全文摘要
本实用新型提供了一种分体式超高温接近传感器，其包括敏感元件、信号处理器两部分，敏感元件、信号处理器通过耐高温同轴驱动电缆连接，信号处理器上设有与耐高温同轴驱动电缆连接的同轴插接件。该超高温电感式接近开关在总体设计上采用分体式设计，将高温检测电路和主处理电路进行分开设计的方式。采用领先的耐高温同轴电缆驱动技术，有效的解决了分布在该耐高温同轴电缆周围的寄生干扰问题，同时还能将所采集到的物理变化无损的传送给处理电路。从而使得高温检测部分和处理电路能够实现分体工作。使得该超高温电感接近传感器的工作更加可靠，更加安全，应用场合和范围更加广泛。
主设计要求
1.一种分体式超高温接近传感器，其特征在于，其包括：敏感元件，所述敏感元件内设有第一信号采集模块和实时温度采集模块；信号处理器，所述信号处理器包括数字温度补偿模块、LC振荡模块、第二信号采集模块、模数转换模块及输出模块，所述LC振荡模块与所述第二信号采集模块、数字温度补偿模块连接；耐高温同轴驱动电缆，所述第一信号采集模块通过所述耐高温同轴驱动电缆中的一根电缆线与所述LC振荡模块连接，所述实时温度采集模块通过所述耐高温同轴驱动电缆中的另一根电缆线与所述数字温度补偿模块连接；所述数字温度补偿模块用于根据检测到的温度进行实时温度补偿，所述输出模块用于实现信号输出；在没有目标物靠近第一信号采集模块时，LC正常振荡；当有目标物靠近第一信号采集模块时，LC振荡衰减甚至于停振。
设计方案
1.一种分体式超高温接近传感器，其特征在于，其包括：
敏感元件，所述敏感元件内设有第一信号采集模块和实时温度采集模块；
信号处理器，所述信号处理器包括数字温度补偿模块、LC振荡模块、第二信号采集模块、模数转换模块及输出模块，所述LC振荡模块与所述第二信号采集模块、数字温度补偿模块连接；
耐高温同轴驱动电缆，所述第一信号采集模块通过所述耐高温同轴驱动电缆中的一根电缆线与所述LC振荡模块连接，所述实时温度采集模块通过所述耐高温同轴驱动电缆中的另一根电缆线与所述数字温度补偿模块连接；所述数字温度补偿模块用于根据检测到的温度进行实时温度补偿，所述输出模块用于实现信号输出；
在没有目标物靠近第一信号采集模块时，LC正常振荡；当有目标物靠近第一信号采集模块时，LC振荡衰减甚至于停振。
2.根据权利要求1所述的分体式超高温接近传感器，其特征在于：所述第一信号采集模块和实时温度模块集成在一个封装体内。
3.根据权利要求1所述的分体式超高温接近传感器，其特征在于：所述耐高温同轴驱动电缆设有两层屏蔽层。
4.根据权利要求1所述的分体式超高温接近传感器，其特征在于：所述第二信号采集模块还有第一抗干扰模块连接，所述第一抗干扰模块用于滤出干扰信号，使得第二信号模块所采集的信号更加干净。
5.根据权利要求1所述的分体式超高温接近传感器，其特征在于：所述模数转换模块与信号控制模块连接，所述信号控制模块用于控制所述模数转换模块进行模数转换。
6.根据权利要求1所述的分体式超高温接近传感器，其特征在于：所述模数转换模块、输出模块还有第二抗干扰模块连接，所述第二抗干扰模块用于稳定模数转换的输出以及该输出模块的输出。
7.根据权利要求1所述的分体式超高温接近传感器，其特征在于：所述输出模块还与一保护模块连接，所述保护模块用于实现过流、过压保护。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种接近传感器，特别涉及一种适用于超高温场合的分体式接近传感器。
背景技术
接近传感器是一种具有感知物体接近能力的器件，它利用位移传感器对接近的物体具有敏感特性来识别物体的接近，并输出相应开关信号，因此，通常又把接近传感器称为接近开关。 它是代替开关等接触式检测式检测方式，以无需接触被检测对象为目的的传感器的总称，它能检测对象的移动和存在信息并转化成电信号。
传统的电感式接近开关的工作温度范围多在-40℃到+85℃，个别高温传感能在+120℃下工作。然而在很多超高温场合（如+250℃以上）往往需要也需要使用这种接近传感器，如在汽车生产线的车身车漆喷涂生产线上，在多个生产环节都需要的这种能耐超高温的、超长检测距离的接近传感器来实现搭载汽车车架的拖车的准确定位，从而实现高温喷涂工作。目前的接近传感器在这种超高温环境下往往不能正常工作，其精度往往不能达到要求，而且由于工作环境的限制，对传感器元件耐高温的要求也很高。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种适用于超高温环境使用的接近传感器。