专利名称：线绕式电感磁通变量反馈补偿式传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种传感器，特别是涉及一种用以探测铁磁性金属物件的电磁无损探伤的线绕式电感磁通变量反馈补偿式传感器。
背景技术：
目前，针对铁磁性金属物件无损探伤的传感器工艺装置，都是基于“漏磁场”、“漏磁通”或“电磁感应”及“相关磁场关联效应”等原理，采用单个或组合多个“感应线圈”、“霍尔元件”，以及“感应线圈”加“霍尔元件”双功配置等工艺组成传感器装置。这些传感器工艺装置在工作中将采集到的信息——噪声与信号混杂的信息，同时提取无法有效分离，因此，传感装置的原始信噪比很低，这种信息一般只能用于简单的定性估计，而无法对损伤进行有价值的量化——即定量评估，不能满足现实对无损探伤的根本需求。由此可见，上述现有的传感器装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道， 但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的线绕式电感磁通变量反馈补偿式传感器，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容本实用新型的目的在于，提供一种线绕式电感磁通变量反馈补偿式传感器，运用电感变量实现对磁通变量反馈补偿，有效分离和消除噪声，可实现对电磁感应信号的高信噪比提取，为铁磁性金属物件无损探伤的量化评估提供真实可靠地信息。本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种线绕式电感磁通变量反馈补偿式传感器，其包括感应部分，其包括贯通于单个或多个由漆包线绕制的线圈中的高磁饱和特性铁芯；将该感应部分被调制到“已知量电磁状态”的调制绕组；及用以反馈电流变化信息的反馈绕组；以及嵌入式调制解调部分，其电性连接于该感应部分，该嵌入式调制解调部分包括用以对电磁回路进行调制解调控制的调制解调电路。本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的线绕式电感磁通变量反馈补偿式传感器，其中所述的电磁回路包括调制绕组和反馈绕组。本实用新型的目的及解决其技术问题另外再采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种线绕式电感磁通变量反馈补偿式传感器，其包括感应部分，其包括贯通于单个或多个由漆包线绕制的线圈中的高磁饱和特性铁芯；及将该感应部分被调制到“已知量电磁状态”并且可以反馈电流变化信息的工作绕组；以及嵌入式调制解调部分，其电性连接于该感应部分，该嵌入式调制解调部分包括用以对电磁回路进行调制解调控制的调制解调电路。[0009]本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的线绕式电感磁通变量反馈补偿式传感器，其中所述的电磁回路包括工作绕组。本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本实用新型线绕式电感磁通变量反馈补偿式传感器至少具有下列优点及有益效果本实用新型电磁感应信号运用电感变量实现对磁通变量反馈补偿，有效分离和消除噪声可实现对电磁感应信号的高信噪比提取，，为铁磁性金属物件无损探伤的量化评估提供真实可靠地信肩、O上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

图1是本实用新型线绕式电感磁通变量反馈补偿式传感器的较佳实施例的结构图。图2是本实用新型线绕式电感磁通变量反馈补偿式传感器的另一实施例的结构图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的线绕式电感磁通变量反馈补偿式传感器其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。请参阅图1所示，线绕式电感磁通变量反馈补偿式传感器，用以对铁磁性金属物件的电磁无损探伤，该铁磁性金属物件自身携带磁场(“外来磁场”)信息，该传感器由感应部分和嵌入式调制解调部分组成，该嵌入式调制解调部分电性连接于该感应部分，其中该感应部分包括高磁饱和特性铁芯1，贯通于单个或多个由漆包线绕制的线圈中；调制绕组 2，将该感应部分被调制到“已知量电磁状态”；反馈绕组3，用以反馈电流变化信息。该嵌入式调制解调部分包括调制解调电路4，用以对电磁回路进行调制解调控制，该电磁回路包括调制绕组2和反馈绕组3。继续参阅图1所示，本实用新型在工作时，恒定输入该传感器的电压Ui给调制解调电路4，对调制绕组2输入设定频率f的定量电流If，因电磁感应高磁饱和特性铁芯1内部产生电磁场，高磁饱和特性铁芯1保持定量磁通Φ，并形成电感L = Φ/Ι，经测得的电感 L计算感抗xL(xL = 2π L)，如果周围没有变化的磁场，该传感器处于“已知量电磁状态”， 即预置的稳态。