基于雙線圈的微型電渦流傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種電渦流傳感器，具體地，涉及一種基于雙線圈結(jié)構(gòu)的新型微型電渦流傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]電渦流傳感器是一種建立在電渦流效應(yīng)原理上的傳感器，這是一種性能優(yōu)越的非接觸測量傳感器，同時也是一種無損檢測傳感器。電渦流傳感器可以用于測量距離、厚度、應(yīng)變、硬度等物理量，以及振動、轉(zhuǎn)速、溫度、速度、加速度等，因而在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有的電渦流傳感器的結(jié)構(gòu)為單一線圈，在進(jìn)行檢測時對線圈通入交變電流，產(chǎn)生初級磁場，當(dāng)檢測物體靠近線圈時，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律在檢測物體表面會產(chǎn)生電渦流，同時產(chǎn)生次級磁場對初級磁場產(chǎn)生削弱，進(jìn)而改變線圈的等效阻抗。接下來利用電橋以及諧振電路等信號轉(zhuǎn)換電路，將阻抗的變化轉(zhuǎn)化為電壓的變化，然后再進(jìn)行信號處理。但是信號轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，器件較多，增加了整個傳感器系統(tǒng)的體積和復(fù)雜度，限制了傳感器的應(yīng)用。
[0004]經(jīng)檢索，申請?zhí)枮镃N201320803198.8的中國實(shí)用新型專利，該專利公開了一種多模態(tài)電渦流傳感器硬幣信號采集裝置，包括由繞在上模塊上的感應(yīng)線圈和繞在下模塊上的激勵線圈組成，通過下模塊引出線通以激勵電流，從而在上下模塊周圍產(chǎn)生交變磁場;感應(yīng)線圈和激勵線圈均為空心矩形線圈，聚氨酯漆包線，纏繞時由內(nèi)向外纏，右旋纏繞，并緊，每層間墊塑料膠帶隔離，引出線三根，除線圈兩頭外加屏蔽線，其中屏蔽線與線圈兩頭引出線纏在一起后接到電路板的GND上。但是該專利所設(shè)計的傳感器采用傳統(tǒng)制造方式制造，線徑達(dá)到0.29毫米，整個傳感器體積較大，并且在檢測時激勵線圈與感應(yīng)線圈位于檢測物體的兩側(cè)，因此檢測范圍受到傳感器自身的結(jié)構(gòu)的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于雙線圈結(jié)構(gòu)的微型電渦流傳感器，通過改進(jìn)傳感器的結(jié)構(gòu)，并利用微加工技術(shù)進(jìn)行制造，降低了整個傳感器系統(tǒng)的復(fù)雜度，同時實(shí)現(xiàn)了傳感器的小型化和低功耗。
[0006]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供一種基于雙線圈結(jié)構(gòu)的微型電渦流傳感器，包括:激勵線圈、感應(yīng)線圈、通孔、電極、聚酰亞胺、玻璃基片和連接線，其中:感應(yīng)線圈位于激勵線圈正上方;通孔位于激勵線圈和感應(yīng)線圈的中央；電極位于激勵線圈和感應(yīng)線圈的末端，激勵線圈和感應(yīng)線圈通過電極和通孔，與外電路連接;在電極、激勵線圈、感應(yīng)線圈和通孔之間充滿聚酰亞胺，聚酰亞胺用于感應(yīng)線圈與激勵線圈之間的絕緣以及整個傳感器的封裝;玻璃基片位于最下方，連接線用于連接通孔與電極。
[0007]本發(fā)明中，通過所述電極向所述激勵線圈通入交流電，所述激勵線圈附近的空間產(chǎn)生一個同頻率的交變磁場;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在所述感應(yīng)線圈上也產(chǎn)生一個同頻率的感應(yīng)電動勢；當(dāng)金屬檢測物體接近所述傳感器時，金屬檢測物體上會產(chǎn)生電渦流，電渦流產(chǎn)生一個與交變磁場方向相反的次級磁場，從而對交變磁場產(chǎn)生削弱，進(jìn)而所述感應(yīng)線圈上的感應(yīng)電動勢也會減小;金屬檢測物體與所述傳感器之間的距離越近，則金屬檢測物體上的電渦流越強(qiáng)，感應(yīng)電動勢下降的也就越多；通過對所述感應(yīng)線圈上感應(yīng)電動勢峰值的檢測，從而有效測量所述傳感器與金屬檢測物體之間的距離。
[0008]優(yōu)選地，所述的激勵線圈和所述的感應(yīng)線圈的匝數(shù)均為20-40，匝與匝之間的距離均為20微米-30微米;激勵線圈和感應(yīng)線圈的截面均為矩形，激勵線圈和感應(yīng)線圈的寬度均為20微米-40微米、高度均為10微米-20微米;激勵線圈和感應(yīng)線圈之間間隔為10微米-20微米。
[0009]更優(yōu)選地，所述的激勵線圈和所述的感應(yīng)線圈利用微加工工藝中的電鍍、濺射、光刻工藝實(shí)現(xiàn)。
[0010]優(yōu)選地，所述的電極、所述的激勵線圈、所述的感應(yīng)線圈、所述的通孔以及所述的連接線均采用銅材料制作。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0012]本發(fā)明在傳統(tǒng)電渦流傳感器的基礎(chǔ)上加入感應(yīng)線圈，從而使得傳感器的輸出信號為交變電壓信號，可以直接接入信號處理電路，從而省略了信號轉(zhuǎn)化這一過程，簡化了電渦流檢測系統(tǒng)，并且傳感器利用微加工技術(shù)進(jìn)行制作，減小了傳感器體積降低了功耗。本發(fā)明整個傳感器體積小，并且在檢測時激勵線圈與感應(yīng)線圈沒有特定位置要求，因此檢測范圍受到結(jié)構(gòu)的限制較小。
【附圖說明】
[0013]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯:
[0014]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0015]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例結(jié)構(gòu)的截面圖；
[0016]圖中:電極I，激勵線圈2，感應(yīng)線圈3，聚酰亞胺4，通孔5，玻璃基片6，連接線7。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0018]如圖1、圖2所示，一種基于雙線圈的微型電渦流傳感器，包括:電極1、激勵線圈2、感應(yīng)線圈3、聚酰亞胺4、通孔5、玻璃基片6和連接線7，其中:感應(yīng)線圈3在激勵線圈2的正上方，通孔5位于分別與激勵線圈2和感應(yīng)線圈3中央；電極I與激勵線圈2和感應(yīng)線圈3末端相連，并且一直延伸到整個器件的表面;在電極1、激勵線圈2、感應(yīng)線圈3和通孔5之間充滿有聚酰亞胺4，聚酰亞胺4用于感應(yīng)線圈3與激勵線圈2之間的絕緣以及整個傳感器的封裝；最下面是玻璃基片6，玻璃基片6用于在利用微加工工藝制作傳感器的過程中支撐整個器件同時也是傳感器結(jié)構(gòu)的一部分;連接線7用于連接電極I與通孔5。