CN208351698U - 一种旋转环境电量变送装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种旋转环境电量变送装置，涉及电量变送技术领域，包括：固定部分和旋转部分，旋转部分位于固定部分内部，其中，固定部分包括第一电路板、第一线圈、筒，所述第一电路板与所述第一线圈连接，所述第一线圈缠绕在所述筒上；旋转部分包括第二电路板、第二线圈、磁芯、传感器，所述磁芯作为旋转轴，所述第二线圈缠绕在所述磁芯上，所述第二线圈与所述第二电路板连接，所述第二电路板与所述传感器连接。本实用新型优点在于能够有效解决在旋转环境下的电压、电流、温度等信息变送问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电量变送技术领域，更具体涉及一种旋转环境电量变送装置。
背景技术
在旋转系统中，包含有两个部分内容，其中，一部分为静止部分，另外一部分为旋转部分，而需要检测旋转部分的电量，如电压、电流、温度等只要采用传感器即可，但是想要将检测到信号传递给静止部分却比较困难，常用的办法是使用导电滑环，由于旋转部分经常旋转，因此导电滑环容易损毁，同时由于旋转等原因，连接部分会出现接触不良等情况，导致变送失败。
随着无线通信技术的发展，也可采用无线通信等方式将采集的电量信号通过无线通信的方式传递至静止部分，但是在转动部分需要自己提供电源，来保证系统供电，这样在大多数情况下较困难。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于如何实现旋转环境下信号变送问题。
本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的，具体技术方案如下：
一种旋转环境电量变送装置，包括：固定部分和旋转部分，旋转部分位于固定部分内部，其中，固定部分包括第一电路板、第一线圈、筒，所述第一电路板与所述第一线圈连接，所述第一线圈缠绕在所述筒上；旋转部分包括第二电路板、第二线圈、磁芯、传感器，所述磁芯作为旋转轴，所述第二线圈缠绕在所述磁芯上，所述第二线圈与所述第二电路板连接，所述第二电路板与所述传感器连接。
优选地，所述旋转部分的旋转中心与所述固定部分的旋转中心重合。
优选地，所述第一线圈与所述第二线圈的绕线方向与旋转方向一致。
优选地，所述第一电路板包括开关控制电路、半桥驱动电路、解调电路，所述开关控制电路与所述半桥驱动电路连接，所述半桥驱动电路、所述解调电路与所述第一线圈连接。
优选地，所述第二电路板包括整流电路、单片机、调制电路，所述整流电路与所述传感器、所述单片机、所述调制电路、所述第二线圈连接，所述传感器与所述单片机连接，所述单片机与所述调制电路连接，所述调制电路与所述第二线圈连接。
优选地，所述半桥驱动电路电路包括第一NMOS管、第二NMOS管、第一电容C1、第二电容C2，所述第一NMOS管的栅极、所述第二NMOS管的栅极都与所述开关控制电路连接，所述第一NMOS管的漏极与所述第一电容C1的一端连接，所述第二NMOS管的源极与所述第二电容C2的一端连接，所述第一NMOS管的源极与所述第二NMOS管的漏极连接，所述第一电容C1的另一端与所述第二电容C2的另一端连接，所述第一线圈的一端连接于所述第一NMOS管的源极与所述第二NMOS管的漏极连接的连接线上，所述第一线圈的另一端连接于所述第一电容C1的另一端与所述第二电容C2的另一端连接的连接线上。
优选地，所述整流电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4，第一二极管D1的正极与第二二极管D2的负极连接，第三二极管D3的正极与第四二极管D4的负极连接，第二线圈的一端连接于第一二极管D1的正极与第二二极管D2的负极连接的连接线上，第二线圈的另一端连接于第三二极管D3的正极与第四二极管D4的负极连接的连接线上，第一二极管D1的负极与第三二极管D3的负极连接，第二二极管D2的正极与第四二极管D4的正极连接。
优选地，所述第一电路板通过电缆与所述第一线圈连接。
