专利名称：一种平面多轴向磁通门传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及磁通门传感器技术领域，特别是涉及一种平面多轴向磁通门传感
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背景技术：
磁通门技术是当前的一门热门学科，其应用领域非常广泛。该技术的蓬勃发展也使得磁通门传感器的设计出现了百花齐放的局面。目前用于对铁磁性目标运动及方向识别的磁通门传感器，多采用磁通门梯度计或者传统的空间正交的三探头传感器。但梯度计得到的数据较为单一，且体积较大，结构复杂，功耗也相对较高，不适合野外安防及侦测领域的长时间使用；传统的三探头磁通门传感器，虽然功耗有所降低，但它们主要是用来组成网络后对目标的探测及对目标类型进行分类，单个传感器很难有所作为。在单传感器对目标运动方向的判断上，三探头传感器大都利用单轴信号的波峰波谷算法，由于该方法主要根据波形进行判断，所以对探测距离及环境有特殊要求，并且针对不同类型目标的不同波形， 其一致性上也不是很理想。在功耗上，目前最低的磁通门传感器也在几十毫瓦，在某些对功耗要求较高的场合并不适用。而在信号的处理上也并没有针对性的算法，以至于若采用简单的算法处理后的效果不理想，若采用较复杂的算法又导致处理过程消耗过高。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种平面多轴向磁通门传感器，能够探测弱磁场扰动情况在平面分量上变化以及测试目标物体存在及其移动状态。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种平面多轴向磁通门传感器，包括外壳、电路板和至少2个磁通门探头，所述的各个磁通门探头两两相间45度设置，并固定在所述的外壳的边缘；所述的电路板固定在所述的外壳的底面；所述的电路板上设有依次相连的滤波器、放大器、微处理器和输入输出接插件；所述的各个磁通门探头分别与所述的滤波器相连。所述的外壳为圆形或方形。所述的外壳采用非铁磁性材料制成。所述的外壳采用铝或塑料制成。所述的磁通门探头为三端式磁通门探头或圆圈形探头。所述的滤波器为带通滤波器。有益效果由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果本实用新型结构紧凑、体积小、重量轻、实用方便、功耗小，特别适用于对传感器性能、体积、功耗要求较高的场所，同时如果采用三端式磁通门探头，由于三端式磁通门探头中激励线圈与感应线圈为同一线圈，具有结构简单，温度系数小，噪声水平低的特点。另外， 该传感器采用数字分时激励，进一步迎合了该场景对传感器高灵敏度、低功耗和稳定性好等要求，然后根据各轴信号能量峰值出现的先后顺序来判定目标的运动方向。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型中方向判别算法说明图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本实用新型的实施方式涉及一种平面多轴向磁通门传感器，该传感器可测量其所在平面多轴多个方向上的磁场分量，通过各方向上磁场分量及其变化情况探测目标并判断目标的运动方向。如图1所示，该平面多轴向磁通门传感器包括由非铁磁性材料(如铝、塑料等)制成的圆形外壳3、电路板2和四个磁通门探头1。四个磁通门探头1两两相间45度设置，并通过硬塑料螺丝固定在外壳3的边缘；电路板2同样采用硬塑料螺丝固定在外壳3 的底面，从而使传感器分为上下两层结构，上层是含有四个两两相间45度的磁通门探头1， 下层是对磁通门探头1的输出信号进行处理的电路板2。电路板2上设有依次相连的滤波器3、放大器4和微处理器5。