CN102694583B - 高液压环境下非接触式磁信号传输系统及其传输方法 - Google Patents
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Abstract
一种高液压环境下非接触式磁信号传输系统及其传输方法，该系统包括磁脉冲发射电路，其接收端和信号线电连接，发射端紧贴并固定于奥氏体不锈钢腔室壁内侧，内金属网将磁脉冲发生电路包裹，第一高频带通滤波器将信号线与内金属网电连接，奥氏体不锈钢壁外侧紧贴并固定第二高频带通滤波器和多个信号放大及发射电路，外金属网将第二高频带通滤波器、信号放大及发射电路以及相同数量的单轴磁传感器包裹在奥氏体不锈钢壁外侧；其传输方法为：将通过导线传递的信号转化为可以通过空间传递的磁场信号，并穿过奥氏体不锈钢壁，到达腔室外部的接收部分，并转化为相应形式的数据，用于观察和记录；实现了隔物传输信号，解决了有线信号传输受到的限制问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种非接触式磁信号传输系统，具体涉及一种高液压环境下非接触式磁信号传输系统及其传输方法。
背景技术
在特殊的工程环境中，传统的有线信号传输模式受到了很大程度的限制，尤其是在极端环境下（深水，矿井，高电离环境等）其安全性和耐用性受到了严峻的考验，漏电、磨损和维护成本过高等问题随之而来。非接触式信号传输的出现使得上述问题迎刃而解。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种高液压环境下非接触式磁信号传输系统及其传输方法，本发明传输系统及其传输方法实现了隔物传输信号，解决了有线信号传输受到的限制问题，并使得系统的密封性和美观性得以提高。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种高液压环境下非接触式磁信号传输系统，包括磁脉冲发射电路1，所述磁脉冲发射电路1的接收端和信号线13电连接，磁脉冲发射电路1的发射端紧贴并固定于奥氏体不锈钢腔室壁2内侧，内金属网9将磁脉冲发生电路1包裹在靠近奥氏体不锈钢壁2内侧，第一高频带通滤波器11将信号线13与内金属网9相电连接，奥氏体不锈钢壁2外侧和磁脉冲发射电路1相应位置紧贴并固定第二高频带通滤波器12和多个信号放大及发射电路3，外金属网10将第二高频带通滤波器12、信号放大及发射电路3以及和信号放大及发射电路3相同数量的单轴磁传感器4包裹在靠近奥氏体不锈钢壁2外侧，第二高频带通滤波器12一端与信号放大及发射电路3和单轴磁传感器4相电连接，另一端与外金属网10相电连接，单轴磁传感器4的输出端与逻辑电路模块5的输入端相电连接，逻辑电路模块5的输出端与放大-D/A模块6的输入端相电连接，放大-D/A模块6的输出端与信号处理模块7的输入端相电连接，信号处理模块7的输出端与数据显示保存模块8相电连接。
所述单轴磁传感器4采用开关式高敏感度磁信号传感器阵列。
所述开关式高敏感度磁信号传感器的磁感应强度不超过0.005特斯拉。
所述内金属网9将磁脉冲发生电路1包裹在靠近奥氏体不锈钢壁2内侧且包裹奥氏体不锈钢壁2内侧的范围使得内金属网9和外金属网10间干扰信号的幅值和能量控制在预设范围。
所述外金属网10将第二高频带通滤波器12、信号放大及发射电路3以及相同数量的单轴磁传感器4包裹在靠近奥氏体不锈钢壁2外侧且包裹奥氏体不锈钢壁2外侧的范围使得内金属网9和外金属网10间干扰信号的幅值和能量控制在预设范围。
