專利名稱：高液壓環(huán)境下非接觸式磁信號傳輸系統(tǒng)及其傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種非接觸式磁信號傳輸系統(tǒng)，具體涉及ー種高液壓環(huán)境下非接觸式磁信號傳輸系統(tǒng)及其傳輸方法。
背景技術(shù)：
在特殊的工程環(huán)境中，傳統(tǒng)的有線信號傳輸模式受到了很大程度的限制，尤其是在極端環(huán)境下(深水，礦井，高電離環(huán)境等)其安全性和耐用性受到了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，漏電、磨損和維護(hù)成本過高等問題隨之而來。非接觸式信號傳輸?shù)某霈F(xiàn)使得上述問題迎刃而解。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種高液壓環(huán)境下非 接觸式磁信號傳輸系統(tǒng)及其傳輸方法，本發(fā)明傳輸系統(tǒng)及其傳輸方法實(shí)現(xiàn)了隔物傳輸信號，解決了有線信號傳輸受到的限制問題，并使得系統(tǒng)的密封性和美觀性得以提高。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是—種高液壓環(huán)境下非接觸式磁信號傳輸系統(tǒng)，包括磁脈沖發(fā)射電路1，所述磁脈沖發(fā)射電路I的接收端和信號線13電連接，磁脈沖發(fā)射電路I的發(fā)射端緊貼并固定于奧氏體不銹鋼腔室壁2內(nèi)側(cè)，內(nèi)金屬網(wǎng)9將磁脈沖發(fā)生電路I包裹在靠近奧氏體不銹鋼壁2內(nèi)側(cè)，第一高頻帶通濾波器11將信號線13與內(nèi)金屬網(wǎng)9相電連接，奧氏體不銹鋼壁2外側(cè)和磁脈沖發(fā)射電路I相應(yīng)位置緊貼并固定第二高頻帶通濾波器12和多個(gè)信號放大及發(fā)射電路3，外金屬網(wǎng)10將第二高頻帶通濾波器12、信號放大及發(fā)射電路3以及和信號放大及發(fā)射電路3相同數(shù)量的單軸磁傳感器4包裹在靠近奧氏體不銹鋼壁2外側(cè)，第二高頻帶通濾波器12 —端與信號放大及發(fā)射電路3和單軸磁傳感器4相電連接，另一端與外金屬網(wǎng)10相電連接，單軸磁傳感器4的輸出端與邏輯電路模塊5的輸入端相電連接，邏輯電路模塊5的輸出端與放大-D/A模塊6的輸入端相電連接，放大-D/A模塊6的輸出端與信號處理模塊7的輸入端相電連接，信號處理模塊7的輸出端與數(shù)據(jù)顯示保存模塊8相電連接。所述單軸磁傳感器4采用開關(guān)式高敏感度磁信號傳感器陣列。所述開關(guān)式高敏感度磁信號傳感器的磁感應(yīng)強(qiáng)度不超過O. 005特斯拉。所述內(nèi)金屬網(wǎng)9將磁脈沖發(fā)生電路I包裹在靠近奧氏體不銹鋼壁2內(nèi)側(cè)且包裹奧氏體不銹鋼壁2內(nèi)側(cè)的范圍使得內(nèi)金屬網(wǎng)9和外金屬網(wǎng)10間干擾信號的幅值和能量控制在預(yù)設(shè)范圍。所述外金屬網(wǎng)10將第二高頻帶通濾波器12、信號放大及發(fā)射電路3以及相同數(shù)量的單軸磁傳感器4包裹在靠近奧氏體不銹鋼壁2外側(cè)且包裹奧氏體不銹鋼壁2外側(cè)的范圍使得內(nèi)金屬網(wǎng)9和外金屬網(wǎng)10間干擾信號的幅值和能量控制在預(yù)設(shè)范圍。