专利名称：自动温度补偿电涡流传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电涡流传感器，尤其是一种能够自动进行温度 补偿的电涡流传感器。
背景技术：
电涡流传感器通常用以检测金属位移和振动，目前公知这样一 种电涡流传感器，包括由电感线圈组成的探头、同轴电缆和前置放 大器，前置放大器由振荡电路、检波电路、滤波电路、线性校正电
路、温度补偿电路、放大电路等组成(参见CN1773211A和 CN101000229A)。
但是在现有技术中，通常只进行前置放大器处的温度补偿，并 且在探头处采用贵重金属，例如钯银合金等以降低温度漂移，这种 补偿方法由于采用低温漂的贵重金属而导致增加了成本，并且只补 偿了前置放大器处的温度变化。因此为了解决这个问题，本发明提 出一种新的温度补偿方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可自动进行温度补偿的电涡流传感 哭.p〗减/l〉抓甩K掊的不好—堪宫甘^fe处虔
本发明涉及一种电涡流传感器，其包括具有电感线圈的探头、 电缆和前置放大器，其特征在于，探头还包括温度传感器，其连接 至前置放大器上。
图1为本发明电涡流传感器的系统结构框图2为本发明电涡流探头结构图3为本发明电路原理结构图4为本发明同轴电缆结构示意图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明提供一种自动温度补偿电涡流传感器，包 括电涡流探头l、高频同轴电缆2、 3和前置放大器4，探头l与同 轴电缆2、 3连接，探头l内的纯银线圈产生高频电流，前置放大器 进行调制解调和线性修正。
如图4所示，高频同轴电缆由内向外结构依次为内导体层ll、
内绝缘层12、内屏蔽层13、绝缘隔离层14、外屏蔽层15和绝缘保 护套。高频同轴电缆是特性抗50欧、75欧或93欧的双层屏蔽同轴 铜包钢镀银电缆。内、外屏蔽层是由多股铜镀银合金线编织成；内 绝缘层、绝缘隔离层和绝缘保护套均为FEP材料。
由图2所示，电涡流探头l由探头线圈21、骨架体22、保护罩 20、不锈钢壳体23、同轴电缆2和温度测量单元25构成。探头线 圈21采用纯银漆包线，根据不同探头规格选用不同探头的线径，为 0.01-0.32毫米，将该电涡流探头线圈21和温度测量单元25固定在 骨架体22上，连接探头电缆2，安装保护罩20，灌注耐高温的电子 绝缘封装胶，之后聚苯撑硫二次注塑工艺将其密封。探头电缆2和 延长电缆3都为高频同轴电缆，通过接线端子5连接。在实际测量中，探头处的温度、电缆处的温度和前置放大器处 的温度一般都不相同，所以这三处不能采用同一点感温做温度补偿。 因此为了达到好的温度补偿效果，必须分别测量不同位置的温度状 况进行温度补偿。
前置放大器具有本地温度补偿模块和现场温度补偿模块两个温 度补偿模块，其中本地温度补偿模块用于补偿前置放大器处的温度 漂移，现场温度补偿模块用于补偿探头和同轴电缆处的温漂。
本地温度补偿模块使用与电路中其他模块相同的运放器件，该 温度补偿模块的温度特性与其它模块的温度特性相反，由此进行前 置放大器处的温度补偿。由于与其他电路模块封装在一起，本地温 度补偿模块接受的温度与其他各模块处的温度完全一样，所以无任 何温度差异引起的误差。
如图3所示，探头处和同轴电缆处的温度分别采用两个温度传 感器进行测量，例如都可采用热电阻其中在探头顶端处装有探头 温度测量器件25用于测量探头附近的温度；在延长电缆与探头电缆 的连接端子处装有电缆温度测量器件26;这两个温度测量器件分别 产生的温度信号都输入到前置放大器中的现场温度补偿模块中统一
进行数字补偿，即将两个温度测量器件25、 26的温度在现场温度补