优选地，所述第二电路板通过电缆与所述第二线圈、所述传感器连接。
优选地，所述筒为圆形。
本实用新型相比现有技术具有以下优点：
本实用新型在旋转部分中的第二线圈是缠绕在旋转轴上，第二线圈缠绕部位为导磁的高频磁芯，当固定部分中的第一线圈通入高频电流时，在导磁的高频磁芯中会产生高频磁场，高频磁场的方向与第一线圈的绕制方向垂直，而旋转方向与第二线圈绕制方向一致，则当磁芯旋转时，在旋转部分中的第二线圈内部的磁场不会发生变化，所以旋转速度对旋转部分和固定部分的线圈内部的磁场并没影响，旋转部分的磁场变化全部来自于固定部分中第一线圈，旋转部分中的第二线圈感应出的电压经过不受旋转的影响，则有效解决在旋转环境下的电压、电流、温度等信息变送问题。
旋转部分的电路板上的整流桥将与之相连的线圈的电压变成直流电给板件的其他部分供电。
附图说明
图1为本实用新型实施例的一种旋转环境电量变送装置的整体框图。
图2为本实用新型实施例的一种旋转环境电量变送装置的结构示意图。
图3为本实用新型实施例的一种旋转环境电量变送装置的固定部分与旋转部分的线圈绕线方向示意图。
图4为本实用新型实施例的一种旋转环境电量变送装置的电路方框图。
图5是本实用新型实施例的一种旋转环境电量变送装置的线圈驱动电路图。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
如图1、图2、图3所示，旋转环境变送装置，包括：固定部分100和旋转部分200，旋转部分200位于固定部分100内部，其中，固定部分100包括电路板110、线圈120、圆筒130，电路板110通过电缆300与线圈120连接，线圈120缠绕在圆筒130上；旋转部分200包括电路板210、线圈220、传感器230、磁芯240，线圈220通过电缆300与电路板210连接，电路板210通过电缆300与传感器230连接，线圈220缠绕在磁芯240上，磁芯240作为旋转轴。
具体的，旋转部分200的旋转中心与固定部分100的旋转中心重合，固定部分100的线圈120与旋转部分200的线圈220通过磁场400进行信号传输。线圈120与线圈220的绕线方向与旋转方向一致都是逆时针方向旋转。
如图4、图5所示，电路板110包括开关控制电路、半桥驱动电路、解调电路，开关控制电路与半桥驱动电路连接，半桥驱动电路、解调电路与线圈120连接。其中，解调电路的频率为100KHz，开关控制电路的频率为50KHz。
电路板210包括整流电路、单片机、调制电路，整流电路与传感器230、单片机、调制电路、线圈220连接，传感器230与单片机连接，单片机与调制电路连接，调制电路与线圈220连接。其中，调制电路的频率为100KHz。
半桥驱动电路电路包括NMOS管N1、NMOS管N2、电容C1、电容C2，NMOS管N1的栅极、NMOS管N2的栅极都与开关控制电路连接，NMOS管N1的漏极与电容C1的一端连接，NMOS管N2的源极与电容C2的一端连接，NMOS管N1的源极与NMOS管N2的漏极连接，电容C1的另一端与电容C2的另一端连接，线圈120的一端连接于NMOS管N1的源极与NMOS管N2的漏极连接的连接线上，线圈120的另一端连接于电容C1的另一端与电容C2的另一端连接的连接线上。
整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4，二极管D1的正极与二极管D2的负极连接，二极管D3的正极与二极管D4的负极连接，线圈220的一端连接于二极管D1的正极与二极管D2的负极连接的连接线上，线圈220的另一端连接于二极管D3的正极与二极管D4的负极连接的连接线上，二极管D1的负极与二极管D3的负极连接，二极管D2的正极与二极管D4的正极连接。
具体的，固定部分100的线圈120与固定部分100的电路板110相连，电路板110中的50KHz开关控制电路产生占空比为50％的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲调制)信号，控制半桥型驱动电路，半桥型驱动电路与固定部分100中线圈120相连，在固定部分100的线圈120中产生50KHz交替变换的电流，在磁芯中产生50KHz交替变化的磁场，由于旋转方向与线圈绕线方向一致，因此对磁场变化不产生影响，所以在旋转部分200中线圈220感应出的电压完全由固定部分100的线圈120的电流变化决定，再经过整流桥将交替变化的电压整流成直流电给旋转部分200中的电路板210供电。
