专利名称：电磁感应传感器用的铠装电缆及其制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铠装电缆，具体涉及电磁感应传感器用的铠装电缆及其制造工艺。
背景技术：
铠装电缆是由不同的导体材料装在有绝缘材料的金属套管中，被加工成可弯曲的坚实组合体。铠装电缆主要用于工作中可承受一定机械外力场合的信号传输，按照芯线形状的不同，铠装电缆通常分为两种，即钢丝铠装和钢带铠装。钢丝铠装电缆常用于承受一定挤压力而不受拉力的场合，如土壤直埋敷设；钢带铠装电缆主要敷设于既有一定的挤压力又要承受拉力的场合，如水中、垂直竖井中等。现有的电磁感应传感器用铠装电缆被少数西方发达国家的厂商垄断，严重制约了我国电磁感应传感器的发展。而采用常规的铠装电缆制作电磁感应传感器，结果根本不能检测到信号，这主要是因为常规铠装电缆和电磁感应传感器用铠装电缆相比，具有如下不足1、常规铠装电缆芯线电阻值不能满足电磁感应传感器用铠装电缆的要求；2、常规铠装电缆芯线的均匀性较低，不能达到电磁感应传感器用铠装电缆的要求；3、常规铠装电缆芯线的复现性较差；4、常规铠装电缆外套管材料会产生磁屏蔽，从而影响电磁感应传感器的灵敏度。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种抗干扰性能强，检测灵敏度高，在高温等恶劣环境下能确保连续高灵敏检测的电磁感应传感器用铠装电缆。本发明的另一目的是提供一种工艺简单，产品统一性好的电磁感应传感器用铠装电缆的制造工艺。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案电磁感应传感器用的铠装电缆，包括外套管和位于外套管内的芯线，所述芯线包括初级线圈和次级线圈，且初级线圈和次级线圈之间具有间隙；所述铠装电缆还包括填充在外套管内的绝缘粉。进一步地，所述初级线圈采用电阻温度系数为1. 13X10_3/°C 1.25X10_3/°C，电阻率为O. 266μ Ω.Π1 O. 275 μ Ω . m的材料制成；所述次级线圈采用电阻温度系数为1. 03X1(T3/°C 1. 16X1(T3/°C，电阻率为 O. 688μ Ω · m O. 755 μ Ω.πι 的材料制成。初级线圈采用Alumel材料，次级线圈采用Chromel材料。更进一步地，所述外套管采用316L不锈钢制成。所述绝缘粉为电熔级氧化镁，该电熔级氧化镁中氧化镁的纯度> 99. 5%，杂质Fe，Ca 和 Mn 的含量分别为Fe ( O. 007%, Ca ( O. 12%, Mn ( O. 003%。电磁感应传感器用的铠装电缆的制造工艺，包括如下步骤步骤1:取直径为1. 55 1. 62mm的Alumel材料作为初级线圈，直径为1. 55 1.62mm的Chromel材料作为次级线圈,将该初级线圈和次级线圈校直擦拭干净待用；取直径为11. 8 12. 2mm,厚度为O. 57 O. 62mm的316L不锈钢外套管擦拭干净待用；将氧化镁瓷柱在2100°C烧结I小时后，随炉冷却待用，所述氧化镁瓷柱的直径为8.1 8. 3mm，该氧化镁瓷柱中具有两个通孔，该通孔的直径为1. 6 2.1mm ;初级线圈、次级线圈、氧化镁瓷柱和316L不锈钢外套管的长度均相等；步骤2 :将初级线圈和次级线圈分别穿入氧化镁瓷柱中的两个通孔中，再将氧化镁瓷柱穿入外套管中，从而组装成铠装电缆初品；步骤3 :将步骤2中组装的铠装电缆初品进行轧头、拉拔，然后再将该铠装电缆初品在800°C退火30分钟，冷却至室温；步骤4 :按照步骤3所述的过程进行多次轧头、拉拔和热处理，直到外套管直径为Φ1. 96 Φ2. 