磁致伸缩位移传感器制造技术

一种磁致伸缩位移传感器，探测杆的杆体内设有磁致伸缩波导丝回路，杆体上滑动配合游标磁环，杆体的一端设置探测头，探测头设置接收线圈，磁致伸缩波导丝回路和接收线圈通过信号远距离传输电缆与变送器连接，变送器包括单片机、激励脉冲电路模块、信号远传模块、时间采集模块，信号远距离传输电缆为编织铠装电缆，该编织铠装电缆内包括三根同轴电缆，其中一根为二同轴电缆，二同轴电缆一端连接激励脉冲电路模块，另一端连接磁致伸缩波导丝回路，另外两根均为三同轴电缆，接收线圈通过两根三同轴电缆连接信号远传模块，信号远传模块经信号调理电路模块、时间采集模块连接单片机，激励脉冲电路模块连接单片机，变送器设置在盒体内，盒体远离被测源。体远离被测源。体远离被测源。

【技术实现步骤摘要】
磁致伸缩位移传感器


[0001]本专利技术涉及传感器测量领域，具体涉及一种磁致伸缩位移传感器。

技术介绍

[0002]磁致伸缩位移传感器是根据磁致伸缩原理制造的高精度、长行程绝对位置测量的位移传感器，一般由含敏感检测元件（即磁致伸缩波导丝回路）的探测头、以及游标磁环安装在探测杆上，与安装在电子仓的变送器一起组成。磁致伸缩线性位移传感器的检测机理基于传感器核心检测元件磁致伸缩波导丝回路与游标磁环间的魏德曼效应。测量时，变送器在磁致伸缩线性位移传感器的检测机理基于传感器核心检测元件——磁致伸缩波导丝回路与游标磁环间的魏德曼效应。
[0003]如图1所示，在测量时电子仓发送一个电流激励脉冲Ip（初始脉冲）至波导丝回路，电流激励脉冲Ip会在波导丝周围形成环形磁场。该环形磁场与游标磁环产生的永久磁场相遇时，由于磁致伸缩效应，在波导丝磁化点会产生一个扭转应力弹性波，以恒定速度从游标磁环所在的位置沿波导丝传输至探测头，并被接收线圈感应脉冲信号（结束脉冲），计算下初始脉冲信号与结束脉冲信号的时间差t，结合扭转应力机械波的恒定波速V，即可确定游标磁环与探测头之间的距离L=V*t。
[0004]现有的磁致伸缩位移传感器均为一体化结构形式，即探测杆与电子仓在磁致伸缩位移传感器中的相对位置非常近。若磁致伸缩位移传感器在高温环境或者核辐照环境下使用，会加速电子仓内的半导体电子元器件在高温或γ射线、热中子等高能粒子的影响下，寿命大大缩短。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种磁致伸缩位移传感器，使用时，只让探测杆处于高温环境或核辐照环境，利用“信号远距离传输电缆”将电子仓内的变送器与探测杆连接来传输信号对位移进行测量，使含有半导体电子元器件部分不会受到高温或γ射线、热中子等高能粒子的影响，大大提高了整个磁致伸缩位移传感器的使用寿命。
[0006]本专利技术的目的是采用下述方案实现的：一种磁致伸缩位移传感器，包括探测杆，所述探测杆的杆体内设有磁致伸缩波导丝回路，所述杆体上滑动配合一游标磁环，所述杆体的一端设置探测头，所述探测头设置接收线圈，所述磁致伸缩波导丝回路的一端和接收线圈通过一信号远距离传输电缆与一变送器连接，所述变送器包括单片机、激励脉冲电路模块、信号远传模块、时间采集模块，所述信号远距离传输电缆为编织铠装电缆，该编织铠装电缆内包括三根同轴电缆，其中一根为二同轴电缆，该二同轴电缆一端连接激励脉冲电路模块，另一端连接磁致伸缩波导丝回路，另外两根均为三同轴电缆，所述接收线圈通过两根三同轴电缆连接信号远传模块，所述信号远传模块经信号调理电路模块、时间采集模块连接单片机，所述激励脉冲电路模块连接单片机，所述变送器设置在一盒体内，该盒体远离被测源。
[0007]优选地，所述单片机与变送器的电源模块连接，所述电源模块分别与变送器的激励脉冲电路模块、信号远传模块、信号调理电路模块、时间采集模块、数模转换模块、模拟信号输出模块、CAN信号输出模块、数字信号输出模块连接。
[0008]优选地，所述三同轴电缆由里到外包括导电内芯、屏蔽层，所述导电内芯、屏蔽层之间设有一与导电内芯同轴的导体管，所述导体管、导电内芯、屏蔽层之间均设有绝缘层。
[0009]优选地，所述信号远传模块包括第一运放、第二运放，所述第一运放的同相输入端与一根三同轴电缆的导电内芯连接，该三同轴电缆的导体管与第一运放的输出端连接，所述第二运放的同相输入端与另一根三同轴电缆的导电内芯连接，该三同轴电缆的导体管与第二运放的输出端连接，所述第一运放与第二运放的同相输入端之间并联两个串联的电阻，两个串联的电阻相连的一端接地。
[0010]优选地，所述第一运放与第二运放的反相输入端通过第一电阻相连。
[0011]优选地，所述第一运放、第二运放的输出端均通过反馈电阻分别与所述第一运放、第二运放的反相输入端对应连接。
