发明创造名称:面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器
外观设计名称:
决定号:183222
决定日:2019-07-08
委内编号:1F275386
优先权日:
申请(专利)号:201711486899.2
申请日:2017-12-29
复审请求人:清华大学
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:周亚沛
合议组组长:苏爱华
参审员:韦斌
国际分类号:G01N27/83,F17D5/02
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件之间存在区别特征,而该区别特征或被另一篇对比文件公开、或属于本领域的公知常识,并且该权利要求的技术方案并没有由于这些区别技术特征而具有预料不到的技术效果,则该权利要求的技术方案相对于该两篇对比文件和本领域公知常识的结合不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201711486899.2,名称为“面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器”的发明专利申请。本申请的申请日为2017年12月29日,公开日为2018年06月29日,申请人为清华大学。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2019年02月19日发出驳回决定,驳回了本发明专利申请,其理由是:权利要求第1-6项不符合专利法第22条第3款的规定。驳回决定中引用了如下2篇对比文件:
对比文件1:CN 201126470Y,公告日期为:2008年10月01日;对比文件2:“基于三端式磁通门传感器的质量测量系统设计”,杨鹏飞,《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑(月刊)》,2016年第12期,第19-35页,公开日期为:2016年12月15日。
驳回决定所依据的文本为申请人于申请日2017年12月29日提交的说明书第1-55段、说明书附图图1-图9、说明书摘要、摘要附图;2019年01月16日提交的权利要求第1-6项 。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器,其特征在于,包括:
激励模块(200),用于输出激励信号和参考信号;
探头(100),用于感测被测磁场,包括:
探头输入端(110),用于输入所述激励信号,
探头输出端(120),用于输出感应信号;
锁相放大模块(300),与所述激励模块(200)连接,用于输入所述感应信号和所述参考信号,并输出计算被测磁场的直流信号;
信号采集模块(400),与所述激励模块(200)连接,用于处理所述直流信号得到被测磁场强度。
所述激励模块(200)包括:
波形发生电路(210),用于输出所述激励信号和所述参考信号;
功率放大电路(220),连接于所述波形发生电路(210)和所述探头输入端(110)之间,用于放大所述激励信号,所述锁相放大模块(300)分别与所述波形发生电路(210)和所述探头输出端(120)连接,并输出用于计算被测磁场的直流信号;
所述锁相放大模块(300)包括依次连接的前置放大电路(320)、带通滤波电路(330)、相敏检波电路(350),以及与相敏检波电路(350)连接的移相电路(310),所述移相电路(310)用于输入所述参考信号;
所述面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器(10)还包括依次连接于所述波形发生电路(210)和所述移相电路(310)之间的比较器(520)和倍频器(530),所述比较器(520)用于将激励信号由正弦波变为方形波,所述倍频器(530)用于将所述方形波的频率加倍得到所述参考信号;
所述锁相放大模块(300)还包括与所述前置放大电路(320)连接的输出端调零电路(340),所述输出端调零电路(340)与所述前置放大电路(320)的调零接口连接,所述输出端调零电路(340)用于使所述前置放大电路(320)归零。
2. 如权利要求1所述的面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器,其特征在于,还包括低通滤波电路(510),所述低通滤波电路(510)连接于所述锁相放 大模块(300)和所述信号采集模块(400)之间。
