【技术实现步骤摘要】
本申请涉及液位检测，尤其涉及一种电磁传感装置及其信号调理方法。
技术介绍
1、在高品质连铸钢坯浇铸过程中，钢水结晶器的液位高度是相当重要的一个控制指标，液位波动超过±3mm，不仅会严重影响钢坯质量，使其质量降级，还可能造成被迫停机，甚至是漏钢的安全事故，造成严重的经济损失和人员危险。因此，提高钢水结晶器的液位高度的检测结果的准确性显得至关重要。
2、在现有技术中，通常是利用电磁传感器来检测液位高度，然而，由于现有的电磁传感器中的初级线圈的激励信号频率是固定的，且对次级线圈的感应信号进行滤波的带通滤波模块的中心频点也是固定的，因而在实际应用时难以避开现场各种设备（如电磁搅拌、电磁制动等）产生的电磁干扰，使得液位高度的检测结果的准确性较低。
技术实现思路
1、本申请提供了一种电磁传感装置及其信号调理方法，以解决现有的电磁传感器存在液位高度的检测结果的准确性较低的问题。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种电磁传感装置，所述电磁传感装置包括：控制模块、激励信号调整模块、感应信号调理模块、人机交互模块，以及设置于待检测液位附近的初级激励线圈和次级感应线圈；
3、其中，所述控制模块包括与所述人机交互模块连接的第一端口、与所述激励信号调整模块连接的第二端口和与所述感应信号调理模块连接的第三端口；
4、所述激励信号调整模块与所述初级激励线圈连接，所述激励信号调整模块用于根据所述第二端口输出的参数值调整激励信号的频率和幅值，并将调整后的激励信号输出至
5、所述感应信号调理模块与所述次级感应线圈连接，所述次级感应线圈用于根据所述交变磁场产生感应信号，所述感应信号调理模块用于根据所述第三端口输出的参数值对所述感应信息进行调理，得到用于表征所述待检测液位的液位信号；
6、所述第二端口输出的参数值和所述第三端口输出的参数值是基于所述第一端口所接收到的参数调整指令进行调整得到。
7、可选地，所述控制模块内封装有控制单元、第一数模转换电路和第一脉冲调制电路；所述激励信号调整模块包括信号调制电路和功率放大电路；
8、其中，所述第一数模转换电路的输入端和所述第一脉冲调制电路的输入端均与所述控制单元连接，所述第一数模转换电路的输出端和所述第一脉冲调制电路的输出端均作为所述第二端口，与所述信号调制电路的输入端连接，所述信号调制电路的输出端与所述功率放大电路的输入端连接，所述功率放大电路的输出端分别与所述信号调制电路的反馈端和所述初级激励线圈连接。
9、可选地，所述控制模块内还封装有第二数模转换电路、第二脉冲调制电路、第三脉冲调制电路、第一模数转换电路和第二模数转换电路；所述感应信号调理模块包括第一信号放大电路、第一运算放大电路、第一带通滤波电路、第一开关相敏检波电路、第二开关相敏检波电路、第一低通滤波电路、第二低通滤波电路、第二运算放大电路和第三运算放大电路；
10、其中，所述第二数模转换电路的输入端、所述第二脉冲调制电路的输入端、所述第三脉冲调制电路的输入端、所述第一模数转换电路的输出端和所述第二模数转换电路的输出端均与所述控制单元连接，所述第二数模转换电路的输出端、第二脉冲调制电路的输出端和第三脉冲调制电路的输出端均作为所述第三端口；
11、所述第二数模转换电路的输出端与所述第一运算放大电路的输入端连接，所述第一运算放大电路的输出端与所述第一带通滤波电路的控制端连接；所述第二脉冲调制电路的输出端与所述第一开关相敏检波电路的控制端连接，所述第三脉冲调制电路的输出端与所述第二开关相敏检波电路的控制端连接；
12、所述次级感应线圈与所述第一信号放大电路的输入端连接，所述第一信号放大电路的输出端与所述第一带通滤波电路的输入端连接，所述第一带通滤波电路的输出端分别与所述第一开关相敏检波电路的输入端和所述第二开关相敏检波电路的输入端连接，所述第一开关相敏检波电路的输出端与所述第一低通滤波电路的输入端连接，所述第一低通滤波电路的输出端与所述第二运算放大电路的输入端连接，所述第二运算放大电路的输出端与所述第一模数转换电路的输入端连接；所述第二开关相敏检波电路的输出端与所述第二低通滤波电路的输入端连接，所述第二低通滤波电路的输出端与所述第三运算放大电路的输入端连接，所述第三运算放大电路的输出端与所述第二模数转换电路的输入端连接。
