圈磁芯106的尺寸形状以及磁性亦近似相同。通过采用相同或相近的结构及参数的线圈及磁芯，有利于减小差分信号的误差，进而提高位移检测精度。
[0039]优选地，探头，还包括:位于测试线圈100和补偿线圈103之间的隔磁板，隔磁板为与传感器壳体101—体式设置的金属片。通过在传感器壳体101内部设置一个金属片(例如:金属薄片201)，如图2所示，其与传感器壳体101设计为一体，可以作为测试线圈100与补偿线圈103之间的隔磁板，同时还作为补偿线圈103的检测面，减小了传感器零件数量，同时规避了为防止线圈磁场的相互干扰而需不断加大线圈之间距离的问题，缩小了传感器体积。
[0040]其中，隔磁板作为补偿线圈103的检测面，在电涡流位移传感器的差分输出方式中可以起到温度补偿的基准作用；测试线圈100的检测面为待测金属面，其材质与补偿线圈103—致，同时也在测试线圈100的量程范围内。
[0041]优选地，在隔磁板上还设有信号线走线槽202，信号线缆105穿过信号线走线槽202，与测试线圈100和补偿线圈103差分连接。通过信号线走线槽，可以使信号线缆合理走线，进而减小走线对检测结果的影响。
[0042]优选地，在传感器壳体101内壁与测试线圈100、补偿线圈103、测试线圈固定支架102和补偿线圈固定支架104之间的空腔、以及信号线走线槽202中，填充有灌封塑料107。其中，信号线走线槽202中信号线的安置处，也填充满灌封塑料107。通过灌封塑料，可以有效规避高压环境引起该探头的受压变形，规避线圈受压形变，减小或规避压力环境对该传感器测试的影响。
[0043]优选地，在传感器壳体101靠近信号线缆105的一端，设有扳手卡面203;和/或，在传感器壳体101的外表面设有传感器固定螺纹200;和/或，传感器壳体101为金属壳体。通过扳手卡面，可以方便传感器的装配或检测时的挂靠;通过传感器固定螺纹，可以方便传感器于其他设备之间的固定安装;通过金属壳体，可以提高传感器壳体对内部元件的保护力度。
[0044]其中，扳手卡面203，便于使用扳手或使用其它的固定工装将传感器壳体101通过螺纹旋转固定于具有螺纹孔的其它设备之中，即便于电涡流位移传感器的装配。
[0045]例如:基于以上所述的电涡流位移传感器，所述探头的装配步骤包括:将所述测试线圈100和补偿线圈103配合安装于所述传感器壳体101内部后，对所述传感器壳体101内部的所有空腔进行整体灌封，得到所述探头。
[0046]具体地，所述探头的装配步骤可以包括:
[0047]⑴采用形变系数符合预设值的塑料或者陶瓷制作所述测试线圈固定支架102和补偿线圈固定支架104;
[0048]⑵将所述测试线圈100、补偿线圈103、测试线圈磁芯108、补偿线圈磁芯106、测试线圈固定支架102和补偿线圈固定支架104配合安装后，内置于所述传感器壳体101内部；
[0049]⑶采用所述灌封塑料107对所述传感器壳体101内部的所有空腔进行整体灌封，得到所述探头。
[0050]由此，测试线圈100与补偿线圈103的固定支架即测试线圈固定支架102和补偿线圈固定支架104采用形变系数小的塑料(例如:PPS塑料，即聚苯硫醚)或者陶瓷(例如:氮化硅陶瓷)制作，然后采用灌封塑料8对该传感器内部的所有空腔进行整体灌封，可以有效规避高压环境引起该探头的受压变形，规避线圈受压形变，减小或规避压力环境对该传感器测试的影响。
[0051]可见，本发明的方案，可以应用在高温、高压的环境中准确测试，且具有精度高、体积小、成本低、可靠性高等特点。
[0052]优选地，前置器，包括:连接于所述信号线缆105的感应电感值数字转换器，以及连接于电感数字转换器的MCU或单片机。通过感应电感值数字转换器、MCU(或单片机)的协同处理，可以精准、高效地获取相应的检测结果，使得检测效率和可靠性大大提高。
[0053]优选地，感应电感值数字转换器，以及MCU或单片机，集成设置于一控制板(例如:前置器可以集成到另外的控制板上)。通过集成设置的电感数字转换器及MCU(或单片机)，可以减小前置器的体积，且数据处理的可靠性高、精准性好，有利于进一步提升传感器位移检测的可靠性和精准性。
[0054]例如:如图3所示，探头差动输出的信号传输到后端的前置器中，前置器中的LDC1000芯片产生谐振、信号滤波、信号放大以及进行AD采样，然后利用单片机读取结果并进行线性校正，最后输出信号。该方案操作简单，其谐振电路、滤波电路、放大电路以及采集电路均在LDC1000芯片中实现，后端的信号读取与线性校准采用一个单片机来解决，该前置器尺寸小、成本低，可靠性高。
[0055]经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，至少可以达到的有益效果是:
[0056]⑴将探头与前置器分体式设置，探头设置了前后两个线圈进行差分输出，且前置器外置到探头之外，消除温度对探头以及前置器的影响。