偿模块中分别补偿计算，例如用查表法、最小二乘法等，其计算结 果为温度变化对应的电压变化值，该电压变化值分别根据各温度测 量器件的性能参数进行加权相加后输出补偿值，其中在匹配电缆性
能的前提下25和26各50%加权最易实现。优选的是，现场温度补偿模块采用数字计算补偿，其补偿计算时间约为0.01秒，远高于 API670标准的0.1秒的响应速度要求。优选的是25和26的输出信 号是直流信号，并选用如图4所示的高频同轴电缆的内、外屏蔽层 作回路，可提高屏蔽性能和减少回曲半径，提高空间使用率。
更优选的是，由于两个温度器件串联，为了能在一次测量时能 方便简单的同时测量出两个值，选择两个相同型号的温度器件，调 整探头的温度曲线和电缆的温度曲线基本相同，统一同权计算补偿。
使其串联输出能明显区分为两个温度器件的输出值，例如探头 温度测量器件25的最小输出值与前置放大器的放大系数的积大于电 缆温度测量器件26的最大输出值，
附图标记说明 1:电涡流探头
3:延长电缆
5:连接端子
12:内绝缘层
14:绝缘隔离层
21:探头线圈
23:不锈钢壳体
25:探头温度测量单元
30:高频振荡电路
2:探头电缆 4:前置放大器 11:内导体层 13:内屏蔽层 15:外屏蔽层 22:保护罩
26:电缆温度测量单元 31:检波电路32:滤波电路 34:跟随电路
36:线性补偿电路 38:前置器温度补偿电路
33:放大电路 35:高频震荡控制电路 37:线性校正电路 39:现场温度补偿电路,
权利要求
1. 一种电涡流传感器，包括具有电感线圈的探头、电缆和前置放大器，其特征在于，探头和电缆的温度分别由至少一个温度传感器进行探测。
2. 如权利要求l所述的电涡流传感器，其特征在于所述温度传感 器包括第1温度传感器、第2温度传感器，其中第1温度传感器 设置在线圈附近，第二温度传感器设置在电缆附近。
3. 如权利要求2所述的电涡流传感器，其特征在于所述电缆包括 连接在线圈上的探头电缆和连接至前置放大器上的延长电缆，探 头电缆和延长电缆之间通过接线端子连接，且第2温度传感器设 置在该接线端子附近。
4. 如权利要求2所述的电涡流传感器，其特征在于，前置放大器包 括补偿模块，所述第1和第2温度传感器都连接至该补偿模块。
5. 如权利要求4所述的电涡流传感器，其特征在于，所述第l和第 2温度传感器串联后连接至该补偿模块。
6. 如权利要求4或5所述的电涡流传感器，其特征在于，该补偿模 块为数字补偿模块，所述数字补偿模块中包括第1温度补偿表和 第2温度补偿表，分别根据第1温度传感器和第2温度传感器的 温度值进行温度线性补偿。
7. 如权利要求2所述的电涡流传感器，其特征在于，所述第l和第 2传感器都是热电阻。
8. 如权利要求6所述的电涡流传感器，其特征在于，第l热电阻的 阻值下限值大于第2热电阻的阻值上限值。
9. 如权利要求6所述的电涡流传感器，其特征在于，第l热电阻的 阻值与前置放大器的放大系数的积大于第2热电阻上限值。
10. 如权利要求2或4所述的电涡流传感器，其特征在于，第l温度 传感器的最小输出值大于第2温度传感器的上限值。
11. 如权利要求2或4所述的电涡流传感器，其特征在于，第l温度 传感器的最小输出值与前置放大器的放大系数的积大于第2温度 传感器的上限值。
全文摘要
一种电涡流传感器，具有电感线圈的探头、电缆和前置放大器，其中探头和高频同轴电缆都包括温度传感器，两者串联后连接至前置放大器上，分别对探头温度和同轴电缆处的温漂进行补偿。
文档编号G01H11/06GK101419051SQ20081018318
公开日2009年4月29日 申请日期2008年12月15日 优先权日2008年12月15日
发明者泳 姚 申请人:泳 姚