一种地磁感应装置及检测终端的制作方法

本发明涉及探测技术领域，具体而言，涉及一种地磁感应装置及检测终端。

背景技术：

现有技术中检测位移常用的检测装置有水银开关或滚珠倾角开关。水银开关是把高浓度水银密封在玻璃壳体里面，再引出两个引脚连接外面的电路。水银是剧毒物质，一旦玻璃外壳破裂水银渗出就会对周围环境造成很大的破坏。水银的凝固温度为-29℃，采用水银开关的设备在负29度范围是无法正常工作的，我国北方大部分地区冬天户外温度均超过这个温度，因此我国北方很多地区不能使用。

倾角开关是在壳体嵌入两个簧片，簧片之间放置一个金属滚珠，倾角开关当处于切斜状态时导通，恢复平衡断开。低温下使用倾角开关时壳体里面回潮会把滚珠冻住，这会使倾角开关一直处于断开或闭合的状态，使其失去功效。此外，使用时间稍长后，倾角开关里面的簧片和金属滚珠会发生氧化，造成接触不良和误报的情况。滚珠长期处于一个固定的状态会使两个簧片中的一个变形，造成倾角开关失效。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种地磁感应装置及检测终端，以解决上述问题。

本发明提供的一种地磁感应装置，其包括：地磁感应接口、使能电路、信号输入电路和电感器，所述地磁感应接口与所述使能电路和信号输入电路分别连接，所述电感器设置于所述地磁感应接口，所述使能电路连接有控制器，所述控制器与所述信号输入电路连接。

在位置发生变化时，所述电感器产生电磁感应信号，所述输入电路接收所述电磁感应信号并生成第一电信号，所述使能电路接收所述电磁感应信号并生成使能信号，所述控制器接收所述使能信号后接收所述第一电信号。

可选的，所述使能电路包括：第一电感线圈、第一电阻、第二电阻、第一电容和第一稳压管；

所述第一电感线圈和第一电阻串联于所述地磁感应接口与控制器之间，所述第二电阻的一端连接于所述第一电感线圈与所述第一电阻之间、另一端接地，所述第一电容的一端连接于所述第一电阻与所述控制器之间、另一端接地，所述第一稳压管的一端连接于所述第一电阻与所述控制器之间、另一端接地。

可选的，所述第一稳压管为双向稳压管。

可选的，所述地磁感应装置连接有电源，所述电源内设置有低功耗管理芯片，所述电源分别与所述信号输入电路、控制器和电感器连接。

可选的，所述信号输入电路包括：第二电感线圈、第三电阻、第四电阻、第二电容、第三电容、第二稳压管和场效应管；

所述第二电感线圈和第二电容串联于所述地磁感应接口与地之间，所述第三电阻的一端连接于所述第二电感线圈与第二电容之间、另一端通过第二稳压管接地，所述场效应管的漏极连接于所述第三电阻与所述第二稳压管之间、源极与所述电源连接、栅极通过第三电容接地，所述电源通过所述第四电阻与所述控制器连接，所述场效应管的栅极还连接于所述控制器与第四电阻之间。

可选的，所述第二稳压管为双向稳压管，所述场效应管为PNP型场效应管。

可选的，所述地磁感应装置还包括分压电路，所述分压电路包括第五电阻和第六电阻，所述第五电阻和第六电阻串联于所述电源与地之间，所述控制器连接于所述第五电阻与第六电阻之间，所述第五电阻和第六电阻为分压电阻。

可选的，所述地磁感应装置还包括水银开关电路，所述水银开关电路与所述控制器连接。

本发明还提供一种检测终端，其包括：放大电路、控制器、电源和上述地磁感应装置。

所述地磁感应装置与所述控制器连接，所述控制器与所述放大电路连接，所述控制器连接有通信装置，所述通信装置连接有上位机，所述电源分别与所述控制器、地磁感应装置、放大电路连接。