13、可选地，所述第一带通滤波电路的中心频率是基于所述第二数模转换电路输出的电压幅值进行调整得到，所述第一带通滤波电路的中心频率与所述第二脉冲调制电路和所述第三脉冲调制电路所输出的脉冲信号的频率相等。
14、可选地，所述装置还包括设置于所述次级感应线圈附近的补偿感应线圈；所述控制模块内还封装有第三数模转换电路、第四脉冲调制电路、第五脉冲调制电路、第三模数转换电路和第四模数转换电路；所述感应信号调理模块还包括第二信号放大电路、第四运算放大电路、第二带通滤波电路、第三开关相敏检波电路、第四开关相敏检波电路、第三低通滤波电路、第四低通滤波电路、第五运算放大电路和第六运算放大电路；
15、其中，所述第三数模转换电路的输入端、所述第四脉冲调制电路的输入端、所述第五脉冲调制电路的输入端、所述第三模数转换电路的输出端和所述第四模数转换电路的输出端均与所述控制单元连接，所述第三数模转换电路的输出端、第四脉冲调制电路的输出端和第五脉冲调制电路的输出端均作为所述第三端口；
16、所述第三数模转换电路的输出端与所述第四运算放大电路的输入端连接，所述第四运算放大电路的输出端与所述第二带通滤波电路的控制端连接；所述第四脉冲调制电路的输出端与所述第三开关相敏检波电路的控制端连接，所述第五脉冲调制电路的输出端与所述第四开关相敏检波电路的控制端连接；
17、所述补偿感应线圈与所述第二信号放大电路的输入端连接，所述第二信号放大电路的输出端与所述第二带通滤波电路的输入端连接，所述第二带通滤波电路的输出端分别与所述第三开关相敏检波电路的输入端和所述第四开关相敏检波电路的输入端连接，所述第三开关相敏检波电路的输出端与所述第三低通滤波电路的输入端连接，所述第三低通滤波电路的输出端与所述第五运算放大电路的输入端连接，所述第五运算放大电路的输出端与所述第三模数转换电路的输入端连接；所述第四开关相敏检波电路的输出端与所述第四低通滤波电路的输入端连接，所述第四低通滤波电路的输出端与所述第六运算放大电路的输入端连接，所述第六运算放大电路的输出端与所述第四模数转换电路的输入端连接。
18、可选地，所述第二带通滤波电路的中心频率是基于所述第三数模转换电路输出的电压幅值进行调整得到，所述第二带通滤波电路的中心频率与所述第四脉冲调制电路和所述第五脉冲调制电路所输出的脉冲信号的频率相等。
19、可选地，所述装置还包括干扰信号检测模块，所述控制模块还包括与所述干扰信号检测模块连接的第四端口；
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1.一种电磁传感装置，其特征在于，所述电磁传感装置包括：控制模块、激励信号调整模块、感应信号调理模块、人机交互模块，以及设置于待检测液位附近的初级激励线圈和次级感应线圈；
2.根据权利要求1所述的电磁传感装置，其特征在于，所述控制模块内封装有控制单元、第一数模转换电路和第一脉冲调制电路；所述激励信号调整模块包括调制电路和功率放大电路；
3.根据权利要求2所述的电磁传感装置，其特征在于，所述控制模块内还封装有第二数模转换电路、第二脉冲调制电路、第三脉冲调制电路、第一模数转换电路和第二模数转换电路；所述感应信号调理模块包括第一信号放大电路、第一运算放大电路、第一带通滤波电路、第一开关相敏检波电路、第二开关相敏检波电路、第一低通滤波电路、第二低通滤波电路、第二运算放大电路和第三运算放大电路；
4.根据权利要求3所述的电磁传感装置，其特征在于，所述第一带通滤波电路的中心频率是基于所述第二数模转换电路输出的电压幅值进行调整得到，所述第一带通滤波电路的中心频率与所述第二脉冲调制电路和所述第三脉冲调制电路所输出的脉冲信号的频率相等。
5.根据权利
6.根据权利要求5所述的电磁传感装置，其特征在于，所述第二带通滤波电路的中心频率是基于所述第三数模转换电路输出的电压幅值进行调整得到，所述第二带通滤波电路的中心频率与所述第四脉冲调制电路和所述第五脉冲调制电路所输出的脉冲信号的频率相等。
7.根据权利要求5所述的电磁传感装置，其特征在于，所述装置还包括干扰信号检测模块，所述控制模块还包括与所述干扰信号检测模块连接的第四端口；