所述高液压环境下非接触式磁信号传输系统的传输方法，信号线13将数字开关信号传输至磁脉冲发射电路1，并在内金属网9对干扰信号进行屏蔽和第一高频带通滤波器11的滤波下，磁脉冲发射电路1将模拟磁信号向奥氏体不锈钢腔室壁2外侧发射；在外金属网10的屏蔽下，第二高频带通滤波器12和信号放大及发射电路3阵列将接收到的模拟电磁信号进行筛选和放大后的模拟电信号发射至单轴磁传感器4，单轴磁传感器4将其处理后的数字开关信号输送至逻辑电路模块5进行可靠性处理，逻辑电路模块5再将处理后确定的数字开关信号送入放大-D/A模块6进行数据类型转换，再将转换后的数据送入信号处理模块7，再将后处理后的数据送入显示保存模块8。
本发明和现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本系统相比于有线信号传输，实现了隔物传输信号，解决了有线信号传输受到的限制问题，并使得系统的密封性和美观性得以提高。
2、本系统使用的内、外金属网，能有效地干扰信号屏蔽，一定程度上增加了信噪比，防止信号淹没在噪声中。
3、本系统中高频带通滤波器12和信号放大及发射电路3，有效地将特定频段的信号选择性提取，并将原本幅值弱小的信号放大，满足后一级要求。
4、本系统中单轴磁传感器4选用开关式高敏感度磁信号传感器阵列，有效地避免了信号的误接收，增加了测量的可靠性。
5、本系统中逻辑电路对传感器阵列送来的信号进行综合，加强开关信号接收的可靠性。
6、放大电路和D/A转换将开关信号转换为与后级处理终端相匹配的信号。
附图说明
图1是本发明系统的结构框图。
图2是本发明系统的信号放大及发射电路在奥氏体不锈钢壁外侧的阵列示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更详细的说明。
如图1所示，本发明一种高液压环境下非接触式磁信号传输系统，包括磁脉冲发射电路1，所述磁脉冲发射电路1的接收端和信号线13电连接，磁脉冲发射电路1的发射端紧贴并固定于奥氏体不锈钢腔室壁2内侧，内金属网9将磁脉冲发生电路1包裹在靠近奥氏体不锈钢壁2内侧，第一高频带通滤波器11将信号线13与内金属网9相电连接，奥氏体不锈钢壁2外侧和磁脉冲发射电路1相应位置紧贴并固定第二高频带通滤波器12和多个信号放大及发射电路3，外金属网10将第二高频带通滤波器12、信号放大及发射电路3以及和信号放大及发射电路3相同数量的单轴磁传感器4包裹在靠近奥氏体不锈钢壁2外侧，第二高频带通滤波器12一端与信号放大及发射电路3和单轴磁传感器4相电连接，另一端与外金属网10相电连接，单轴磁传感器4的输出端与逻辑电路模块5的输入端相电连接，逻辑电路模块5的输出端与放大-D/A模块6的输入端相电连接，放大-D/A模块6的输出端与信号处理模块7的输入端相电连接，信号处理模块7的输出端与数据显示保存模块8相电连接。
优选的，所述单轴磁传感器4采用开关式高敏感度磁信号传感器阵列。
优选的，所述开关式高敏感度磁信号传感器的磁感应强度不超过0.005特斯拉。
优选的，所述内金属网9将磁脉冲发生电路1包裹在靠近奥氏体不锈钢壁2内侧且包裹奥氏体不锈钢壁2内侧的范围使得内金属网9和外金属网10间干扰信号的幅值和能量控制在预设范围。
优选的，所述外金属网10将第二高频带通滤波器12、信号放大及发射电路3以及相同数量的单轴磁传感器4包裹在靠近奥氏体不锈钢壁2外侧且包裹奥氏体不锈钢壁2外侧的范围使得内金属网9和外金属网10间干扰信号的幅值和能量控制在预设范围。
如图2所示，为本发明系统的信号放大及发射电路3在奥氏体不锈钢壁2外侧的阵列示意图，示意图中心A所在奥氏体不锈钢壁2位置的内侧为磁脉冲发射电路1，多个信号放大及发射电路3沿中心A周向布置一圈或多圈，本实施例为两圈，内圈和外圈各四个放大及发射电路3。