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种分体式超高温接近传感器，其包括：敏感元件，所述敏感元件内设有第一信号采集模块和实时温度采集模块；信号处理器，所述信号处理器包括数字温度补偿模块、LC振荡模块、第二信号采集模块、模数转换模块及输出模块，所述LC振荡模块与所述第二信号采集模块、数字温度补偿模块连接；耐高温同轴驱动电缆，所述第一信号采集模块通过所述耐高温同轴驱动电缆中的一根电缆线与所述LC振荡模块连接，所述实时温度采集模块通过所述耐高温同轴驱动电缆中的另一根电缆线与所述数字温度补偿模块连接；所述数字温度补偿模块用于根据检测到的温度进行实时温度补偿，所述输出模块用于实现信号输出；在没有目标物靠近第一信号采集模块时，LC正常振荡；当有目标物靠近第一信号采集模块时，LC振荡衰减甚至于停振。
优选的，所述第一信号采集模块和实时温度模块集成在一个封装体内。
优选的，所述耐高温同轴驱动电缆设有两层屏蔽层。
优选的，所述第二信号采集模块还有第一抗干扰模块连接，所述第一抗干扰模块用于滤出干扰信号，使得第二信号模块所采集的信号更加干净。
优选的，所述模数转换模块与信号控制模块连接，所述信号控制模块用于控制所述模数转换模块进行模数转换。
优选的，所述模数转换模块、输出模块还有第二抗干扰模块连接，所述第二抗干扰模块用于稳定模数转换的输出以及该输出模块的输出。
优选的，所述输出模块还与一保护模块连接，所述保护模块用于实现过流、过压保护。
如上所述，本分体式超高温接近传感器具有以下有益效果：1.普通的电感式接近传感器，要求敏感采集元件与后续信号处理电路尽量的靠近，因此限制了普通的电感式接近传感器的可工作温度范围。该超高温电感式接近开关在总体设计上采用分体式设计，将高温检测电路和主处理电路进行分开设计的方式。采用领先的耐高温同轴电缆驱动技术，有效的解决了分布在该耐高温同轴电缆周围的寄生干扰问题，同时还能将所采集到的物理变化无损的传送给处理电路。从而使得高温检测部分和处理电路能够实现分体工作。2.采用温度传感器精准的对工作环境的实时温度采集，配合MCU和以及数字电位计，联合实现精准数字温度补偿，从而保证的该产品在各个温度点能精确的工作，使得产品性能不受温度的影响。3.多个抗干扰模块设计、保护模块设计、以及强大的抗浪涌骚扰模块设计，使得该超高温电感接近传感器的工作更加可靠，更加安全，应用场合和范围更加广泛。
附图说明
图1为本实用新型实施例的整体结构示意图。
图2为本实用新型实施例的方框图。
元件标号说明：1、敏感元件；11、第一信号采集模块；12、实时温度采集模块；2、耐高温同轴驱动电缆； 3、同轴插接件； 4、信号处理器；41、灵敏度调节模块；42、LC振荡模块；43、数字温度补偿模块；44、第一抗干扰模块；45、第二信号采集模块；46、信号控制模块；47、模数转换模块；48、第二抗干扰模块；49、输出模块；50、保护模块5、输送线。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
请参阅图1、2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
如图1所示，本实用新型提供了一种分体式超高温接近传感器，其包括敏感元件1、信号处理器4两部分，敏感元件1、信号处理器4通过耐高温同轴驱动电缆2连接，信号处理器4上设有与耐高温同轴驱动电缆2连接的同轴插接件3。该接近传感器将敏感元件1、信号处理器4隔开一定距离，通过敏感元件1检测温度信号及接近信号并传送给信号处理器4，通过信号处理器4对温度进行补偿，从而保证接近信号测量的准确性。
如图2所述，敏感元件内设有第一信号采集模块11和实时温度采集模块12，第一信号采集模块和实时温度模块集成在一个封装体内，采用这种结构便于移动以及安装。封装体选用的是抗酸碱、耐高温、抗各种有机溶剂的PTFE材料。
信号处理器包括数字温度补偿模块43、LC振荡模块42、第二信号采集模块45、模数转换模块47及输出模块49，LC振荡模块45与第二信号采集模块45、数字温度补偿模块43连接；第一信号采集模块11通过耐高温同轴驱动电缆2中的一根电缆线与LC振荡模块42连接，实时温度采集模块12通过耐高温同轴驱动电缆2中的另一根电缆线与数字温度补偿模块43连接。第一信号采集模块11用于采用接近信号，当有目标物靠近或者远离第一信号采集模块11时，第一信号采集模块11通过耐高温同轴电缆传送给LC振荡模块42。在没有目标物靠近第一信号采集模块时，LC振荡模块42正常振荡；当有目标物靠近第一信号采集模块时，LC振荡衰减甚至于停振，实现物理信号变化到电信号变化的转换工作，通过检测是否有振荡信号就可判断是否有物体接近，进而实现对物体的定位。LC振荡模块42还与灵敏度调节模块41连接，通过灵敏度调节模块41可控制LC振荡模块42的精度。