04mm时,停止拉拔；在每次拉拔过程中,外套管直径的变化量小于等于30%，外套管与初级线圈和次级线圈之间的氧化镁瓷柱在拉拔过程中最终破粹成粉状的绝缘粉；步骤5 :将经过步骤4处理后的铠装电缆剥出两端的初级线圈和次级线圈，使铠装电缆两端的初级线圈和次级线圈伸出外套管，然后再将该铠装电缆放入烘箱内在300°C烘烤6小时，最后再灌胶、烘干并密封即得电磁感应传感器用的铠装电缆成品。进一步地，所述步骤I中氧化镁瓷柱的直径为8. 2mm，氧化镁瓷柱中两个通孔的直径为1. 8_。所述步骤I中不锈钢外套管的厚度为O. 6mm。相比现有技术，本发明具有如下有益效果1.本发明提供的电 磁 感应传感器用铠装电缆由于采用了具有良好传输信号的材料制作成等直径、均匀的初级线圈，选用具有灵敏感应信号的材料制作成等直径、均匀的次级线圈。外套管选用不产生磁屏蔽的不锈钢材料，经过严格的清洗、烘烤后，与高纯氧化物绝缘材料组装、拉拔、退火以及表面处理后，制作成绝缘厚度也恒定的铠装电缆，该铠装电缆设于外套管内的绝缘粉包覆在初级线圈和次级线圈周围，避免初级线圈和次级线圈相碰，使初级线圈和次级线圈周围与外套管之间的绝缘性更好，提高了该铠装电缆的可挠性、稳定性及抗干扰性能，特别是保证了初级线圈中通过的交变电流所产生的交变磁场恒定，保证了次级线圈感应输出的正比于初级线圈的电信号恒定，有效地保证了信号采集的灵敏性和准确性。2.采用316L不锈钢作为外套管，除了有效地适应了钢包的高温和腐蚀的恶劣环境性能外，还为挠制传感器线圈提供了极大的方便，最重要的是抑制了外来杂散电磁场的干扰。
图1为实施例1中电磁感应传感器用的铠装电缆结构示意图。图中，外套管I，初级线圈21，次级线圈22，绝缘粉3。
具体实施例方式以下结合附图和实施例对本发明作进一步地详细说明。实施例1 :参见图1所示电磁感应传感器用的铠装电缆，包括外套管I和位于外套管I内的芯线，芯线包括初级线圈21和次级线圈22，且初级线圈21和次级线圈22之间具有间隙；铠装电缆还包括填充在外套管内的绝缘粉3。初级线圈和次级线圈可以是平行设置，也可以是非平行设置，但初级线圈和次级线圈之间的间隙保持不变。外套管内填充绝缘粉的作用是为了尽量减少初级线圈在通以交变电流时所产生的交变磁通在绝缘粉处产生漏磁通的现象，影响次极线圈的感应电动势，从而影响接收信号。初级线圈被供给一个交流电流，即励磁电流，产生电磁场，磁场强度与电流成正t匕，为了进一步确保连续高度灵敏的检测，选择具有电磁性能，耐高温，高温时电阻稳定，而且电阻温度系数低，能较好地满足电磁感应传感器要求的材料制成初级线圈，初级线圈和次级线圈最好采用如下材料制成初级线圈采用电阻温度系数为1. 13X10^3/ V 1. 25X 10_3/ °C，电阻率为O. 266μ Ω.Π1 O. 275μ Ω.Π1的材料制成；所述次级线圈采用电阻温度系数为1. 03X1(T3/°C 1. 16X1(T3/°C，电阻率为 O. 688μ Ω · m O. 755 μ Ω.πι 的材料制成。优选地，初级线圈选择Alumel,次级线圈选择Chromel。表I为不同材料制成的初级线圈和次级线圈各自在不同温度的电阻比(RtAtl),其中，Rtl表示初级线圈和次级线圈在0°时的电阻，Rt表示初级线圈和次级线圈在t°时的电阻。表I
权利要求
1.电磁感应传感器用的铠装电缆，包括外套管和位于外套管内的芯线，其特征在于所述芯线包括初级线圈和次级线圈，且初级线圈和次级线圈之间具有间隙；所述铠装电缆还包括填充在外套管内的绝缘粉。
