专利名称：一种新型零功耗抗磁攻击的磁敏传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型为一种新型零功耗抗磁攻击的磁敏传感器，适用于旋转磁场信号检 出，特别适合热量表、水表的旋翼式流量传感器的流量信号检出。
背景技术：
在新世纪，我国国民经济的高速发展，对资源的需求越来越大，尤其突出的是水资 源和石油资源。在国家节能减排的基本国策推动下，国家加大了节能力度，出台了相应的法 律法规，调控能源消耗，施行对能源使用的计量收费，尤其是供热、供水的计量收费。我国供热、供水计量收费仪表——机械式流量计的市场占有量高达80%以上，大 量使用磁环耦合的流量信号的检出方式，或使用普通韦根磁传感器。为了检出旋转磁场信 号，在结构和材料上均使用工程塑料作为流量计的叶轮上盖。传统的旋转磁场检出方式存 在着二大缺陷，一、磁环耦合检出方式容易受到外部磁场的攻击，造成流量信号的阻断和丢 失；二、工程塑料的叶轮上盖由于供热供水管路中存在的水锤现象，出现叶轮上盖破裂漏 水。在供热、供水计量收费领域，针对有磁表和无磁表、机械表和超声表，行业内有不 同的看法和争议。有磁表之所以容易受到次攻击，根本原因不在于使用磁环，而是没有很好 的磁屏蔽措施；另，超声流量计，按照我国国情，供热水质差的问题，不仅使机械式流量计失 效，同样也使超声流量计失效，不是有否机械运动部件的问题，而是水质使机械流量计产生 运动故障，同样也使超声流量计出现发射和接收故障。而且超声表和绝大多数有磁或无磁 表一样其超声换能器也为非金属材料，也不能承受管路中的水锤脉动高压。我国数量巨大写字楼、办公楼均使用中央空调系统，大多数中央空调的温度调控 模式是风机盘管的开关量控制，管路中的水锤高压出现在风机盘管的每一次启闭。解决中 央空调系统冷热量的计量，普通有磁表、无磁表和超声表都无法承受开关量的水锤高压，解 决计量仪表的承压，是中央空调系统冷热量计量收费的难题。
(三)实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种新型零功耗抗磁攻击的磁敏传感器，它能够解决 现有技术存在的不足，是一种既可以抗磁攻击，又可以间隔金属表壳检出旋转磁场信号的 传感器，并能够承受开关量的水锤高压。本实用新型的技术方案一种新型零功耗抗磁攻击的磁敏传感器，其特征在于它 由屏蔽罩支架、至少一层屏蔽罩、弹性隔垫、弹性隔套、传感器座、零功耗磁敏检测元件、印 制板和无磁性弹簧构成，所说的零功耗磁敏检测元件安装于传感器座安装槽中；所说的零 功耗磁敏检测元件和传感器座安装于屏蔽罩支架的方形孔中；所说的传感器座上有卡爪卡 入屏蔽罩支架的方形孔侧壁上的卡口中；所说的卡口为长方孔；所说的零功耗磁敏检测元 件和传感器座可以在屏蔽罩支架方形孔中上下滑动；所说的印制板安装在传感器座顶部， 依传感器座顶部的定位圆柱定位；所说的无磁性弹簧安装在传感器座顶部的弹簧安装孔内，弹簧上部顶在最内侧屏蔽罩的内表面顶部，组成弹性随动机构；所说的屏蔽罩支架上有 至少一个环形槽，每个环形槽分别安装有对应的屏蔽罩；所说的每一层屏蔽罩的顶部有对 应开孔，输出信号电缆依次由开孔引出；所说的弹性隔垫和弹性隔套，分别安装在不同的屏 蔽罩层间。上述所说的每个环形槽为同轴心分布，均为四段不连续环形。上述所说的每层屏蔽罩形状为同球心等间距或不等间距球面体，每个屏蔽罩底部 有用于定位的四等分定位槽、用于固定的对称的直爪及四段圆弧；所说的四段圆弧插入屏 蔽罩支架的与其对应的环形槽内；所说的直爪弯曲和屏蔽罩支架固定。上述所说的环形槽为三个。上述所说的屏蔽罩为三层，即外屏蔽罩、中屏蔽罩及内屏蔽罩。上述所说的屏蔽罩支架上有磁传感器安装定位孔。本实用新型的工作原理众所周知，磁场是通过磁力线作用的，磁力线是由N极到 S极的徊线，球面屏蔽罩使磁力线不能抵达或接近被保护对象，而使磁力线通过屏蔽罩本身 高导磁率的球面体，达到旁路磁力线的功能；由于磁场和电磁场的相互作用，本实用新型采 用三层或多层球面屏蔽罩的磁屏蔽技术，有效的抵御强磁场的攻击和杂散磁场的干扰，实 验表明使用三层屏蔽罩时，当3000 强磁铁吸附在外屏蔽罩上，内屏蔽罩底部磁场强度 为10(}S，球心内最大磁场强度为40(}S，远小于叶轮磁环(即旋转磁场)的650-700 的磁 场强度，确保了零功耗磁敏检测元件的检测功能和检测精度。