所述地磁感应装置用于监测地磁的扰动，并根据地磁的扰动情况产生使能信号和第一电信号。

所述控制器用于在接收到所述使能信号后，接收并转发所述第一电信号至所述放大电路。

所述放大电路用于接收所述第一电信号并将所述第一电信号放大生成第二电信号。

所述控制器用于接收并通过所述通信装置向所述上位机发送所述第二电信号。

可选的，所述通信装置为无线通信传输装置，所述检测终端应用于井盖监测系统。

本发明提供一种地磁感应装置及检测终端，检测终端包括地磁感应装置、控制器、电源和放大电路。地磁感应装置包括：地磁感应接口、使能电路、信号输入电路和电感器。地磁感应接口与使能电路和信号输入电路分别连接，电感器设置于地磁感应接口，使能电路与控制器连接，控制器与信号输入电路连接。当位置变化时电感器会产生电磁感应信号，输入电路接收电磁感应信号并生成第一电信号，使能电路接收电磁感应信号并生成使能信号，控制器在接收到使能信号后接收第一电信号。如此设置可有效避免地磁感应装置灵敏度低和使用过程中会造成误触发以及在低温环境下不能工作的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的一种地磁感应装置结构框图。

图2示出了本发明实施例提供的一种使能电路的电路原理图。

图3示出了本发明实施例提供的一种信号输入电路的电路原理图。

图4示出了本发明实施例提供的一种分压电路的电路原理图。

图5示出了本发明另一实施例提供的一种检测终端的系统框图。

图标：10-地磁感应装置；110-电感器；120-地磁感应接口；130-使能电路；R1-第一电阻；R2-第二电阻；L1-第一电感线圈；C1-第一电容；VD1-第一稳压管；140-信号输入电路；R3-第三电阻；R4-第四电阻；L2-第二电感线圈；C2-第二电容；C3-第三电容；Q1-场效应管；VD2-第二稳压管；150-分压电路；R5-第五电阻；R6-第六电阻；160-水银开关电路；20-控制器；30-电源；40-放大电路；50-通信装置；60-上位机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种地磁感应装置10，其包括电感器110、地磁感应接口120、使能电路130和信号输入电路140。

所述电感器110设置于所述地磁感应接口120，所述地磁感应接口120分别与所述使能电路130和信号输入电路140连接，所述使能电路130连接有控制器20，所述信号输入电路140与所述控制器20连接。

当位置发生变化或方向发生改变时，所述电感器110产生电磁感应信号，所述信号输入电路140接收所述电磁感应信号并生成第一电信号，所述使能电路130接收所述感应信号并生成使能信号，所述控制器20接收到所述使能信号后接收所述第一电信号。

结合图2所示，可选的，所述使能电路130与所述地磁感应接口120连接，所述地磁感应接口120包括1和2两个引脚，所述使能电路130与引脚2连接，所述使能电路130包括第一电感线圈L1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1和第一稳压管VD1。

具体的，所述第一电感线圈L1和第一电阻R1串联于所述地磁感应接口120与控制器20之间。所述第二电阻R2的一端连接于所述第一电感线圈L1与所述第一电阻R1之间，另一端接地。所述第一电容C1的一端连接于所述第一电阻R1与所述控制器20之间，另一端接地。所述第一稳压管VD1的一端连接于所述第一电阻R1与所述控制器20之间，另一端接地。

如此设置使得所述电感器110在检测到所述地磁感应装置10位置发生变化时，所述电感器110产生感应信号。所述使能电路130通过所述地磁感应接口120接收所述电平信号通过第一电感线圈L1和第一电阻R1生成是使能信号传送至所述控制器20，所述使能电路130与所述的控制器20的使能端连接。当所述控制器20的使能端接收所述使能信号后，所述控制器20开始工作并处于工作状态。

需要说明的是，所述第一电阻R1的阻值比所述第二电阻R2的阻值小。在本实施例中，可选的，所述第一电阻R1的阻值为2.3千欧，所述第二电阻R2的阻值为10千欧。所述第一电感线圈L1的匝数和第一电容C1的电容大小根据实际情况进行选取即可，所述控制器20为微型控制器(Microcontroller Unit；MCU)。

