專利名稱：一種新型零功耗抗磁攻擊的磁敏傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型為一種新型零功耗抗磁攻擊的磁敏傳感器，適用于旋轉(zhuǎn)磁場信號檢 出，特別適合熱量表、水表的旋翼式流量傳感器的流量信號檢出。
背景技術(shù)：
在新世紀(jì)，我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對資源的需求越來越大，尤其突出的是水資 源和石油資源。在國家節(jié)能減排的基本國策推動下，國家加大了節(jié)能力度，出臺了相應(yīng)的法 律法規(guī)，調(diào)控能源消耗，施行對能源使用的計量收費，尤其是供熱、供水的計量收費。我國供熱、供水計量收費儀表——機械式流量計的市場占有量高達(dá)80%以上，大 量使用磁環(huán)耦合的流量信號的檢出方式，或使用普通韋根磁傳感器。為了檢出旋轉(zhuǎn)磁場信 號，在結(jié)構(gòu)和材料上均使用工程塑料作為流量計的葉輪上蓋。傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)磁場檢出方式存 在著二大缺陷，一、磁環(huán)耦合檢出方式容易受到外部磁場的攻擊，造成流量信號的阻斷和丟 失；二、工程塑料的葉輪上蓋由于供熱供水管路中存在的水錘現(xiàn)象，出現(xiàn)葉輪上蓋破裂漏 水。在供熱、供水計量收費領(lǐng)域，針對有磁表和無磁表、機械表和超聲表，行業(yè)內(nèi)有不 同的看法和爭議。有磁表之所以容易受到次攻擊，根本原因不在于使用磁環(huán)，而是沒有很好 的磁屏蔽措施；另，超聲流量計，按照我國國情，供熱水質(zhì)差的問題，不僅使機械式流量計失 效，同樣也使超聲流量計失效，不是有否機械運動部件的問題，而是水質(zhì)使機械流量計產(chǎn)生 運動故障，同樣也使超聲流量計出現(xiàn)發(fā)射和接收故障。而且超聲表和絕大多數(shù)有磁或無磁 表一樣其超聲換能器也為非金屬材料，也不能承受管路中的水錘脈動高壓。我國數(shù)量巨大寫字樓、辦公樓均使用中央空調(diào)系統(tǒng)，大多數(shù)中央空調(diào)的溫度調(diào)控 模式是風(fēng)機盤管的開關(guān)量控制，管路中的水錘高壓出現(xiàn)在風(fēng)機盤管的每一次啟閉。解決中 央空調(diào)系統(tǒng)冷熱量的計量，普通有磁表、無磁表和超聲表都無法承受開關(guān)量的水錘高壓，解 決計量儀表的承壓，是中央空調(diào)系統(tǒng)冷熱量計量收費的難題。
(三)實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種新型零功耗抗磁攻擊的磁敏傳感器，它能夠解決 現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，是一種既可以抗磁攻擊，又可以間隔金屬表殼檢出旋轉(zhuǎn)磁場信號的 傳感器，并能夠承受開關(guān)量的水錘高壓。本實用新型的技術(shù)方案一種新型零功耗抗磁攻擊的磁敏傳感器，其特征在于它 由屏蔽罩支架、至少一層屏蔽罩、彈性隔墊、彈性隔套、傳感器座、零功耗磁敏檢測元件、印 制板和無磁性彈簧構(gòu)成，所說的零功耗磁敏檢測元件安裝于傳感器座安裝槽中；所說的零 功耗磁敏檢測元件和傳感器座安裝于屏蔽罩支架的方形孔中；所說的傳感器座上有卡爪卡 入屏蔽罩支架的方形孔側(cè)壁上的卡口中；所說的卡口為長方孔；所說的零功耗磁敏檢測元 件和傳感器座可以在屏蔽罩支架方形孔中上下滑動；所說的印制板安裝在傳感器座頂部， 依傳感器座頂部的定位圓柱定位；所說的無磁性彈簧安裝在傳感器座頂部的彈簧安裝孔內(nèi)，彈簧上部頂在最內(nèi)側(cè)屏蔽罩的內(nèi)表面頂部，組成彈性隨動機構(gòu)；所說的屏蔽罩支架上有 至少一個環(huán)形槽，每個環(huán)形槽分別安裝有對應(yīng)的屏蔽罩；所說的每一層屏蔽罩的頂部有對 應(yīng)開孔，輸出信號電纜依次由開孔引出；所說的彈性隔墊和彈性隔套，分別安裝在不同的屏 蔽罩層間。