專利名稱：一種金屬薄膜磁電阻式車輛檢測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于地磁場(chǎng)擾動(dòng)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了一種金屬薄膜磁電阻式車輛檢測(cè)器，適用于檢測(cè)機(jī)動(dòng)車和自行車的通過的信息。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電磁式車輛檢測(cè)技術(shù)中有棒式車輛檢測(cè)器和地埋感應(yīng)線圈式車輛檢測(cè)器，它們較早用于檢測(cè)金屬車輛通過的信號(hào)。但兩者體積均較大，抗電磁干擾能力差，且要求車輛通過時(shí)有一定的速度。棒式車輛檢測(cè)器由于只能采用塑料管封裝保護(hù)，線圈繞制的銅質(zhì)漆包線極細(xì)，受車輛碾壓時(shí)容易斷裂；地埋感應(yīng)線圈式車輛檢測(cè)器，屬有源檢測(cè)，信號(hào)處理復(fù)雜，存在靈敏度與抗干擾性相矛盾的問題，需開挖路面埋設(shè)，對(duì)路面損壞較大?，F(xiàn)有技術(shù)中未發(fā)現(xiàn)與本實(shí)用新型相同的技術(shù)。
專利89204942.1 CN2047427U(公安部道路交通管理科學(xué)研究所)描述的一種棒式車輛檢測(cè)器，是在普通碳鋼骨架上繞制線圈而成，是通過線圈的電磁感應(yīng)信號(hào)檢測(cè)車輛的通過，要求車輛通過時(shí)有一定的速度。本專利使用的傳感器與其完全不同。
專利00100608.8 CN1262435A(趙東日)和專利96229969.3CN2258299(上海發(fā)事達(dá)科技發(fā)展公司)描述的一種使用地埋環(huán)形線圈傳感器的車輛檢測(cè)器，是依靠環(huán)形線圈諧振頻率的變化檢測(cè)出車輛存在的信號(hào)，描述的一種棒式車輛檢測(cè)器，屬有源檢測(cè)，信號(hào)處理復(fù)雜，埋設(shè)時(shí)破壞路面程度較大。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種金屬薄膜磁電阻式車輛檢測(cè)器，不但能保證檢測(cè)機(jī)動(dòng)車輛的靈敏度與車輛通過時(shí)的速度無關(guān)，而且還適用于對(duì)自行車的檢測(cè)。
本實(shí)用新型由金屬薄膜磁電阻磁場(chǎng)傳感器元件3、信號(hào)處理電路4、車輛檢測(cè)器的填充材料2和外殼1四部分組成。磁場(chǎng)傳感器元件3采用金屬薄膜磁電阻探頭，它由基片層、在基片上濺射生成的磁性金屬合金薄膜層，以及金屬電極層組成。磁傳感器的填充材料2為石蠟或環(huán)氧樹脂。根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，磁性金屬合金薄膜層被光刻成的具有1微米—200微米寬度的金屬薄膜磁電阻條8，并在金屬薄膜磁電阻條上光刻上與磁阻條成45°角的金屬電極7，以提高金屬薄膜磁電阻探頭的靈敏度和線性度，光刻后的金屬電極還將磁阻條連接成電橋電路并將輸入輸出端引出。電橋的每個(gè)橋臂由1-100個(gè)金屬薄膜磁電阻條8組成，并由金屬電極串聯(lián)起來?；瑸椴ＡА⒍趸璺蔷B(tài)材料，或氧化鋁等金屬氧化物材料，或硅、砷化鎵半導(dǎo)體材料；金屬薄膜磁電阻條8的材料是鎳鐵或鎳鈷合金。金屬電極7為金、銅、鋁金屬材料；金屬電極7的厚度為10納米～5000納米。金屬薄膜磁電阻條8的厚度為10納米～5000納米；信號(hào)放大電路與金屬薄膜磁電阻探頭一起組裝在電路板上。
在保證車輛檢測(cè)器的靈敏度和抗干擾性的前提下，為了在結(jié)構(gòu)上使車輛檢測(cè)器堅(jiān)實(shí)耐用，整個(gè)傳感器的電路板被石蠟或環(huán)氧樹脂封裝在塑料、鋁或銅管內(nèi)。
將本車輛檢測(cè)器埋設(shè)在車輛通過的路面下，當(dāng)一個(gè)鐵磁性金屬體，例如汽車或自行車，在探頭上方或2-10米范圍內(nèi)通過時(shí)，鐵磁性金屬體就會(huì)使地磁場(chǎng)的局部分布發(fā)生改變，車輛檢測(cè)器中的金屬薄膜磁電阻探頭就會(huì)有電壓信號(hào)輸出，經(jīng)放大、整形、分離或展寬后通過電纜送入后續(xù)的微處理器或計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析計(jì)算，可以得到車輛計(jì)數(shù)、車型方面的信息。如果在一定區(qū)域內(nèi)放置多個(gè)檢測(cè)器，通過對(duì)每個(gè)傳感器信號(hào)的形狀、幅度、持續(xù)時(shí)間、以及信號(hào)的先后次序和時(shí)間間隔進(jìn)行分析，可以得出車輛的車型、車速以及路面占有率等方面的信息。