[0057]⑵线圈中心填充磁芯，可以增大位移传感器的测试量程，从而解决线圈内置壳体之内而造成的测试量程减小的问题。
[0058]⑶将补偿线圈对应的金属补偿垫片(例如:隔磁板)设置在测试线圈与补偿线圈之间，既可以隔开测试线圈与补偿线圈的磁场相互干扰，消除了补偿线圈与测试线圈之间的磁场干扰，又可作为补偿线圈的补偿垫片，同时还可以缩小探头体积。
[0059]⑷传感器的处理电路外置到探头之外，且采用LDC1000芯片配合单片机即可完成信号的处理与输出，缩小了前置器的尺寸与制作成本，提高前置器的可靠性。
[0060]综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
[0061]以上所述仅为本发明的实施例而已，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权利要求范围之内。
【主权项】
1.一种电涡流位移传感器，其特征在于，包括:探头，前置器，以及分别连接于所述探头和前置器的信号线缆(105);其中， 所述探头，包括:传感器壳体(101 )，以及采用差分结构内置于所述传感器壳体(101)的测试线圈(100)和补偿线圈(103);所述探头被配置为当待测金属检测面(300)发生位移变化时，差分输出所述测试线圈(100)和补偿线圈(103)的差分信号； 所述前置器，被配置为对所述差分信号进行信号处理，并输出待测金属检测面(300)位移变化的检测结果。2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述探头，还包括:内置于所述传感器壳体(101)的测试线圈固定支架(102)和补偿线圈固定支架(104); 所述测试线圈(100)固定安装于所述测试线圈固定支架(102)，所述补偿线圈(103)固定安装于所述补偿线圈固定支架(104)。3.根据权利要求1或2所述的传感器，其特征在于，所述探头，还包括:内置于所述传感器壳体(101)的测试线圈磁芯(108)和补偿线圈磁芯(106); 所述测试线圈磁芯(108)位于所述测试线圈(100)的中心部位，所述补偿线圈磁芯(106)位于所述补偿线圈(103)的中心部位。4.根据权利要求3所述的传感器，其特征在于，所述测试线圈(100)和补偿线圈(103)的线圈尺寸形状以及电参数相同或相近似，且所述测试线圈磁芯(108)和补偿线圈磁芯(106)的尺寸形状以及磁性相同或相近似;和/或， 所述测试线圈(100)靠近待测金属检测面设置，且所述补偿线圈(103)位于所述测试线圈(100)远离所述金属检测面的一侧。5.根据权利要求1-4之一所述的传感器，其特征在于，所述探头，还包括:位于所述测试线圈(100)和补偿线圈(103)之间的隔磁板，所述隔磁板为与所述传感器壳体(101)—体式设置的金属片。6.根据权利要求5所述的传感器，其特征在于，在所述隔磁板上还设有信号线走线槽(202)，所述信号线缆(105)穿过所述信号线走线槽(202)，与所述测试线圈(100)和补偿线圈(103)差分连接。7.根据权利要求6所述的传感器，其特征在于，在所述传感器壳体(101)内壁与所述测试线圈(100)、补偿线圈(103)、所述测试线圈固定支架(102)和补偿线圈固定支架(104)之间的空腔、以及所述信号线走线槽(202)中，填充有灌封塑料(107)。8.根据权利要求1-7之一所述的传感器，其特征在于，在所述传感器壳体(101)靠近所述信号线缆(105)的一端，设有扳手卡面(203);和/或， 在所述传感器壳体(101)的外表面设有传感器固定螺纹(200);和/或， 所述传感器壳体(101)为金属壳体。9.根据权利要求1-8之一所述的传感器，其特征在于，所述前置器，包括:连接于所述信号线缆(105)的感应电感值数字转换器，以及连接于所述电感数字转换器的MCU或单片机。10.根据权利要求9所述的传感器，其特征在于，所述感应电感值数字转换器，以及MCU或单片机，集成设置于一控制板。
【专利摘要】本发明公开了一种电涡流位移传感器，包括：探头，前置器，以及分别连接于所述探头和前置器的信号线缆(105)；其中，所述探头，包括：传感器壳体(101)，以及采用差分结构内置于所述传感器壳体(101)的测试线圈(100)和补偿线圈(103)；所述探头被配置为当待测金属检测面(300)发生位移变化时，差分输出所述测试线圈(100)和补偿线圈(103)的差分信号；所述前置器，被配置为对所述差分信号进行信号处理，并输出待测金属检测面(300)位移变化的检测结果。本发明的方案，可以克服现有技术中功能少、体积大和温度适应能力差等缺陷，实现功能多、体积小和温度适应能力好的有益效果。
【IPC分类】G01B7/02
【公开号】CN105547126
【申请号】CN201610071634
【发明人】叶俊奇, 耿继青, 黄伟才, 欧锦华, 刘志昌
【申请人】珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年2月1日