3. 如权利要求2所述的面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器,其特征在于,所述波形发生电路(210)和所述功率放大电路(220)之间连接有隔离变压器(250),所述隔离变压器(250)包括初级线圈(251)和次级线圈(252),所述初级线圈(251)与所述波形发生电路(210)的输出端连接,所述次级线圈(252)与所述功率放大电路(220)的输入端连接。
4. 如权利要求3所述的面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器,其特征在于,所述功率放大电路(220)包括依次连接的电压跟随器(221)、前置放大器(222)和功率放大器(223),所述次级线圈(252)与所述电压跟随器(221)连接。
5. 如权利要求1所述的面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器,其特征在于,所述信号采集模块(400)包括依次连接的模数转换单元(410)和信号处理单元(420)。
6. 如权利要求1所述的面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器,其特征在于,还包括倾角采集单元(540),所述倾角采集单元(540)与所述探头(100)连接,用于采集所述探头(100)的轴线与水平面的夹角数据。 ”
驳回决定认为:权利要求1与对比文件1的区别在于:探测器专用于面向埋地锈蚀管道缺陷检测,并包括与锁相放大模块连接的信号采集模块用于处理直流信号得到被测磁场强度,连接于波形发生电路和探头输入端之间的功率放大电路用于放大激励信号,以及与相敏检波电路连接的移相电路用于输入参考信号,还包括依次连接于波形发生电路和移相电路之间的比较器,比较器用于将激励信号由正弦波变为方形波,倍频器将方形波的频率加倍,锁相放大模块包括输出端调零电路与前置放大电路的调零接口连接,用于使前置放大电路归零。上述区别技术特征部分属于本领域常规技术手段,部分被对比文件2公开,因此,权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-6进一步限定的附加技术特征,或者被对比文件1公开,或者被对比文件2公开,或者属于本领域常用技术手段,因此,权利要求2-6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人清华大学(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2019年03月04日向国家知识产权局提出了复审请求,同时提交了权利要求书和说明书附图的全文修改替换页,在驳回决定所针对的权利要求基础上,增加特征“所述波形发生电路(210)包括波形发生器(211)为高精度函数发生器,用以产生不同频率的信号”和“所述相敏检波电路(350)包括控制芯片ad630;所述带通滤波电路(330)包括运算放大器A4、运算放大器A5。所述运算放大器A4的输出端通过电阻R13与所述运算放大器A5的反向输入端连接。所述运算放大器A4的输出端通过电容C8、电阻R11接地。所述前置放大电路320通过所述电阻R10、电容C9接入所述运算放大器A4的反向输入端。所述运算放大器A4的输出端和反向输入端通过电阻R12连接。所述运算放大器A5的正向输入端通过电阻R17接地,电阻R14和电容C10并联于所述运算放大器A5的输出端和反向输入端之间,电阻R15连接于所述运算放大器A5的输出端和所述电阻R10和所述电容C9之间”。
复审请求时新修改的权利要求1如下:
“1. 一种面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器,其特征在于,包括:
激励模块(200),用于输出激励信号和参考信号;
探头(100),用于感测被测磁场,包括:
探头输入端(110),用于输入所述激励信号,
探头输出端(120),用于输出感应信号;
锁相放大模块(300),与所述激励模块(200)连接,用于输入所述感应信号和所述参考信号,并输出计算被测磁场的直流信号;
信号采集模块(400),与所述激励模块(200)连接,用于处理所述直流信号得到被测磁场强度。
所述激励模块(200)包括:
波形发生电路(210),用于输出所述激励信号和所述参考信号,所述波形发生电路(210)包括波形发生器(211)为高精度函数发生器,用以产生不同频率的信号;