其中，微处理器5是电路板2的核心部分，采用超低功耗单片机MSP430，负责运行信号的提取以及方向判别算法；滤波器3采用带通滤波器，负责过滤噪声信号；放大器4负责将接收到的信号进行放大。各个磁通门探头1分别与滤波器3相连， 电路板2上还焊接有与微处理器5相连的输入输出接插件7，外部检测器件的连接线穿过外壳3与输入输出接插件7相连。磁通门探头1采用三端式磁通门探头，由于三端式磁通门探头中激励线圈与感应线圈为同一线圈，具有结构简单，温度系数小，噪声水平低的特点。本实用新型中对探头的激励采用分时激励的办法以节省功耗，即在一个激励周期内对传感器上的四个探头采取分时激励的办法进行激励，在一个时间点只对一个探头激励。当信号能量大于某一阈值时运行单片机中的方向判别算法对目标的方向进行判断，然后根据四个轴向上信号能量峰值出现的先后顺序来判定目标的运动方向。需要说明的是，本实施方式中以四个磁通门探头为例，其中，磁通门探头个数最少为2个。本实施方式中磁通门探头还可以采用圆圈形探头。本实施方式中的外壳还可以设置成方形或不规则图形等任意形状。本磁通门传感器在对目标进行检测时，将传感器放置在路边离路中心距离小于等于传感器的检测阈值内。放置传感器时要注意水平放置，这样才能保证测得的信号是磁信号的水平分量。在没有外界干扰的时候，传感器中运行值守检测算法，当铁磁性物体从传感器旁边经过时会触发传感器运行方向判别算法，如图2所示，通过四个轴向上信号能量峰值出现的时间先后顺序对目标的运动方向进行判断。其中传感器的检测阈值视铁磁性目标的类别而定。传感器的激励频率和A/D采样频率也视实际具体情况而定。此外，将四个轴向上磁信号的信号能量之和作为是否检测到目标的依据，这样提高了传感器的灵敏度，扩大了传感器的检测范围。[0019] 不难发现，本实用新型结构紧凑、体积小、重量轻、实用方便、功耗小，特别适用于对传感器性能、体积、功耗要求较高的场所。另外，本实用新型采用数字分时激励，进一步迎合了该场景对传感器高灵敏度、低功耗和稳定性好等一系列要求。然后根据各轴信号能量峰值出现的先后顺序来判定目标的运动方向。
权利要求1.一种平面多轴向磁通门传感器，包括外壳(3)、电路板( 和至少2个磁通门探头 (1)，其特征在于，所述的各个磁通门探头(1)两两相间45度设置，并固定在所述的外壳(3) 的边缘；所述的电路板( 固定在所述的外壳C3)的底面；所述的电路板( 上设有依次相连的滤波器G)、放大器(5)、微处理器(6)和输入输出接插件(7)；所述的各个磁通门探头 (1)分别与所述的滤波器(4)相连。
2.根据权利要求1所述的平面多轴向磁通门传感器，其特征在于，所述的外壳C3)为圆形或方形。
3.根据权利要求1所述的平面多轴向磁通门传感器，其特征在于，所述的外壳C3)采用非铁磁性材料制成。
4.根据权利要求3所述的平面多轴向磁通门传感器，其特征在于，所述的外壳C3)采用铝或塑料制成。
5.根据权利要求1所述的平面多轴向磁通门传感器，其特征在于，所述的磁通门探头 (1)为三端式磁通门探头或圆圈形探头。
6.根据权利要求1所述的平面多轴向磁通门传感器，其特征在于，所述的滤波器(4)为带通滤波器。
专利摘要本实用新型涉及一种平面多轴向磁通门传感器，包括外壳、电路板和至少2个磁通门探头，所述的各个磁通门探头两两相间45度设置，并固定在所述的外壳的边缘；所述的电路板固定在所述的外壳的底面；所述的电路板上设有依次相连的滤波器、放大器、微处理器和输入输出接插件；所述的各个磁通门探头分别与所述的滤波器相连。本实用新型能够探测弱磁场扰动情况在平面分量上变化以及测试目标物体存在及其移动状态。
文档编号G01R33/04GK202041633SQ20112005953
公开日2011年11月16日 申请日期2011年3月8日 优先权日2011年3月8日
发明者刘石, 唐莉莉, 李宝清, 王诗成, 童官军, 袁晓兵 申请人:中国科学院上海微系统与信息技术研究所