[發(fā)明專利]用于三個(gè)方向位移測(cè)量的復(fù)合式振弦傳感器裝置有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201610619279.0 | 申請(qǐng)日： | 2016-08-01 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN106123814B | 公開（公告）日： | 2018-04-13 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 陳建勛;劉欽;羅彥斌;黃沛;高文武 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 長(zhǎng)安大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | G01B17/00 | 分類號(hào)： | G01B17/00;G01B17/04 |
| 代理公司： | 西安文盛專利代理有限公司61100 | 代理人： | 李中群 |
| 地址： | 710064*** | 國(guó)省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 三個(gè) 方向 位移 測(cè)量 復(fù)合 式振弦 傳感器 裝置 | ||
1.用于三個(gè)方向位移測(cè)量的復(fù)合式振弦傳感器裝置，其特征在于：包括檢測(cè)單元、切換器和設(shè)置在待測(cè)目標(biāo)內(nèi)部的X軸振弦傳感頭、Y軸振弦傳感頭、Z軸振弦傳感頭，所述的X軸振弦傳感頭、Y軸振弦傳感頭、Z軸振弦傳感頭處于相互垂直的三個(gè)方向，每個(gè)振弦傳感頭分別包括獨(dú)立的振弦、線圈和殼體；
所述的檢測(cè)單元用于振弦傳感頭的激勵(lì)、拾振和位移測(cè)量；檢測(cè)單元控制切換器按照時(shí)序依次與三個(gè)傳感頭相連通，獲取待測(cè)目標(biāo)三個(gè)方向的位移值；
所述的檢測(cè)單元包括激勵(lì)電路單元、拾振電路單元和處理單元；所述的激勵(lì)電路單元通過線圈為振弦起振提供電信號(hào)；所述的拾振電路單元通過線圈獲取振弦的頻率信號(hào)；
所述的處理單元包括預(yù)振模塊、復(fù)振模塊、頻率檢測(cè)模塊、切換模塊和信號(hào)處理模塊，所述激勵(lì)電路單元的輸出端與預(yù)振模塊的輸入端、復(fù)振模塊的輸入端電聯(lián)接，所述拾振電路單元的輸出端與頻率檢測(cè)模塊的輸入端電聯(lián)接，所述預(yù)振模塊的輸出端、復(fù)振模塊輸出端和頻率檢測(cè)模塊的輸出端分別與信號(hào)處理模塊電聯(lián)接；切換模塊可根據(jù)設(shè)定的時(shí)序，控制切換器將三個(gè)傳感頭分別與檢測(cè)單元連通；
所述的信號(hào)處理模塊記錄有效的復(fù)振頻率信號(hào)，同時(shí)控制傳感器的激勵(lì)檢測(cè)流程，使傳感器在穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)兩種模式下工作；所述的非穩(wěn)態(tài)工作模式按照預(yù)振—預(yù)振檢測(cè)—復(fù)振—復(fù)振檢測(cè)步驟進(jìn)行；所述的穩(wěn)態(tài)工作模式按照直接復(fù)振—復(fù)振檢測(cè)步驟進(jìn)行；
所述的檢測(cè)單元分別控制X軸振弦傳感頭、Y軸振弦傳感頭、Z軸振弦傳感頭按照以下的步驟獨(dú)立進(jìn)行頻率測(cè)量：
[1]傳感頭安裝調(diào)試完畢后，前n次檢測(cè)時(shí)，信號(hào)處理模塊控制傳感器按照預(yù)振—預(yù)振檢測(cè)—復(fù)振—復(fù)振檢測(cè)的非穩(wěn)態(tài)模式工作，其中預(yù)振的激勵(lì)信號(hào)為脈寬t1的單脈沖電信號(hào)，預(yù)振檢測(cè)的頻率為Fi，復(fù)振的激勵(lì)信號(hào)為振蕩頻率Fi、脈寬t2的電信號(hào)，復(fù)振檢測(cè)頻率fi為該次測(cè)量的結(jié)果，其中n和i均為正整數(shù)，i為測(cè)量第次；
[2]當(dāng)i>n時(shí)，傳感器按照直接復(fù)振—復(fù)振檢測(cè)的穩(wěn)態(tài)模式工作，其中復(fù)振激勵(lì)信號(hào)的脈寬為t2，激勵(lì)頻率Fi按照前n次測(cè)量得到頻率值的移動(dòng)平均值取數(shù)：Fi＝(fi-n+……+fi-2+fi-1)/n，并獲得該次的頻率測(cè)量結(jié)果為fi；
[3]如果步驟[2]中檢測(cè)得到的復(fù)振頻率超出傳感器的工作范圍，或者復(fù)振信號(hào)值弱至難以正常檢測(cè)，則該次測(cè)量無(wú)效，傳感器按照預(yù)振—預(yù)振檢測(cè)—復(fù)振—復(fù)振檢測(cè)的非穩(wěn)態(tài)模式工作，否則傳感器按照直接復(fù)振—復(fù)振檢測(cè)的穩(wěn)態(tài)模式工作；
[4]每次測(cè)量完畢后，記錄該次的測(cè)量頻率值fi用于后續(xù)激勵(lì)電信號(hào)頻率的計(jì)算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于三個(gè)方向位移測(cè)量的復(fù)合式振弦傳感器裝置，其特征在于：所述的預(yù)振激勵(lì)脈寬t1和復(fù)振激勵(lì)脈寬t2，根據(jù)對(duì)傳感器的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)得到。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于三個(gè)方向位移測(cè)量的復(fù)合式振弦傳感器裝置，其特征在于：n＝10、20或50。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于三個(gè)方向位移測(cè)量的復(fù)合式振弦傳感器裝置，其特征在于：所述的預(yù)振激勵(lì)脈寬t1為100-200ms，復(fù)振激勵(lì)脈寬t2為200-500ms。
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