[發明專利]基于定向磁路的高信噪比非接觸式信號傳輸系統

無效

• 申請號: 201210300493.1
• 申請日: 2012-08-22
• 公開（公告）號: CN102882562A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 敬子建;徐明龍;翟崇樸;馮勃
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04B5/00
• 分類號: H04B5/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

技術領域

本發明涉及一種非接觸式信號傳輸系統，具體涉及基于定向磁路的高信噪比非接觸式信號傳輸系統。

背景技術

處于液壓環境下的液壓腔內部設備與位于液壓腔外部的設備之間需要進行信號的傳輸。傳統的信號傳輸方法多采用埋設穿過液壓腔壁面的連接引線將內部及外部設備相連，這樣就極大增加了密封結構及加工工藝的復雜性，而且將大大降低壓力容器的整體強度。

發明內容

為解決上述現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種基于定向磁路的高信噪比非接觸式信號傳輸系統，利用液壓腔多采用非鐵磁性材料制造的特點，能夠實現在液壓腔內部設備與液壓腔外部設備之間的非接觸式信號傳輸，信噪比高，安裝簡便，能耗小，而且不會降低壓力容器的整體強度。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種基于定向磁路的高信噪比非接觸式信號傳輸系統，包括位于非鐵磁性液壓腔內部的微處理器2、驅動電路3，磁信號發射部分5-1位于非鐵磁性液壓腔壁11內側、磁信號接收部分5-2位于非鐵磁性液壓腔壁11外側的磁傳輸裝置5以及位于非鐵磁性液壓腔外部的差分放大電路4；所述磁信號發射部分5-1包括磁信號發射鐵芯6以及繞在磁信號發射鐵芯6上的線圈7，所述磁信號接收部分5-2包括磁信號接收鐵芯8、嵌在磁信號接收鐵芯8上端的第一磁場傳感器9以及嵌在磁信號接收鐵芯8下端的第二磁場傳感器10；所述磁傳輸裝置5產生穿過非鐵磁性液壓腔壁11的定向磁路12；所述微處理器2的輸入端與信號源1相連接，微處理器2的輸出端與驅動電路3的輸入端相連接，驅動電路3的輸出端與線圈7相連接，第一磁場傳感器9與第二磁場傳感器10的輸出端均與差分放大電路4的輸入端相連接。

工作時，將微處理器2與液壓腔內部的信號源1相連，微處理器2將信號源1信號轉化為數字控制信號，驅動電路3受該數字控制信號的控制在線圈7中產生與數字控制信號相對應的勵磁電流，即由線圈7將高低電平的數字信號轉變為與之相對的強弱不同的磁感應強度信號，并通過磁信號發射鐵芯6和磁信號接收鐵芯8形成定向磁路12，磁信號接收鐵芯8中的第一磁場傳感器9和第二磁場傳感器10測量到其所在位置的磁感應強度的變化，對于定向磁路12，第一磁場傳感器9和第二磁場傳感器10所在位置的磁感應強度大小相同，方向相反，因此轉化為大小相同、正負相反的電壓信號，差分放大電路4接收到第一磁場傳感器9和第二磁場傳感器10的電壓信號，并對其進行差分放大，輸出這兩路電壓信號的差值。

和現有技術相比，本發明具有如下優點：

由于本系統的信號傳輸是通過兩只互不接觸的鐵芯之間的磁場完成，所以可以實現在非鐵磁性液壓腔內部設備與外部設備之間的非接觸式信號傳輸，安裝簡便，而且不會降低壓力容器的整體強度；由于本系統首先將模擬信號轉變為數字信號，進而轉變為與數字信號相對應的磁場強度信號，然后由第一磁場傳感器9和第二磁場傳感器10測得方向相反的磁場信號，并將其轉化為同樣相反的電壓信號后，傳輸給差分放大電路4，由差分放大電路4輸出這兩路電壓信號的差值，因此本系統具有很好的信噪比。此外，本系統由于結構簡單還具有安裝便捷，功耗小，耐高壓的特點。

附圖說明

圖1為本發明傳輸系統結構及信號傳輸框圖。

圖2為本發明磁傳輸裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。

如圖1和圖2所示，本發明一種基于定向磁路的高信噪比非接觸式信號傳輸系統，包括位于非鐵磁性液壓腔內部的微處理器2、驅動電路3，磁信號發射部分5-1位于非鐵磁性液壓腔壁11內側、磁信號接收部分5-2位于非鐵磁性液壓腔壁11外側的磁傳輸裝置5以及位于非鐵磁性液壓腔外部的差分放大電路4；所述磁信號發射部分5-1包括磁信號發射鐵芯6以及繞在磁信號發射鐵芯6上的線圈7，所述磁信號接收部分5-2包括磁信號接收鐵芯8、嵌在磁信號接收鐵芯8上端的第一磁場傳感器9以及嵌在磁信號接收鐵芯8下端的第二磁場傳感器10；所述磁傳輸裝置5產生穿過非鐵磁性液壓腔壁11的定向磁路12；所述微處理器2的輸入端與信號源1相連接，微處理器2的輸出端與驅動電路3的輸入端相連接，驅動電路3的輸出端與線圈7相連接，第一磁場傳感器9與第二磁場傳感器10的輸出端均與差分放大電路4的輸入端相連接。

本發明的工作原理是：微處理器2將信號源1提供的信號轉變為數字控制信號，驅動電路3受該數字控制信號的控制在線圈7中產生與數字控制信號相對應的勵磁電流，即由線圈7將高低電平的數字信號轉變為與之相對的強弱不同的磁感應強度信號，并通過磁信號發射鐵芯6和磁信號接收鐵芯8形成定向磁路12，分別嵌在磁接收鐵芯8兩端的第一磁場傳感器9與第二磁場傳感器10可測量到定向磁路12中大小相同，方向相反的磁感應強度信號，并將其轉化為大小相同，正負相反的兩路電壓信號，該兩路電壓信號同時傳給差分放大電路4，由差分放大電路4輸出兩者的差值。