一种组合线圈架的制作方法

本发明属于电磁检测传感器技术领域，尤其涉及一种组合线圈架。

背景技术：

动圈传感器利用电磁感应原理，将运动速度转换成线圈中的感应电势输出的传感器，动圈传感器又称感应式传感器，这种传感器的工作不需要外加电源，而是直接吸取被测物体的机械能并转换成电信号输出，针对输出的电信号传统的控制方式包括开环控制和闭环控制：其中，开环控制的主要弊端是当输入能量过大时，容易造成信号的失调和失真，导致系统处于非稳定状态，同时给二次仪表的匹配造成麻烦，因此通常不建议采用开环控制方式；闭环控制方式克服了上述缺陷，可以使能量过大的输入信号适当衰减保持正常的形态，使系统始终处于稳定状态，并给后续的二次仪表提供较好的匹配输入信号，在上述闭环控制过程中，阻尼是实现上述目的的唯一参数。

检测震动传感器机芯的阻尼不仅对震动信号波的尾部信号起着重要的调控作用，而且合适的阻尼可使尾部信号收窄，震动周期数量减少，大幅度的提升系统分辨率，因此阻尼对检测信号的形态其具有重要意义。传统动圈传感器的机芯总阻尼由线圈架产生的涡流阻和线圈回路产生的电磁阻尼组成，在长期的实践中，人们通常采用提高涡流阻尼的办法来满足对阻尼调剂的要求：由线圈架的涡流阻尼公式可以得出当传感器磁场强度和线圈材料确定后，传感器阻尼只能通过改变线圈壁的厚度来调整，但是减少线圈壁的厚度会导致传感器刚度降低。特别是针对单只动圈传感器，通过降低壁厚的方式降低阻尼，将导致线圈架构成形成薄壁细长管状，这种形状极易发生变形、造成故障，传统组合线圈架如图1所示。上述结构性问题成为阻碍动圈传感器发展的瓶颈，亟需解决高灵敏度传感器的涡流阻尼调节问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种多材料组合的线圈架结构，该结构合理的结合了金属材料与非金属材料的物理特性，解决了高灵敏度单只动圈传感器在降低涡流阻尼时，机械刚度和电性能相互冲突的矛盾，在保证线圈架刚度前提下，满足了高灵敏度单只动圈传感器低涡流阻尼的要求。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种组合线圈架，其特征在于：包括非金属线圈架、涡流架和线包，所述非金属线圈架为空心管结构，所述非金属线圈架的外侧设置有线包槽，所述线包布置在所述线包槽内；所述非金属线圈架的内侧设置有环形安装槽，所述涡流架安装在所述环形安装槽内。

进一步的，所述环形安装槽包括上环形安装槽和下环形安装槽，所述上环形安装槽和下环形安装槽分别设置在所述非金属线圈架内部的上、下两端；所述涡流架包括上涡流架和下涡流架，所述上涡流架安装在所述上环形安装槽内，所述下涡流架安装在所述下环形安装槽内。

进一步的，所述上涡流架和下涡流架均为空心管结构，所述空心管的一端设置有限位底座。

进一步的，所述上涡流架的空心管外侧通过粘接剂固定在所述上环形安装槽内，所述下涡流架的空心管外侧通过粘接剂固定在所述下环形安装槽内。

进一步的，所述环形安装槽设置在所述非金属线圈架的内部，所述涡流架为环形结构且设置在所述环形安装槽内。

进一步的，所述非金属线圈架由聚甲醛、聚枫、或碳纤维材料制成。

进一步的，所述涡流架由铝、铜、钢、或铝合金材料制成。

进一步的，所述非金属线圈架为聚甲醛线圈架，所述涡流架为铝制涡流架，所述铝制涡流架与聚甲醛线圈架采用注塑方式一次成型。

本发明的一种组合线圈架具有以下有益效果：

本发明公开了一种组合线圈架，属于电磁检测传感器技术领域，该组合线圈架包括非金属线圈架、涡流架和线包，非金属线圈架为空心管结构，非金属线圈架的外侧设置有线包槽，线包布置在所述线包槽内；非金属线圈架的内侧设置有环形安装槽，涡流架安装在所述环形安装槽内。本发明提供了一种多材料组合的线圈架结构，该结构合理的结合了金属材料与非金属材料的物理特性，解决了高灵敏度单只动圈传感器在降低涡流阻尼时，机械刚度和电性能相互冲突的矛盾，在保证线圈架刚度前提下，满足了高灵敏度单只动圈传感器低涡流阻尼的要求。

本发明公开了一种组合线圈架解决了低频阻尼可调的实际问题，特别是动圈固有频率越低时，其阻尼系数越难调节；同时该结构提高了线圈架的绝缘性能，用于绕制线圈的线圈架不仅是一个机械零件，而且还需要良好的导电性能来提高涡流阻尼要求，同时绕线的表面还需要有较高的绝缘性能，由于采用了非金属绝缘材料在绕线过程中不会产生短路现象；该结构还降低了制造成本和加工难度，单一材料的线圈架在加工时，需要车床调头分别进行两端加工导致生产效率低，单一动圈传感器由于两个端面要分别加工用于安装弹簧片需要，加要求高、效率低，本发明提供的新型组合线圈结构不需要掉头加工金属零件，可一次加工成型；同时非金属材料使用模具进行加工，材料成本低、效率高省去了铝线圈架表面阳极氧化，使得生产成本进一步降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1是传统组合线圈架示意图；

