CN205720616U - 一种磁通量传感器消磁电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种磁通量传感器消磁电路，是基于微控制器、切换电路的磁通量传感器消磁电路，属于索力监测行业领域。它包括激励源、切换电路、磁通量传感器、微型控制器；激励源与切换电路连接，切换电路与磁通量传感器连接，微型控制器分别与激励源、切换电路连接；激励源作为磁通量传感器工作时产生磁场的能量源，通过切换电路，将激励源能量施加到磁通量传感器的激励线圈中，使激励线圈产生磁场。本实用新型可消除磁通量传感器在使用过程中缆索材料剩磁的问题，使缆索在每次工作磁化时的一致性，提高了系统的准确性。

Description

一种磁通量传感器消磁电路

技术领域

本实用新型涉及一种磁通量传感器消磁电路，是基于微控制器、切换电路的磁通量传感器消磁电路，属于索力监测行业领域。

背景技术

磁通量传感器是基于铁磁性材料的磁弹效应原理制成。即当铁磁性材料承受的外界机械荷载发生变化时，其内部的磁导率发生变化，通过测量铁磁性材料制成的构件的磁导率变化，来测定构件的内力。

磁通量传感器由激励线圈、感应线圈组成。将磁通量传感器穿心套在缆索材料进行测量时，通过激励源使激励线圈内产生脉冲电流，缆索被磁化，会在构件的纵向产生脉冲磁场。由于电磁感应，在感应线圈中产生感应电压，感应电压对时间积分可得到缆索材料的磁导率变化。传统磁通量采集装置可直接测量得到积分电压，通过积分电压值与索力大小形成的线性关系得出缆索受力情况。

由于传统磁通量采集装置在工作时通过激励源放电的方式使激励线圈产生电流从而磁化缆索材料，由于缆索采用的铁磁材料内部磁畴的矫顽力，使得缆索在磁化后仍然具有一定的磁性，且磁性大小无法定量测量，存在一定的不确定性。而此部分的剩余磁场会影响下一次的磁化，使得每次缆索在磁化过程中的工作点无法保证一致性。常用做法是通过延迟采集间隔的方法降低剩磁对采集的影响。

传统的磁通量采集系统因为磁化过程中会使缆索材料产生剩磁影响下一次测量，且通过延迟采集间隔的方法被动规避此影响，无法准确保证缆索磁化时工作点的一致性，存在一定局限性。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种磁通量传感器消磁电路，其可消除磁通量传感器在使用过程中缆索材料剩磁的问题，使缆索在每次工作磁化时的一致性，提高了系统的准确性。从而解决的技术问题就在于：利用正反激励的消磁方法，实现磁通量传感器在工作时对缆索材料的消磁功能，保证了缆索材料在磁化时工作点的一致性。

本实用新型为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种磁通量传感器消磁电路，它包括激励源、切换电路、磁通量传感器、微型控制器；

激励源与切换电路连接，切换电路与磁通量传感器连接，微型控制器分别与激励源、切换电路连接；

激励源作为磁通量传感器工作时产生磁场的能量源，通过切换电路，将激励源能量施加到磁通量传感器的激励线圈中，使激励线圈产生磁场。

进一步的，切换电路内部是一个双刀双掷的机械继电器，微型控制器通过对切换电路控制，实现激励线圈与激励源之前的导通极性，从而实现正反激励的切换。

本实用新型的有益效果：

本实用新型设计内部主要由激励电路、切换电路、磁通量传感器、微型控制器等模块组成。相比传统采集装置，本实用新型增加了切换电路，用于实现磁通量传感器激励线圈与激励源的正反向切换。本实用新型设计实现了传感器激励线圈与激励源的正反切换，可利用正反交替激励的方法消除残留在缆索材料中的剩余磁场，保证了缆索在磁化过程中的一致性。

附图说明

图1为本实用新型的功能框图；

图2为本实用新型的消磁电路工作示意图；

图中 ：1-激励源； 2-切换电路； 3-磁通量传感器；4-微型控制器； 5-缆索材料。

具体实施方式

下面结合附图1、2对本实用新型进行详细描述：

一种磁通量传感器消磁电路，它包括激励源1、切换电路2、磁通量传感器3、微型控制器4；

激励源1与切换电路2连接，切换电路2与磁通量传感器3连接，微型控制器4分别与激励源1、切换电路2连接；

激励源1作为磁通量传感器3工作时产生磁场的能量源，通过切换电路2，将激励源1能量施加到磁通量传感器3的激励线圈中，使激励线圈产生磁场。

切换电路2内部是一个双刀双掷的机械继电器，微型控制器4通过对切换电路2控制，实现激励线圈与激励源1之前的导通极性，从而实现正反激励的切换。

由于缆索材料内部磁畴的矫顽力存在，使得磁化后的缆索在较长时间内仍存在磁场，影响下一次正常磁化。此时可以通过对缆索材料多次施加场强递减的正反方向磁场方法进行消磁。

为了实现磁通量传感器产生正反方向的磁场，可通过控制激励线圈内部电流方向控制实现。本实用新型中采用机械式双刀双掷继电器用于实现激励源与激励线圈的导通极性，如图2，消磁电路的工作流程如下：当切换电路的控制端口置高时，激励源的A脚与1-1导通，激励源的B脚与2-1导通，此时流经激励线圈的电流方向是由a到b方向，作为正向激励回路。当切换电路的控制端口置低时，激励源的A脚与1-2导通，激励源的B脚与2-2导通，此时流经激励线圈的电流方向是由b到a方向，作为反向激励回路。

因此，微控制器通过对继电器的切换即可实现激励源与激励线圈导通极性的切换，从而控制激励线圈内部的电流方向，达到产生正反磁场的作用，使缆索材料中的剩余磁场消磁。

每次采集数据时，通过正反激励的方法将缆索内部磁性消除，消除后开始正式数据采集。

为了避免激励线圈切换时产生电弧、打火现象，在消磁时的正反切换操作须在关闭激励源的条件下进行。

Claims (2)

1.一种磁通量传感器消磁电路，其特征在于：它包括激励源（1）、切换电路（2）、磁通量传感器（3）、微型控制器（4）；

激励源（1）与切换电路（2）连接，切换电路（2）与磁通量传感器（3）连接，微型控制器（4）分别与激励源（1）、切换电路（2）连接；

激励源（1）作为磁通量传感器（3）工作时产生磁场的能量源，通过切换电路（2），将激励源（1）能量施加到磁通量传感器（3）的激励线圈中，使激励线圈产生磁场。

2.根据权利要求1所述的磁通量传感器消磁电路，其特征在于：

切换电路（2）内部是一个双刀双掷的机械继电器，微型控制器（4）通过对切换电路（2）控制，实现激励线圈与激励源（1）之前的导通极性，从而实现正反激励的切换。