功率放大电路(220),连接于所述波形发生电路(210)和所述探头输入端(110)之间,用于放大所述激励信号,所述锁相放大模块(300)分别与所述波形发生电路(210)和所述探头输出端(120)连接,并输出用于计算被测磁场的直流信号;
所述锁相放大模块(300)包括依次连接的前置放大电路(320)、带通滤波电路(330)、相敏检波电路(350),以及与相敏检波电路(350)连接的移相电路(310),所述移相电路(310)用于输入所述参考信号,所述相敏检波电路(350)包括控制芯片ad630;
所述带通滤波电路(330)包括运算放大器A4、运算放大器A5。所述运算放大器A4的输出端通过电阻R13与所述运算放大器A5的反向输入端连接。所述运算放大器A4的输出端通过电容C8、电阻R11接地。所述前置放大电路320通过所述电阻R10、电容C9接入所述运算放大器A4的反向输入端。所述运算放大器A4的输出端和反向输入端通过电阻R12连接。所述运算放大器A5的正向输入端通过电阻R17接地,电阻R14和电容C10并联于所述运算放大器A5的输出端和反向输入端之间,电阻R15连接于所述运算放大器A5的输出端和所 述电阻R10和所述电容C9之间;
所述面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器(10)还包括依次连接于所述波形发生电路(210)和所述移相电路(310)之间的比较器(520)和倍频器(530),所述比较器(520)用于将激励信号由正弦波变为方形波,所述倍频器(530)用于将所述方形波的频率加倍得到所述参考信号;
所述锁相放大模块(300)还包括与所述前置放大电路(320)连接的输出端调零电路(340),所述输出端调零电路(340)与所述前置放大电路(320)的调零接口连接,所述输出端调零电路(340)用于使所述前置放大电路(320)归零”。
复审请求人认为:(1)对比文件1和对比文件2都没有提及磁通门传感器用于对金属的检测或是对埋地锈蚀管道进行检测。对比文件1中采用的文氏桥电路不适合用于检测埋地锈蚀管道。本申请适用于微弱信号检测。(2)对比文件1中文氏桥电路输出端信号需要连接缓冲级,如果将缓冲级替换为功率放大电路,必然会影响文氏桥电路输出信号的质量,本领域技术人员没有动机将对比文件1中缓冲级替换为功率放大电路。(3)对比文件1中的倍频电路-比较器输出的信号形式与权利要求1中比较器-倍频器-移相电路输出的信号的形式完全不同。对比文件2中分频电路输出的是方波,对比文件1的信号发生电路输出信号为正弦波,形式完全不同,本领域技术人员没有动机将两者结合。(4)对比文件1和对比文件2都没有公开权利要求1中带通滤波电路的具体结构。(5)对比文件1和对比文件2都没有公开波形发生器具有产生不同频率的信号的功能,没有给出使用高精度函数发生器的教导。
经形式审查合格,国家知识产权局于2019年03月15日依法受理了该复审请求,并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持原驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年05月29日向复审请求人发出复审通知书,指出权利要求1相对于对比文件1的区别在于:(1)磁通门探测器用于埋地锈蚀管道的检测;信号采集模块(400),与所述激励模块(200)连接,用于处理所述直流信号得到被测磁场强度;波形发生电路(210)包括波形发生器(211)为高精度函数发生器;(2)激励模块还包括功率放大电路(220),连接于所述波形发生电路(210)和所述探头输入端(110)之间,用于放大所述激励信号;锁相放大器还包括与相敏检波电路(350)连接的移相电路(310),所述移相电路(310)用于输入所述参考信号,所述相敏检波电路(350)包括控制芯片ad630;比较器(520)和倍频器(530)依次连接于所述波形发生电路(210)和所述移相电路(310)之间,所述比较器(520)用于将激励信号由正弦波变为方形波,所述倍频器(530)用于将所述方形波的频率加倍得到所述参考信号;而对比文件1中公开的是倍频器和比较器依次连接于波形发生电路与相敏检波电路之间,倍频器用于将正弦波频率加倍,比较器将倍频后的正弦波转变为方波;(3)所述带通滤波电路(330)包括运算放大器A4、运算放大器A5。所述运算放大器A4的输出端通过电阻R13与所述运算放大器A5的反向输入端连接。所述运算放大器A4的输出端通过电容C8、电阻R11接地。