CN209147918U - 一种发送一接收差动式电涡流位移检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种发送一接收差动式电涡流位移检测装置。它包括正弦波发生电路、发送一接收差动式传感器探头、第一滤波器、反馈电路、反相放大器、同相放大器、倍压整流电路、LC滤波器、微处理器以及键盘及显示器，所述的正弦波发生电路、发送一接收差动式传感器探头、第一滤波器、反相放大器、同相放大器、倍压整流电路、LC滤波器、微处理器依次相接，所述的反馈电路的输出端接反相放大器的输入端，反馈电路的输入接同相放大器的输出端键盘及显示器与微处理器相接。本实用新型中采用两级放大器直接耦合，且为深度负反馈，以获得高增益的同时抑制增益漂移和杂散干扰，应用带通滤波器提高放大器的选择性，提高了位移检测的准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种位移检测装置，特别涉及一种发送一接收差动式电涡流位移检测装置。
背景技术
电涡流位移检测是以电磁感应原理为基础的一种无损检测技术，电涡流位移检测装置广泛应用于工业自动化、机械制造、航空航天等领域。电涡流传感器通常有阻抗方式、电桥方式、发送一接收等方式，微弱的位移涡流检测信号往往存在很多干扰信号，如共模干扰，温度漂移引起的干扰，放大过程中的直流电平偏移等各种干扰，必须将电涡流检测信号中的干扰信号抑制到允许范围内才能有效识别有用位移信息。现有的电涡流位移检测装置在如何消除各种干扰信号还存在较多的问题，导致位移检测的精确性和可靠性不高。
实用新型内容
为了解决现有电涡流位移检测装置存在的上述技术问题，本实用新型提供一种精确性和可靠性较高的发送一接收差动式电涡流位移检测装置。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种发送一接收差动式电涡流位移检测装置，包括正弦波发生电路、发送一接收差动式传感器探头、第一滤波器、反相放大器、同相放大器、倍压整流电路、LC滤波器、微处理器以及键盘及显示器，所述的正弦波发生电路的输出与发送一接收差动式传感器探头的振荡线圈相接，发送一接收差动式传感器探头的输出端、第一滤波器、反相放大器、同相放大器、倍压整流电路、LC滤波器、微处理器依次相接，键盘及显示器与微处理器相接，微处理器自带A/D、D/A及通讯接口。
上述的发送一接收差动式电涡流位移检测装置中，还包括一反馈电路，所述的反馈电路的输出端接反相放大器的输入端，反馈电路的输入接同相放大器的输出端。
上述的发送一接收差动式电涡流位移检测装置中，所述的反馈电路由积分器和第二滤波器串接组成，积分器的输入端接同相放大器的输出端，第二滤波器的输出端接反相放大器的输入端。
上述的发送一接收差动式电涡流位移检测装置中，所述的发送一接收差动式传感器探头包括发送线圈W0以及接收线圈W1、W2，接收线圈W1和W2反极性串联成差动接收线圈。
本实用新型的技术效果在于：本实用新型中传感器探头中的第一接收线圈W1和第二接收线圈W2同参数反向串联成差动接收线圈W1W2，抑制接收线圈的温漂和共模干扰，采用两级放大器直接耦合，且为深度负反馈，以获得高增益的同时抑制增益漂移和杂散干扰，应用带通滤波器提高放大器的选择性，以窄带滤波特性抑制接收线圈W1W2中的宽带噪声，获得最大有用信息，提高了位移检测的准确性。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图。
图2为本实用新型中传感器探头的结构示意图。
图3为本实用新型中传感器探头激励线圈W0结构示意图。
图4为本实用新型中传感器探头接收线圈W1W2结构示意图。
图5为本实用新型中发送一接收差动式电涡流位移检测装置原理图。