上述所說的每個環(huán)形槽為同軸心分布，均為四段不連續(xù)環(huán)形。上述所說的每層屏蔽罩形狀為同球心等間距或不等間距球面體，每個屏蔽罩底部 有用于定位的四等分定位槽、用于固定的對稱的直爪及四段圓?。凰f的四段圓弧插入屏 蔽罩支架的與其對應(yīng)的環(huán)形槽內(nèi)；所說的直爪彎曲和屏蔽罩支架固定。上述所說的環(huán)形槽為三個。上述所說的屏蔽罩為三層，即外屏蔽罩、中屏蔽罩及內(nèi)屏蔽罩。上述所說的屏蔽罩支架上有磁傳感器安裝定位孔。本實用新型的工作原理眾所周知，磁場是通過磁力線作用的，磁力線是由N極到 S極的徊線，球面屏蔽罩使磁力線不能抵達(dá)或接近被保護(hù)對象，而使磁力線通過屏蔽罩本身 高導(dǎo)磁率的球面體，達(dá)到旁路磁力線的功能；由于磁場和電磁場的相互作用，本實用新型采 用三層或多層球面屏蔽罩的磁屏蔽技術(shù)，有效的抵御強磁場的攻擊和雜散磁場的干擾，實 驗表明使用三層屏蔽罩時，當(dāng)3000 強磁鐵吸附在外屏蔽罩上，內(nèi)屏蔽罩底部磁場強度 為10(}S，球心內(nèi)最大磁場強度為40(}S，遠(yuǎn)小于葉輪磁環(huán)(即旋轉(zhuǎn)磁場)的650-700 的磁 場強度，確保了零功耗磁敏檢測元件的檢測功能和檢測精度。本實用新型采用零功耗磁敏檢測元件，當(dāng)葉輪上端磁環(huán)隨葉輪轉(zhuǎn)動形成的旋轉(zhuǎn)磁 場作用于零功耗磁敏檢測元件，由于旋轉(zhuǎn)磁場和零功耗磁敏檢測元件之間的距離為磁環(huán) 頂部間隙+間隔金屬葉輪蓋(或表蓋)的厚度2-3mm，約為4mm，所選用的金屬葉輪蓋(或 表蓋)材料為黃銅合金，其2-3mm的厚度對旋轉(zhuǎn)磁場信號的衰減，不足以影響零功耗磁敏檢 測元件的正常工作，本實用新型經(jīng)實測旋轉(zhuǎn)磁場在間隔金屬葉輪蓋(或表蓋)的磁場強度 遠(yuǎn)高于零功耗磁敏檢測元件工作閾值。考慮熱量表的應(yīng)用，由于溫度變化引起的變形，要改 變前兩者及間的距離，本實用新型使用一對無磁性彈簧，彈簧上端與內(nèi)屏蔽罩內(nèi)球面頂部 接觸，下端則與傳感器座的二圓孔底部接觸，在彈簧的作用下使安裝在傳感器座安裝槽中 零功耗磁敏檢測元件始終與金屬葉輪蓋(或表蓋)頂部接觸，不產(chǎn)生間隙和拉大距離，排除 了溫度變形對傳感器的影響。本實用新型的優(yōu)越性1、本實用新型采用三層或多層球面屏蔽罩的磁屏蔽技術(shù)和 零功耗磁敏元件檢測技術(shù)，能抵御3000 強磁場攻擊，其指標(biāo)遠(yuǎn)高于CJ128-2007熱量表國 家標(biāo)準(zhǔn)lOOkA/m(1300 或130mT)的規(guī)定，能間隔金屬材料厚度2_3mm有效穩(wěn)定檢出旋轉(zhuǎn) 磁場信號，這使得采用金屬材料制造葉輪蓋(流量計表蓋)的設(shè)想成為可能；2、傳感器在彈 簧機構(gòu)的作用下，緊密接觸在金屬表蓋上，有效補償由于溫度變化產(chǎn)生的熱變形位移和加 工裝配精度造成的相對位置偏差，保證磁信號檢測的距離恒定；結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊，實現(xiàn)了傳感 元件、印制板、彈性隨動機構(gòu)、屏蔽罩的一體化和單元化；3、本實用新型的應(yīng)用和推廣，將有 效地防止強磁場的攻擊，解決了間隔金屬葉輪蓋(或表蓋)采樣的技術(shù)難題，同時也解決了 中央空調(diào)系統(tǒng)冷熱量計量收費的難題；隨著國家建筑節(jié)能計量收費政策的推行，本實用新 型對集中供水和供熱計量的法定儀表計量精度和可靠性有著極其重要的作用，也有著廣闊 的推廣應(yīng)用前景。