所述高液壓環(huán)境下非接觸式磁信號傳輸系統(tǒng)的傳輸方法，信號線13將數(shù)字開關(guān)信號傳輸至磁脈沖發(fā)射電路I，并在內(nèi)金屬網(wǎng)9對干擾信號進(jìn)行屏蔽和第一高頻帶通濾波器11的濾波下，磁脈沖發(fā)射電路I將模擬磁信號向奧氏體不銹鋼腔室壁2外側(cè)發(fā)射；在外金屬網(wǎng)10的屏蔽下，第二高頻帶通濾波器12和信號放大及發(fā)射電路3陣列將接收到的模擬電磁信號進(jìn)行篩選和放大后的模擬電信號發(fā)射至單軸磁傳感器4，單軸磁傳感器4將其處理后的數(shù)字開關(guān)信號輸送至邏輯電路模塊5進(jìn)行可靠性處理，邏輯電路模塊5再將處理后確定的數(shù)字開關(guān)信號送入放大-D/A模塊6進(jìn)行數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換，再將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送入信號處理模塊7，再將后處理后的數(shù)據(jù)送入顯示保存模塊8。本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果I、本系統(tǒng)相比于有線信號傳輸，實(shí)現(xiàn)了隔物傳輸信號，解決了有線信號傳輸受到的限制問題，并使得系統(tǒng)的密封性和美觀性得以提高。2、本系統(tǒng)使用的內(nèi)、外金屬網(wǎng)，能有效地干擾信號屏蔽，一定程度上増加了信噪比，防止信號淹沒在噪聲中。3、本系統(tǒng)中高頻帶通濾波器12和信號放大及發(fā)射電路3，有效地將特定頻段的信 號選擇性提取，并將原本幅值弱小的信號放大，滿足后ー級要求。4、本系統(tǒng)中單軸磁傳感器4選用開關(guān)式高敏感度磁信號傳感器陣列，有效地避免了信號的誤接收，増加了測量的可靠性。5、本系統(tǒng)中邏輯電路對傳感器陣列送來的信號進(jìn)行綜合，加強(qiáng)開關(guān)信號接收的可靠性。6、放大電路和D/A轉(zhuǎn)換將開關(guān)信號轉(zhuǎn)換為與后級處理終端相匹配的信號。


圖I是本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明系統(tǒng)的信號放大及發(fā)射電路在奧氏體不銹鋼壁外側(cè)的陣列示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更詳細(xì)的說明。如圖I所示，本發(fā)明ー種高液壓環(huán)境下非接觸式磁信號傳輸系統(tǒng)，包括磁脈沖發(fā)射電路I，所述磁脈沖發(fā)射電路I的接收端和信號線13電連接，磁脈沖發(fā)射電路I的發(fā)射端緊貼并固定于奧氏體不銹鋼腔室壁2內(nèi)側(cè)，內(nèi)金屬網(wǎng)9將磁脈沖發(fā)生電路I包裹在靠近奧氏體不銹鋼壁2內(nèi)側(cè)，第一高頻帶通濾波器11將信號線13與內(nèi)金屬網(wǎng)9相電連接，奧氏體不銹鋼壁2外側(cè)和磁脈沖發(fā)射電路I相應(yīng)位置緊貼并固定第二高頻帶通濾波器12和多個(gè)信號放大及發(fā)射電路3，外金屬網(wǎng)10將第二高頻帶通濾波器12、信號放大及發(fā)射電路3以及和信號放大及發(fā)射電路3相同數(shù)量的單軸磁傳感器4包裹在靠近奧氏體不銹鋼壁2外偵牝第二高頻帶通濾波器12 —端與信號放大及發(fā)射電路3和單軸磁傳感器4相電連接，另一端與外金屬網(wǎng)10相電連接,單軸磁傳感器4的輸出端與邏輯電路模塊5的輸入端相電連接，邏輯電路模塊5的輸出端與放大-D/A模塊6的輸入端相電連接，放大-D/A模塊6的輸出端與信號處理模塊7的輸入端相電連接，信號處理模塊7的輸出端與數(shù)據(jù)顯示保存模塊8相電連接。優(yōu)選的，所述單軸磁傳感器4采用開關(guān)式高敏感度磁信號傳感器陣列。優(yōu)選的，所述開關(guān)式高敏感度磁信號傳感器的磁感應(yīng)強(qiáng)度不超過O. 005特斯拉。