密封盖6、静压力平衡孔7以及外壳8 ；其特征在于:所述的外壳8为空心圆柱体；所述的平膜片I焊接在外壳8的右侧端面；所述的扁平线圈2安装在外壳8内部与平膜片I的距离为4毫米；所述的固定空心螺栓4安装在外壳8内部的扁平线圈2左侧，且与扁平线圈2紧密压合；外壳8左侧端面采用密封盖6密封；所述的密封盖6上开有静压力平衡孔7 ;所述的扁平线圈2包括信号线圈I 9和参考线圈II 10，补偿线圈II 10套在信号线圈I 9外部；所述的线圈接头3包括线圈接头III 11和线圈接头IV 12 ;信号线圈I 9与线圈接头IV 12连接，补偿线圈II 10与线圈接头III 11连接，线圈接头III 11和线圈接头IV 12分别与外接导线5连接，外接导线5纵向穿过固定空心螺栓4内部和密封盖6引出外接电路。
[0034]进一步的，所述的扁平线圈2与平膜片I之间的距离用来确保扁平线圈2产生的电磁场能渗透到平膜片I中，从而产生出电涡流。
[0035]进一步的，所述的外接导线5分为两根。
[0036]进一步的，所述的外接导线5的外接电路便于从外部通入交流电。
[0037]进一步的，所述的静压力平衡孔7用来平衡静压力一通高频阻低频。
[0038]进一步的，所述的静压力平衡孔7的直径为3毫米。
[0039]本发明的涡流式次声波传感器是利用涡流原理检测大气中次声波的传感装置，当在电感线圈中通入交变电流时，将产生交变磁场，同时将在平膜片上产生涡电流。涡电流将产生反向磁场，反作用于扁平线圈；当平膜片在空气中次声波声压的作用下发生弯曲变形时，线圈与平膜片的互感和阻抗也都将发生变化。一般而言，扁平线圈的阻抗变化与金属平膜片的电导率、磁导率、几何形状以及扁平线圈的几何参数、激励电流的频率以及线圈与膜片之间的距离有关。在传感器工作时，线圈与膜片之间的距离作为次声波声压的量度，而其它参数保持不变，那么线圈的阻抗只有次声波声压对膜片的压力有关。线圈与后续测量电路组成系统的共振频率直接与线圈的阻抗相关，从而与次声波声压相关。因此，通过检测线圈振动频率的大小即可得到空气中次声波声压的大小，从而可以达到对空气中的次声波进行检测的目的。
[0040]为了消除环境温度和非线性对测量结果的影响，引入补偿线圈。为了避免信号线圈以及补偿线圈的耦合效应，在信号线圈及补偿线圈中同时输入反向脉冲交流电流，通过微处理器系统可以测得二者的共振频率。本传感器把信号线圈和补偿线圈共振频率之差作为次声波声压的直接量度。
[0041]实施例3
[0042]如附图1和2所示，具有温度补偿功能的涡流式次声波传感器，包括平膜片1、扁平线圈2、线圈接头3、固定空心螺栓4、外接导线5、密封盖6、静压力平衡孔7以及外壳8 ；其特征在于:所述的外壳8为空心圆柱体；所述的平膜片I焊接在外壳8的右侧端面；所述的扁平线圈2安装在外壳8内部与平膜片I的距离为5毫米；所述的固定空心螺栓4安装在外壳8内部的扁平线圈2左侧，且与扁平线圈2紧密压合；外壳8左侧端面采用密封盖6密封；所述的密封盖6上开有静压力平衡孔7 ;所述的扁平线圈2包括信号线圈I 9和参考线圈II 10，补偿线圈II 10套在信号线圈I 9外部；所述的线圈接头3包括线圈接头III 11和线圈接头IV 12 ;信号线圈I 9与线圈接头IV 12连接，补偿线圈II 10与线圈接头III 11连接，线圈接头III 11和线圈接头IV 12分别与外接导线5连接，外接导线5纵向穿过固定空心螺栓4内部和密封盖6引出外接电路。
[0043]进一步的，所述的扁平线圈2与平膜片I之间的距离用来确保扁平线圈2产生的电磁场能渗透到平膜片I中，从而产生出电涡流。
[0044]进一步的，所述的外接导线5分为两根。
[0045]进一步的，所述的外接导线5的外接电路便于从外部通入交流电。
[0046]进一步的，所述的静压力平衡孔7用来平衡静压力一通高频阻低频。
[0047]进一步的，所述的静压力平衡孔7的直径为4毫米。