金屬薄膜磁電阻條8的磁場(chǎng)敏感方向?yàn)槟っ鎯?nèi)垂直于磁電阻條的方向，可以將二或三片相同的金屬薄膜磁電阻探頭的磁場(chǎng)敏感方向相互垂直安裝在電路板上組成二維或三維的磁場(chǎng)傳感器，這樣車輛檢測(cè)器輸出的信號(hào)有利于適應(yīng)不同的地磁環(huán)境和進(jìn)行車輛分型。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于由于采用金屬薄膜磁電阻磁場(chǎng)傳感器，性能穩(wěn)定可靠、抗干擾能力較強(qiáng)、溫度變化系數(shù)小、靈敏度能滿足檢測(cè)大小車輛的要求，并且埋設(shè)和更換方便，由于采用全固態(tài)設(shè)計(jì)并且可以采用了鋁管或銅管封裝，從而大大增加了使用壽命也減小了外界環(huán)境的電磁干擾。并具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、傳感器和信號(hào)處理電路可以集成、埋設(shè)時(shí)路面開挖小等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)剖面示意圖。車輛檢測(cè)器的外殼1，填充材料2，金屬薄膜磁電阻磁場(chǎng)傳感器3，PCB電路板4，信號(hào)放大處理電子元件5，引出電纜線6。
圖2為本實(shí)用新型的金屬薄膜磁電阻磁場(chǎng)傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。金屬導(dǎo)電薄膜層7，金屬薄膜磁電阻條8，傳感器因出線8。圖3為本實(shí)用新型的信號(hào)放大電路原理圖。陰影框部分為金屬薄膜磁電阻磁場(chǎng)傳感器3。
具體實(shí)施方式
圖1～圖3為本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式
。本實(shí)用新型由金屬薄膜磁電阻磁場(chǎng)傳感器元件3、信號(hào)處理電路4、車輛檢測(cè)器的填充材料2和外殼1四部分組成。磁場(chǎng)傳感器元件3采用金屬薄膜磁電阻探頭，它由基片層、在基片上濺射生成的磁性金屬合金薄膜層，以及金屬電極層組成。磁傳感器的填充材料2為石蠟或環(huán)氧樹脂。根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，磁性金屬合金薄膜層被光刻成的具有1微米-200微米寬度的金屬薄膜磁電阻條8，并在金屬薄膜磁電阻條上光刻上與磁阻條成45°角的金屬電極7，以提高金屬薄膜磁電阻探頭的靈敏度和線性度，光刻后的金屬電極還將磁阻條連接成電橋電路并將輸入輸出端引出。電橋的每個(gè)橋臂由1-100個(gè)金屬薄膜磁電阻條8組成，并由金屬電極串聯(lián)起來。金屬薄膜磁電阻條8的材料是鎳鐵或鎳鈷合金。金屬電極7為金、銅、鋁金屬材料；金屬電極7的厚度為10納米～5000納米。金屬薄膜磁電阻條8的厚度為10納米～5000納米；信號(hào)放大電路與金屬薄膜磁電阻探頭一起組裝在電路板上。整個(gè)傳感器的電路板被石蠟或環(huán)氧樹脂封裝在塑料、鋁或銅管內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種金屬薄膜磁電阻車輛檢測(cè)器，其特征在于由金屬薄膜磁電阻磁場(chǎng)傳感器元件(3)、信號(hào)處理電路(4)、填充材料(2)和外殼(1)四部分組成；磁場(chǎng)傳感器元件(3)采用金屬薄膜磁電阻探頭，它由基片層、在基片上濺射生成的磁性金屬合金薄膜層，以及金屬電極層組成；車輛檢測(cè)器的填充材料(2)為石蠟或環(huán)氧樹脂；根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，磁性金屬合金薄膜層被光刻成的具有1微米-200微米寬度的金屬薄膜磁電阻條(8)，并在金屬薄膜磁電阻條上光刻上與磁電阻條成45°角的金屬電極(7)，光刻后的金屬電極還將磁阻條連接成電橋電路并將輸入輸出端引出；電橋的每個(gè)橋臂由1-100個(gè)金屬薄膜磁電阻條(8)組成，并由金屬電極串聯(lián)起來。
2.按照權(quán)利要求1所述的車輛檢測(cè)器，其特征在于基片為玻璃、二氧化硅非晶態(tài)材料，或氧化鋁等金屬氧化物材料，或硅、砷化鎵半導(dǎo)體材料；金屬薄膜磁電阻條(8)的材料是鎳鐵或鎳鈷合金；金屬電極(7)為金、銅、鋁金屬材料；金屬電極(7)的厚度為10納米～5000納米；金屬薄膜磁電阻條(8)的厚度為10納米～5000納米；信號(hào)放大電路與金屬薄膜磁電阻探頭一起組裝在電路板上。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種金屬薄膜磁電阻式車輛檢測(cè)器，由金屬薄膜磁電阻磁場(chǎng)傳感器元件(3)、信號(hào)處理電路(4)、填充材料(2)和外殼(1)四部分組成。磁場(chǎng)傳感器元件(3)采用金屬薄膜磁電阻探頭，車輛檢測(cè)器的填充材料(2)為石蠟或環(huán)氧樹脂；根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，磁性金屬合金薄膜層被光刻成的具有1微米－200微米寬度的金屬薄膜磁電阻條(8)，并在金屬薄膜磁電阻條上光刻上與磁電阻條成45°角的金屬電極(7)，光刻后的金屬電極還將磁電阻條連接成電橋電路并將輸入輸出端引出；電橋的每個(gè)橋臂由1－100個(gè)金屬薄膜磁電阻條(8)組成，并由金屬電極串聯(lián)起來。其優(yōu)點(diǎn)在于體積小、靈敏度高、使用壽命長、成本低，使用時(shí)埋設(shè)和更換方便，便于推廣。
文檔編號(hào)G08G1/042GK2738335SQ20042000910
公開日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2004年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月11日
發(fā)明者王立錦, 于廣華 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)