[0012]优选地，所述第一运放的输出端通过第二电阻与一根三同轴电缆的导体管连接，所述第二电阻与该三同轴电缆的导体管之间并联第四电阻，所述第二运放的输出端通过第三电阻与另一根三同轴电缆的导体管连接，所述第三电阻与该三同轴电缆的导体管之间并联第五电阻，所述第四电阻、第五电阻均接地；所述第一运放、第二运放的输出端分别与信号调理电路模块的第一信号输入端、第二信号输入端对应连接。
[0013]优选地，所述单片机通过数模转换模块与模拟信号输出模块连接。
[0014]优选地，所述单片机通过CAN信号输出模块与数字信号输出模块连接。
[0015]本专利技术包含如下有益效果：所述磁致伸缩波导丝回路的一端和接收线圈通过一信号远距离传输电缆与一变送器连接，所述变送器包括单片机、激励脉冲电路模块、信号远传模块、时间采集模块，所述信号远距离传输电缆为编织铠装电缆，该编织铠装电缆内包括三根同轴电缆，其中一根为二同轴电缆，该二同轴电缆一端连接激励脉冲电路模块，另一端连接磁致伸缩波导丝回路，另外两根均为三同轴电缆，所述接收线圈通过两根三同轴电缆连接信号远传模块，所述信号远传模块经信号调理电路模块、时间采集模块连接单片机，所述激励脉冲电路模块连接单片机，所述变送器设置在一盒体内，该盒体远离被测源。
[0016]利用“信号远距离传输电缆”将电子仓内的变送器与探测杆连接来传输信号对位移进行测量，只让探测杆处于高温环境或核辐照环境，含有半导体电子元器件的变送器远离被测源，所以不会受到高温或γ射线、热中子等高能粒子的影响，大大提高了整个磁致伸缩位移传感器的使用寿命。
[0017]优选地，所述单片机与变送器的电源模块连接，所述电源模块分别与变送器的激励脉冲电路模块、信号远传模块、信号调理电路模块、时间采集模块、数模转换模块、模拟信号输出模块、CAN信号输出模块、数字信号输出模块连接。
[0018]优选地，所述三同轴电缆由里到外包括导电内芯、屏蔽层，所述导电内芯、屏蔽层之间设有一与导电内芯同轴的导体管，所述导体管、导电内芯、屏蔽层之间均设有绝缘层。
[0019]由于磁致伸缩传感器的回波信号为高频弱信号，当传输距离过长时，同轴电缆的电容过大，会吸收掉回波信号，所述三同轴电缆就是在同轴电缆的导电内芯与屏蔽层之间
加一金属导体管，其横截面为一个与导电内芯同轴的环形，通过导电内芯传输的信号经运算放大器进行电流放大后，施加在金属导体管上，使金属导体管上的电压与导电内芯的电压信号相等，相位相等，导电内芯与屏蔽层之间的电流被阻断，从而实现磁致伸缩传感器回波信号的远距离传输。
[0020]优选地，所述信号远传模块包括第一运放、第二运放，所述第一运放的同相输入端与一根三同轴电缆的导电内芯连接，该三同轴电缆的导体管与第一运放的输出端连接，所述第二运放的同相输入端与另一根三同轴电缆的导电内芯连接，该三同轴电缆的导体管与第二运放的输出端连接，所述第一运放与第二运放的同相输入端之间并联两个串联的电阻，两个串联的电阻相连的一端接地。
[0021]优选地，所述第一运放与第二运放的反相输入端通过第一电阻相连。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁致伸缩位移传感器，包括探测杆，所述探测杆的杆体内设有磁致伸缩波导丝回路，所述杆体上滑动配合一游标磁环，所述杆体的一端设置探测头，所述探测头设置接收线圈，其特征在于：所述磁致伸缩波导丝回路的一端和接收线圈通过一信号远距离传输电缆与一变送器连接，所述变送器包括单片机、激励脉冲电路模块、信号远传模块、时间采集模块，所述信号远距离传输电缆为编织铠装电缆，该编织铠装电缆内包括三根同轴电缆，其中一根为二同轴电缆，该二同轴电缆一端连接激励脉冲电路模块，另一端连接磁致伸缩波导丝回路，另外两根均为三同轴电缆，所述接收线圈通过两根三同轴电缆连接信号远传模块，所述信号远传模块经信号调理电路模块、时间采集模块连接单片机，所述激励脉冲电路模块连接单片机，所述变送器设置在一盒体内，该盒体远离被测源。2.根据权利要求1所述的磁致伸缩位移传感器，其特征在于：所述单片机与变送器的电源模块连接，所述电源模块分别与变送器的激励脉冲电路模块、信号远传模块、信号调理电路模块、时间采集模块、数模转换模块、模拟信号输出模块、CAN信号输出模块、数字信号输出模块连接。3.根据权利要求1所述的磁致伸缩位移传感器，其特征在于：所述三同轴电缆由里到外包括导电内芯、屏蔽层，所述导电内芯、屏蔽层之间设有一与导电内芯同轴的导体管，所述导体管、导电内芯、屏蔽层之间均设有绝缘层。4.根据权利要求1所述的磁致伸缩位移传感器，其特征在于：所述信号远传模块包...

【专利技术属性】
技术研发人员：张登友，杨百炼，王宏，邓晓冬，洛文波，岳恩，罗松，於舟，王华，吴承汕，张立新，赵彦，王东哲，
申请(专利权)人：重庆材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：