阅读说明：本技术 双路结构磁电式速度传感器 (Magnetoelectric speed sensor with double-path structure ) 是由 孙中心 李艳艳 戚全 常丽红 戚君洁 吴俊龙 王吉桥 王进京 常建树 魏凯 于 2020-07-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种双路结构磁电式速度传感器,其解决了磁电式速度传感器只有一端输出,只能检测单一方向振动信号的的技术问题,其设有导磁壳体,导磁壳体连接设有上盖和下盖,上盖设有两个上端路引出端子,导磁壳体内部设有磁钢,磁钢上部连接有上磁靴,磁钢下部连接有下磁靴,上磁靴和下磁靴与导磁壳体的内壁之间设有线圈骨架,线圈骨架的上端部通过上弹簧片与上磁靴连接,线圈骨架的下端部通过下弹簧片与下磁靴连接,下盖有两个下端路引出端子,线圈骨架上设有绕线窗口,绕线窗口上绕有外层线圈和内层线圈,上端路引出端子与外层线圈连接,下端路引出端子与内层线圈连接,速度传感器为双路结构。本发明可广泛应于地震勘探和工程测量。(The invention relates to a two-way structure magnetoelectric speed sensor, which solves the technical problem that the magnetoelectric speed sensor only has one end for outputting and can only detect single-direction vibration signals, and is provided with a magnetic conduction shell, the magnetic conduction shell is connected with an upper cover and a lower cover, the upper cover is provided with two upper end circuit leading-out terminals, magnetic steel is arranged in the magnetic conduction shell, the upper part of the magnetic steel is connected with an upper magnetic shoe, the lower part of the magnetic steel is connected with a lower magnetic shoe, a coil framework is arranged between the upper magnetic shoe and the lower magnetic shoe and the inner wall of the magnetic conduction shell, the upper end part of the coil framework is connected with the upper magnetic shoe through an upper spring piece, the lower end part of the coil framework is connected with the lower magnetic shoe through a lower spring piece, the lower cover is provided with two lower end circuit leading-out terminals, a winding window is arranged on the coil framework, an outer coil and an inner, the speed sensor is of a double-path structure. The invention can be widely applied to seismic exploration and engineering measurement.)

双路结构磁电式速度传感器

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别是涉及一种双路结构磁电式速度传感器。

背景技术

一般磁电式速度传感器是用于地震勘探和工程测量用的常规传感器，它将地面振动转换为与振动速度成正比的电信号，是将机械能转化为电能的装置。现有的磁电式速度传感器只能将振动信号通过一端输出电能信号，并且频率低于8Hz的单只磁电式速度传感器不能实现纵横两用的功能。

发明内容

本发明为了解决现有磁电式速度传感器只有一端输出，只能检测单一方向振动信号的技术问题，提供一种体积不变可同时两端输出，最低频率可扩展到低频5Hz的双路结构磁电式速度传感器。

本发明提供一种双路结构磁电式速度传感器，其设有导磁壳体，导磁壳体连接设有上盖和下盖，上盖设有两个上端路引出端子，导磁壳体内部设有磁钢，磁钢上部连接有上磁靴，磁钢下部连接有下磁靴，上磁靴和下磁靴与导磁壳体的内壁之间设有线圈骨架，线圈骨架的上端部通过上弹簧片与上磁靴连接，线圈骨架的下端部通过下弹簧片与下磁靴连接，下盖有两个下端路引出端子，线圈骨架上设有绕线窗口，绕线窗口上绕有外层线圈和内层线圈，上端路引出端子与外层线圈连接，下端路引出端子与内层线圈连接，速度传感器为双路结构。

优选地，线圈骨架分为上骨架和下骨架，上骨架设有卡槽和2个过线槽，下骨架上设有卡槽、2个过线槽、2个定位槽和2个安装孔，安装孔上各安装有接线柱，内层线圈绕制在上骨架和下骨架，上骨架和下骨架绕制的内层线圈绕向相反，内层线圈的两端分别与接线柱内端焊接，接线柱的外端通过焊接的引线簧与下端路引出端子连接。

优选地，外层线圈在内层线圈上绕制，上骨架和下骨架绕制的外层线圈绕向相反，外层线圈引线分别焊接到上弹簧片，通过上内外接触片与上端路引出端子连接。

优选地，下盖与线圈骨架之间连接有绝缘材料的连接部件，连接部件上端设有凸起，下端两侧设有骨架定位装置，下磁靴下端设有凹槽，下磁靴凹槽与连接部件凸起相互配合，下骨架下端设有定位槽，骨架定位装置与定位槽定位线圈骨架位置，连接部件下端与下盖相连接。

优选地，磁钢为钕铁硼磁钢。

本发明的有益效果是：本发明采用机电结合的双路结构磁电式速度传感器，在现有磁电式速度传感器体积性能等不变的情况下，双路结构磁电式速度传感器可将同样的振动信号通过两端输出双倍的电能信号，输出的电能相当于两只普通的磁电式速度传感器输出的电能；通过给其中一端加直流信号后，可以改变磁电式速度传感器中线圈的平衡位置，使垂直向速度传感器可用于测量水平向振动信号，水平向速度传感器可用于测量垂直向振动信号，可实现纵横两用机芯的自然频率低至5Hz。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明拾取80Hz振动信号时的双路输出波形示意图；

