CN201965247U - 一种具有磁悬浮结构的低频振动台 - Google Patents

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马国庆
王辉明
李守才
袁昊
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China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Geophysical Research Institute
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Abstract

本实用新型属于一种传感器的性能检测领域，尤其是一种具有磁悬浮结构的低频振动台。所述振动台包括两块磁体，悬浮磁体和线圈组；所述两块磁体固定于振动台的上下两端；所述悬浮磁体设置在所述两块磁体之间；所述两块磁体的磁场方向相反，而且两块磁场的相互作用力大于悬浮磁体的重力；解决现有技术中存在振动台的灵敏度受弹簧片的限制，驱动电流受外界干扰，微小振动的幅度不稳定的技术问题，实现了大电量产生微小振动的振动台。

Description

一种具有磁悬浮结构的低频振动台
技术领域
本实用新型属于地震勘探领域，涉及一种传感器的性能检测领域，尤其是一种具有磁悬浮结构的低频振动台。
背景技术
石油勘探的测量对象是低频，微小的地震波信号，要求采用的传感器的动态范围大，灵敏度高。在研制MEMS数字检波器过程中，提出的指标包括量程2g，动态范围大于100dB，要求传感器能检测到振幅＜0.001mg的信号，常用的振动台多采用电磁驱动方式，主要由永磁磁钢，动圈，动圈骨架，弹簧片，及台面等所组成。一般不能产生低频微小(频率10Hz以下，幅度＜0.001mg)，原因是振动台的灵敏度受弹簧片的限制，驱动电流受外界干扰，微小振动的幅度不稳定。
吉林工学院开展磁悬浮水平振动台的研究，水平导轨采用磁悬浮结构，消除摩擦和噪音，磁悬浮工作台性能取决于磁悬浮力大小，磁悬浮力是永磁材料、永磁体尺寸及工作气隙的函数。磁悬浮水平工作台与传统的工作台相比，具有结构简单紧凑，体积小价格低，无液体、固体摩擦、无噪声，不需冷却润滑节省能源等优点。是一个新型的很有发展前途的应用方向。
基于磁悬浮原理的振动传感器(专利号：2005200478876；200510111893.8)，是用磁悬浮原理检测外部振动。其特征为：当传感器感应外部振动时磁悬浮的磁体相对于固定于传感器中的磁体发生相对运动，由于悬浮磁体振动，通过线圈的磁通量发生变化，根据法拉第电磁感应定律，线圈产生随振动速度呈正比的感应电动势。该传感器由于无需固定悬浮磁体的金属簧片和弹簧，结构简单紧凑，感应的振动频谱范围广泛，为一种新型无源速度型振动传感器。现有技术采用磁悬浮的用法和本专利不同，本专利是磁悬浮原理去克服常规振动台受金属簧片影响不易产生微小振动的问题。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术中存在振动台的灵敏度受弹簧片的限制，驱动电流受外界干扰，微小振动的幅度不稳定的技术问题，研发了一种具有磁悬浮结构的低频振动台。实现了大电量产生微小振动的振动台。
本实用新型的技术方案如下：
一种具有磁悬浮结构的低频振动台，所述振动台包括两块磁体，悬浮磁体和线圈组；
所述两块磁体固定于振动台的上下两端；所述悬浮磁体设置在所述两块磁体之间；所述两块磁体的磁场方向相反，而且两块磁场的相互作用力大于悬浮磁体的重力；
所述线圈组包括两个差分线圈，其作用于所述中间的悬浮磁体；所述两个线圈缠绕在骨架的中间位置，固定在所述振动台上；
所述两个线圈的一端连接电源，当所述线圈组的输入电量变化时，则悬浮磁体在磁力作用下相对于所述两块磁体位置改变.
所述两块磁体为永磁铁或是电磁铁中的一种；所述悬浮磁体为永磁体。
在具体的检测中，所述振动台包括一个导杆和一个被测传感器；所述导杆一端固定连接在所述悬浮磁体上，所述被测传感器置于所述导杆的上表面；即两个磁体的相互作用力大于悬浮磁体和被测传感器的重力，则中间悬浮磁体处于悬浮的平衡状态。且在所述平衡状态时，所述两块磁体间的间隙不大于3cm，线圈组输入电压小于等于50mv。
在具体的应用中，所述中间的悬浮磁体悬浮于两块磁场相反的两块磁体中间。所述线圈组的长度6-8cm。
所述线圈组的输入电量范围值在-5-+5v。
本实用新型易于控制的产生微弱的振动，模拟真实的地震环境。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为应用本实用新型振动台的实施装置检测样图。
将结合具体实施方式对附图进行说明
其中，两块磁体：上磁体-A，下磁体-B，悬浮磁体-1，导杆-2，被测传感器-3，线圈组：线圈a-4，线圈b-5，线圈骨架-6
具体实施方式
图1为本实用新型结构示意图；
一种具有磁悬浮结构的低频振动台，所述振动台包括两块磁体，悬浮磁体和线圈组；
所述两块磁体固定于振动台的上下两端；所述悬浮磁体设置在所述两块磁体之间；所述两块磁体的磁场方向相反，而且两块磁场的相互作用力大于悬浮磁体的重力；
所述线圈组包括两个差分线圈，其作用于所述中间的悬浮磁体；所述两个线圈缠绕在骨架的中间位置，固定在所述振动台上；
所述两个线圈的一端连接电源，当所述线圈组的输入电量变化时，则悬浮磁体在磁力作用下相对于所述两块磁体位置改变.
所述两块磁体为永磁铁或是电磁铁中的一种；所述悬浮磁体为永磁体。
在具体的检测中，所述振动台包括一个导杆和一个被测传感器；所述导杆一端固定连接在所述悬浮磁体上，所述被测传感器置于所述导杆的上表面；即两个磁体的相互作用力大于悬浮磁体和被测传感器的重力，则中间悬浮磁体处于悬浮的平衡状态。且在所述平衡状态时，所述两块磁体间的间隙不大于3cm，线圈组输入电压小于等于50mv。
在具体的应用中，所述中间的悬浮磁体悬浮于两块磁场相反的两块磁体中间。所述线圈组的长度6-8cm。
所述线圈组的输入电量范围值在-5-+5v
图2为应用本实用新型振动台的实施装置检测样图。
该图是用实施装置检测样图，上部是标准传感器的时域曲线，下部是被测传感器的时域曲线，中间的频谱图显示振动主频93hz，幅度62.5mg。图中看出使用装置能产生小于100mg(g为重力加速度)振动，时域曲线反映了振动的波形清晰。
上述技术方案只是本实用新型的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本实用新型公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本实用新型上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是一个具体的实施例，而并不具有限制性的意义。

