本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N極低頻電磁波雙向磁傳感裝置及方法，所述裝置包括控制器、天線模塊以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；其中，天線模塊包括天線本體、勵(lì)磁單元和互感單元；勵(lì)磁單元和互感單元連接天線本體，使天線模塊分別處于勵(lì)磁狀態(tài)和互感狀態(tài)；當(dāng)天線模塊處于勵(lì)磁狀態(tài)時(shí)，控制器獲取待發(fā)送數(shù)據(jù)；按照極低頻脈沖序列編碼規(guī)則將待發(fā)送數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為勵(lì)磁信號(hào)；將勵(lì)磁信號(hào)輸送至所述勵(lì)磁單元，以驅(qū)動(dòng)勵(lì)磁單元在天線本體產(chǎn)生勵(lì)磁電磁波；當(dāng)天線模塊處于互感狀態(tài)時(shí)，控制器通過天線本體接收感應(yīng)信號(hào)；并按照極低頻脈沖序列編碼規(guī)則在感應(yīng)信號(hào)中解析接收數(shù)據(jù)。以實(shí)現(xiàn)裝置的勵(lì)磁和互感過程。所述裝置可適用于實(shí)現(xiàn)屏蔽區(qū)內(nèi)外雙向通信，提高數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。提高數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。提高數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種極低頻電磁波雙向磁傳感裝置及方法
[0001]本申請(qǐng)涉及勵(lì)磁互感領(lǐng)域，尤其涉及一種極低頻電磁波雙向磁傳感裝置及方法。
技術(shù)介紹
[0002]極低頻(Extremely low frequency)是指頻率由3Hz至30Hz，波長100,000公里至1,000,000公里的無線電波，極低頻信號(hào)能夠穿透海水、巖石甚至金屬等介質(zhì)，被應(yīng)用于資源勘測(cè)、地震預(yù)測(cè)、鉆井遙測(cè)和潛艇通訊等領(lǐng)域，極低頻電磁波的傳播損耗小，在大氣中的衰減小于1dB/千公里。
[0003]磁通門傳感器是利用被測(cè)磁場(chǎng)中高導(dǎo)磁鐵芯在交變磁場(chǎng)的飽和激勵(lì)下，其磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的非線性關(guān)系來測(cè)量弱磁場(chǎng)的一種傳感器。磁通門傳感器也稱磁強(qiáng)計(jì)，由探頭和接口電路組成。與其它類型測(cè)磁儀器相比，磁通門傳感器具有分辨率高，測(cè)量弱磁場(chǎng)范圍寬，可靠、簡(jiǎn)易、經(jīng)濟(jì)、耐用等特點(diǎn)。而極低頻的在研方向主要為渦流檢測(cè)，所述渦流檢測(cè)是利用電磁感應(yīng)原理，通過測(cè)定被檢對(duì)象內(nèi)感生渦流的變化來無損地評(píng)定導(dǎo)電材料及某些性能，用于探傷、材質(zhì)分選、測(cè)厚、尺寸檢測(cè)及物理量測(cè)量，如徑向振幅、軸向位移及運(yùn)動(dòng)軌跡的測(cè)量等。
[0004]雖然對(duì)極低頻信號(hào)充分利用其穿透特性實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)強(qiáng)度的電信號(hào)轉(zhuǎn)化及分析，并應(yīng)用于探傷、測(cè)厚甚至運(yùn)動(dòng)軌跡檢測(cè)等場(chǎng)合，然而無法實(shí)現(xiàn)屏蔽區(qū)內(nèi)外的雙向通信。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0005]本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N極低頻電磁波雙向磁傳感裝置，以解決無法實(shí)現(xiàn)屏蔽區(qū)內(nèi)外的雙向通信的問題。
[0006]為解決上述問題，第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N極低頻電磁波雙向磁傳感裝置，所述裝置包括控制器、天線模塊以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述控制器通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接所述天線模塊；所述天線模塊包括天線本體、勵(lì)磁單元和互感單元；所述天線本體為多重卷繞導(dǎo)線組成的螺線管結(jié)構(gòu)，所述勵(lì)磁單元和互感單元連接所述天線本體，以使所述天線模塊分別處于勵(lì)磁狀態(tài)和互感狀態(tài)；其中：所述控制器被配置為：當(dāng)所述天線模塊處于勵(lì)磁狀態(tài)時(shí)，獲取待發(fā)送數(shù)據(jù)；按照極低頻脈沖序列編碼規(guī)則將所述待發(fā)送數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為勵(lì)磁信號(hào)；所述極低頻脈沖序列編碼規(guī)則用于根據(jù)碼元包數(shù)量，和/或空碼元位置，和/或脈沖計(jì)數(shù)表達(dá)所述待發(fā)送數(shù)據(jù)；將所述勵(lì)磁信號(hào)輸送至所述勵(lì)磁單元，以驅(qū)動(dòng)所述勵(lì)磁單元在所述天線本體產(chǎn)生勵(lì)磁電磁波；當(dāng)所述天線模塊處于互感狀態(tài)時(shí)，通過所述天線本體接收感應(yīng)信號(hào)；所述感應(yīng)信號(hào)為所述天線本體感應(yīng)產(chǎn)生并經(jīng)過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)化的數(shù)字信號(hào)；按照所述極低頻脈沖序列編碼規(guī)則在所述感應(yīng)信號(hào)中解析接收數(shù)據(jù)。