2.如权利要求1所述的电磁感应传感器用的铠装电缆，其特征在于所述初级线圈采用电阻温度系数为1. 13X1(T3/°C 1. 25X1(T3/°C，电阻率为 O. 266 μ Ω · m O. 275 μ Ω.πι的材料制成；所述次级线圈采用电阻温度系数为1. 03X10_3/°C 1. 16X10_3/°C，电阻率为O.688 μ Ω · m O. 755 μ Ω.πι 的材料制成。
3.如权利要求1或2所述的电磁感应传感器用的铠装电缆，其特征在于初级线圈采用Alumel材料，次级线圈采用Chromel材料。
4.如权利要求3所述的电磁感应传感器用的铠装电缆，其特征在于所述外套管采用316L不锈钢制成。
5.如权利要求4所述的电磁感应传感器用的铠装电缆，其特征在于所述绝缘粉为电熔级氧化镁，该电熔级氧化镁中氧化镁的纯度> 99. 5%，杂质Fe，Ca和Mn的含量分别为Fe ( O. 007%, Ca ( O. 12%, Mn ( O. 003%。
6.权利要求5所述的电磁感应传感器用的铠装电缆的制造工艺，其特征在于包括如下步骤 步骤1:取直径为1. 55 1. 62mm的Alumel材料作为初级线圈，直径为1. 55 1. 62mm的Chromel材料作为次级线圈，将该初级线圈和次级线圈校直擦拭干净待用；取直径为11.8 12. 2mm,厚度为O. 57 O. 62mm的316L不锈钢外套管擦拭干净待用；将氧化镁瓷柱在2100°C烧结I小时后，随炉冷却待用，所述氧化镁瓷柱的直径为8.1 8. 3mm,该氧化镁瓷柱中具有两个通孔，该通孔的直径为1. 6 2.1mm ;初级线圈、次级线圈、氧化镁瓷柱和316L不锈钢外套管的长度均相等； 步骤2 :将初级线圈和次级线圈分别穿入氧化镁瓷柱中的两个通孔中，再将氧化镁瓷柱穿入外套管中，从而组装成铠装电缆初品； 步骤3 :将步骤2中组装的铠装电缆初品进行轧头、拉拔，然后再将该铠装电缆初品在800°C退火30分钟，冷却至室温； 步骤4:按照步骤3所述的过程进行多次轧头、拉拔和热处理，直到外套管直径为Φ1. 96 Φ2. 04mm时,停止拉拔；在每次拉拔过程中,外套管直径的变化量小于等于30%，外套管与初级线圈和次级线圈之间的氧化镁瓷柱在拉拔过程中最终破粹成粉状的绝缘粉； 步骤5:将经过步骤4处理后的铠装电缆剥出两端的初级线圈和次级线圈，使铠装电缆两端的初级线圈和次级线圈伸出外套管，然后再将该铠装电缆放入烘箱内在300°C烘烤6小时，最后再灌胶、烘干并密封即得电磁感应传感器用的铠装电缆成品。
7.如权利要求6所述的电磁感应传感器用的铠装电缆的制造工艺，其特征在于所述步骤I中氧化镁瓷柱的直径为8. 2mm，氧化镁瓷柱中两个通孔的直径为1. 8mm。
8.如权利要求6所述的电磁感应传感器用的铠装电缆的制造工艺，其特征在于所述步骤I中不锈钢外套管的厚度为O. 6mm。
全文摘要
本发明涉及电磁感应传感器用的铠装电缆及其制造工艺，该电缆包括外套管和位于外套管内的芯线，芯线包括初级线圈和次级线圈，且初级线圈和次级线圈之间具有间隙；铠装电缆还包括填充在外套管内的绝缘粉。其制备工艺为首选选取初级线圈、次级线圈和瓷柱的材料和尺寸，选择外套管的尺寸；然后将线圈组装好形成铠装电缆初品，对该初品进行多次轧头、拉拔和热处理，每次外套管直径的变化量≤30%；最后剥出铠装电缆两端的初级线圈和次级线圈，再将铠装电缆放入烘箱内烘烤，取出灌胶、烘干并密封即得成品。采用该方法制备的铠装电缆具有抗干扰性能强，检测灵敏度高，且能确保连续高度灵敏的检测。
文档编号H01B7/17GK103065706SQ201310017580
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月17日 优先权日2013年1月17日
发明者徐玲, 张祖力, 赵安中 申请人:重庆大学