[實(shí)用新型]基于磁力驅(qū)動的磁電式精密變量傳感裝置以及陣列

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720528177.8
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN206989971U
• 公開（公告）日: 2018-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊斌堂;楊詣坤
• 申請（專利權(quán)）人: 楊斌堂
• 主分類號: G01D5/14
• 分類號: G01D5/14
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及檢測傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于磁力驅(qū)動的磁電式精密變量傳感裝置以及陣列。

背景技術(shù)

磁電效應(yīng)是指外加磁場可以改變介質(zhì)的電極化性質(zhì)的現(xiàn)象。應(yīng)用磁電效應(yīng)進(jìn)行精密傳感成為一個很有潛力的領(lǐng)域。現(xiàn)有的專利文獻(xiàn)，例如基于科里奧利力的檢測傳感器，公開號為CN103913158A，公開日為2014年07月09日，實(shí)用新型名稱為《磁電式科里奧利力檢測傳感器》的中國專利申請，提供了一種磁電式科里奧利力檢測傳感器，該科里奧利力檢測傳感器，將質(zhì)量塊設(shè)置于殼體內(nèi)部，基于科里奧利力效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)平轉(zhuǎn)動體低速或高速的寬頻轉(zhuǎn)速的檢測。

但是這些專利文獻(xiàn)提出的檢測傳感器，均是基于復(fù)合功能材料構(gòu)成的磁電效應(yīng)，本實(shí)用新型創(chuàng)新的應(yīng)用基于磁力驅(qū)動的磁電效應(yīng)進(jìn)行精密變量傳感提供合理結(jié)構(gòu)。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種基于磁力驅(qū)動的磁電式精密變量傳感裝置以及陣列。

根據(jù)本實(shí)用新型提供的一種基于磁力驅(qū)動的磁電式精密變量傳感裝置，包括：磁偏置結(jié)構(gòu)、導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)、電磁線圈以及敏感部件；

導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)位于磁偏置結(jié)構(gòu)的偏置磁場中；

導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)具有磁場回路間隙；

電磁線圈纏繞在導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)上；

敏感部件安裝在導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)上；

所述磁偏置結(jié)構(gòu)提供偏置磁場；

所述導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)形成磁場回路；

所述電磁線圈提供交流磁場激勵；

所述敏感部件采集導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)在交流磁場、偏置磁場以及待檢測變量共同作用下產(chǎn)生的因待檢測變量所引入磁場力而引發(fā)的磁電轉(zhuǎn)化信號。

優(yōu)選地，所述敏感部件采集導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)在交流磁場、偏置磁場以及待檢測變量共同作用下在所述磁場回路間隙處產(chǎn)生的磁驅(qū)動力所引發(fā)的磁電轉(zhuǎn)化信號。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)采用如下任一種磁性材料或者任多種磁性材料的連接組合體：

-非晶及納米晶軟磁合金材料

-軟磁非金屬鐵氧體材料；

-金屬磁性材料。

優(yōu)選地，在所述磁場回路間隙處采用如下任一種形式：

-所述磁場回路間隙為空氣間隙；

-所述磁場回路間隙處填充熱敏材料；

-所述磁場回路間隙處填充濕度敏感材料；

-所述磁場回路間隙處填充氣味敏感材料；

-所述磁場回路間隙處填充磁敏感材料。

優(yōu)選地，所述電磁線圈內(nèi)通入電流，提供穩(wěn)定的交流磁場；或者，所述電磁線圈的輸入電流隨待檢測變量變化，提供變化的磁場。

優(yōu)選地，所述磁偏置結(jié)構(gòu)采用如下任一種部件或者任幾種部件的連接組合體：

-永磁體；

-電磁體；

-導(dǎo)磁體；

-反磁體；

所述磁偏置結(jié)構(gòu)相對于磁場回路間隙的位置固定，提供恒定偏置磁場；或者，所述磁偏置結(jié)構(gòu)隨待檢測變量運(yùn)動，提供交變磁場。

優(yōu)選地，敏感部件為嵌于導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)中的力電材料體；

所述力電材料體采用如下任一種材料體或者任幾種材料體的連接組合體：

-壓電材料；

-壓阻材料；

-碳納米管材料；

-壓磁材料。

所述導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)為單向磁間隙變化結(jié)構(gòu)或者多向磁間隙變化結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本實(shí)用新型提供的一種基于磁力驅(qū)動的磁電式精密變量傳感陣列，包括多維傳感裝置，其中，所述多維傳感裝置包括多個按照陣列結(jié)構(gòu)組合的上述的基于磁力驅(qū)動的磁電式精密變量傳感裝置。

根據(jù)本實(shí)用新型提供的一種基于磁力驅(qū)動的磁電式精密變量傳感方法，利用上述的基于磁力驅(qū)動的磁電式精密變量傳感裝置，對磁場回路間隙處產(chǎn)生的因待檢測變量所引入磁場及磁場力而引發(fā)的磁電轉(zhuǎn)化信號進(jìn)行檢測。

優(yōu)選地，對磁場回路間隙處產(chǎn)生的因待檢測變量所引入磁場力而引發(fā)的磁電轉(zhuǎn)化信號進(jìn)行檢測，得到目標(biāo)電信號；

根據(jù)目標(biāo)電信號的頻率響應(yīng)得出待檢測變量變化值；或者在電磁線圈中疊加一個電信號改變電磁線圈的輸入，通過對所疊加電信號的調(diào)節(jié)，直至目標(biāo)電信號消失，使得電磁線圈中疊加所述一個電信號引起的磁場與待檢測變量變化引起的磁場相抵消，進(jìn)而得出待檢測變量變化值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果：

1、本實(shí)用新型基于磁力驅(qū)動的磁電效應(yīng)進(jìn)行變量傳感的合理結(jié)構(gòu)，相較于傳統(tǒng)的復(fù)合功能材料磁電效應(yīng)，成本更低，不受連接界面影響；