所述前置放大电路320通过所述电阻R10、电容C9接入所述运算放大器A4的反向输入端。所述运算放大器A4的输出端和反向输入端通过电阻R12连接。所述运算放大器A5的正向输入端通过电阻R17接地,电阻R14和电容C10并联于所述运算放大器A5的输出端和反向输入端之间,电阻R15连接于所述运算放大器A5的输出端和所述电阻R10和所述电容C9之间;(4)所述锁相放大模块(300)还包括与所述前置放大电路(320)连接的输出端调零电路(340),所述输出端调零电路(340)与所述前置放大电路(320)的调零接口连接,所述输出端调零电路(340)用于使所述前置放大电路(320)归零。上述区别(1)、(3)和(4)属于本领域的常用技术手段,区别(2)部分特征被对比文件2公开,部分属于本领域的常用技术手段,因此,权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-6进一步限定的附加技术特征,或者被对比文件1公开,或者被对比文件2公开,或者属于本领域常用技术手段,因此,权利要求2-6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
针对复审请求人的意见,合议组认为:(1)对比文件1公开了磁通门传感器能够用于测量弱磁场信号,并且磁通门传感器具有分辨率高、测量弱磁场范围宽的特点。本领域所公知的磁通门传感器已被广泛应用在各个领域,如地磁研究、地质勘探、石油测井、空间磁场探测、探潜、磁性材料测试和材料无损探伤等弱磁场探测的各个领域。如前所述,当本领域技术人员面对如何对埋地锈蚀管道进行检测的技术问题时,容易想到将对比文件1公开的磁通门传感器用于检测埋地的锈蚀管道。虽然对比文件1中公开的文氏桥电路产生的是振荡信号,但是其不影响被用于检测埋地锈蚀管道,如前引用的文献1中第206页记载了采用晶振产生激励信号。并且,对于产生正弦波激励信号的方式有很多种,为了提高精度本领域技术人员可以选择本领域常用的高精度函数发生器作为正弦波信号发生器用于检测埋地锈蚀管道。(2)对比文件1中虽然公开的信号发生电路采用文氏桥电路,其输出连接缓冲级,但是本领域公知,缓冲级与功率放大两者并不冲突,文氏桥电路的输出依次连接缓冲放大、功率放大是本领域的常用技术手段(参见文献4:《电子测量基础》,胡玫等主编,北京邮电大学出版社,2015年8月,第20-21页记载了文氏桥振荡器的输出依次连接缓冲放大器和功率放大器)。此外,如前所述,当本领域技术人员为了提高精度采用高精度函数发生器作为正弦波信号发生器时,基于对比文件2的启示容易想到将高精度函数发生器的输出连接功率放大器以有效驱动探头。(3)本领域所公知的,磁通门传感器通常激励信号采用正弦波,参考信号采用方波,由于信号发生电路产生的波形不同,电路设置会有相应的改变。如果信号发生电路产生的是正弦波,则需要在参考信号一路设置比较器使其转换为方波信号;如果信号发生电路产生的是方波,则需要在激励信号一路设置滤波器形成正弦波信号,因此,虽然对比文件2中分频电路产生的是方波电路,但是其不影响其中功率放大电路对激励信号进行放大以及移相电路对参考信号相位进行调整的实质,并且磁通门传感器的电路中对激励信号进行功率放大、在检波之前对信号进行倍频以及移相也都是本领域的常用技术手段(参见文献5《西南(唐山)交通大学百周年校庆论文集计算机与通信工程分册》,诸昌岭主编,西南交通大学出版社,1996年4月,240-241页记载了激励放大器、倍频器、移相器依次连接)。(4)如前所述,对于带通滤波器具体结构的设置是本领域技术人员的常用技术手段,使用高通滤波器与低通滤波器串联的方式形成带通滤波器是本领域技术人员所公知的(参见文献6《模拟电子技术基础第三版》 童诗白等主编,高等教育出版社,2003年2月,第357页记载了将低通滤波器和高通滤波器串联,就可得到带通滤波器,第353页图7.4.11记载了常用的反相输入一阶低通滤波电路,第356页图7.4.16记载了常用的二级高通滤波电路)。(5)对比文件1公开了采用文氏桥电路作为信号发生电路产生正弦波信号,本领域所公知的文氏桥电路本身能产生不同频率的信号。此外,能够产生正弦波信号的装置有很多,本领域技术人员能够根据实际需要选择,例如为了提高精度选择使用本领域所公知的高精度函数发生器产生正弦波信号(参见文献7《电子系统设计-电路篇》张诚等编,北京航空航天大学出版社,2014年1月,第110-114页记载了频率可调的高精度的函数发生器)。因此,复审请求人的上述意见合议组不予支持。
