一种磁致伸缩液位传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及传感器技术领域，具体涉及一种在强电磁干扰环境下能正常工作的磁致伸缩液位传感器。
【背景技术】
[0002]磁致伸缩液位传感器，是利用磁致伸缩材料的威德曼效用、通过两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置的工具。其测量实行的是绝对位置的非接触测量，具有量程大，精度高，可靠性高等优点，被广泛应用于各种位置测量。
[0003]但由于磁致伸缩液位传感器信号的产生是基于电流脉冲产生的磁场，信号的采集采用线圈类感性器件，这些敏感器件或磁场容易受到各种干扰的影响，尤其在复杂的电磁环境下使用时，如快速脉冲群，传导，辐射，静电，浪涌电压以及浪涌电流等干扰时，产品输出跳动很大，超过精度范围;或者输出失真;严重时，产品完全不能正常工作，甚至损坏。
[0004]公开号为CN10383721IA的中国发明专利申请公开了一种基于Fe-Ga材料的磁致伸缩液位传感器。该传感器的组成包括传感器头部、测量杆和浮子，其中，传感器头部通过螺纹连接与测量杆相连，活动浮子套在测量杆的下部;传感器头部为圆筒状结构，内部包括硬件电路系统、检测装置和前阻尼装置;波导丝为Fe-Ga材料，在测量杆内部;波导丝前端通过螺纹孔进入传感器头部，依次穿过检测装置中的线圈骨架和前阻尼装置的中心，直接连入硬件电路系统;波导丝末端穿过后阻尼装置的中心与返回导线相连接，返回导线接回到硬件电路，形成闭合的回路。其采用Fe-Ga合金作为磁致伸缩液位传感器的波导丝材料，能够应用在大量程的液位传感器中，能在较恶劣的噪音环境下稳定工作。但是由于其缺少在复杂电磁环境下抗干扰的保护方法，存在以下缺点:
[0005](I)所述线圈容易受强电磁干扰的影响，导致线圈对脉冲信号的采集失真，信号输出不正常，测量不准确；
[0006](2)所述产品在较强的浪涌电压和浪涌电流等工作情况下，产品缺少保护电路，容易导致损坏；
[0007](3)产品在电快速瞬变脉冲群和射频电磁场感应的传导的工作环境下，输出信号跳变，不能正常工作；
[0008]综上所述，现有的磁致伸缩液位传感器虽然通过结构和电路的在面对常规的噪声干扰时，取得了一定的成果。但是产品在强电磁干扰环境下时，不能像在普通环境下一样正常工作。
[0009]因此，如果能够研发出一种可应用于强电磁干扰环境下的磁致伸缩高精度液位传感器;使其能在强电磁干扰环境下也能正常工作，则将会极具市场前景。
【发明内容】
[0010]针对上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种可应用于强电磁干扰环境下的磁致伸缩液位传感器。其根据电磁干扰的三要素“电磁骚扰源，耦合途径或传播通道，敏感设备”出发，认清骚扰源对象对电路功能单元的影响;切断传播通道和耦合途径;对敏感器件做好屏蔽保护，从而实现本实用新型在强电磁干扰环境下也能实现正常工作。该磁致伸缩液位传感器空间利用率高、能有效降低噪声和电磁干扰的影响，具有抗干扰能力强、测量精度高等优点。
[0011]为解决现有技术中存在的问题，采用的具体技术方案是:
[0012]—种磁致伸缩液位传感器，包括传感器头部、测量杆和浮球组件;所述测量杆与所述传感器头部固定连接，所述浮球组件安装在所述测量杆上，且所述浮球组件可沿所述测量杆外壳自由移动;所述磁致伸缩液位传感器还包括电源保护电路板，该电源保护电路板位于所述传感器头部内；该电源保护电路板用于对输入电源进行多级保护，抵抗外界电磁干扰以确保输入端电源稳定。
[0013]优选的技术方案，所述传感器头部内包括固定座、测量电路组件、外屏蔽罩和线圈屏蔽罩，所述测量电路组件包括线圈、测量电路板和回线；所述测量电路板安装在固定座上，所述线圈安装在测量电路板上;所述线圈屏蔽罩住所述线圈，对线圈实现屏蔽;所述外屏蔽罩安装在固定座上，罩住所述测量电路板和所述线圈，对所述测量电路组件实现屏蔽；所述测量杆包括金属外护管、绝缘内护管、波导丝和阻尼;所述波导丝一端穿过线圈内孔后与测量电路板连接，阻尼安装在波导丝另一端，且波导丝另一端由固定夹与回线一端固定连接;所述回线另一端与测量电路板连接;所述绝缘内护管套设在波导丝上，位于波导丝和金属外护管之间。
[0014]优选的技术方案，所述电源保护电路板包括依序连接的五级保护电路;其中，第一级保护电路包括放电管，该放电管第一端和第二端分别接电源正负两级，第三端接地;第二级保护电路包括依序连接的双向稳压管、保险丝和二极管，所述双向稳压管两端还分别与第一级保护电路的放电管第一端和第二端连接;第三级保护电路为初级滤波电路，其包括第一电容、第二电容和第三电容，所述第一电容和第二电容串联后与第三电容并联，且第一电容和第二电容的连接端接地，第一电容的非接地端与正极相连，第二电容的非接地端与负极相连;第四级保护电路为隔离保护电路，其包括隔离器，该隔离器与第三级保护电路的第三电容连接;第五级保护电路为次级滤波电路，该次级滤波电路包括第四电容、第五电容和第六电容，第四电容和第五电容串联后和第六电容并联;第六电容两端为电源保护电路板的输出端。电源保护电路针对电磁干扰的传导途径，通过接地、滤波、隔离等五级保护电路，将干扰从电源端切断，从而保证本实用新型的正常工作。
