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一种基于隧道 磁阻效应的安全预警装置及其使用方法

阅读：790发布：2020-05-12

专利汇可以提供一种基于隧道磁阻效应的安全预警装置及其使用方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于隧道磁阻效应的安全预警装置，包括用于引起危险区域磁场变化的永磁体，用于敏感磁场变化并由此产生自身电阻变化的隧道磁阻传感器，施加在隧道磁阻传感器两端用于将隧道磁阻传感器的电阻变化转化为电流变化的恒压控制电路，用于比较变化后的电流与预设安全电流范围并触发警示装置控制开关的处理器，用于控制警示装置的警示装置控制开关，用于发出警报的警示装置。本发明的有益效果为：它不仅感应报警灵敏准确，而且能够根据不同安全距离要求设定相应的安全电流范围，具有很强的适用性。，下面是一种基于隧道磁阻效应的安全预警装置及其使用方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于隧道磁阻效应的安全预警装置，其特征在于：包括用于引起危险区域磁场变化的永磁体，用于敏感磁场变化并由此产生自身电阻变化的隧道磁阻传感器，施加在隧道磁阻传感器两端用于将隧道磁阻传感器的电阻变化转化为电流变化的恒压控制电路，用于比较变化后的电流与预设安全电流范围并触发警示装置控制开关的处理器，用于控制警示装置的警示装置控制开关，用于发出警报的警示装置。
2.根据权利要求1所述的基于隧道磁阻效应的安全预警装置，其特征在于：所述永磁体为便携式永磁体。
3.根据权利要求1所述的基于隧道磁阻效应的安全预警装置，其特征在于：所述隧道磁阻传感器为TMR传感器。
4.根据权利要求1所述的基于隧道磁阻效应的安全预警装置，其特征在于：所述处理器为单片机、DSP或者微控制器。
5.根据权利要求1所述的基于隧道磁阻效应的安全预警装置，其特征在于：所述警示装置为警示灯、警示蜂鸣器或者语音提醒播报器。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的基于隧道磁阻效应的安全预警装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：根据危险区域的安全距离要求，设定相应的安全电流范围；
步骤二：将隧道磁阻传感器、恒压控制电路、处理器、警示装置控制开关和警示装置布置于危险区域；
步骤三：当作业人员在工作过程中接近或小于步骤一中所要求的安全距离时，工作人员随身携带的永磁体将会引起步骤二中布置于危险区域的隧道磁阻传感器周围的磁场变化；
步骤四：在磁阻效应的作用下步骤三中的磁场变化会引起隧道磁阻传感器的电阻变化；
步骤五：在隧道磁阻传感器两端恒压控制电路的控制下，隧道磁阻传感器电阻的变化将会引起通过隧道磁阻传感器的电流的变化；
步骤六：将步骤五中变化后的电流传送至处理器；
步骤七：处理器将步骤六中的电流与步骤一中设定的安全电流范围进行比较，当传送来的电流超出设定的安全电流范围时，处理器触发警示装置控制开关；
步骤八：警示装置控制开关控制警示装置发出警报。

说明书全文

一种基于隧道磁阻效应的安全预警装置及其使用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及危险区域作业人员安全的技术领域，具体是一种基于隧道磁阻效应的安全预警装置及其使用方法的技术领域。

背景技术

[0002] 目前,全世界都在推行“量精方能质优”的精减建设模式，大多数重要目标、危险环境作业也处于“兵少不足卫，兵多则不胜其养”的局面，危险环境作业普遍面临编制人员少、警勤力量弱、工作任务重、收发作业多、安全压力大的现状，因此危险环境作业管控不到位引起的事故频发。

[0003] 为此，研究人员研究多种报警装置：(1)基于电磁感应原理的带电感应报警装置，但由于导线安全距离以外的电场微弱，受环境影响很大，感应不稳定，而且感应范围有限；(2)基于人员定位的报警装置，但由于工作场景复杂，存在遮挡、干扰等问题，对定位装置的定位精度形成很大影响。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种不仅感应报警灵敏准确，而且能够根据不同安全距离要求设定相应的安全电流范围的基于隧道磁阻效应的安全预警装置及其使用方法。

[0005] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于隧道磁阻效应的安全预警装置，包括用于引起危险区域磁场变化的永磁体，用于敏感磁场变化并由此产生自身电阻变化的隧道磁阻传感器，施加在隧道磁阻传感器两端用于将隧道磁阻传感器的电阻变化转化为电流变化的恒压控制电路，用于比较变化后的电流与预设安全电流范围并触发警示装置控制开关的处理器，用于控制警示装置的警示装置控制开关，用于发出警报的警示装置。