复审请求人于2019年06月28日提交了意见陈述书,但未修改申请文件。复审请求人认为:(1)对于区别(2),本领域技术人员在本领域常用技术段的教导下,得到的是缓冲放大器和功率放大器连接在波形发生电路和所述探头输入端之间,而非“使得功率放大电路连接与所述波形发生电路和所述探头输入端之间”,对比文件1中公开的信号发生电路是文氏桥,如果将缓冲级去掉,文氏桥电路输出的信号容易衰减,本领域技术人员不会将缓冲级去掉以得到权利要求1的方案。(2)带通滤波器具体结构的设置有很多,但是并没有任何一个带通滤波器揭示了本申请的带通滤波器。并且本申请中电路通过R15引入了大环路正反馈,有利于提高信号品质。
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以依法作出审查决定。
二、决定的理由
(一)、审查文本的认定
在复审程序中,复审请求人于2019年03月04日提交了权利要求书的全文修改替换页,经审查,其中所作的修改符合专利法第33条及专利法实施细则第61条第1款的规定。因此,本复审决定以复审请求人于申请日2017年12月29日提交的说明书第1-55段、说明书附图图1-图9、说明书摘要、摘要附图;2019年03月04日提交的权利要求第1-6项为基础作出。
(二)、关于本申请是否符合专利法第22条第3款的规定
专利法第22条第3款规定:创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件之间存在区别特征,而该区别特征或被另一篇对比文件公开、或属于本领域的公知常识,并且该权利要求的技术方案并没有由于这些区别技术特征而具有预料不到的技术效果,则该权利要求的技术方案相对于该两篇对比文件和本领域公知常识的结合不具备创造性。
具体到本案:
1.权利要求1请求保护一种面向埋地锈蚀管道的专用磁通门探测器,对比文件1公开了一种微型磁通门传感器,与本申请属于相同的弱磁信号检测技术领域,具体公开了以下内容(参加说明书第1-3页,图1-5):
磁通门传感器分辨率高,测量弱磁场范围宽,具有可靠、简易、经济耐用,能够直接测量磁场的分量和适于在高速运动系统中使用等特点(参见说明书第1页第7-8行)。
信号发生电路产生频率较低的正弦信号。用这个低频的正弦信号使激励初级线圈处于周期性过饱和状态,当有外磁场作用在探头轴向时,在感应线圈中将会感应出一个含有外界磁场强度在探头轴向分量大小的信息,感应线圈感应出来的信号含有奇次谐波和二次谐波,在滤波电路中使用带通滤波电路滤除奇次谐波,信号经过带通滤波电路后与倍频的信号一同送入到相敏检波电路中。通过相敏检波电路检测出的信号通过低通滤波电路进行平滑滤波,低通滤波电路出来的信号就是最终所要的信号(参见说明书第2页最后一段-第3页第1行)。
结合图1,微型磁通门传感器包括探头和接口电路两部分,其中接口电路部分由前置放大电路2、带通滤波器3、开关相敏解调电路7、低通滤波器8、缓冲级4、信号发生电路5、倍频电路6构成,所述信号发生电路5由文氏桥电路构成,产生5KHZ正弦信号,一路通过缓冲级4接至磁通门探头1的输入端,一路送到倍频器6的输入端。倍频器输出接至相敏解调器7的一个输入端。探头的输出端输出信号经过前置放大器2、带通滤波器3、相敏解调器7,低通滤波器8 然后输出(参加说明书第3页第13-19行,图1)。
结合图4,CMOS接口电路中的相敏解调电路采用开关相敏解调器7,其中第三运算放大器F3的异相端经电阻R13接地,其中第三运算放大器F3的异相端经电阻R14接至第三运算放大器F3的输出端,带通输出信号经电阻R12接至第三运算放大器F3的同相端,电阻R12和第三运算放大器之间通过PMOS管M1、NMOS管M2接地,PMOS管M3和NMOS管M4串联接成反相器的形式,PMOS管M1的栅与PMOS管M3、NMOS管M4的栅、比较器的输出相连,PMOS管M3、NMOS管M4的中间和NMOS管M2相连,比较器的异相端接地,比较器的同相端与倍频电路输出相连(参见说明书第4页第2段,图4)。