[0007]可選的，所述待發(fā)送數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù)為n進(jìn)制數(shù)據(jù)組，n為大于1的整數(shù)。
[0008]可選的，還包括有源濾波模塊，所述有源濾波模塊用于處理極低頻無線電磁波互感信號(hào)，包括窄帶帶通濾波單元，所述窄帶帶通濾波單元一端連接所述天線本體，另一端連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述窄帶帶通濾波單元用于對(duì)所述感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行選頻。
[0009]可選的，所述有源濾波模塊還包括雙陷波單元，所述雙陷波單元一端連接所述窄帶帶通濾波單元，另一端連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述雙陷波單元用于對(duì)不同的頻率的干擾信號(hào)進(jìn)行抑制。
[0010]可選的，所述控制器還被配置為：通過所述脈沖計(jì)數(shù)判斷碼元包類型，所述碼元包類型包括有效碼元包以及無效碼元包；若所述脈沖計(jì)數(shù)未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值，則確定所述碼元包類型為無效碼元包；若所述脈沖計(jì)數(shù)達(dá)到所述標(biāo)準(zhǔn)值，則確定所述碼元包類型為有效碼元包；將所述無效碼元包應(yīng)進(jìn)行舍棄或進(jìn)行重新接收。
[0011]可選的，所述天線本體內(nèi)包含磁芯，所述磁芯為坡莫合金材質(zhì)。
[0012]可選的，所述天線模塊還包括PMOS上管以及NMOS下管，所述PMOS上管、NMOS下管構(gòu)成半橋電路，所述半橋電路用于控制所述天線本體。
[0013]可選的，所述天線模塊還包括磁復(fù)位二極管，所述磁復(fù)位二極管與所述天線本體并聯(lián)，用于當(dāng)所述天線本體處于切換勵(lì)磁狀態(tài)與互感狀態(tài)時(shí)完成磁復(fù)位。
[0014]可選的，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊包括柵極電阻、柵源電阻、NMOS下管、上拉電阻、限流電阻、高速光耦、反向鉗位二極管，所述感應(yīng)信號(hào)通過所述柵極電阻以及柵源電阻進(jìn)行分壓，用于控制所述NMOS下管的通斷，所述上拉電阻用于消除所述NMOS下管關(guān)斷時(shí)的浮地電壓，所述反向鉗位二極管用于避免寄生電感在所述NMOS下管關(guān)斷產(chǎn)生的感應(yīng)電壓對(duì)紅外線LED造成擊穿。
[0015]第二方面，一種極低頻電磁波雙向磁傳感方法，應(yīng)用于極低頻電磁波雙向磁傳感裝置，所述裝置包括控制器、天線模塊以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述天線模塊包括天線本體、勵(lì)磁單元和互感單元；所述方法包括：當(dāng)所述天線模塊處于勵(lì)磁狀態(tài)時(shí)，獲取待發(fā)送數(shù)據(jù)；按照極低頻脈沖序列編碼規(guī)則將所述待發(fā)送數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為勵(lì)磁信號(hào)；所述極低頻脈沖序列編碼規(guī)則用于根據(jù)碼元包數(shù)量，和/或空碼元位置，和/或脈沖計(jì)數(shù)表達(dá)所述待發(fā)送數(shù)據(jù)；將所述勵(lì)磁信號(hào)輸送至所述勵(lì)磁單元，以驅(qū)動(dòng)所述勵(lì)磁單元在所述天線本體產(chǎn)生勵(lì)磁電磁波；當(dāng)所述天線模塊處于互感狀態(tài)時(shí)，通過所述天線本體接收感應(yīng)信號(hào)；所述感應(yīng)信號(hào)為所述天線本體感應(yīng)產(chǎn)生并經(jīng)過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)化的數(shù)字信號(hào)；按照所述極低頻脈沖序列編碼規(guī)則在所述感應(yīng)信號(hào)中解析接收數(shù)據(jù)。
[0016]由以上技術(shù)方案可知，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N極低頻電磁波雙向磁傳感裝置及方法，所述裝置包括控制器、天線模塊以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述控制器通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接所述天線模塊；所述天線模塊包括天線本體、勵(lì)磁單元和互感單元；所述天線本體為多重卷繞導(dǎo)線組成的螺線管結(jié)構(gòu)，所述勵(lì)磁單元和互感單元連接所述天線本體，以使所述天線模
塊分別處于勵(lì)磁狀態(tài)和互感狀態(tài)；其中，所述控制器被配置為當(dāng)所述天線模塊處于勵(lì)磁狀態(tài)時(shí)，獲取待發(fā)送數(shù)據(jù)；按照極低頻脈沖序列編碼規(guī)則將所述待發(fā)送數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為勵(lì)磁信號(hào)；所述極低頻脈沖序列編碼規(guī)則用于根據(jù)碼元包數(shù)量，和/或空碼元位置，和/或脈沖計(jì)數(shù)表達(dá)所述待發(fā)送數(shù)據(jù)；將所述勵(lì)磁信號(hào)輸送至所述勵(lì)磁單元，以驅(qū)動(dòng)所述勵(lì)磁單元在所述天線本體產(chǎn)生勵(lì)磁電磁波；當(dāng)所述天線模塊處于互感狀態(tài)時(shí)，通過所述天線本體接收感應(yīng)信號(hào)；所述感應(yīng)信號(hào)為所述天線本體感應(yīng)產(chǎn)生并經(jīng)過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)化的數(shù)字信號(hào)；按照所述極低頻脈沖序列編碼規(guī)則在所述感應(yīng)信號(hào)中解析接收數(shù)據(jù)。所述裝置可適用于實(shí)現(xiàn)屏蔽區(qū)內(nèi)外雙向通信，提高數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。