在图1至图5中：1是正弦波发生电路，2是电涡流传感器探头，3是带通滤波器，4是反相放大器Q1，5是同相放大器Q2,6是积分器Q3,7是低通滤波器，8是倍压整流电路，9是L2C2滤波器，10是微处理器STM32,11是键盘及显示器，12是模拟输出端，13是CAN通信接口，14是探头外壳，15是填充料，16是层间绝缘纸，17是骨架，18是激励线圈W0，19是第一接收线圈W1,20是第二接收线圈W2，21是气隙，22是被测物，23是骨架前端(也是探头前端)，24是骨架后端(也是探头后端)，W1W2是差动接收线圈。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的描述。
如图1至5所示，一种发送一接收差动式电涡流位移检测装置，包括正弦波发生电路1，电涡流传感器探头2，带通滤波器3，低通滤波器7和L2C2滤波器9，反相放大器4，同相放大器5，积分器6，倍压整流电路8，微处理器10和键盘及显示器11。石英晶振正弦波发生电路1的输出端外接与C0并联的发送线圈W018，产生恒频恒幅的正弦波激励信号。发送一接收线圈的制作方法：先在不导磁的骨架17上均匀绕制发送线圈W018，发送线圈W018绕制完后，在其外壳表面包一层绝缘纸16，如图4所示，从骨架前端23即探头前端最低位开始正向均匀绕制第一接收线圈W119，当绕制到骨架17的二分之一处，开始反方向均匀绕制第二接收线圈W220，两接收线圈W1和W2形成差动结构的接收线圈，W1和W2各自所处空间位置不同，距离被测物距离不等，相对被检测物所产生的涡流磁场的强弱不同，从而W1和W2两接收线圈中感应电势不等，差动接收线圈W1W2的合成电势为： 作为带通滤波器3的输入，其输出是反相放大器4的输入，对输入信号中的噪声以窄带滤波方式抑制宽带噪声；采用反相放大器4和同相放大器5直接耦合且深度负反馈，在获取高增益的有用信号的同时，必须控制运算放大器电路存在的直流电平偏移和抑制杂散干扰，否则影响测量精度，在本实施例中，采用以放大器4和5为前置放大器，积分器6和RC滤波器7组成的伺服跟踪负反馈环节，保证前置放大器具有高增益，高稳定可靠和高倍噪比的特性。去噪放大后的位移信号从同相放大器5的输出端输出V3电压，V3信息经倍压整流电路8整流成直流电压和L2C2滤波器9后，传送到微处理器(10)的A/D输入端，进行A/D转换，微处理器依据不同的被测物的导磁率、导电率进行位移信息处理，修正及补偿位移量，在显示器上显示实测位移值，同时将数字位移量转换成模拟电压，从D/A输出端输出位移模拟电压，以便于外部设备使用，通过微处理器10的CAN接口13可实现智能和网络控制。
Claims (6)
1.一种发送一接收差动式电涡流位移检测装置，其特征在于：包括正弦波发生电路、发送一接收差动式传感器探头、第一滤波器、反相放大器、同相放大器、倍压整流电路、LC滤波器、微处理器以及键盘及显示器，所述的正弦波发生电路的输出与发送一接收差动式传感器探头的振荡线圈相接，发送一接收差动式传感器探头的输出端、第一滤波器、反相放大器、同相放大器、倍压整流电路、LC滤波器、微处理器依次相接，键盘及显示器与微处理器相接，微处理器自带A/D、D/A及通讯接口。
2.根据权利要求1所述的发送一接收差动式电涡流位移检测装置，其特征在于：还包括一反馈电路，所述的反馈电路的输出端接反相放大器的输入端，反馈电路的输入接同相放大器的输出端。
3.根据权利要求2所述的发送一接收差动式电涡流位移检测装置，其特征在于：所述的反馈电路由积分器和第二滤波器串接组成，积分器的输入端接同相放大器的输出端，第二滤波器的输出端接反相放大器的输入端。
4.根据权利要求1和2所述的所述的发送一接收差动式电涡流位移检测装置，其特征在于：所述的发送一接收差动式传感器探头包括发送线圈W0以及接收线圈W1、W2，接收线圈W1和W2反极性串联成差动接收线圈。
5.根据权利要求4所述的发送一接收差动式电涡流位移检测装置，其特征在于：所述的发送线圈W0线圈均匀绕制在不导磁的骨架上，发送线圈W0绕制完后，在W0外表面包一层绝缘纸，从骨架前端最低位开始正向均匀绕制第一接收线圈W1，绕制到骨架的二分之一处开始反向均匀绕制W2，接收线圈W1和W2匝数相等，线径相同，绕制方向相反。
6.根据权利要求4所述的发送一接收差动式电涡流位移检测装置，其特征在于：所述的LC滤波器为LC串联谐振回路。
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