8.根据权利要求7所述的电磁传感装置，其特征在于，所述干扰信号检测模块包括电流互感电路、第七运算放大电路、滤波电路、比较电路和检波电路；所述感应信号调理模块还包括输入捕捉电路和第五模数转换电路；
9.一种电磁传感装置的信号调理方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1至8任一项所述的电磁传感装置，所述方法包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制模块内封装有控制单元、第一数模转换电路和第一脉冲调制电路，所述控制模块内还封装有第二数模转换电路、第二脉冲调制电路、第三脉冲调制电路、第一模数转换电路和第二模数转换电路；所述感应信号调理模块包括第一信号放大电路、第一运算放大电路、第一带通滤波电路、第一开关相敏检波电路、第二开关相敏检波电路、第一低通滤波电路、第二低通滤波电路、第二运算放大电路和第三运算放大电路；所述方法还包括：
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述装置还包括设置于所述次级感应线圈附近的补偿感应线圈；所述控制模块内还封装有第三数模转换电路、第四脉冲调制电路、第五脉冲调制电路、第三模数转换电路和第四模数转换电路；所述感应信号调理模块还包括第二信号放大电路、第四运算放大电路、第二带通滤波电路、第三开关相敏检波电路、第四开关相敏检波电路、第三低通滤波电路、第四低通滤波电路、第五运算放大电路和第六运算放大电路；所述方法还包括：
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述装置还包括干扰信号检测模块，所述干扰信号检测模块用于获取干扰信号的频率和幅值，所述方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种电磁传感装置，其特征在于，所述电磁传感装置包括：控制模块、激励信号调整模块、感应信号调理模块、人机交互模块，以及设置于待检测液位附近的初级激励线圈和次级感应线圈；
2.根据权利要求1所述的电磁传感装置，其特征在于，所述控制模块内封装有控制单元、第一数模转换电路和第一脉冲调制电路；所述激励信号调整模块包括调制电路和功率放大电路；
3.根据权利要求2所述的电磁传感装置，其特征在于，所述控制模块内还封装有第二数模转换电路、第二脉冲调制电路、第三脉冲调制电路、第一模数转换电路和第二模数转换电路；所述感应信号调理模块包括第一信号放大电路、第一运算放大电路、第一带通滤波电路、第一开关相敏检波电路、第二开关相敏检波电路、第一低通滤波电路、第二低通滤波电路、第二运算放大电路和第三运算放大电路；
4.根据权利要求3所述的电磁传感装置，其特征在于，所述第一带通滤波电路的中心频率是基于所述第二数模转换电路输出的电压幅值进行调整得到，所述第一带通滤波电路的中心频率与所述第二脉冲调制电路和所述第三脉冲调制电路所输出的脉冲信号的频率相等。
5.根据权利要求3所述的电磁传感装置，其特征在于，所述装置还包括设置于所述次级感应线圈附近的补偿感应线圈；所述控制模块内还封装有第三数模转换电路、第四脉冲调制电路、第五脉冲调制电路、第三模数转换电路和第四模数转换电路；所述感应信号调理模块还包括第二信号放大电路、第四运算放大电路、第二带通滤波电路、第三开关相敏检波电路、第四开关相敏检波电路、第三低通滤波电路、第四低通滤波电路、第五运算放大电路和第六运算放大电路；
6.根据权利要求5所述的电磁传感装置，其特征在于，所述第二带通滤波电路的中心频率是基于所述第三数模转换电路输出的电压幅值进行调整得到，所述第二带通滤波电路的中心频率与所述第四脉冲调...
【专利技术属性】
技术研发人员：田陆，陈祖平，周永辉，王洁，吴健，
申请(专利权)人：衡阳镭目科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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