[發明專利]一種用于艦船對水測速的兩維測速電磁傳感器

在審

• 申請號: 201710116218.7
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106950394A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 馮昭群;郭江濤;羅鑫;殷宗亮
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0七研究所九江分部
• 主分類號: G01P3/50
• 分類號: G01P3/50
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司36115
• 代理人: 李炳生

技術領域

本發明涉及一種用于艦船對水測速的兩維測速電磁傳感器。

背景技術

傳統的電磁計程儀測量縱向對水速度，艦艇機動旋回時航速方向與本艦縱向不一致，其測量的是實際航速的縱向分量，機動旋回的曲率半徑不一致，航速縱向分量就不一樣，導致計程儀誤差特性不一樣。如果將艦船航速分解為沿艦艇縱向和橫向的兩個分量，那么布置一對連線垂直于艏艉線的電極，就能感應縱向速度分量，這就是常用的一維測速用電磁傳感器的情況。現有用于艦船對水測速的電磁傳感器均采用單線圈雙電極方式，不能滿足艦船對橫向速度測量的需求。顯然，若增加一對平行于艏艉線的電極，就能感應橫向速度分量。

發明內容

本發明其目的就在于提供一種用于艦船對水測速的兩維測速電磁傳感器，用于同時測取兩個方向的相對海水的速度，提高電磁傳感器現場抗工頻干擾能力和測速穩定性。設計中采用雙線圈結構，并對磁場分布進行解讀，確定雙線圈組合方式和傳感器磁場形成原理及分布特征，使磁場分布具有各向同性、同一勵磁，滿足兩維測速的要求。

實現上述目的而采取的技術方案，包括敏感頭、桿體、把手、電纜、螺母和安裝板，所述敏感頭包括殼體、電極板、電極、勵磁線圈組件、壓環、導桿，所述電極板上裝有兩對電極，兩對電極采用垂直對稱布置；所述勵磁線圈組件包括內線圈、鐵芯、外線圈；所述敏感頭與把手之間設有桿體。

有益效果

與現有技術相比本發明具有以下優點。

本裝置用于同時測取兩個方向的相對海水的速度，提高電磁傳感器現場抗工頻干擾能力和測速穩定性。設計中采用雙線圈結構，并對磁場分布進行解讀，確定雙線圈組合方式和傳感器磁場形成原理及分布特征，使磁場分布具有各向同性、同一勵磁，滿足兩維測速的要求。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步詳述。

圖1為本裝置結構示意主視圖；

圖2為本裝置結構示意俯視圖；

圖3為本裝置中敏感頭結構示意圖；

圖4為本裝置中電極板與電極結構示意圖；

圖5為本裝置中勵磁線圈組件結構示意圖。

具體實施方式

本裝置包括敏感頭1、桿體2、把手3、電纜4、螺母5和安裝板6，如圖1、圖2所示,所述敏感頭1包括殼體1-1、電極板1-2、電極1-3、勵磁線圈組件1-4、壓環1-5、導桿1-6，如圖3所示,所述電極板1-2上裝有兩對電極1-3，如圖4所示，兩對電極1-3采用垂直對稱布置；所述勵磁線圈組件1-4包括內線圈3-1、鐵芯3-2、外線圈3-3，如圖5所示,所述敏感頭1與把手3之間設有桿體2。

所述勵磁線圈組件1-4采用內外雙線圈設計，當內線圈3-1與外線圈3-3串聯工作時，磁場分布具有較寬的輻射范圍，在相同磁場工作區域內取得更大的信號感應能力。

所述電纜4采用縱向水密電纜。

實施例

本裝置用于感測艦船相對于海水的縱向和橫向速度信號，兩維測速電磁傳感器是基于法拉第電磁感應定律，當艦船運動時，海水切割磁力線，產生相對水流速度成比例的信號，該信號由四個電極拾取；電極布置采用垂直對稱布置，其中一組電極拾取縱向速度，一組拾取橫向速度，通過對該兩組信號分別進行放大、解算處理后即可得到艦船相對海水的兩維航速。

本裝置由敏感頭1、桿體2、把手3、電纜4、螺母5和安裝板6構成，如圖1、圖2所示。

所述敏感頭1與桿體2之間采用O形圈及雙頭螺柱進行密封和固定，缺口處利用環氧樹脂進行填充；把手3通過螺釘固定在安裝板6上；安裝板6與桿體2之間由螺母5固定，電纜4采用縱向水密電纜；

所述敏感頭主要由殼體1-1、電極板1-2、電極1-3、勵磁線圈組件1-4、壓環1-5、導桿1-6等組成。利用電極板1-2上的定位凹槽對勵磁線圈組件1-4進行定位，并通過環氧樹脂進行粘結和固化；殼體1-1和電極板1-2密封面上采用“楔形”結構，對電極板1-2進行定位及增加粘接面積，并通過壓環1-5對電極板1-2進行水平壓緊固定，保證粘接質量；

所述電極板1-2上裝有兩對電極1-3，兩對電極采用垂直對稱布置，電極1-3與電極板1-2之間采用螺紋連接；

所述勵磁線圈組件1-4由內線圈3-1、鐵芯3-2、外線圈3-3組成。通過調整兩線圈間位置關系可以對線圈參數進行微調和控制，消除線圈繞制過程中的離散型，提高產品靜態參數的一致性。