数字温度补偿模块12用于检测高温环境的实时温度，并将通过耐高温同轴电缆将该温度传送给数字温度补偿模块的MCU处理器，MCU处理器将该检测到温度进行处理，并驱动数字温度补偿模块中的数字电位计，对当高温的实时温度进行补偿。保证该超高温接近传感器在-25℃到250℃的任何范围内的检测距离都同25℃的检测距离保持统一。
第一信号采集模块11与实时温度模块12所采集到的信号通过耐超高温双层同轴屏蔽电缆2。采用双层屏蔽，一是起到很好的抗干扰作用，二是在结构上了也增加了该电缆的拉拔力。该超高温接近传感器所使用的双层同轴屏蔽电缆具有耐超高温度的能力，同时该双层同轴屏蔽电缆能够长距离的传送检测信号，在实现方面对该双层同轴屏蔽电缆又进一步进行了补偿，从而确保该耐超高温双层同轴屏蔽电缆的信号传送的保真性。
第二信号采集模块45用于采集模块用于检测LC振荡的强弱，同时将该LC振荡的变化进行放大并将该变化的信号进行滤波处理，并将该变化信号进行传递至模数转换模块47。第二信号采集模块45还有第一抗干扰模块44连接，第一抗干扰模块44用于滤出干扰信号，使得第二信号模块45所采集的信号更加干净。信号控制模块46以及模数转换模块47实现了模拟信号到数字高低电平的转换，使得信号更加稳定。模数转换模块47还与输出模块49连接，通过输出模块49能实现信号的输出，输送模块49与输送线5连接。
模数转换模块47、输出模块49还有第二抗干扰模块45连接，第二抗干扰模块45用于稳定模数转换的输出以及该输出模块的输出，使得该接近开关输出稳定可靠和没有毛刺。输出模块49还与一保护模块50连接，所述保护模块用于实现过流、过压保护，同时在保护模块是设计时，增加了抗浪涌骚扰设计，能实现1000V的浪涌冲击。
信号处理器4主要将耐超高温部分的第一信号采集模块所采集的信号，进行滤波、放大、转化并进行稳定输出。信号处理器4在设计上远离恶劣的超高温环境，第一是实现了主电路处理集成模块不受温度范围的影响，摆脱了电子元件的耐温范围对主处理电路束缚；第二因为电子元件选择不需要特别挑选耐高温元件，因此，在极大范围内降低了整机的设计成本以及生产成本；第三主处理电路远离高温环境，在安装、替换以及使用方面提供了便利。
本分体式超高温接近传感器具有以下有益效果：1.普通的电感式接近传感器，要求敏感采集元件与后续信号处理电路尽量的靠近，因此限制了普通的电感式接近传感器的可工作温度范围。该超高温电感式接近开关在总体设计上采用分体式设计，将高温检测电路和主处理电路进行分开设计的方式。采用领先的耐高温同轴电缆驱动技术，有效的解决了分布在该耐高温同轴电缆周围的寄生干扰问题，同时还能将所采集到的物理变化无损的传送给处理电路。从而使得高温检测部分和处理电路能够实现分体工作。2.采用温度传感器精准的对工作环境的实时温度采集，配合MCU和以及数字电位计，联合实现精准数字温度补偿，从而保证的该产品在各个温度点能精确的工作，使得产品性能不受温度的影响。3.多个抗干扰模块设计、保护模块设计、以及强大的抗浪涌骚扰模块设计，使得该超高温电感接近传感器的工作更加可靠，更加安全，应用场合和范围更加广泛。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920105356.X
申请日:2019-01-22
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:32(江苏)
授权编号:CN209416361U
授权时间:20190920
主分类号:G01D 5/20
专利分类号:G01D5/20;G01D3/036
范畴分类:31P;
申请人:科瑞工业自动化系统（苏州）有限公司
第一申请人:科瑞工业自动化系统（苏州）有限公司
申请人地址:215122 江苏省苏州市吴中区越溪街道苏旺路318号1幢
发明人:吴杰;张小云;邵明栓
第一发明人:吴杰
当前权利人:科瑞工业自动化系统（苏州）有限公司
代理人:刘计成
代理机构:32251
代理机构编号:苏州翔远专利代理事务所(普通合伙)
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计