根据上述对比文件1公开的内容可知,对比文件1公开的磁通门传感器相应于权利要求1中的磁通门探测器;对比文件1中信号发生电路5产生的5KHZ正弦信号,一路通过缓冲级4接至磁通门探头1的输入端,一路送到倍频器6的输入端,其中信号发生电路和缓冲器共同相应于权利要求1中激励模块,用于输出激励信号和参考信号;对比文件1中的信号发生电路5由文氏桥电路构成,本领域技术人员能够确定,文氏桥电路能够产生不同频率的信号,信号发生电路相当于激励模块中波形发生电路,用于输出激励信号和参考信号,且能够产生不同频率的信号;对比文件1中的磁通门探头相当于权利要求1中的探头,用于感测被测磁场;信号发生电路产生的正弦信号,一路通过缓冲级4接至磁通门探头1的输入端,相当于权利要求1中探头的输入端用于输入所述激励信号;探头的输出端输出信号经过前置放大器2相当于权利要求1中探头输出端用于输出感应信号;对比文件1中倍频器输出接至相敏解调器7的一个输入端,探头的输出端输出信号经过前置放大器2、带通滤波器3、相敏解调器7、低通滤波器8 然后输出,其中由前置放大电路、带通滤波器和开关相敏解调组成的模块相当于权利要求1中锁相放大模块,与所述激励模块连接,用于输入所述感应信号和所述参考信号,并输出计算被测磁场的直流信号,且锁相放大模块分别与波形发生电路和探头输出端连接,并输出用于计算被测磁场的直流信号;对比文件1中依次连接的前置放大器2、带通滤波器3、相敏解调器7分别相当于权利要求1中锁相放大模块包括的依次连接的前置放大电路、带通滤波电路、相敏检波电路;由对比文件1中图4可知,相敏解调器中比较器的同相端与倍频电路输出相连以获得参考信号,其中倍频电路和比较器相应于权利要求1中倍频器和比较器。
根据上述分析可知,权利要求1与对比文件1的区别在于权利要求1还限定了:(1)磁通门探测器用于埋地锈蚀管道的检测;信号采集模块(400),与所述激励模块(200)连接,用于处理所述直流信号得到被测磁场强度;波形发生电路(210)包括波形发生器(211)为高精度函数发生器;(2)激励模块还包括功率放大电路(220),连接于所述波形发生电路(210)和所述探头输入端(110)之间,用于放大所述激励信号;锁相放大器还包括与相敏检波电路(350)连接的移相电路(310),所述移相电路(310)用于输入所述参考信号,所述相敏检波电路(350)包括控制芯片ad630;比较器(520)和倍频器(530)依次连接于所述波形发生电路(210)和所述移相电路(310)之间,所述比较器(520)用于将激励信号由正弦波变为方形波,所述倍频器(530)用于将所述方形波的频率加倍得到所述参考信号;而对比文件1中公开的是倍频器和比较器依次连接于波形发生电路与相敏检波电路之间,倍频器用于将正弦波频率加倍,比较器将倍频后的正弦波转变为方波;(3)所述带通滤波电路(330)包括运算放大器A4、运算放大器A5。所述运算放大器A4的输出端通过电阻R13与所述运算放大器A5的反向输入端连接。所述运算放大器A4的输出端通过电容C8、电阻R11接地。所述前置放大电路320通过所述电阻R10、电容C9接入所述运算放大器A4的反向输入端。所述运算放大器A4的输出端和反向输入端通过电阻R12连接。所述运算放大器A5的正向输入端通过电阻R17接地,电阻R14和电容C10并联于所述运算放大器A5的输出端和反向输入端之间,电阻R15连接于所述运算放大器A5的输出端和所述电阻R10和所述电容C9之间;(4)所述锁相放大模块(300)还包括与所述前置放大电路(320)连接的输出端调零电路(340),所述输出端调零电路(340)与所述前置放大电路(320)的调零接口连接,所述输出端调零电路(340)用于使所述前置放大电路(320)归零。
基于上述区别技术特征可知,该权利要求实际所要解决的技术问题是如何高精度的检测埋地锈蚀管道。
对于区别(1),首先,对比文件1公开了磁通门传感器能够用于测量弱磁场信号(参见背景技术部分第2段),本领域公知的,磁通门传感器普遍用于地下管线检测以及金属管材的缺陷检测中(参见文献1《中国工程地球物理检测技术》,中国地球物理学会工程地球物理专业委员会编著,第205-208页,地震出版社,2001年10月出版,记载了用于探测地下管线的磁探仪;文献2《磁学及磁性材料导论》,[美]DAVID JILES 著,肖春涛译,第333-337页,兰州大学出版社,2003年8月出版,记载了采用磁通门传感器检测铁磁性管道的缺陷),当本领域技术人员面对如何检测埋地锈蚀管道的技术问题时,容易想到将对比文件1公开的磁通门传感器用于检测埋地的锈蚀管道。其次,对于磁探测器来说,其原理就是通过采集最终产生的直流信号,对其进行分析以获得被测磁场强度,通过对磁场强度的分析来实现对被测对象的探测,因此,在将磁通门探测器应用于埋地锈蚀管道的情况下,将输出的直流信号进行信号采集用于处理直流信号以得到被测磁场强度,这是为了实现磁探测器对地下管道的探测所采用的常用技术手段(参见上述文献1,第207页记载了:经二阶低通滤波器输出的电压信号……可以外接专门的A/D转换器送入笔记本计算机或其他任何数据采集装置)。最后,对比文件1中公开了信号发生电路采用文氏桥电路产生正弦信号,而为了获得高精度的激励信号,采用高精度函数发生器产生不同频率的正弦信号则属于本领域的常规选择。