图2是本发明一种组合线圈架的第一实施例结构示意图；

图3是本发明一种组合线圈架的第二实施例结构示意图;

图4是本发明一种组合线圈架的第三实施例结构示意图；

图5是本发明一种组合线圈架的第四实施例结构示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以下将结合附图对本发明进行详细说明。

实施例一

如图2所示，一种组合线圈架，包括非金属线圈架1、涡流架和线包5，所述非金属线圈架1为空心管结构，所述非金属线圈架1的外侧设置有线包槽，所述线包5布置在所述线包槽内；所述非金属线圈架1的内侧设置有环形安装槽，所述涡流架安装在所述环形安装槽内。

需要说明的是，实施例中的线圈架结构有别于传统线圈架结构，主要区别在于传统线圈架只有两组线包，而组合线圈架是四组线包。在安装上、下弹簧片后，构成了一个弹性振动系统，在这个弹性振动系统中，线圈架上、下两部分的涡流架、非金属架、线包都必须对称于上、下两部分的水平分界面。只有这样，才能保证机电转换后得到的电信号正、负半周对称。

具体的，所述环形安装槽包括上环形安装槽和下环形安装槽，所述上环形安装槽和下环形安装槽分别设置在所述非金属线圈架1内部的上、下两端；所述涡流架包括上涡流架2和下涡流架3，所述上涡流架2安装在所述上环形安装槽内，所述下涡流架3安装在所述下环形安装槽内。

具体的，所述上涡流架2和下涡流架3均为空心管结构，所述空心管的一端设置有限位底座。

需要说明的是，所述限位底座为弹簧片安装台，其作用是为了方便弹簧片的安装和固定，该弹簧片安装台为薄片结构可以通过螺纹连接、焊接等方式与上涡流架2和下涡流架3的空心管连接。特别的，所述限位底座也可以采用法兰底座结构。用于安装弹簧片的限位底座和弹簧片的连接方式常见的有两种，一是固定连接，常用的方式是：卡圈固定（这种方式便于拆装维修）、也可用胶粘或法兰连接，但都没有卡圈方便；另一种是：浮动连接，靠的是线圈架的自重压紧连接，这两种方式都是目前传统的动圈传感器安装方式，非常成熟。

具体的，所述上涡流架2的空心管外侧通过粘接剂4固定在所述上环形安装槽内，所述下涡流架3的空心管外侧通过粘接剂4固定在所述下环形安装槽内。

具体的，所述非金属线圈架1由聚甲醛材料制成；所述涡流架由铝合金材料制成。

实施例二

如图3所示，一种组合线圈架，包括非金属线圈架6、涡流架7和线包5，所述非金属线圈架6为空心管结构，所述非金属线圈架6的外侧设置有线包槽，所述线包5布置在所述线包槽内；所述非金属线圈架6的内侧设置有环形安装槽，所述涡流架7安装在所述环形安装槽内。

具体的，所述环形安装槽设置在所述非金属线圈架6的内部，所述涡流架7为环形结构且设置在所述环形安装槽内。

具体的，所述非金属线圈架6由聚枫材料制成，所述涡流架7由铝材料制成。所述非金属线圈架6为聚枫线圈架，所述涡流架7为铝制涡流架，所述铝制涡流架7与聚枫线圈架采用注塑方式一次成型。实际制作过程中，图3中的涡流架可选铜材、铝材、铁材等，基于性价比考虑，涡流架材料优选选择铝材。

需要说明的是，本发明公开了一种组合线圈架,采用了两种完全不同的材料进行组合，形成了一种不同材料相组合的线圈架结构，从根本上解决了线圈架采用调节涡流阻尼时，调节量小、效果不明显的问题。调节量大时，引起线圈架刚度不足的结构性问题。也解决了多年来薄壁细长管铝线圈架壁厚难以调节的技术障碍。从图1、图2和图3的对比中可以看出，传统线圈的壁厚d得到了明显的减少，图2、图3中的线圈架壁厚为d和d’，在保证线圈架结构强度的同时，减少了涡流阻尼。

特别的，基于实施例二的结构还可以采用多个相互配合的环形安装槽和涡流架针对组合线圈架得涡流阻尼进行更加细微的调节。具体的如图4所示，所述非金属线圈架6的内侧两端分别设置有2个环形安装槽，所述2个环形安装槽中固定有2个涡流架7；具体的如图5所示，所述非金属线圈架6的内侧分别设置有3个环形安装槽，所述3个环形安装槽中固定有3个涡流架7。实际操作时，环形安装槽可以是v型槽或其他异形结构，涡流架7也可以是对应的椭圆环或其他异形结构。

本发明公开了一种组合线圈架，属于电磁检测传感器技术领域，该组合线圈架包括非金属线圈架（1、6）、涡流架和线包5，非金属线圈架（1、6）为空心管结构，非金属线圈架1的外侧设置有线包槽，线包5布置在所述线包槽内；非金属线圈架（1、6）的内侧设置有环形安装槽，涡流架安装在所述环形安装槽内。本发明提供了一种多材料组合的线圈架结构，该结构合理的结合了金属材料与非金属材料的物理特性，解决了高灵敏度单只动圈传感器在降低涡流阻尼时，机械刚度和电性能相互冲突的矛盾，在保证线圈架刚度前提下，满足了高灵敏度单只动圈传感器低涡流阻尼的要求。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。