圖1為本實用新型所涉一種新型零功耗抗磁攻擊的磁敏傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型所涉一種新型零功耗抗磁攻擊的磁敏傳感器的屏蔽罩支架的 結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型所涉一種新型零功耗抗磁攻擊的磁敏傳感器的外屏蔽罩的結(jié) 構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型所涉一種新型零功耗抗磁攻擊的磁敏傳感器的傳感器座的結(jié) 構(gòu)示意圖。圖5為本實用新型所涉一種新型零功耗抗磁攻擊的磁敏傳感器的外觀圖。圖6-1、圖6-2、圖6-3為本實用新型所涉一種新型零功耗抗磁攻擊的磁敏傳感器 的投影圖(其中，圖6-1為主剖視圖，圖6-2為左剖視圖，圖6-3為俯視圖)。其中，1為屏蔽罩支架，1-1為環(huán)形槽I，1-2為環(huán)形槽II，1-3為環(huán)形槽III，1-4為 方形孔，1-5為卡口，1-6為定位孔，2為外屏蔽罩，2-1為球面體，2-2為四等分定位槽，2-3 為直爪，2-4為四段圓弧，3為彈性隔墊，4為中屏蔽罩，5為彈性隔套，6為內(nèi)屏蔽罩，7為傳 感器座，7-1為安裝槽，7-2為彈簧安裝孔，7-3為卡爪，7-4為定位圓柱，8為零功耗磁敏檢測 元件，9為印制板，10為無磁性彈簧。
具體實施方式
實施例一種新型零功耗抗磁攻擊的磁敏傳感器(見圖1至圖6-3)，其特征在于 它由屏蔽罩支架1、外屏蔽罩2、彈性隔墊3、中屏蔽罩4、彈性隔套5、內(nèi)屏蔽罩6、傳感器座 7、零功耗磁敏檢測元件8、印制板9和無磁性彈簧10構(gòu)成，所說的零功耗磁敏檢測元件8安 裝于傳感器座7安裝槽7-1中；所說的零功耗磁敏檢測元件8和傳感器座7安裝于屏蔽罩 支架1的方形孔1-4中；所說的傳感器座7上有一對卡爪7-3卡入屏蔽罩支架1的方形孔
1-4側(cè)壁上的兩個卡口1-5中；所說的卡口 1-5為長方孔；所說的零功耗磁敏檢測元件8和 傳感器座7可以在屏蔽罩支架1方形孔1-4中上下滑動；所說的印制板9安裝在傳感器座 7頂部，依傳感器座7頂部的一對定位圓柱7-4定位；所說的無磁性彈簧10為一對，安裝在 傳感器座7頂部的一對彈簧安裝孔7-2內(nèi)，彈簧上部頂在內(nèi)屏蔽罩6的內(nèi)表面頂部，組成彈 性隨動機構(gòu)；所說的屏蔽罩支架1上有環(huán)形槽11-1、環(huán)形槽II1-2及環(huán)形槽1111-3，環(huán)形 槽11-1、環(huán)形槽II1-2及環(huán)形槽III1-3為同軸心分布，均為四段不連續(xù)環(huán)形，分別安裝外屏 蔽罩2、中屏蔽罩4和內(nèi)屏蔽罩6 ；所說的外屏蔽罩2、中屏蔽罩4和內(nèi)屏蔽罩6的四段圓弧
2-4分別裝在屏蔽罩支架1的四段環(huán)形槽11-1、環(huán)形槽II1-2及環(huán)形槽III1-3中，每個屏 蔽罩底部有用于定位的四等分定位槽2-2和用于固定的對稱的4個的直爪，安裝后將直爪 2-3彎曲和屏蔽罩支架1固定；所說的每層屏蔽罩的頂部有對應(yīng)開孔，輸出信號電纜依次由 開孔引出；所說的彈性隔套5在內(nèi)屏蔽罩6和中屏蔽罩4之間，彈性隔墊3在中屏蔽罩4和 外屏蔽罩2之間；所說的屏蔽罩支架1上有磁傳感器安裝定位孔1-6。
