[實用新型]高測量頻率磁致伸縮傳感器

有效

• 申請號: 201420800924.5
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN204255389U
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 車紅昆;龔大成
• 申請（專利權）人: 車紅昆;龔大成
• 主分類號: G01D5/48
• 分類號: G01D5/48;G01B7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

????本實用新型涉及一種磁致伸縮傳感器，可以用于位移測量和液位測量，特別涉及一種在測量頻率上為傳統產品n倍的磁致伸縮傳感器，所述n為大于等于1的自然數。

背景技術

????磁致伸縮傳感器，英文名稱Magnetostrictive?Sensor。是一種基于磁致伸縮魏德曼效應Wiedemann?effect制成的傳感器。測量時，電子艙中的激勵模塊在敏感檢測元件磁致伸縮波導絲兩端施加一個查詢脈沖，該脈沖以光速在波導絲周圍形成周向安培環形磁場，該環形磁場與游標磁環的偏置永磁磁場發生耦合作用時，會在波導絲的表面形成魏德曼效應扭轉應力波，扭轉波以聲速由產生點向波導絲的兩端傳播，傳向末端的扭轉波被阻尼器件吸收，傳向激勵端的信號則被檢波裝置接收，電子艙中的控制模塊計算出查詢脈沖與接收信號間的時間差，再乘以扭轉應力波在波導材料中的傳播速度約2830m/s，即可計算出扭轉波發生位置與測量基準點間的距離，也即游標磁環在該瞬時相對于測量基準點間的絕對距離，從而實現對游標磁環位置的實時精確測量。

查詢脈沖是一種激勵電信號，以光速運動，在現有磁致伸縮傳感器量程不超過100米的情況下，信號傳輸時間都在us即微秒以下。而返回的扭力波是個超聲波信號，傳輸速度遠低于光速。當現有傳感器以固定頻率發射激勵脈沖時，因為只有收到返回的扭力波回波信號后才算完成了一次測量。這樣當游標運行到遠離傳感器首端即電子艙所在端時，因為回波信號返回的距離越來越遠，信號傳輸時間也越來越長，測量頻率就會低于當游標位置靠近傳感器首端時。傳感器量程越長，這個問題就會越明顯。

????這樣會帶來如下技術弊端：全量程范圍內測量頻率不均勻；游標在遠離傳感器首端時測量頻率下降，影響到對游標實時位置的精確測量，尤其在游標高速運行時，測量頻率很難跟上運動速度。

實用新型內容

????針對以上技術問題，本發明提出了一種高測量頻率磁致伸縮傳感器，所述傳感器包括電子艙、測桿和磁環游標，測桿內有波導絲，電子艙包括微處理器模塊、測量模塊、激勵控制模塊、驅動模塊、檢波模塊、放大模塊、整形模塊、通道信號分離模塊和輸出接口模塊。

微處理器模塊分別與測量模塊、輸出接口模塊連接；

測量模塊分別與微處理器模塊、激勵控制模塊連接；

激勵控制模塊分別與測量模塊、驅動模塊連接；

驅動模塊分別與激勵控制模塊、波導絲連接；

波導絲分別與驅動模塊、檢波模塊連接；

檢波模塊分別與波導絲、放大模塊連接；

放大模塊分別與檢波模塊、整形模塊連接；

整形模塊分別與放大模塊、通道信號分離模塊連接；

通道信號分離模塊分別與整形模塊、測量模塊連接；

輸出接口模塊與微處理器模塊連接。

所述微處理器模塊包括數據處理單元、數據合成單元、測量控制單元,

數據處理單元分別與數據合成單元、測量控制單元連接。

所述測量模塊中有n個測量單元，其中n為大于等于2的自然數。

另一種高測量頻率磁致伸縮傳感器，所述傳感器包括電子艙、測桿和磁環游標，測桿內有波導絲，電子艙包括微處理器模塊、測量模塊、激勵控制模塊、驅動模塊、檢波模塊、放大模塊、整形模塊和輸出接口模塊。

微處理器模塊分別與測量模塊、輸出接口模塊連接；

測量模塊分別與微處理器模塊、激勵控制模塊、整形模塊連接；

激勵控制模塊分別與測量模塊、驅動模塊連接；

驅動模塊分別與激勵控制模塊、波導絲連接；

波導絲分別與驅動模塊、檢波模塊連接；

檢波模塊分別與波導絲、放大模塊連接；

放大模塊分別與檢波模塊、整形模塊連接；

整形模塊分別與放大模塊、測量模塊連接；

輸出接口模塊與微處理器模塊連接。

所述的高測量頻率磁致伸縮傳感器，測量模塊包括n個測量單元和一個通道信號分離單元，其中n為大于等于2的自然數。

一種磁致伸縮傳感器提高測量頻率的方法，其特征在于包括如下步驟：