優(yōu)選的，所述內(nèi)金屬網(wǎng)9將磁脈沖發(fā)生電路I包裹在靠近奧氏體不銹鋼壁2內(nèi)側(cè)且包裹奧氏體不銹鋼壁2內(nèi)側(cè)的范圍使得內(nèi)金屬網(wǎng)9和外金屬網(wǎng)10間干擾信號的幅值和能量控制在預(yù)設(shè)范圍。優(yōu)選的，所述外金屬網(wǎng)10將第二高頻帶通濾波器12、信號放大及發(fā)射電路3以及相同數(shù)量的單軸磁傳感器4包裹在靠近奧氏體不銹鋼壁2外側(cè)且包裹奧氏體不銹鋼壁2外側(cè)的范圍使得內(nèi)金屬網(wǎng)9和外金屬網(wǎng)10間干擾信號的幅值和能量控制在預(yù)設(shè)范圍。如圖2所示，為本發(fā)明系統(tǒng)的信號放大及發(fā)射電路3在奧氏體不銹鋼壁2外側(cè)的陣列示意圖，示意圖中心A所在奧氏體不銹鋼壁2位置的內(nèi)側(cè)為磁脈沖發(fā)射電路1，多個(gè)信號放大及發(fā)射電路3沿中心A周向布置ー圈或多圈,本實(shí)施例為兩圈，內(nèi)圈和外圈各四個(gè)放大及發(fā)射電路3。本發(fā)明高液壓環(huán)境下非接觸式磁信號傳輸系統(tǒng)的傳輸方法為信號線13將數(shù)字開關(guān)信號傳輸至磁脈沖發(fā)射電路1，并在內(nèi)金屬網(wǎng)9對干擾信號進(jìn)行屏蔽和第一高頻帶通 濾波器11的濾波下，磁脈沖發(fā)射電路I將模擬磁信號向奧氏體不銹鋼腔室壁2外側(cè)發(fā)射；在外金屬網(wǎng)10的屏蔽下，第二高頻帶通濾波器12和信號放大及發(fā)射電路3陣列將接收到的模擬電磁信號進(jìn)行篩選和放大后的模擬電信號發(fā)射至單軸磁傳感器4，單軸磁傳感器4將其處理后的數(shù)字開關(guān)信號輸送至邏輯電路模塊5進(jìn)行可靠性處理，邏輯電路模塊5再將處理后確定的數(shù)字開關(guān)信號送入放大-D/A模塊6進(jìn)行數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換，再將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送入信號處理模塊7，再將后處理后的數(shù)據(jù)送入顯示保存模塊8。
權(quán)利要求
1.一種高液壓環(huán)境下非接觸式磁信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于包括磁脈沖發(fā)射電路(1)，所述磁脈沖發(fā)射電路(I)的接收端和信號線(13)電連接，磁脈沖發(fā)射電路(I)的發(fā)射端緊貼并固定于奧氏體不銹鋼腔室壁(2)內(nèi)側(cè)，內(nèi)金屬網(wǎng)(9)將磁脈沖發(fā)生電路(I)包裹在靠近奧氏體不銹鋼壁(2)內(nèi)側(cè)，第一高頻帶通濾波器(11)將信號線(13)與內(nèi)金屬網(wǎng)(9)相電連接，奧氏體不銹鋼壁(2)外側(cè)和磁脈沖發(fā)射電路(I)相應(yīng)位置緊貼并固定第二高頻帶通濾波器(12)和多個(gè)信號放大及發(fā)射電路(3)，外金屬網(wǎng)(10)將第二高頻帶通濾波器(12)、信號放大及發(fā)射電路(3)以及和信號放大及發(fā)射電路(3)相同數(shù)量的單軸磁傳感器(4)包裹在靠近奧氏體不銹鋼壁(2)外側(cè)，第二高頻帶通濾波器(12)—端與信號放大及發(fā)射電路(3)和單軸磁傳感器(4)相電連接，另一端與外金屬網(wǎng)(10)相電連接,單軸磁傳感器(4)的輸出端與邏輯電路模塊(5)的輸入端相電連接，邏輯電路模塊(5)的輸出端與放大-D/A模塊(6)的輸入端相電連接,放大-D/A模塊(6)的輸出端與信號處理模塊(7)的輸入端相電連接，信號處理模塊(7)的輸出端與數(shù)據(jù)顯示保存模塊(8)相電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述單軸磁傳感器(4)采用開關(guān)式高敏感度磁信號傳感器陣列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述開關(guān)式高敏感度磁信號傳感器的磁感應(yīng)強(qiáng)度不超過O. 