權(quán)利要求1.一種新型零功耗抗磁攻擊的磁敏傳感器，其特征在于它由屏蔽罩支架、至少一層屏 蔽罩、彈性隔墊、彈性隔套、傳感器座、零功耗磁敏檢測元件、印制板和無磁性彈簧構(gòu)成，所 說的零功耗磁敏檢測元件安裝于傳感器座安裝槽中；所說的零功耗磁敏檢測元件和傳感器 座安裝于屏蔽罩支架的方形孔中；所說的傳感器座上有卡爪卡入屏蔽罩支架的方形孔側(cè)壁 上的卡口中；所說的卡口為長方孔；所說的零功耗磁敏檢測元件和傳感器座可以在屏蔽罩 支架方形孔中上下滑動；所說的印制板安裝在傳感器座頂部，依傳感器座頂部的定位圓柱 定位；所說的無磁性彈簧安裝在傳感器座頂部的彈簧安裝孔內(nèi)，彈簧上部頂在最內(nèi)側(cè)屏蔽 罩的內(nèi)表面頂部，組成彈性隨動機構(gòu)；所說的屏蔽罩支架上有至少一個環(huán)形槽，每個環(huán)形槽 分別安裝有對應(yīng)的屏蔽罩；所說的每一層屏蔽罩的頂部有對應(yīng)開孔，輸出信號電纜依次由 開孔引出；所說的彈性隔墊和彈性隔套，分別安裝在不同的屏蔽罩層間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種新型零功耗抗磁攻擊的磁敏傳感器，其特征在于所說的 每個環(huán)形槽為同軸心分布，均為四段不連續(xù)環(huán)形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種新型零功耗抗磁攻擊的磁敏傳感器，其特征在于所說的 每層屏蔽罩形狀為同球心等間距或不等間距球面體，每個屏蔽罩底部有用于定位的四等分 定位槽、用于固定的對稱的直爪及四段圓弧；所說的四段圓弧插入屏蔽罩支架的與其對應(yīng) 的環(huán)形槽內(nèi)；所說的直爪彎曲和屏蔽罩支架固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種新型零功耗抗磁攻擊的磁敏傳感器，其特征在于所說 的環(huán)形槽為三個，即環(huán)形槽I、環(huán)形槽II及環(huán)形槽III ；所說的屏蔽罩為三層，即外屏蔽罩、 中屏蔽罩及內(nèi)屏蔽罩；所說的屏蔽罩支架上的環(huán)形槽I、環(huán)形槽II及環(huán)形槽III為同軸心 分布，均為四段不連續(xù)環(huán)形，分別安裝外屏蔽罩、中屏蔽罩和內(nèi)屏蔽罩；所說的外屏蔽罩、中 屏蔽罩和內(nèi)屏蔽罩的底部均有用于定位的四等分定位槽、用于固定的對稱的直爪及四段圓 ??；所說的四段圓弧分別裝在屏蔽罩支架的四段環(huán)形槽I、環(huán)形槽II及環(huán)形槽III中；安裝 后將直爪彎曲和屏蔽罩支架(1)固定；所說的每層屏蔽罩的頂部有對應(yīng)開孔，輸出信號電 纜依次由開孔引出；所說的彈性隔套(5)在內(nèi)屏蔽罩(6)和中屏蔽罩(4)之間，彈性隔墊(3) 在中屏蔽罩(4)和外屏蔽罩(2)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種新型零功耗抗磁攻擊的磁敏傳感器，其特征在于所說的 屏蔽罩支架上有磁傳感器安裝定位孔。
專利摘要一種新型零功耗抗磁攻擊的磁敏傳感器，其特征在于它由屏蔽罩支架、至少一層屏蔽罩、彈性隔墊、彈性隔套、傳感器座、零功耗磁敏檢測元件、印制板和無磁性彈簧構(gòu)成；優(yōu)越性可以間隔2-3mm厚的金屬表蓋采集旋轉(zhuǎn)磁場的信號，其采樣信號穩(wěn)定、同步和不丟失。三層球形屏蔽罩有效排除外部電磁干擾和強磁攻擊，在3000Gs強磁場攻擊下傳感器可以正常工作，遠(yuǎn)高于國標(biāo)100kA/m(1300Gs或130mT)的要求；傳感器在彈簧機構(gòu)的作用下，緊密接觸在金屬表蓋上，有效補償由于溫度變化產(chǎn)生的熱變形位移和加工裝配精度造成的相對位置偏差，保證磁信號檢測的距離恒定；結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊，實現(xiàn)了傳感元件、印制板、彈性隨動機構(gòu)、屏蔽罩的一體化和單元化。
文檔編號G01K17/00GK201917345SQ20102065389
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者于彬, 陳沛 申請人:于彬, 陳沛