[發明專利]一種用于惡劣環境的高溫電渦流位移傳感器

在審

• 申請號: 202110233511.8
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN112797885A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 翟敬宇;崔得位;劉沖;李經民;丁來錢;劉濟銘
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪

1.一種用于惡劣環境的高溫電渦流位移傳感器，其特征在于，該用于惡劣環境的高溫電渦流位移傳感器包括探頭組件、外殼組件和高溫同軸電纜結構；

探頭組件包括激勵和檢測線圈(1)、溫度補償線圈(7)和低溫共燒陶瓷基體(3)，激勵和檢測線圈(1)是通過在陶瓷基片上印刷導體，并將多層陶瓷基片層壓燒結得到的；激勵和檢測線圈(1)和溫度補償線圈(7)分別位于探頭組件兩端，二者通過低溫共燒陶瓷基體(3)燒結連接；

外殼組件包括上殼體(8)和下殼體(5)，二者通過螺栓連接成的空腔的截面為“十”字型；上殼體(8)的凹槽內固定溫度補償線圈(7)，下殼體(5)的凹槽內激勵和檢測線圈(1)；高溫同軸電纜(6)一端通過壓接的方式與激勵和檢測線圈(1)、溫度補償線圈(7)上的表面電極(2)連接，其另一端從上殼體(8)的通孔伸出與前置器連接，通過內部灌高溫膠(4)實現固定；外殼組件內的空腔處填充有高溫膠(4)。

2.根據權利要求1所述的用于惡劣環境的高溫電渦流位移傳感器，其特征在于，所述的激勵和檢測線圈(1)和溫度補償線圈(7)的各層導體電路通過填充銀漿的通孔連接，為保證電流從頂層到底層流向同為逆時針方向，奇數層的通孔位置在中間，偶數層的通孔位置在線圈外部；為保證電路從底層到頂層的連接，各層通孔均在同一相對位置；

為保證電氣連接的可靠性和穩定性，各層通孔的尺寸一致且與線圈的線徑相同，層間的電極尺寸大于通孔尺寸；

溫度補償線圈(7)的結構與激勵和檢測線圈(1)的結構相同，關于探頭組件中部對稱，溫度補償線圈(7)的結構與激勵和檢測線圈(1)組成差動對稱結構；

激勵和檢測線圈(1)和溫度補償線圈(7)的單層結構為逆時針多匝方形線圈，空氣芯作為磁芯保證高精度和耐高溫，整體結構為空間立體螺旋結構，線圈幾何參數通過多目標遺傳算法和電磁仿真確定；

為防止溫度補償線圈(7)的表面電路發生故障，在表面增加相同尺寸的2～6層的空白陶瓷基體并層壓燒結，保護電路結構；

激勵和檢測線圈(1)和的材料為電導率高、熔點低的金屬銀，頂層線圈表面鍍金。

3.根據權利要求1或2所述的用于惡劣環境的高溫電渦流位移傳感器，其特征在于，所述的激勵和檢測線圈(1)位于探頭組件的頂部，是通過在低溫共燒陶瓷(3)表面印刷導體銀，將多層陶瓷基片按順序疊片、層壓和燒結得到的。

4.根據權利要求1或2所述的用于惡劣環境的高溫電渦流位移傳感器，其特征在于，所述的探頭組件中間的低溫共燒陶瓷(3)厚度由溫度補償線圈(7)與激勵和檢測線圈(1)的磁場耦合程度決定，最小厚度為溫度補償線圈(7)產生的電磁場不影響檢測線圈的檢測信號。

5.根據權利要求3所述的用于惡劣環境的高溫電渦流位移傳感器，其特征在于，所述的探頭組件中間的低溫共燒陶瓷(3)厚度由溫度補償線圈(7)與激勵和檢測線圈(1)的磁場耦合程度決定，最小厚度為溫度補償線圈(7)產生的電磁場不影響檢測線圈的檢測信號。

6.根據權利要求1、2或5所述的用于惡劣環境的高溫電渦流位移傳感器，其特征在于，所述探頭組件中間的低溫共燒陶瓷(3)和溫度補償線圈(7)的外部尺寸比檢測激勵和檢測線圈(1)的尺寸小，便于高溫同軸電纜(6)的連接和伸出。

7.根據權利要求3所述的用于惡劣環境的高溫電渦流位移傳感器，其特征在于，所述探頭組件中間的低溫共燒陶瓷(3)和溫度補償線圈(7)的外部尺寸比檢測激勵和檢測線圈(1)的尺寸小，便于高溫同軸電纜(6)的連接和伸出。

8.根據權利要求4所述的用于惡劣環境的高溫電渦流位移傳感器，其特征在于，所述探頭組件中間的低溫共燒陶瓷(3)和溫度補償線圈(7)的外部尺寸比檢測激勵和檢測線圈(1)的尺寸小，便于高溫同軸電纜(6)的連接和伸出。