长距离传输的磁通门传感器和测磁系统的制作方法

本申请涉及电缆，尤其涉及一种长距离传输的磁通门传感器和测磁系统。

背景技术：

1、磁通门传感器通过磁目标引起的地磁变化对待探测物体进行探测与定位，在应用于水下场景时，能够有效克服光、雷达和声波等探测手段在水下探测与定位中存在的不足。

2、磁通门传感器就是利用某些高磁导率的软磁材料(如坡莫合金)作磁芯，以其一起在交流磁场作用下的次饱和特性及法拉第电磁感应原理研制成的测磁装置。当交变电流流过该原边线圈时，磁芯反复被交变过饱和励磁所磁化，当有外磁场存在时，励磁变得不对称，输出信号受到外磁场的调制。通过检测输出的调制信号就可以实现对外磁场的测量。

3、而磁通门传感器的输出的模拟信号往往为毫伏级别电压信号，若要进行远距离传输，则需要对电压进行处理。

4、现有的处理方式往往是将模拟信号转化为数字信号，进行传输，然而，在较深的海底，传输距离可能会达到几千米，由于线路距离增加，可能会存在线路电容、阻抗不匹配等因素导致数字信号畸变，进而导致检测信号不准。

5、因此，如何对磁通门传感器的检测信号进行远距离传输成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请提供了一种长距离传输的磁通门传感器和测磁系统，以解决如何对磁通门传感器的检测信号进行远距离传输的技术问题。

2、根据本申请实施例的一个方面，提供了一种长距离传输的磁通门传感器，所述磁通门传感器与上位机通过测磁电缆连接，所述磁通门传感器包括：第一壳体，所述第一壳体中设置有敏感元件，激励电路和输出调制电路，其中，所述输出调制电路包括运算放大电路和与所述运算放大电路连接的模/数转换电路和电压/电流转换电路；所述模/数转换电路的输出端和所述电压/电流转换电路的输出端通过所述测磁电缆分别与所述上位机连接，以使所述上位机对模/数转换电路输出的第一检测信号和所述电压/电流转换电路输出的第二检测信号进行比较以得到传感器检测信号。

3、可选地，所述模/数转换电路包括电压/频率转换电路；所述电压/频率转换电路包括电压/频率转换芯片，在所述电压/频率转换芯片的输出信号幅值引脚与地之间连接有可调电阻。

4、可选地，所述电压/电流转换电路包括运算放大器和三极管，所述运算放大器的同相输入端分别与所述放大电路输出端和偏置电压端连接，所述运算放大器的输出端与所述基极连接，所述三极管的发射极通过反馈电阻接地，且所述三极管的发射极与所述运算放大器的反相端连接；所述三极管的集电极作为所述电压/频率转换电路输出端。

5、可选地，还包括输出电流补偿电路；所述输出电流补偿电路的输入端接入第一基准电压，所述输出电流补偿电路的输出端与所述电压/电流转换电路中的运算放大器的反相输入端连接，用于对第一检测信号进行电流补偿。

6、可选地，所述输出电流补偿电路包括第一电阻，所述第一电阻的第一端作为所述输出电流补偿电路的输入端，所述第一电阻的第二端作为所述输出电流补偿电路的输出端。

7、可选地，所述第一壳体包括测磁电缆接口，所述测磁电缆接口包括滤波连接器。

8、可选地，还包括第二壳体，所述第二壳体内设置有供电电源，在所述第一壳体和所述第二壳体通过电源线连接，用于对所述敏感元件进行供电。

9、根据第二方面，本申请实施例提供了一种长距离传输的测磁系统，包括上述第一方面任意一项所述的磁通门传感器和与所述磁通门传感器连接的测磁电缆，以及与所述测磁电缆连接的上位机；所述上位机与所述测磁电缆的连接端包括数/模转换电路和电流/电压转换电路，输入端分别通过所述测磁电缆与所述磁通门传感器的模/数转换电路和电压/电流转换电路连接；输出端分别与上位机连接；所述上位机对所述数/模转换电路和电流/电压转换电路输出的模拟信号进行比较，得到传感器检测信号。