旋转部分200的传感器230将采集到的电信号，经过单片机中AD模数转换模块转换成数字信号，再由串口将数字信号转换成串行通信数据输入至100KHz的调制电路中，调制电路将调制后的高频信号叠加到旋转部分200中的线圈220上，此调制信号在线圈220中产生对应的磁场，线圈120中也会感应出此100KHz的信号，再由电路板110将线圈120中感应出来的100KHz信号提取出来经过调解电路得到通信串行信号，此信号输出给外部接收装置完成信号采集和通信过程。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种旋转环境电量变送装置，其特征在于，包括：固定部分和旋转部分，旋转部分位于固定部分内部，其中，固定部分包括第一电路板、第一线圈、筒，所述第一电路板与所述第一线圈连接，所述第一线圈缠绕在所述筒上；旋转部分包括第二电路板、第二线圈、磁芯、传感器，所述磁芯作为旋转轴，所述第二线圈缠绕在所述磁芯上，所述第二线圈与所述第二电路板连接，所述第二电路板与所述传感器连接。
2.根据权利要求1所述的一种旋转环境电量变送装置，其特征在于，所述旋转部分的旋转中心与所述固定部分的旋转中心重合。
3.根据权利要求1所述的一种旋转环境电量变送装置，其特征在于，所述第一线圈与所述第二线圈的绕线方向与旋转方向一致。
4.根据权利要求1所述的一种旋转环境电量变送装置，其特征在于，所述第一电路板包括开关控制电路、半桥驱动电路、解调电路，所述开关控制电路与所述半桥驱动电路连接，所述半桥驱动电路、所述解调电路与所述第一线圈连接。
5.根据权利要求1所述的一种旋转环境电量变送装置，其特征在于，所述第二电路板包括整流电路、单片机、调制电路，所述整流电路与所述传感器、所述单片机、所述调制电路、所述第二线圈连接，所述传感器与所述单片机连接，所述单片机与所述调制电路连接，所述调制电路与所述第二线圈连接。
6.根据权利要求4所述的一种旋转环境电量变送装置，其特征在于，所述半桥驱动电路包括第一NMOS管、第二NMOS管、第一电容C1、第二电容C2，所述第一NMOS管的栅极、所述第二NMOS管的栅极都与所述开关控制电路连接，所述第一NMOS管的漏极与所述第一电容C1的一端连接，所述第二NMOS管的源极与所述第二电容C2的一端连接，所述第一NMOS管的源极与所述第二NMOS管的漏极连接，所述第一电容C1的另一端与所述第二电容C2的另一端连接，所述第一线圈的一端连接于所述第一NMOS管的源极与所述第二NMOS管的漏极连接的连接线上，所述第一线圈的另一端连接于所述第一电容C1的另一端与所述第二电容C2的另一端连接的连接线上。
7.根据权利要求5所述的一种旋转环境电量变送装置，其特征在于，所述整流电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4，第一二极管D1的正极与第二二极管D2的负极连接，第三二极管D3的正极与第四二极管D4的负极连接，第二线圈的一端连接于第一二极管D1的正极与第二二极管D2的负极连接的连接线上，第二线圈的另一端连接于第三二极管D3的正极与第四二极管D4的负极连接的连接线上，第一二极管D1的负极与第三二极管D3的负极连接，第二二极管D2的正极与第四二极管D4的正极连接。
8.根据权利要求1所述的一种旋转环境电量变送装置，其特征在于，所述第一电路板通过电缆与所述第一线圈连接。
9.根据权利要求1所述的一种旋转环境电量变送装置，其特征在于，所述第二电路板通过电缆与所述第二线圈、所述传感器连接。
10.根据权利要求1所述的一种旋转环境电量变送装置，其特征在于，所述筒为圆形。
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