[0015]优选的技术方案，所述第二级保护电路中的保险丝为具有自恢复作用的保险丝，当出现浪涌直流时断路，当输入电压恢复正常后可自动恢复导通。
[0016]优选的技术方案，所述测量电路组件中的线圈为单线圈，测量电路板采用差分放大电路采集该单线圈感应信号。差分输入能有效消除共模噪声信号，从而提高本实用新型输出信号的信噪比，提高检测精度和抗干扰能力;相比于双线圈的差分输入，本实用新型采用单线圈，通过电路方式使线圈差分输入测量电路，这样能有效降低线圈的尺寸，提高空间利用率。
[0017]优选的技术方案，所述线圈屏蔽罩为带有磁铁的镍合金方形屏蔽罩。一方面能有效提高信号的信噪比；另一方面由于磁铁和镍合金材料的共同作用，能有效屏蔽外部的电磁干扰对敏感器件线圈的干扰。
[0018]优选的技术方案，所述外屏蔽罩为铜镍合金方形屏蔽罩。外屏蔽罩罩住所述测量电路板和所述线圈，能够有效屏蔽外部对测量电路板和线圈的辐射干扰。
[0019]通过采用上述方案，本实用新型的一种磁致伸缩液位传感器与现有技术相比，其技术效果在于:
[0020]本实用新型采用单线圈获取磁铁组件的位置信息，同时在测量电路通过差分放大形式采集线圈感应信号，能有效降低噪声，防止共模干扰对输出信号的影响；另外，由于采用多层屏蔽技术，因此能防止外来空间的电磁干扰对测量电路和敏感器件即线圈的影响，提高产品的抗干扰能力，信号输出更加稳定;进一步，由于采用电源保护电路，通过各种保护器件，多级滤波电路及接地技术，能有效抵抗浪涌电压、静电以及脉冲群等各种强电磁干扰的影响，从而提高产品的抗干扰能力，多级保护方案的实施确保了产品在强电磁干扰环境下也能正常工作。
【附图说明】
[0021 ]图1为本实用新型一种磁致伸缩液位传感器的整体结构示意图；
[0022]图2为本实用新型一种磁致伸缩液位传感器的测量杆局部结构示意图；
[0023]图3为本实用新型一种磁致伸缩液位传感器的传感器头部局部结构示意图；
[0024]图4为本实用新型一种磁致伸缩液位传感器的电源保护板的电路原理示意图。
[0025]附图标记说明:
[0026]1、传感器头部，11、固定座，12、测量电路组件，121、线圈，122、测量电路板，123、回线，13、外屏蔽罩，14、线圈屏蔽罩;2、测量杆，21、金属外护管，22、绝缘内护管，23、波导丝，24、阻尼;3、浮球组件;4、固定夹;5、电源保护电路板，501、放电管，502、双向稳压管，503、保险丝，504、二极管，505、第一电容，506、第二电容，507、第三电容，508、隔离器，509、第四电容，510、第五电容，511、第六电容。
【具体实施方式】
[0027]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实例，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
[0028]如图1至图4所示，
[0029]—种磁致伸缩液位传感器包括传感器头部1、测量杆2和浮球组件3;所述测量杆2与所述传感器头部I固定连接，所述浮球组件3安装在所述测量杆2上，且所述浮球组件3可沿所述测量杆2外壳自由移动;所述传感器头部I内包括固定座11、测量电路组件12、外屏蔽罩13和线圈屏蔽罩14，所述测量电路组件12包括线圈121、测量电路板122和回线123;所述测量电路板122安装在固定座11上，所述线圈121安装在测量电路板122上;所述线圈屏蔽罩14住所述线圈121，对线圈121实现屏蔽;所述外屏蔽罩13安装在固定座11上，罩住所述测量电路板122和所述线圈121，对所述测量电路组件12实现屏蔽;所述测量杆2包括金属外护管
21、绝缘内护管22、波导丝23和阻尼24;所述波导丝23—端穿过线圈121内孔后与测量电路板122连接，阻尼24安装在波导丝23另一端，且波导丝23另一端由固定夹4与回线123—端固定连接;所述回线123另一端与测量电路板122连接;所述绝缘内护管22套设在波导丝23上，位于波导丝23和金属外护管21之间。
[0030]所述磁致伸缩液位传感器还包括电源保护电路板5，该电源保护电路板5位于所述传感器头部I内，且位于所述外屏蔽罩13外；该电源保护电路板5用于对输入电源进行多级保护，抵抗外界电磁干扰以确保输入端电源稳定。
[0031]所述电源保护电路板5包括依序连接的五级保护电路;其中，第一级保护电路包括放电管501，该放电管501第一端和第二端分别接电源正负两级，第三端接地;第二级保护电路包括依序连接的双向稳压管502、保险丝503和二极管504，所述双向稳压管502两端还分别与第一级保护电路的放电管501第一端和第二端连接;第三级保护电路为