[0006] 进一步地,本发明的永磁体为便携式永磁体。

[0007] 进一步地,本发明的隧道磁阻传感器为TMR传感器。

[0008] 进一步地,本发明的处理器为单片机、DSP或者微控制器。

[0009] 进一步地,本发明的警示装置为警示灯、警示蜂鸣器或者语音提醒播报器。

[0010] 一种基于隧道磁阻效应的安全预警装置的使用方法，包括以下步骤：

[0011] 步骤一：根据危险区域的安全距离要求，设定相应的安全电流范围；

[0012] 步骤二：将隧道磁阻传感器、恒压控制电路、处理器、警示装置控制开关和警示装置布置于危险区域；

[0013] 步骤三：当作业人员在工作过程中接近或小于步骤一中所要求的安全距离时，工作人员随身携带的永磁体将会引起步骤二中布置于危险区域的隧道磁阻传感器周围的磁场变化；

[0014] 步骤四：在磁阻效应的作用下步骤三中的磁场变化会引起隧道磁阻传感器的电阻变化；

[0015] 步骤五：在隧道磁阻传感器两端恒压控制电路的控制下，隧道磁阻传感器电阻的变化将会引起通过隧道磁阻传感器的电流的变化；

[0016] 步骤六：将步骤五中变化后的电流传送至处理器；

[0017] 步骤七：处理器将步骤六中的电流与步骤一中设定的安全电流范围进行比较，当传送来的电流超出设定的安全电流范围时，处理器触发警示装置控制开关；

[0018] 步骤八：警示装置控制开关控制警示装置发出警报。

[0019] 有益效果：与现有技术相比，本发明的优点在于：

[0020] (1)本发明的隧道磁阻传感器的电阻在磁阻效应的作用下随着磁场的变化而变化，其高灵敏的特性使得本发明感应报警灵敏准确；

[0021] (2)本发明通过设置隧道磁阻传感器的安全电流范围的方式设定危险区域的安全距离要求，使得本发明可根据不同场景要求自由调控安全距离范围，保证了不同场所下使用的便捷性和适用性。附图说明

[0022] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0023] 图1是本发明的工作示意图；

[0024] 图2是本发明的恒压控制电路的原理图。

[0025] 附图标记说明:2-输入引脚、4-接地引脚、6-输出引脚。

具体实施方式

[0026] 下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：

[0027] 如图1所示，一种基于隧道磁阻效应的安全预警装置，包括用于引起危险区域磁场变化的永磁体，用于敏感磁场变化并由此产生自身电阻变化的隧道磁阻传感器，施加在隧道磁阻传感器两端用于将隧道磁阻传感器的电阻变化转化为电流变化的恒压控制电路，用于比较变化后的电流与预设安全电流范围并触发警示装置控制开关的处理器，用于控制警示装置的警示装置控制开关，用于发出警报的警示装置。

[0028] 如图1所示，本发明的永磁体为便携式永磁体。

[0029] 如图1所示，本发明的隧道磁阻传感器为TMR传感器。

[0030] 如图1所示，本发明的处理器为单片机、DSP或者微控制器。

[0031] 如图1所示，本发明的警示装置为警示灯、警示蜂鸣器或者语音提醒播报器。

[0032] 一种基于隧道磁阻效应的安全预警装置的使用方法，包括以下步骤：

[0033] 步骤一：根据危险区域的安全距离要求，设定相应的安全电流范围；

[0034] 步骤二：将隧道磁阻传感器、恒压控制电路、处理器、警示装置控制开关和警示装置布置于危险区域；

[0035] 步骤三：当作业人员在工作过程中接近或小于步骤一中所要求的安全距离时，工作人员随身携带的永磁体将会引起步骤二中布置于危险区域的隧道磁阻传感器周围的磁场变化；

[0036] 步骤四：在磁阻效应的作用下步骤三中的磁场变化会引起隧道磁阻传感器的电阻变化；

[0037] 步骤五：在隧道磁阻传感器两端恒压控制电路的控制下，隧道磁阻传感器电阻的变化将会引起通过隧道磁阻传感器的电流的变化；

[0038] 步骤六：将步骤五中变化后的电流传送至处理器；

[0039] 步骤七：处理器将步骤六中的电流与步骤一中设定的安全电流范围进行比较，当传送来的电流超出设定的安全电流范围时，处理器触发警示装置控制开关；

[0040] 步骤八：警示装置控制开关控制警示装置发出警报。

[0041] 如图2所示，本发明的恒压控制电路包括ADR421、运算放大器和场效应管N1；ADR421的输入引脚2为供电输入端，ADR421的接地引脚4接地，ADR421的输出引脚6连接到运算放大器的“+”端输入，运算放大器的输出端连接到场效应管N1的栅极，运算放大器的“-”端输入连接到场效应管N1的源极。其中，ADR421提供电压基准，运算放大器控制场效应管N1，在负反馈控制下，使得电路的最终输出VOUT等于ADR421的VOUT，并施加在隧道磁阻传感器两端。

[0042] 以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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