附圖說明
[0017]為了更清楚地說明本申請(qǐng)的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為極低頻天線模塊示意圖一；圖2為極低頻天線模塊示意圖二；圖3為主站與從站通信示意圖；圖4為窄帶帶通濾波單元示意圖；圖5為第一陷波單元示意圖；圖6為第二陷波單元示意圖；圖7為模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊示意圖；圖8為極低頻碼元序列及脈沖序列識(shí)別示意圖。
具體實(shí)施方式
[0019]下面將詳細(xì)地對(duì)實(shí)施例進(jìn)行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下實(shí)施例中描述的實(shí)施方式并不代表與本本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種極低頻電磁波雙向磁傳感裝置，其特征在于，所述裝置包括控制器、天線模塊以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述控制器通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接所述天線模塊；所述天線模塊包括天線本體、勵(lì)磁單元和互感單元；所述天線本體為多重卷繞導(dǎo)線組成的螺線管結(jié)構(gòu)，所述勵(lì)磁單元和互感單元連接所述天線本體，以使所述天線模塊分別處于勵(lì)磁狀態(tài)和互感狀態(tài)；其中：所述控制器被配置為：當(dāng)所述天線模塊處于勵(lì)磁狀態(tài)時(shí)，獲取待發(fā)送數(shù)據(jù)；按照極低頻脈沖序列編碼規(guī)則將所述待發(fā)送數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為勵(lì)磁信號(hào)；所述極低頻脈沖序列編碼規(guī)則用于根據(jù)碼元包數(shù)量，和/或空碼元位置，和/或脈沖計(jì)數(shù)表達(dá)所述待發(fā)送數(shù)據(jù)；將所述勵(lì)磁信號(hào)輸送至所述勵(lì)磁單元，以驅(qū)動(dòng)所述勵(lì)磁單元在所述天線本體產(chǎn)生勵(lì)磁電磁波；當(dāng)所述天線模塊處于互感狀態(tài)時(shí)，通過所述天線本體接收感應(yīng)信號(hào)；所述感應(yīng)信號(hào)為所述天線本體感應(yīng)產(chǎn)生并經(jīng)過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)化的數(shù)字信號(hào)；按照所述極低頻脈沖序列編碼規(guī)則在所述感應(yīng)信號(hào)中解析接收數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極低頻電磁波雙向磁傳感裝置，其特征在于，所述待發(fā)送數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù)為n進(jìn)制數(shù)據(jù)組，n為大于1的整數(shù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極低頻電磁波雙向磁傳感裝置，其特征在于，還包括有源濾波模塊，所述有源濾波模塊用于處理極低頻無線電磁波互感信號(hào)，包括窄帶帶通濾波單元，所述窄帶帶通濾波單元一端連接所述天線本體，另一端連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述窄帶帶通濾波單元用于對(duì)所述感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行選頻。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的極低頻電磁波雙向磁傳感裝置，其特征在于，所述有源濾波模塊還包括雙陷波單元，所述雙陷波單元一端連接所述窄帶帶通濾波單元，另一端連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述雙陷波單元用于對(duì)不同的頻率的干擾信號(hào)進(jìn)行抑制。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極低頻電磁波雙向磁傳感裝置，其特征在于，所述控制器還被配置為：通過所述脈沖計(jì)數(shù)判斷碼元包類型，所述碼元包類型包括有效碼元包以及無效碼元包；若所述脈沖計(jì)數(shù)未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值，則確定所述碼元包類型為無效碼元包；若所述脈沖計(jì)數(shù)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李智超，張春光，劉光恒，劉嘉瑞，孫志濤，宮迎嬌，劉佳慧，安磊，褚?guī)?/a>，李上青，楊煜兵，汪忠偉，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：沈陽儀表科學(xué)研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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