当自身携带磁场的铁磁性金属物件进入该传感器感应范围时，该高磁饱和特性铁芯1的磁通量Φ受“外来磁场”信息影响发生改变(按矢量方向变大或变小)，即发生变化“失态”，当磁通量变化时，调制绕组2和反馈绕组3两端产生感生电动势，电磁回路中有感生电流即反馈电流i，该传感器处于调制的“已知量电磁状态”时，反馈电流i = 0， 在反馈绕组3端可测得电流变量士 Δ i，此时该传感器的电感L将发生自感现象，表现为感抗xL = 2 π f L增大阻碍电流变化，使得代表铁磁性金属物件材质或结构变异的磁场变化信息，在被该传感器提取的同时产生响应和量值失真；反馈绕组3将电流变量士 △ i的信息反馈给调制解调电路4，通过调制解调电路4解调原输入频率f，调制输入变频Δ f改善感抗xL，从而补偿还原因磁通变量Δ Φ引起的电流变量士 Δ i，即补偿克服“失态”恢复调制的“已知量电磁状态”，达成由“外来磁场”被感应的Δ Φ与输出电压信号Utl之间的线性响应。请参阅图2所示，是本实用新型的另一实施例，图2与图1的原理是一致的，在图2 中该感应部分包括高磁饱和特性铁芯1’，贯通于单个或多个由漆包线绕制的线圈中；工作绕组2’，将该感应部分被调制到“已知量电磁状态”并可以反馈电流变化信息。该嵌入式调制解调部分包括调制解调电路3’，实现对电磁回路进行调制解调控制，该电磁回路包括工作绕组2’。在图2中，本实用新型在工作时，恒定输入该传感器的电压Ui给调制解调电路3 ’， 对工作绕组2’的输入设定频率f的定量电流If，因电磁感应高磁饱和特性铁芯1内部产生电磁场，高磁饱和特性铁芯1保持定量磁通Φ，并形成电感L = Φ/Ι，经测得的电感L计算感抗xL(xL = 2Jif L)，如果周围没有变化的磁场，该传感器处于“已知量电磁状态”，即预置的稳态。当“外来磁场”该传感器感应范围时，该高磁饱和特性铁芯1’的磁通量Φ受 “外来磁场”影响发生改变(按矢量方向变大或变小)，即发生变化“失态”，当磁通量变化时，该传感器的电感L产生反电动势反抗这种变化，使工作绕组2’两端的电流产生相位和幅值差即Ai，工作绕组2’将Ai反馈给调制解调电路3’，调制解调电路通过对工作绕组 2’两端电流的瞬时读取，运算判定变量电流Ai，之后的处理与图1工作时所述相同，在此不再赘述。在图1、图2中，被测铁磁性金属物件自身携带的磁场(“外来磁场”)信息，按信息属性可分为两类一类是存在于带有磁场特征铁磁性金属物件内部和外表面附近的，代表金属材料特征和物件结构形状特征的“噪声磁场”；另一类则是代表铁磁性金属物件内外部损伤和材质变异的“信号磁场”；由于“噪声磁场”有明显的连续性和渐变性，该传感器电感L对“噪声磁场”将不产生自感响应，因此该传感器不仅可以识别“噪声”，而且还可对“噪声”进行有效地消信处理；但是“信号磁场”则具备突出的随机性和突变性，该传感器电感L 对“信号磁场”将有强烈的自感响应，进而可靠的实现对电磁感应信号(包括电流信号和电压信号)的提取、反馈、调制补偿和还原输出。本实用新型可在反馈绕组3或工作绕组2’端测得电流变化量士 Δ i，利用士 Δ i 反馈通过调节频率f改善感抗xL，补偿磁通变量还原真实信息。具有磁特征的铁磁性金属物件，因所处环境及形状结构，材料内部和外部存在大量非损伤事实的磁场信息(噪声磁场信息)，噪声磁场信息属连续渐变信息，损伤事实的磁场信息属随机突变信息，该传感器仅对随机突变信息实施反馈补偿提取，而对连续渐变的噪声磁场信息具有抑制和消除作用，因此极大地提高了该传感器工作信噪比，从而有效保证信号的真实性和可靠性。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种线绕式电感磁通变量反馈补偿式传感器，其特征在于其包括 感应部分，其包括贯通于单个或多个由漆包线绕制的线圈中的高磁饱和特性铁芯； 将该感应部分被调制到“已知量电磁状态”的调制绕组；及用以反馈电流变化信息的反馈绕组；以及嵌入式调制解调部分，其电性连接于该感应部分，该嵌入式调制解调部分包括用以对电磁回路进行调制解调控制的调制解调电路。
2.根据权利要求1所述的线绕式电感磁通变量反馈补偿式传感器，其特征在于其中所述的电磁回路包括调制绕组和反馈绕组。
3.—种线绕式电感磁通变量反馈补偿式传感器，其特征在于其包括 感应部分，其包括贯通于单个或多个由漆包线绕制的线圈中的高磁饱和特性铁芯；及将该感应部分被调制到“已知量电磁状态”并且可以反馈电流变化信息的工作绕组；以及嵌入式调制解调部分，其电性连接于该感应部分，该嵌入式调制解调部分包括用以对电磁回路进行调制解调控制的调制解调电路。
4.根据权利要求3所述的线绕式电感磁通变量反馈补偿式传感器，其特征在于其中所述的电磁回路包括工作绕组。
专利摘要本实用新型是有关于一种线绕式电感磁通变量反馈补偿式传感器，用以探测铁磁性金属物件的无损探伤，其包括感应部分和嵌入式调制解调部分，该嵌入式调制解调部分电性连接于该感应部分，该感应部分又包括高磁饱和特性铁芯、调制绕组以及反馈绕组，该嵌入式调制解调部分包括调制解调电路，在另一实施例中，该感应部分包括高磁饱和特性铁芯和工作绕组，藉此，运用电感变量实现对磁通变量反馈补偿，有效分离和消除噪声，实现对电磁感应信号的高信噪比提取，为铁磁性金属物件电磁无损探伤的量化评估提供真实可靠的信息。
文档编号G01N27/82GK202002910SQ20102065359
公开日2011年10月5日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者刘峰, 华翔宇, 宋丽君, 杨晓序, 窦伯莉 申请人:洛阳泰斯特探伤技术有限公司