[0048]本发明的涡流式次声波传感器是利用涡流原理检测大气中次声波的传感装置，当在电感线圈中通入交变电流时，将产生交变磁场，同时将在平膜片上产生涡电流。涡电流将产生反向磁场，反作用于扁平线圈；当平膜片在空气中次声波声压的作用下发生弯曲变形时，线圈与平膜片的互感和阻抗也都将发生变化。一般而言，扁平线圈的阻抗变化与金属平膜片的电导率、磁导率、几何形状以及扁平线圈的几何参数、激励电流的频率以及线圈与膜片之间的距离有关。在传感器工作时，线圈与膜片之间的距离作为次声波声压的量度，而其它参数保持不变，那么线圈的阻抗只有次声波声压对膜片的压力有关。线圈与后续测量电路组成系统的共振频率直接与线圈的阻抗相关，从而与次声波声压相关。因此，通过检测线圈振动频率的大小即可得到空气中次声波声压的大小，从而可以达到对空气中的次声波进行检测的目的。
[0049]为了消除环境温度和非线性对测量结果的影响，引入补偿线圈。为了避免信号线圈以及补偿线圈的耦合效应，在信号线圈及补偿线圈中同时输入反向脉冲交流电流，通过微处理器系统可以测得二者的共振频率。本传感器把信号线圈和补偿线圈共振频率之差作为次声波声压的直接量度。
[0050]本发明利用涡流式次声波传感器检测大气中的次声波，采用信号线圈和补偿线圈的共振频率之差作为次声波声压的直接量度，可以有效地克服电容式次声波传感器的测量频带窄的问题；使传感器处于稳定的工作状态；极大的降低了寄生电容和环境温度引起的测量误差和非线性对测量结果的影响。
[0051]本传涡流式次声波传感器具有自屏蔽式的结构，测量精度高、灵敏度高等优点。
[0052]可以利用检测到的次声波可以监视和检测大气变化，亦可以用它来预测地震、火山爆发和泥石流等；本发明所采用的结构亦可用于管道中压力的测量。
[0053]上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.具有温度补偿功能的涡流式次声波传感器，包括平膜片(I)、扁平线圈(2)、线圈接头(3)、固定空心螺栓(4)、外接导线(5)、密封盖(6)、静压力平衡孔(7)以及外壳(8);其特征在于:所述的外壳(8)为空心圆柱体；所述的平膜片(I)焊接在外壳(8)的右侧端面；所述的扁平线圈(2)安装在外壳(8)内部与平膜片(I)的距离为3 -5毫米，所述的固定空心螺栓(4)安装在外壳(8)内部的扁平线圈(2)左侧，且与扁平线圈(2)紧密压合；外壳(8)左侧端面采用密封盖(6)密封；所述的密封盖(6)上开有静压力平衡孔(7);所述的扁平线圈(2)包括信号线圈I (9)和参考线圈II (10)，补偿线圈II (10)套在信号线圈I (9)外部；所述的线圈接头(3)包括线圈接头III(Il)和线圈接头IV(12);信号线圈I (9)与线圈接头IV(12)连接，补偿线圈II (10)与线圈接头IIK11)连接，线圈接头IIK11)和线圈接头IV (12)分别与外接导线(5)连接，外接导线(5)纵向穿过固定空心螺栓(4)内部和密封盖(6)引出外接电路。
2.根据权利要求1所述具有温度补偿功能的涡流式次声波传感器，其特征在于，所述的外接导线(5)分为两根。
3.根据权利要求1所述具有温度补偿功能的涡流式次声波传感器，其特征在于，所述的静压力平衡孔(7)的直径为2-4毫米。
【专利摘要】本实用新型公开了具有温度补偿功能的涡流式次声波传感器，包括平膜片、扁平线圈、线圈接头、固定空心螺栓、外接导线、密封盖、静压力平衡孔以及外壳；外壳为空心圆柱体；平膜片焊接在外壳的右侧端面；扁平线圈安装在外壳内部的平膜片右侧，固定空心螺栓安装在外壳内部的扁平线圈左侧，且与扁平线圈紧密压合；外壳左侧端面采用密封盖密封；密封盖上开有静压力平衡孔；扁平线圈与线圈接头连接，线圈接头通过外接导线连接，外接导线纵向穿过固定空心螺栓内部和密封盖引出外接电路。本实用新型可有效地克服电容式次声波传感器的测量频带窄的问题；极大地降低环境温度引起的测量误差和非线性对测量结果的影响；具有自屏蔽式结构，测量精度高、灵敏度高等优点。
【IPC分类】G01H11-06
【公开号】CN204330122
【申请号】CN201520014857
【发明人】刘中冬, 林佳佳, 孙召成
【申请人】青岛科技大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月10日