10、可选地，所述上位机包括模拟信号波形比较电路，用于比较所述数/模转换电路和电流/电压转换电路输出的模拟信号的波形。

11、可选地，所述测磁电缆包括线芯，包裹所述线芯的绝缘层，包裹所述绝缘层的屏蔽层；在所述测磁电缆连接所述上位机的一端设置有串联谐振电路，串联在临近的两路电芯的屏蔽层之间。

12、在本申请中，电流信号不易受线路压降，杂散热电偶，接触电势，电压噪声等影响，且，在低频或直流时，更易与干扰形成区别，不存在相移，且，电流信号易转换成电压信号。而线路上可能存在电感，尤其是对于长距离传输的线路，电抗可能比电阻要打，因此，长距离传输时可能会导致电流信号的衰减，导致电流信号的幅值过小，后续难以进行准确的转还和利用，然而，传输过程中电流信号不会移相，因此，采用电流传输和数字信号传输的冗余传输方式，在上位机上可以利用电流信号的相位对数字信号比较和校验，保证接收到的信号的准确性，实现可靠的长距离传输。

技术特征：

1.一种长距离传输的磁通门传感器，所述磁通门传感器与上位机通过测磁电缆连接，其特征在于，所述磁通门传感器包括：第一壳体，所述第一壳体中设置有敏感元件，激励电路和输出调制电路，其中，

2.如权利要求1所述的磁通门传感器，其特征在于，所述模/数转换电路包括电压/频率转换电路；

3.如权利要求1所述的磁通门传感器，其特征在于，所述电压/电流转换电路包括运算放大器和三极管，所述运算放大器的同相输入端分别与所述放大电路输出端和偏置电压端连接，所述运算放大器的输出端与所述三极管的基极连接，所述三极管的发射极通过反馈电阻接地，且所述三极管的发射极与所述运算放大器的反相端连接；

4.根据权利要求1所述的磁通门传感器，其特征在于，还包括输出电流补偿电路；

5.根据权利要求4所述的磁通门传感器，其特征在于，所述输出电流补偿电路包括第一电阻，所述第一电阻的第一端作为所述输出电流补偿电路的输入端，所述第一电阻的第二端作为所述输出电流补偿电路的输出端。

6.如权利要求1所述的磁通门传感器，其特征在于，所述第一壳体包括测磁电缆接口，所述测磁电缆接口包括滤波连接器。

7.如权利要求1所述的磁通门传感器，其特征在于，还包括第二壳体，所述第二壳体内设置有供电电源，在所述第一壳体和所述第二壳体通过电源线连接，用于对所述敏感元件进行供电。

8.一种长距离传输的测磁系统，其特征在于，包括如权利要求1-7任意一项所述的磁通门传感器和与所述磁通门传感器连接的测磁电缆，以及与所述测磁电缆连接的上位机；

9.如权利要求8所述的长距离传输的测磁系统，其特征在于，所述上位机包括模拟信号波形比较电路，用于比较所述数/模转换电路和电流/电压转换电路输出的模拟信号的波形。

10.如权利要求8所述的测磁系统，其特征在于，所述测磁电缆包括线芯，包裹所述线芯的绝缘层，包裹所述绝缘层的屏蔽层；

技术总结
本申请提供了一种长距离传输的磁通门传感器和测磁系统，其中，磁通门传感器与上位机通过测磁电缆连接，磁通门传感器包括：第一壳体，第一壳体中设置有敏感元件，激励电路和输出调制电路，其中，输出调制电路包括运算放大电路和与运算放大电路连接的模/数转换电路和电压/电流转换电路；模/数转换电路的输出端和电压/电流转换电路的输出端通过测磁电缆分别与上位机连接，以使上位机对模/数转换电路输出的第一检测信号和电压/电流转换电路输出的第二检测信号进行比较以得到传感器检测信号。采用电流传输和数字信号传输的冗余传输方式，在上位机可以利用电流信号的相位对数字信号比较，保证接收到的信号的准确性，实现可靠的长距离传输。

技术研发人员：李涛,何鹏
受保护的技术使用者：北京海兰信数据科技股份有限公司
技术研发日：20221114
技术公布日：2024/1/12