图3是本发明拾取40Hz振动信号时的双路输出波形示意图；

图4是本发明拾取20Hz振动信号时的双路输出波形示意图；

图5是本发明拾取10Hz振动信号时的双路输出波形示意图；

图6是本发明拾取5Hz振动信号时的双路输出波形示意图；

图7是本发明拾取3Hz振动信号时的双路输出波形示意图；

图8是本发明拾取2Hz振动信号时的双路输出波形示意图；

图9是本发明下端路加一直流3.7V电压后，上端路与垂直向磁电速度传感器采集2Hz振动信号后的输出波形对比示意图；

图10是本发明下端路加一直流3.7V电压后，上端路与垂直向磁电速度传感器采集3Hz振动信号后的输出波形对比示意图；

图11是本发明下端路加一直流3.7V电压后，上端路与垂直向磁电速度传感器采集5Hz振动信号后的输出波形对比示意图；

图12是本发明下端路加一直流3.7V电压后，上端路与垂直向磁电速度传感器采集10Hz振动信号后的输出波形对比示意图；

图13是本发明下端路加一直流3.7V电压后，上端路与垂直向磁电速度传感器采集20Hz振动信号后的输出波形对比示意图；

图14是本发明下端路加一直流3.7V电压后，上端路与垂直向磁电速度传感器采集80Hz振动信号后的输出波形对比示意图。

附图符号说明：

1.下盖；2.壳体；3.连接部件；4.下骨架；5.上磁靴；6.上盖；7.下磁靴；8.分磁环；9.上骨架；10.磁钢；11.内层线圈；12.下端路正极引出端子；13.下端路负极引出端子；14.上端路正极引出端子；15.上端路负极引出端子；16.外层线圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对可本发明做进一步说明，以使本发明所属技术领域的技术人员能够容易实施本发明。

如图1所示，本发明设有导磁壳体2，其连接有上盖6和下盖1，上盖6有两个引出端子，一个是上端路正极引出端子14，另一个为上端路负极引出端子15；下盖1有两个引出端子，分别为下端路正极引出端子12和下端路负极引出端子13。

传感器导磁壳体2内设有磁钢10，磁钢10为钕铁硼磁钢。磁钢10上部连接有上磁靴5，磁钢10下部连接有下磁靴7，上磁靴5和下磁靴7与导磁壳体2的内壁之间设有线圈骨架，线圈骨架的上端部通过上弹簧片与上述上磁靴5连接，线圈骨架的下端部通过下弹簧片与下磁靴7连接。磁钢10上下两端还设有分磁环8，分磁环8与磁钢10配套使用，用以提升磁钢的温度。

传感器内部线圈骨架分为上骨架9和下骨架4，上骨架9和下骨架4上有绕线窗口，绕线窗口上绕有两路线圈，两路线圈分别为外层线圈16和内层线圈11；上骨架9上有卡槽和2个过线槽，下骨架4上有卡槽、2个过线槽、2个定位槽和2个安装孔，安装孔上安装有2个接线柱，卡槽是用来固定弹簧片的，线圈内引线通过过线槽穿过，以保护线圈引线不被磨断。内层线圈11分上下两层分别绕制在上骨架9和下骨架4，在上骨架9与下骨架4绕制的线圈绕向相反，内层线圈的两端分别与接线柱内端焊接，接线柱的外端焊接引线簧的一端，引线簧的另一端焊接到下盖的引出端子上，使下端路正极引出端子12和负极引出端子13分别与传感器内层线圈11连接。

外层线圈16同样分层分别在内层线圈11上绕制，在上骨架9和下骨架4绕制的两组线圈绕向同样相反，外层线圈16引线分别焊接到上弹簧片上，通过上内外接触片与上端路两个端子相连接，使上端路正极引出端子14和负极引出端子15与传感器外层线圈16连接。

传感器下盖1与线圈及下磁靴7之间连接有绝缘材料制作的连接部件3，连接部件3上端和下端设计设有圆柱形凸起，中部两侧设有骨架定位装置，骨架定位装置为柱状突出，其根部粗、前端细，骨架定位装置与下骨架4上定位槽连接固定线圈位置。连接部件3上端凸起与下磁靴7连接，连接部件3下端凸起与下盖1相连接。

如图2-图8所示，分别是本发明在拾取80Hz、40Hz、20Hz、10Hz、5Hz、3Hz、2Hz振动信号时的双路输出波形在示波器上示意图，上面波形是时域图，横坐标是时间，其单位为秒(s)，纵坐标是幅值；下面的波形是频域图，横坐标是频率，其单位为赫兹(Hz)，纵坐标是幅值。其中深色线表示是上端输出曲线，浅色线表示是下端输出曲线。

如图9-图14所示，分别是本发明下端路加一直流3.7V电压后，上端路与垂直向磁电速度传感器采集2Hz、3Hz、5Hz、10Hz、20Hz、80Hz振动信号后的输出波形对比示意图，上面波形是时域图，横坐标是时间，其单位为秒(s)，纵坐标是幅值；下面的波形是频域图，横坐标是频率：其单位为赫兹(Hz)，纵坐标是幅值。其中深色线表示为双路结构磁电式速度传感器，给下端路加一直流3.7V电压后，上端路的输出波形；浅色为垂直向磁电速度传感器的输出波形。下端路引出端子加直流信号后，可以改变磁电式速度传感器中线圈的平衡位置，使垂直向速度传感器可用于测量水平向振动信号，水平向速度传感器可用于测量垂直向振动信号，可实现纵横两用机芯的自然频率低至5Hz。

以上所述仅对本发明的优选实施例而已，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。凡是在本发明的权利要求限定范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应在本发明的保护范围之内。