对于区别(2),首先,对比文件2公开了一种基于三端式磁通门传感器的质量测量系统设计,其中具体公开了磁通门传感器的测量电路和功率放大电路(参见正文第19-32页,图3.1,图 3.3),由于分频电路作为激励信号功率较小,不能直接驱动探头,故通过功率放大电路得到更大的功率,以便更有效的驱动探头。功放电路的后端直接级联了并联谐振电路环节,以用电气隔离及单端信号转为差分信号的变压器。可将功放电路后级的单端放大信号转变为差分信号作用于三端式磁通门探头的输入端(具体参见第21页)。由分频器发出的频率为 6kHz 的励磁信号经过带通滤波,功率放大等激励电路环节,分析其传递函数的相频特性,可知其相位会发考偏移,其二次谐波信号经过谐振选频放大,带通滤波后信号相位也会发生偏移。需要进行移相处理,以便使得相敏检波电路的输入信号和基准信号同相(具体参见第32页)。即对比文件2公开了采用了连接于波形发生电路和探头输入端之间用于放大激励信号的功率放大电路以及与相敏检波电路连接的用于输入参考信号的移相电路。为了能够有效驱动探头以及实现准确的检波,在对比文件2的技术启示下,本领域技术人员容易想到在对比文件1中波形发生电路和探头之间设置功率放大电路以及使移相电路连接相敏检波电路用于输入参考信号。其次,相敏检波电路采用控制芯片ad630是本领域的常规技术选择。最后,对比文件1相敏解调器中比较器的同相端与倍频电路输出相连以获得参考信号,即倍频电路将正弦波的频率加倍,比较器将倍频之后的正弦波变为方形波得到参考信号,对于比较器和倍频电路的连接顺序,无论是先倍频再变方波还是先变方波再倍频都是本领域技术人员的常规选择,即本领域技术人员能够根据实际需要选择在波形发生电路(210)和所述移相电路(310)之间的比较器(520)和倍频器(530)的连接次序,所述比较器(520)用于将激励信号由正弦波变为方形波,所述倍频器(530)用于将所述方形波的频率加倍得到所述参考信号。
对于区别(3),对比文件1公开了采用二阶带通滤波器,本领域公知的带通滤波电路可以采用单个集成运放构成,也可以采用由低通滤波器和高通滤波器串联构成,带通滤波器的具体电路结构是本领域技术人员能够根据实际需要选择的,因此,权利要求1中所限定的由高通滤波器和低通滤波器串联构成的带通滤波电路是本领域的常用技术手段。
对于区别(4),为了提高精度,往往需要集成运放输入为零时,输出亦为零,为了确保零位输出,常用的方法就是通过调零电路实现(参见文献3《智能仪器仪表》,孙宏军等,第195-197页,清华大学出版社,2007年1月,其中公开了前置放大电路具有调零设置)。因此为了提高精度,本领域技术人员容易想到设置与所述前置放大电路(320)连接的输出端调零电路(340),使得所述输出端调零电路(340)与所述前置放大电路(320)的调零接口连接,其中所述输出端调零电路(340)用于使所述前置放大电路(320)归零。
因此,在对比文件1基础上结合对比文件2和本领域公知常识以得到该权利要求所述的技术方案对于本领域技术人员来说是显而易见的,该权利要求不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对于复审请求人的意见,合议组认为:(1)对比文件1中虽然公开的信号发生电路采用文氏桥电路,其输出连接缓冲级,但是本领域公知,缓冲级与功率放大两者并不冲突,文氏桥电路的输出依次连接缓冲放大、功率放大是本领域的常用技术手段(参见文献4:《电子测量基础》,胡玫等主编,北京邮电大学出版社,2015年8月,第20-21页记载了文氏桥振荡器的输出依次连接缓冲放大器和功率放大器)。此外,如前所述,本领域常用的信号发生器的种类有很多,当本领域技术人员为了提高精度采用高精度函数发生器等作为正弦波信号发生器时,该高精度函数发生器并不需要缓冲放大器的设置,基于对比文件2的启示容易想到将高精度函数发生器的输出连接功率放大器以有效驱动探头。并且信号发生器输出的信号连接功率放大器进行功率放大也是本领域的公知常识(参见文献1第206页图8就记载了晶振产生的信号经低通滤波形成正弦激励电压源,再经功率放大共给激励绕组以足够的激励功率)。(2)如前所述,对于带通滤波器具体结构的设置是本领域技术人员的常用技术手段,使用高通滤波器与低通滤波器串联的方式形成带通滤波器是本领域技术人员所公知的(参见文献6《模拟电子技术基础第三版》 童诗白等主编,高等教育出版社,2003年2月,第357页记载了将低通滤波器和高通滤波器串联,就可得到带通滤波器,第353页图7.4.11记载了常用的反相输入一阶低通滤波电路,第356页图7.4.16记载了常用的二级高通滤波电路)。对于滤波电路输出端和输入端之间的电阻R15设置也是本领域的常用技术手段(参见文件8《机器的技术诊断手段》,(苏)P.A.马卡洛夫著;李敏、樊耕耕译,机械工业出版社,1987年07月,第116页图56记载了二阶带通滤波器的输出端和输入端之间跨接的电阻R4)。因此,复审请求人的上述意见合议组不予支持。