本发明高液压环境下非接触式磁信号传输系统的传输方法为：信号线13将数字开关信号传输至磁脉冲发射电路1，并在内金属网9对干扰信号进行屏蔽和第一高频带通滤波器11的滤波下，磁脉冲发射电路1将模拟磁信号向奥氏体不锈钢腔室壁2外侧发射；在外金属网10的屏蔽下，第二高频带通滤波器12和信号放大及发射电路3阵列将接收到的模拟电磁信号进行筛选和放大后的模拟电信号发射至单轴磁传感器4，单轴磁传感器4将其处理后的数字开关信号输送至逻辑电路模块5进行可靠性处理，逻辑电路模块5再将处理后确定的数字开关信号送入放大-D/A模块6进行数据类型转换，再将转换后的数据送入信号处理模块7，再将后处理后的数据送入显示保存模块8。
Claims (6)
1.一种高液压环境下非接触式磁信号传输系统，其特征在于：包括磁脉冲发射电路（1），所述磁脉冲发射电路（1）的接收端和信号线（13）电连接，磁脉冲发射电路（1）的发射端紧贴并固定于奥氏体不锈钢腔室壁（2）内侧，内金属网（9）将磁脉冲发射电路（1）包裹在靠近奥氏体不锈钢腔室壁（2）内侧，第一高频带通滤波器（11）将信号线（13）与内金属网（9）相电连接，奥氏体不锈钢腔室壁（2）外侧和磁脉冲发射电路（1）相应位置紧贴并固定第二高频带通滤波器（12）和多个信号放大及发射电路（3），外金属网（10）将第二高频带通滤波器（12）、信号放大及发射电路（3）以及和信号放大及发射电路（3）相同数量的单轴磁传感器（4）包裹在靠近奥氏体不锈钢腔室壁（2）外侧，第二高频带通滤波器（12）一端与信号放大及发射电路（3）和单轴磁传感器（4）相电连接，另一端与外金属网（10）相电连接，单轴磁传感器（4）的输出端与逻辑电路模块（5）的输入端相电连接，逻辑电路模块（5）的输出端与放大-D/A模块（6）的输入端相电连接，放大-D/A模块（6）的输出端与信号处理模块（7）的输入端相电连接，信号处理模块（7）的输出端与数据显示保存模块（8）相电连接。
2.根据权利要求1所述的传输系统，其特征在于：所述单轴磁传感器（4）采用开关式高敏感度磁信号传感器阵列。
3.根据权利要求2所述的传输系统，其特征在于：所述开关式高敏感度磁信号传感器的磁感应强度不超过0.005特斯拉。
4.根据权利要求1所述的传输系统，其特征在于：所述内金属网（9）将磁脉冲发射电路（1）包裹在靠近奥氏体不锈钢腔室壁（2）内侧且包裹奥氏体不锈钢腔室壁（2）内侧的范围使得内金属网（9）和外金属网（10）间干扰信号的幅值和能量控制在预设范围。
5.根据权利要求1所述的传输系统，其特征在于：所述外金属网（10）将第二高频带通滤波器（12）、信号放大及发射电路（3）以及相同数量的单轴磁传感器（4）包裹在靠近奥氏体不锈钢腔室壁（2）外侧且包裹奥氏体不锈钢腔室壁（2）外侧的范围使得内金属网（9）和外金属网（10）间干扰信号的幅值和能量控制在预设范围。
6.权利要求1至5任一项所述传输系统的传输方法，其特征在于：信号线（13）将数字开关信号传输至磁脉冲发射电路（1），并在内金属网（9）对干扰信号进行屏蔽和第一高频带通滤波器（11）的滤波下，磁脉冲发射电路（1）将模拟磁信号向奥氏体不锈钢腔室壁（2）外侧发射；在外金属网（10）的屏蔽下，第二高频带通滤波器（12）和信号放大及发射电路（3）阵列将接收到的模拟电磁信号进行筛选和放大后的模拟电信号发射至单轴磁传感器（4），单轴磁传感器（4）将其处理后的数字开关信号输送至逻辑电路模块（5）进行可靠性处理，逻辑电路模块（5）再将处理后确定的数字开关信号送入放大-D/A模块（6）进行数据类型转换，再将转换后的数据送入信号处理模块（7），再将处理后的数据送入显示保存模块（8）。
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