Claims (6)

1.一种具有磁悬浮结构的低频振动台，其特征在于，所述振动台包括两块磁体，悬浮磁体和线圈组；
所述两块磁体由骨架固定于振动台的上下两端；所述悬浮磁体设置在所述两块磁体之间，所述两块磁体的磁场方向相反，而且两块磁场的相互作用力大于悬浮磁体的重力，在常态下悬浮磁体悬浮在骨架腔内，两块固定磁体之间的中间位置；
所述线圈组包括两个差分线圈，其作用于所述中间的悬浮磁体；所述两个线圈缠绕在骨架的中间位置，固定在所述振动台上；
所述两个线圈的一端连接电源，当所述线圈组的输入电量变化时，则悬浮磁体在磁力作用下相对于所述两块磁体位置改变.
2.根据权利要求1所述的一种具有磁悬浮结构的低频振动台，其特征在于，
所述振动台包括一个导杆和一个被测传感器；所述导杆一端固定连接在所述悬浮磁体上，所述被测传感器置于所述导杆的上表面；即两个磁体的相互作用力大于悬浮磁体和被测传感器的重力，则中间悬浮磁体处于悬浮的平衡状态。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有磁悬浮结构的低频振动台，其特征在于，
所述中间的悬浮磁体悬浮于两块磁场相反的两块磁体中间；
所述两块磁体为永磁铁或是电磁铁中的一种；所述悬浮磁体为永磁体。 
4.根据权利要求2或3所述的一种具有磁悬浮结构的低频振动台，其特征在于，
平衡状态时，所述悬浮磁体与两块磁体间的间隙不大于3cm，线圈组输入电压小于等于50mv。
5.根据权利要求1所述的一种具有磁悬浮结构的低频振动台，其特征在于，所述线圈组的长度6-8cm。
6.根据权利要求1或5所述的一种具有磁悬浮结构的低频振动台，其特征在于，
所述线圈组的输入电量范围值在-5v--+5v。 
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