杂或测量误差大等问题。该装置，包括传感单元和测量控制单元；所述传感单元包括环形筒状外壳、磁弹性材料、磁弹性材料支架、交流线圈、直流线圈、片选电路和线圈支架；所述磁弹性材料包括多个顺次连接的磁性振动单元；所述测量控制单元包括阻抗测量电路、直流偏置电路、单片机、串口电路和电源电路。本发明利用磁弹性材料分别在空气、冰和水中的共振特性差异，可清晰确定冰层的上下界面的位置，从而准确地计算冰层的厚度。该装置具有稳定可靠，测量准确等优点。

主权项

1.一种基于磁弹性材料的冰层厚度测量装置，其特征在于，包括传感单元（1）和测量控制单元（2）；所述传感单元（1）包括环形筒状外壳（3）、磁弹性材料（4）、磁弹性材料支架（5）、交流线圈（6）、直流线圈（7）、片选电路（8）和线圈支架（9）；环形筒状外壳（3）包括筒状的外环（31）以及套设在外环（31）内部的筒状的内环（32）；外环（31）与内环（32）之间存有间隙且内外环间隙在两个端口处封闭；内环（32）的两端则为开口结构；所述磁弹性材料（4）包括多个顺次连接的磁性振动单元（41）；磁弹性材料（4）通过磁弹性材料支架（5）固定于内环（32）中心处；交流线圈（6）、直流线圈（7）和片选电路（8）通过线圈支架（9）固定于外环（31）与内环（32）的间隙中；所述交流线圈（6）和直流线圈（7）为多个，交替缠绕在线圈支架（9）上，彼此相互独立；所述交流线圈（6）均靠近内环（32）的外壁设置，直流线圈（7）均靠近外环（31）的内壁设置；每个交流线圈（6）的位置与磁弹性材料（4）的每个磁性振动单元（41）相对应，需分别将对应的磁性振动单元（41）包围其中，使对应的磁性振动单元（41）位于交流线圈（6）的正中间；相邻两个磁性振动单元（41）的连接处对应设有一个直流线圈（7），位于两端的磁性振动单元（41）中不与其它磁性振动单元（41）连接的一端也分别对应设有一个直流线圈（7）；所述片选电路（8）包括多个片选开关（18），片选开关（18）之间通过数据总线相连接；每个直流线圈（7）的一个引脚接地，另一个引脚与一个片选开关（18）的输入端相连；每个交流线圈（6）的每个引脚分别与一个片选开关（18）的输入端相连；所有连接着直流线圈（7）的片选开关（18）的输出端都连接在一起，形成一个直流公共端；所有连接着交流线圈（6）的第一个引脚的片选开关（18）的输出端都连接在一起，形成一个交流公共端；所有连接着交流线圈（6）的第二个引脚的片选开关（18）的输出端都连接在一起，形成另一个交流公共端；测量控制单元（2）包括阻抗测量电路（10）、直流偏置电路（11）、单片机（12）、串口电路（13）和电源电路（14）；阻抗测量电路（10）的信号激励输出端与一个交流公共端相连接，阻抗测量电路（10）的阻抗输入端与另一个交流公共端连接，阻抗测量电路（10）与单片机（12）之间通过数据总线连接；直流偏置电路（11）的输出端与直流公共端相连接，直流偏置电路（11）的输入端与单片机（12）的一个具有D/A输出的引脚连接；片选电路（8）和单片机（12）通过数据总线进行连接；串口电路（13）的输入端和输出端与单片机（12）中的串行通讯接口相连接；电源电路（14）分别给阻抗测量电路（10）、直流偏置电路（11）、单片机（12）、串口电路（13）和片选电路（8）供电。