[發(fā)明專利]一種電磁傳感器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910113410.6
• 申請日: 2009-08-04
• 公開（公告）號: CN101666883A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王紅衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 王紅衛(wèi)
• 主分類號: G01V3/10
• 分類號: G01V3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種能檢測鐵磁性物質(zhì)接近或通過的電磁傳感器，特別是能減弱電場、磁場干擾的電磁傳感器。

背景技術(shù)：

目前，公知的電磁傳感器由鐵磁材料制成的U形鐵芯和繞在該鐵芯上的信號線圈組成。鐵芯的開口朝向檢測區(qū)域，通過電激磁或加裝永久磁鐵的方法產(chǎn)生磁場，磁場通過鐵芯和檢測區(qū)域的空間形成一個閉合的磁路，當(dāng)檢測區(qū)域有鐵磁性物質(zhì)通過時，會引起該磁路的磁通量產(chǎn)生變化，在信號線圈中產(chǎn)生出感生電動勢，從而判斷鐵磁性物質(zhì)經(jīng)過的時間、空間等參數(shù)。

但當(dāng)傳感器受到周圍環(huán)境中出現(xiàn)的變化的電場、磁場作用時，也同樣會在線圈中產(chǎn)生感生電動勢，對檢測造成干擾。

為防止電場、磁場對傳感器的干擾，目前通常采用在傳感器的輸出端加裝濾波電路的方法。但是，由于干擾源參數(shù)的不確定性，使濾波電路的參數(shù)無法精確確定，抗干擾效果不穩(wěn)定。同時，由于加裝濾波電路，使傳感器的時間常數(shù)、耦合性能發(fā)生變化，輸出信號出現(xiàn)相位差、衰減，影響傳感器的檢測精度。

發(fā)明內(nèi)容：

為了克服現(xiàn)有的電磁傳感器易受到周圍環(huán)境中變化的電場、磁場干擾的不足，本發(fā)明提供一種新結(jié)構(gòu)電磁傳感器，該傳感器可以在鐵磁性物質(zhì)接近或通過時產(chǎn)生電信號輸出，并能減弱傳感器周圍環(huán)境中出現(xiàn)的電場、磁場對傳感器檢測結(jié)果的干擾。

本發(fā)明解決其問題所采用的技術(shù)方案是：在一個鐵磁性材料制成的鐵芯上，通過加裝永久磁鐵或使用電激磁的方法，使鐵芯產(chǎn)生磁性，在鐵芯上出現(xiàn)兩磁極，將兩磁極部位制成若干個長條形分支，一個磁極端的分支和另一個磁極端的分支交錯排列在一起，每個磁極端的分支都與另一端的分支相鄰，形成陣列，端面朝向需檢測的區(qū)域。同時，在任意兩個分支之間，放置帶有磁性的隔離材料，隔離材料與分支相對的面的磁極性與分支工作時的磁化極性相同。

在鐵芯兩接近分支的部位，各繞有一個檢測線圈，這兩個檢測線圈的一組異名端相連，另兩個端用以輸出檢測信號。

整個鐵芯和檢測線圈、激磁線圈被封閉在抗磁、導(dǎo)電材料(如銅、銀等)制成的密閉的靜電屏蔽殼體內(nèi)。

整個被封閉在靜電屏蔽殼體內(nèi)的鐵芯及線圈除分支端面部位外，其余部分再被封閉在一個由鐵磁材料制成的磁屏蔽殼體內(nèi)。

傳感器工作原理：在傳感器工作時，兩個相鄰分支被磁化成不同的極性，由于隔離材料處于兩個相鄰的分支之間，且隔離材料與分支相對的面的磁極性與分支工作時的磁化極性相同，隔離材料阻止鐵芯中的磁力線在兩個相鄰分支的側(cè)面溝通，使磁力線只能通過分支端面前方的檢測區(qū)域空間構(gòu)成回路。當(dāng)有鐵磁性物質(zhì)通過檢測區(qū)域時，切割檢測區(qū)域空間內(nèi)的磁力線，引起鐵芯內(nèi)部磁通量的變化，在兩檢測線圈上分別產(chǎn)生感生電動勢，且兩信號線圈的異名端感生電動勢極性相反，由于兩檢測線圈異名端相連，因此傳感器輸出的電動勢為兩檢測線圈的感生電動勢之和。

當(dāng)傳感器外部出現(xiàn)電場干擾時，電場會被靜電屏蔽殼體屏蔽，從而減弱電場造成的干擾。

當(dāng)傳感器外部出現(xiàn)磁場干擾時，如磁場作用在傳感器磁屏蔽殼體部位，會被磁屏蔽殼體屏蔽，從而減弱磁場造成的干擾；如磁場作用在分支端面部位，會使各分支同時產(chǎn)生同一極性的磁化，在兩信號線圈中分別產(chǎn)生感生電動勢，且兩信號線圈的異名端感生電動勢極性相同，傳感器輸出的電動勢為兩檢測線圈的電動勢之差，從而減小磁場造成的干擾。

該傳感器的分支交錯排列形成的陣列可以是單列陣列、矩形陣列、圓形陣列。

該傳感器的靜電屏蔽殼體可以是一層，也可以是多層。同樣，磁屏蔽殼體也可以是多層，以增強抗干擾效果。

附圖說明：

圖1是傳感器結(jié)構(gòu)圖。

圖2是使用2個激磁線圈，1個傳感線圈的傳感器結(jié)構(gòu)圖。

圖3是使用2個激磁線圈，2個傳感線圈的傳感器結(jié)構(gòu)圖。

圖4是2個傳感線圈帶調(diào)節(jié)電阻的傳感器結(jié)構(gòu)圖。

圖5是使用永久磁鐵代替激磁線圈的傳感器結(jié)構(gòu)圖。

圖6是分支截面為長方形，檢測窗口內(nèi)分支單列排列的傳感器實施例結(jié)構(gòu)圖。

圖7是分支截面為方形，檢測窗口內(nèi)分支矩形排列的傳感器實施例結(jié)構(gòu)圖。

圖8是分支截面為扇形，檢測窗口內(nèi)分支圓形排列的傳感器實施例結(jié)構(gòu)圖。

圖1是傳感器結(jié)構(gòu)圖，圖中1a是長條形分支，1是鐵磁性材料制成的鐵芯，2是隔離材料，3、4是檢測線圈，b、c端為檢測線圈的一組異名端。5是激磁線圈，6是磁屏蔽殼體，7是靜電屏蔽殼體，8是傳感器檢測窗口，檢測窗口前方空間是傳感器的檢測區(qū)域。