本实用新型采用零功耗磁敏检测元件，当叶轮上端磁环随叶轮转动形成的旋转磁 场作用于零功耗磁敏检测元件，由于旋转磁场和零功耗磁敏检测元件之间的距离为磁环 顶部间隙+间隔金属叶轮盖(或表盖)的厚度2-3mm，约为4mm，所选用的金属叶轮盖(或 表盖)材料为黄铜合金，其2-3mm的厚度对旋转磁场信号的衰减，不足以影响零功耗磁敏检 测元件的正常工作，本实用新型经实测旋转磁场在间隔金属叶轮盖(或表盖)的磁场强度 远高于零功耗磁敏检测元件工作阈值。考虑热量表的应用，由于温度变化引起的变形，要改 变前两者及间的距离，本实用新型使用一对无磁性弹簧，弹簧上端与内屏蔽罩内球面顶部 接触，下端则与传感器座的二圆孔底部接触，在弹簧的作用下使安装在传感器座安装槽中 零功耗磁敏检测元件始终与金属叶轮盖(或表盖)顶部接触，不产生间隙和拉大距离，排除 了温度变形对传感器的影响。本实用新型的优越性1、本实用新型采用三层或多层球面屏蔽罩的磁屏蔽技术和 零功耗磁敏元件检测技术，能抵御3000 强磁场攻击，其指标远高于CJ128-2007热量表国 家标准lOOkA/m(1300 或130mT)的规定，能间隔金属材料厚度2_3mm有效稳定检出旋转 磁场信号，这使得采用金属材料制造叶轮盖(流量计表盖)的设想成为可能；2、传感器在弹 簧机构的作用下，紧密接触在金属表盖上，有效补偿由于温度变化产生的热变形位移和加 工装配精度造成的相对位置偏差，保证磁信号检测的距离恒定；结构设计紧凑，实现了传感 元件、印制板、弹性随动机构、屏蔽罩的一体化和单元化；3、本实用新型的应用和推广，将有 效地防止强磁场的攻击，解决了间隔金属叶轮盖(或表盖)采样的技术难题，同时也解决了 中央空调系统冷热量计量收费的难题；随着国家建筑节能计量收费政策的推行，本实用新 型对集中供水和供热计量的法定仪表计量精度和可靠性有着极其重要的作用，也有着广阔 的推广应用前景。

图1为本实用新型所涉一种新型零功耗抗磁攻击的磁敏传感器的结构示意图。图2为本实用新型所涉一种新型零功耗抗磁攻击的磁敏传感器的屏蔽罩支架的 结构示意图。图3为本实用新型所涉一种新型零功耗抗磁攻击的磁敏传感器的外屏蔽罩的结 构示意图。图4为本实用新型所涉一种新型零功耗抗磁攻击的磁敏传感器的传感器座的结 构示意图。图5为本实用新型所涉一种新型零功耗抗磁攻击的磁敏传感器的外观图。图6-1、图6-2、图6-3为本实用新型所涉一种新型零功耗抗磁攻击的磁敏传感器 的投影图(其中，图6-1为主剖视图，图6-2为左剖视图，图6-3为俯视图)。其中，1为屏蔽罩支架，1-1为环形槽I，1-2为环形槽II，1-3为环形槽III，1-4为 方形孔，1-5为卡口，1-6为定位孔，2为外屏蔽罩，2-1为球面体，2-2为四等分定位槽，2-3 为直爪，2-4为四段圆弧，3为弹性隔垫，4为中屏蔽罩，5为弹性隔套，6为内屏蔽罩，7为传 感器座，7-1为安装槽，7-2为弹簧安装孔，7-3为卡爪，7-4为定位圆柱，8为零功耗磁敏检测 元件，9为印制板，10为无磁性弹簧。
具体实施方式
实施例一种新型零功耗抗磁攻击的磁敏传感器(见图1至图6-3)，其特征在于 它由屏蔽罩支架1、外屏蔽罩2、弹性隔垫3、中屏蔽罩4、弹性隔套5、内屏蔽罩6、传感器座 7、零功耗磁敏检测元件8、印制板9和无磁性弹簧10构成，所说的零功耗磁敏检测元件8安 装于传感器座7安装槽7-1中；所说的零功耗磁敏检测元件8和传感器座7安装于屏蔽罩 支架1的方形孔1-4中；所说的传感器座7上有一对卡爪7-3卡入屏蔽罩支架1的方形孔
1-4侧壁上的两个卡口1-5中；所说的卡口 1-5为长方孔；所说的零功耗磁敏检测元件8和 传感器座7可以在屏蔽罩支架1方形孔1-4中上下滑动；所说的印制板9安装在传感器座 7顶部，依传感器座7顶部的一对定位圆柱7-4定位；所说的无磁性弹簧10为一对，安装在 传感器座7顶部的一对弹簧安装孔7-2内，弹簧上部顶在内屏蔽罩6的内表面顶部，组成弹 性随动机构；所说的屏蔽罩支架1上有环形槽11-1、环形槽II1-2及环形槽1111-3，环形 槽11-1、环形槽II1-2及环形槽III1-3为同轴心分布，均为四段不连续环形，分别安装外屏 蔽罩2、中屏蔽罩4和内屏蔽罩6 ；所说的外屏蔽罩2、中屏蔽罩4和内屏蔽罩6的四段圆弧