地磁感应装置10工作过程需在接通电源的情况下实现，因此，可选的，所述地磁感应装置10连接有电源30，所述电源30内设置有低功耗管理芯片，所述电源30分别与所述控制器20和所述信号输入电路140连接。需要说明的是，所述低功耗管理芯片工作在一种轻载高效模式下，使所述低功耗管理芯片在整个负载范围内实现高效率。该轻载高效模式主要通过两个方面进行：一方面是使系统正常工作时处于PWM模式，在空载或者轻载条件下，进入PFM工作模式，通过减少开关动作，降低了开关损耗，从而获得低功耗和高转换效率。另一方面是通过输出过功率限制环路，不但减少功率晶体管的导通功耗，还节省了芯片的空间和成本。如此设置可有效降低所述电源30的耗电量。此外，在本是实施例中，可选的，所述电源30输出电压为U。

结合图3所示，可选的，所述信号输入电路140与所述地磁感应接口120的引脚1连接，所述信号输入电路140包括所述信号输入电路140电路包括：第二电感线圈L2、第三电阻R3、第四电阻R4、第二电容C2、第三电容C3、第二稳压管VD2和场效应管Q1。

具体的，所述第二电感线圈L2和第二电容C2串联于所述地磁感应接口120与地之间，所述第三电阻R3的一端连接于所述第二电感线圈L2与第二电容C2之间、另一端通过第二稳压管VD2接地。所述场效应管Q1的漏极连接于所述第三电阻R3与所述第二稳压管VD2之间、源极与所述电源30连接、栅极通过第三电容C3接地。所述电源30通过所述第四电阻R4与所述控制器20连接，所述场效应管Q1的栅极还连接于所述控制器20与第四电阻R4之间。

如此设计使得所述电感器110的位置发生变化或方向发生改变时，所述电感器110都可产生电磁感应信号，所述信号输入电路140通过所述地磁感应接口120接收所述电磁感应信号且依次流过通过所述第二电感线圈L2、第四电阻R4、场效应管Q1和第三电阻R3并转化生成第一电信号，所述控制器20接收所述第一电信号。

需要说明的是，由于在地磁感应装置10工作过程中，所述电磁感应信号由场效应管Q1的漏极流向栅极，因此所述场效应管Q1为PNP型场效应管。所述第一稳压管VD1和第二稳压管VD2为双向稳压管。当双向稳压二极管的一端接正电压，另一端接负电压，接正电压的一端正向导通，相当于一个普通二极管，且压降为0.7V，而负电压的一端作为稳压二极管，从而起到稳压的作用。所述第三电阻R3在所述信号输入电路140中起到分压的作用，可选的，所述第三电阻R3的阻值为1千欧。所述第四电阻R4在所述信号输入电路140中起到降压的作用，可选的，所述第四电阻R4的阻值为10千欧。所述第二电容C2和第三电容C3的电容值根据实际情况进行选取即可。

由于现有技术中电源长期使用后需要更换时，常用的方法为对所有的监测终端上设置的电源进行统一更换，如此会浪费大量的电能。因此，请结合图4所示，在本实施例中，可选的，所述地磁感应装置10还包括分压电路150，所述分压电路150包括第五电阻R5和第六电阻R6，所述第五电阻R5和第六电阻R6串联于所述电源30与地之间，所述控制器20连接于所述第五电阻R5与所述第六电阻R6之间。可选的，所述第五电阻R5和第六电阻R6的阻值相同，为1兆欧。如此设计使得当电源30电压过低时，所述控制器20接收所述分压电路150输出的电压并与正常输出电压值进行比较。需要说明的是，所述控制器20内预存有低电压报警信号和所述正常输出电压值，当所述电源30的电压比所述正常输出电压值高或相同时，所述控制器20不做任何回馈。当所述电源30电压低于所述正常输出电压值时，所述控制器20会发出低电压报警信号，在接收到低压报警信号之后工作人员再对所述电源30进行更换，从而有效避免电能的浪费。