2.权利要求2对权利要求1作了进一步限定,其附加技术特征为:还包括低通滤波电路(510),所述低通滤波电路(510)连接于所述锁相放大模块(300)和所述信号采集模块(400)之间。对此,对比文件1公开了开关相敏解调器的输出连接低通滤波器8,然后输出(参见第3页倒数第3段,图1)。因此,对比文件1已经公开了上述附加技术特征。另外,如前所述,文献1(第206-207页,图8)中也记载了信号经相敏检波后经低通滤波器输出连接A/D转换器。因此,在其引用的权利要求1不具备创造性的情况下,权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3.权利要求3对权利要求2作了进一步限定,其附加技术特征为:所述波形发生电路(210)和所述功率放大电路(220)之间连接有隔离变压器(250),所述隔离变压器(250)包括初级线圈(251)和次级线圈(252),所述初级线圈(251)与所述波形发生电路(210)的输出端连接,所述次级线圈(252)与所述功率放大电路(220)的输入端连接。对此,对比文件2已经公开了(参见正文第3.1节、第3.2节,图3.1):分频电路一端通过方波激励电路、带通滤波电路、功率放大电路以及隔离变压器连接到磁通门传感器。另一端连接移相电路接入到相敏检波。即本领域技术人员能够从中获得启示,有动机想到为了进行电气隔离而在波形发生器与功率放大电路直接设置隔离变压器,使隔离变压器的初级线圈与波形发生电路的输出端连接,次级线圈与功率放大电路的输入端连接用于输出激励信号,因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
4. 权利要求4对权利要求4作了进一步限定,其附加技术特征为:所述功率放大电路(220)包括依次连接的电压跟随器(221)、前置放大器(222)和功率放大器(223),所述次级线圈(252)与所述电压跟随器(221)连接。设置由电压跟随器、前置放大器和功率放大器组成的功率放大电路是本领域技术人员的常用技术手段,因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
5. 权利要求5对权利要求1作了进一步限定,其附加技术特征为:所述信号采集模块(400)包括依次连接的模数转换单元(410)和信号处理单元(420)。模数转换单元和信号处理单元组成信号采集模块是本领域的常用技术手段(参见文献1,第207页记载了:经二阶低通滤波器输出的电压信号……可以外接专门的A/D转换器送入笔记本计算机或其他任何数据采集装置)。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求5也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
6. 权利要求6对权利要求1作了进一步限定,其附加技术特征为:还包括倾角采集单元(540),所述倾角采集单元(540)与所述探头(100)连接,用于采集所述探头(100)的轴线与水平面的夹角数据。由于探头的姿态偏差会造成检测结果的误差,为了提高检测精度避免误差,本领域技术人员容易想到设置倾角采集单元用于采集所述探头(100)的轴线与水平面的夹角数据,因此,在其引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求6也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
综上所述,本申请权利要求1-6不符合专利法第22条第3款的规定。
三、决定
维持国家知识产权局于2019年02月19日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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