2-4分别装在屏蔽罩支架1的四段环形槽11-1、环形槽II1-2及环形槽III1-3中，每个屏 蔽罩底部有用于定位的四等分定位槽2-2和用于固定的对称的4个的直爪，安装后将直爪 2-3弯曲和屏蔽罩支架1固定；所说的每层屏蔽罩的顶部有对应开孔，输出信号电缆依次由 开孔引出；所说的弹性隔套5在内屏蔽罩6和中屏蔽罩4之间，弹性隔垫3在中屏蔽罩4和 外屏蔽罩2之间；所说的屏蔽罩支架1上有磁传感器安装定位孔1-6。
权利要求1.一种新型零功耗抗磁攻击的磁敏传感器，其特征在于它由屏蔽罩支架、至少一层屏 蔽罩、弹性隔垫、弹性隔套、传感器座、零功耗磁敏检测元件、印制板和无磁性弹簧构成，所 说的零功耗磁敏检测元件安装于传感器座安装槽中；所说的零功耗磁敏检测元件和传感器 座安装于屏蔽罩支架的方形孔中；所说的传感器座上有卡爪卡入屏蔽罩支架的方形孔侧壁 上的卡口中；所说的卡口为长方孔；所说的零功耗磁敏检测元件和传感器座可以在屏蔽罩 支架方形孔中上下滑动；所说的印制板安装在传感器座顶部，依传感器座顶部的定位圆柱 定位；所说的无磁性弹簧安装在传感器座顶部的弹簧安装孔内，弹簧上部顶在最内侧屏蔽 罩的内表面顶部，组成弹性随动机构；所说的屏蔽罩支架上有至少一个环形槽，每个环形槽 分别安装有对应的屏蔽罩；所说的每一层屏蔽罩的顶部有对应开孔，输出信号电缆依次由 开孔引出；所说的弹性隔垫和弹性隔套，分别安装在不同的屏蔽罩层间。
2.根据权利要求1所说的一种新型零功耗抗磁攻击的磁敏传感器，其特征在于所说的 每个环形槽为同轴心分布，均为四段不连续环形。
3.根据权利要求1所说的一种新型零功耗抗磁攻击的磁敏传感器，其特征在于所说的 每层屏蔽罩形状为同球心等间距或不等间距球面体，每个屏蔽罩底部有用于定位的四等分 定位槽、用于固定的对称的直爪及四段圆弧；所说的四段圆弧插入屏蔽罩支架的与其对应 的环形槽内；所说的直爪弯曲和屏蔽罩支架固定。
4.根据权利要求1所说的一种新型零功耗抗磁攻击的磁敏传感器，其特征在于所说 的环形槽为三个，即环形槽I、环形槽II及环形槽III ；所说的屏蔽罩为三层，即外屏蔽罩、 中屏蔽罩及内屏蔽罩；所说的屏蔽罩支架上的环形槽I、环形槽II及环形槽III为同轴心 分布，均为四段不连续环形，分别安装外屏蔽罩、中屏蔽罩和内屏蔽罩；所说的外屏蔽罩、中 屏蔽罩和内屏蔽罩的底部均有用于定位的四等分定位槽、用于固定的对称的直爪及四段圆 弧；所说的四段圆弧分别装在屏蔽罩支架的四段环形槽I、环形槽II及环形槽III中；安装 后将直爪弯曲和屏蔽罩支架(1)固定；所说的每层屏蔽罩的顶部有对应开孔，输出信号电 缆依次由开孔引出；所说的弹性隔套(5)在内屏蔽罩(6)和中屏蔽罩(4)之间，弹性隔垫(3) 在中屏蔽罩(4)和外屏蔽罩(2)之间。
5.根据权利要求1所说的一种新型零功耗抗磁攻击的磁敏传感器，其特征在于所说的 屏蔽罩支架上有磁传感器安装定位孔。
专利摘要一种新型零功耗抗磁攻击的磁敏传感器，其特征在于它由屏蔽罩支架、至少一层屏蔽罩、弹性隔垫、弹性隔套、传感器座、零功耗磁敏检测元件、印制板和无磁性弹簧构成；优越性可以间隔2-3mm厚的金属表盖采集旋转磁场的信号，其采样信号稳定、同步和不丢失。三层球形屏蔽罩有效排除外部电磁干扰和强磁攻击，在3000Gs强磁场攻击下传感器可以正常工作，远高于国标100kA/m(1300Gs或130mT)的要求；传感器在弹簧机构的作用下，紧密接触在金属表盖上，有效补偿由于温度变化产生的热变形位移和加工装配精度造成的相对位置偏差，保证磁信号检测的距离恒定；结构设计紧凑，实现了传感元件、印制板、弹性随动机构、屏蔽罩的一体化和单元化。
文档编号G01K17/00GK201917345SQ20102065389
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者于彬, 陈沛 申请人:于彬, 陈沛