由于现有技术中常用水银开关检测位置的变化，为使现有技术中使用的水银开关还能继续使用及保障所述地磁感应装置10检测的可靠性。在本实施例中，可选的，所述地磁感应装置10还包括水银开关电路160，所述水银开关电路160包括水银开关，当水银开关位置发生变化时所述水银开关中的液态水银因为重力的关系会向容器中较低的地方流去，如果水银开关中的水银同时接触到所述水银开关中的两个电极，即可实现两个电极连通，开启开关。如此设计使得现有技术中的水银开关电路160还可以使用，并有效保障所述地磁感应装置10在工作过程中检测该地磁感应装置10的位置移动情况的准确性。

如图5所示，本发明提供一种检测终端，所述监测终端包括放大电路40、控制器20、电源30和上述地磁感应装置10。

所述地磁感应装置10与所述控制器20连接，所述控制器20与所述放大电路40连接，所述控制器20连接有通信装置50，所述通信装置50连接有上位机60，所述电源30分别与所述控制器20、地磁感应装置10、放大电路40连接。

具体的，所述地磁感应装置10用于监测地磁的扰动，并根据地磁的扰动情况产生使能信号和第一电信号。所述控制器20用于在接收到所述使能信号后，接收并转发所述第一电信号至所述放大电路40。所述放大电路40用于接收所述第一电信号并将所述第一电信号放大生成第二电信号。所述控制器20用于接收并通过所述通信装置50向所述上位机60发送所述第二信号。

在本实施例中，可选的，所述地磁感应装置10在没有发生位移时，所述控制器20和放大电路40没有工作，不会耗费所述电源30的电能。当所述地磁感应装置10受到位置发生变化时，所述控制器20接收到所述使能信号后处于工作状态，并接收所述第一电信号。由于第一电信号的太小，不能被控制器20直接处理，因此所述控制器20接收所述第一电信号后需发送至所述放大电路40，所述放大电路40放大所述第一电信号生成能被所述控制器20处理的第二电信号并传送至所述控制器20。所述控制器20根据所述第二电信号通过所述通信装置50向所述上位机60发送位移报警信号。

可选的，所述上位机60上连接有多个检测终端，以实现对多个检测终端的统一管理。可选的，所述监测终端应用于井盖监测系统。如此设置可实现上位机60对多个井盖的统一管理。

由于所述检测终端包括所述地磁感应装置10，因此所述检测终端包括所述地磁感应装置10的所有特性。因此，可选的，所述地磁感应装置10检测到电源30电压过低时，所述控制器20向所述上位机60发送低电压报警信号，使得所述维护人员可及时对所述电源30进行更换。其他内容在此不做赘述。

综上所述，本发明提供的一种地磁感应装置10及检测终端，所述检测终端包括放大电路40、控制器20、电源30和地磁感应装置10。所述控制器20通过通信装置50连接于上位机60。所述地磁感应装置10包括电感器110、地磁感应接口120、使能电路130、信号输入电路140、分压电路150和水银开关电路160。当位置变化时，所述电感器110产生一电磁感应信号，所述输入电路接收所述电磁感应信号并生成第一电信号，所述使能电路130接收所述感应信号并生成使能信号，所述控制器20接收所述使能信号后接收所述第一电信号产生位移报警信号，并通过通信装置50向所述上位机60发送位移报警信号。如此设置可有效避免所述地磁感应装置10灵敏度低和误触发以及在低温环境下不能工作的问题。此外当所述电源30电压过低时，所述控制器20通过所述通信装置50向所述上位机60发送低压报警信号以使监管人员及时更换所述电源30，从而有效节约电能。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的功能可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的现有程序代码或算法来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明的功能实现不限制于任何特定的硬件和软件结合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，术语“第一、第二、第三、第四等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。