005特斯拉。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述內(nèi)金屬網(wǎng)(9)將磁脈沖發(fā)生電路(I)包裹在靠近奧氏體不銹鋼壁(2)內(nèi)側(cè)且包裹奧氏體不銹鋼壁(2)內(nèi)側(cè)的范圍使得內(nèi)金屬網(wǎng)(9)和外金屬網(wǎng)(10)間干擾信號的幅值和能量控制在預(yù)設(shè)范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述外金屬網(wǎng)(10)將第二高頻帶通濾波器(12)、信號放大及發(fā)射電路(3)以及相同數(shù)量的單軸磁傳感器(4)包裹在靠近奧氏體不銹鋼壁(2)外側(cè)且包裹奧氏體不銹鋼壁(2)外側(cè)的范圍使得內(nèi)金屬網(wǎng)(9)和外金屬網(wǎng)(10)間干擾信號的幅值和能量控制在預(yù)設(shè)范圍。
6.權(quán)利要求I至5任ー項(xiàng)所述傳輸系統(tǒng)的傳輸方法,其特征在于信號線(13)將數(shù)字開關(guān)信號傳輸至磁脈沖發(fā)射電路(1)，并在內(nèi)金屬網(wǎng)(9)對干擾信號進(jìn)行屏蔽和第一高頻帶通濾波器(11)的濾波下，磁脈沖發(fā)射電路(I)將模擬磁信號向奧氏體不銹鋼腔室壁(2 )外側(cè)發(fā)射；在外金屬網(wǎng)(10)的屏蔽下，第二高頻帶通濾波器(12)和信號放大及發(fā)射電路(3)陣列將接收到的模擬電磁信號進(jìn)行篩選和放大后的模擬電信號發(fā)射至單軸磁傳感器(4)，單軸磁傳感器(4)將其處理后的數(shù)字開關(guān)信號輸送至邏輯電路模塊(5)進(jìn)行可靠性處理，邏輯電路模塊(5)再將處理后確定的數(shù)字開關(guān)信號送入放大-D/A模塊(6)進(jìn)行數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換，再將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送入信號處理模塊(7)，再將后處理后的數(shù)據(jù)送入顯示保存模塊(8)。
全文摘要
一種高液壓環(huán)境下非接觸式磁信號傳輸系統(tǒng)及其傳輸方法，該系統(tǒng)包括磁脈沖發(fā)射電路，其接收端和信號線電連接，發(fā)射端緊貼并固定于奧氏體不銹鋼腔室壁內(nèi)側(cè)，內(nèi)金屬網(wǎng)將磁脈沖發(fā)生電路包裹，第一高頻帶通濾波器將信號線與內(nèi)金屬網(wǎng)電連接，奧氏體不銹鋼壁外側(cè)緊貼并固定第二高頻帶通濾波器和多個(gè)信號放大及發(fā)射電路，外金屬網(wǎng)將第二高頻帶通濾波器、信號放大及發(fā)射電路以及相同數(shù)量的單軸磁傳感器包裹在奧氏體不銹鋼壁外側(cè)；其傳輸方法為將通過導(dǎo)線傳遞的信號轉(zhuǎn)化為可以通過空間傳遞的磁場信號，并穿過奧氏體不銹鋼壁，到達(dá)腔室外部的接收部分，并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)形式的數(shù)據(jù)，用于觀察和記錄；實(shí)現(xiàn)了隔物傳輸信號，解決了有線信號傳輸受到的限制問題。
文檔編號G06K7/00GK102694583SQ201210158448
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者馮勃, 安增勇, 張舒文, 徐明龍, 翟崇樸 申請人:西安交通大學(xué)