[发明专利]一种用于恶劣环境的高温电涡流位移传感器

权利要求书

1.一种用于恶劣环境的高温电涡流位移传感器，其特征在于，该用于恶劣环境的高温电涡流位移传感器包括探头组件、外壳组件和高温同轴电缆结构；

探头组件包括激励和检测线圈(1)、温度补偿线圈(7)和低温共烧陶瓷基体(3)，激励和检测线圈(1)是通过在陶瓷基片上印刷导体，并将多层陶瓷基片层压烧结得到的；激励和检测线圈(1)和温度补偿线圈(7)分别位于探头组件两端，二者通过低温共烧陶瓷基体(3)烧结连接；

外壳组件包括上壳体(8)和下壳体(5)，二者通过螺栓连接成的空腔的截面为“十”字型；上壳体(8)的凹槽内固定温度补偿线圈(7)，下壳体(5)的凹槽内激励和检测线圈(1)；高温同轴电缆(6)一端通过压接的方式与激励和检测线圈(1)、温度补偿线圈(7)上的表面电极(2)连接，其另一端从上壳体(8)的通孔伸出与前置器连接，通过内部灌高温胶(4)实现固定；外壳组件内的空腔处填充有高温胶(4)。

2.根据权利要求1所述的用于恶劣环境的高温电涡流位移传感器，其特征在于，所述的激励和检测线圈(1)和温度补偿线圈(7)的各层导体电路通过填充银浆的通孔连接，为保证电流从顶层到底层流向同为逆时针方向，奇数层的通孔位置在中间，偶数层的通孔位置在线圈外部；为保证电路从底层到顶层的连接，各层通孔均在同一相对位置；

为保证电气连接的可靠性和稳定性，各层通孔的尺寸一致且与线圈的线径相同，层间的电极尺寸大于通孔尺寸；

温度补偿线圈(7)的结构与激励和检测线圈(1)的结构相同，关于探头组件中部对称，温度补偿线圈(7)的结构与激励和检测线圈(1)组成差动对称结构；

激励和检测线圈(1)和温度补偿线圈(7)的单层结构为逆时针多匝方形线圈，空气芯作为磁芯保证高精度和耐高温，整体结构为空间立体螺旋结构，线圈几何参数通过多目标遗传算法和电磁仿真确定；

为防止温度补偿线圈(7)的表面电路发生故障，在表面增加相同尺寸的2～6层的空白陶瓷基体并层压烧结，保护电路结构；

激励和检测线圈(1)和的材料为电导率高、熔点低的金属银，顶层线圈表面镀金。

3.根据权利要求1或2所述的用于恶劣环境的高温电涡流位移传感器，其特征在于，所述的激励和检测线圈(1)位于探头组件的顶部，是通过在低温共烧陶瓷(3)表面印刷导体银，将多层陶瓷基片按顺序叠片、层压和烧结得到的。

4.根据权利要求1或2所述的用于恶劣环境的高温电涡流位移传感器，其特征在于，所述的探头组件中间的低温共烧陶瓷(3)厚度由温度补偿线圈(7)与激励和检测线圈(1)的磁场耦合程度决定，最小厚度为温度补偿线圈(7)产生的电磁场不影响检测线圈的检测信号。

5.根据权利要求3所述的用于恶劣环境的高温电涡流位移传感器，其特征在于，所述的探头组件中间的低温共烧陶瓷(3)厚度由温度补偿线圈(7)与激励和检测线圈(1)的磁场耦合程度决定，最小厚度为温度补偿线圈(7)产生的电磁场不影响检测线圈的检测信号。

6.根据权利要求1、2或5所述的用于恶劣环境的高温电涡流位移传感器，其特征在于，所述探头组件中间的低温共烧陶瓷(3)和温度补偿线圈(7)的外部尺寸比检测激励和检测线圈(1)的尺寸小，便于高温同轴电缆(6)的连接和伸出。

7.根据权利要求3所述的用于恶劣环境的高温电涡流位移传感器，其特征在于，所述探头组件中间的低温共烧陶瓷(3)和温度补偿线圈(7)的外部尺寸比检测激励和检测线圈(1)的尺寸小，便于高温同轴电缆(6)的连接和伸出。

8.根据权利要求4所述的用于恶劣环境的高温电涡流位移传感器，其特征在于，所述探头组件中间的低温共烧陶瓷(3)和温度补偿线圈(7)的外部尺寸比检测激励和检测线圈(1)的尺寸小，便于高温同轴电缆(6)的连接和伸出。