一种电涡流位移传感器-复审决定


发明创造名称:一种电涡流位移传感器
外观设计名称:
决定号:196022
决定日:2019-11-20
委内编号:1F274134
优先权日:
申请(专利)号:201610071634.5
申请日:2016-02-01
复审请求人:珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:宋艳杰
合议组组长:杨艳兰
参审员:张宇
国际分类号:G01B7/02
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,而该区别技术特征或被其他对比文件公开,或属于本领域的常规技术手段,并且该权利要求的技术方案并没有由于该区别技术特征而具有预料不到的技术效果,则该项权利要求不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201610071634.5,名称为“一种电涡流位移传感器”的发明专利申请(下称本申请),本申请的申请日为2016年02月01日,公开日为2016年05月04日,申请人为珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年12月21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1-20不具备专利法第22条第3款规定的创造性。审查过程中引用如下2篇对比文件:
对比文件1:CN203489834U,公告日为2014年03月19日;
对比文件2:CN200941117Y,公告日为2007年08月29日。
驳回决定所依据的文本为申请日2016年02月01日提交的说明书摘要、说明书第1-61段、摘要附图、说明书附图图1-3,以及于2018年08月09日提交的权利要求1-20。驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种电涡流位移传感器,其特征在于,包括:探头,前置器,以及分别连接于所述探头和前置器的信号线缆(105);其中,
所述探头,包括:传感器壳体(101),以及采用差分结构内置于所述传感器壳体(101)的测试线圈(100)和补偿线圈(103);所述探头被配置为当待测金属检测面(300)发生位移变化时,差分输出所述测试线圈(100)和补偿线圈(103)的差分信号;
所述探头,还包括:内置于所述传感器壳体(101)的测试线圈磁芯(108)和补偿线圈磁芯(106);所述探头,还包括:位于所述测试线圈(100)和补偿线圈(103)之间的隔磁板,将补偿线圈(103)的隔磁板设置在测试线圈与补偿线圈之间,消除了补偿线圈与测试线圈之间的磁场干扰;
所述前置器,被配置为对所述差分信号进行信号处理,并输出待测金属检测面(300)位移变化的检测结果。
2. 根据权利要求1所述的传感器,其特征在于,所述探头,还包括:内置于所述传感器壳体(101)的测试线圈固定支架(102)和补偿线圈固定支架(104);
所述测试线圈(100)固定安装于所述测试线圈固定支架(102),所述补偿线圈(103)固定安装于所述补偿线圈固定支架(104)。
3. 根据权利要求1或2所述的传感器,其特征在于,所述测试线圈磁芯(108)位于所述测试线圈(100)的中心部位,所述补偿线圈磁芯(106)位于所述补偿线圈(103)的中心部位。
4. 根据权利要求3所述的传感器,其特征在于,所述测试线圈(100)和补偿线圈(103)的线圈尺寸形状以及电参数相同或相近似,且所述测试线圈磁芯(108)和补偿线圈磁芯(106)的尺寸形状以及磁性相同或相近似;和/或,
所述测试线圈(100)靠近待测金属检测面设置,且所述补偿线圈(103)位于所述测试线圈(100)远离所述金属检测面的一侧。
5. 根据权利要求1、2、4之一所述的传感器,其特征在于,所述隔磁板为与所述传感器壳体(101)一体式设置的金属片。
6. 根据权利要求3所述的传感器,其特征在于,所述探头,所述隔磁板为与所述传感器壳体(101)一体式设置的金属片。
7. 根据权利要求5所述的传感器,其特征在于,在所述隔磁板上还设有信号线走线槽(202),所述信号线缆(105)穿过所述信号线走线槽(202),与所述测试线圈(100)和补偿线圈(103)差分连接。
8. 根据权利要求6所述的传感器,其特征在于,在所述隔磁板上还设有信号线走线槽(202),所述信号线缆(105)穿过所述信号线走线槽(202),与所述测试线圈(100)和补偿线圈(103)差分连接。
9. 根据权利要求7或8所述的传感器,其特征在于,在所述传感器壳体(101)内壁与所述测试线圈(100)、补偿线圈(103)、所述测试线圈固定支架(102)和补偿线圈固定支架(104)之间的空腔、以及所述信号线走线槽(202)中,填充有灌封塑料(107)。
10. 根据权利要求1、2、4、6-8之一所述的传感器,其特征在于,在所述传感器壳体(101)靠近所述信号线缆(105)的一端,设有扳手卡面(203);和/或,
在所述传感器壳体(101)的外表面设有传感器固定螺纹(200);和/或,
所述传感器壳体(101)为金属壳体。
11. 根据权利要求3所述的传感器,其特征在于,在所述传感器壳体(101)靠近所述信号线缆(105)的一端,设有扳手卡面(203);和/或,
在所述传感器壳体(101)的外表面设有传感器固定螺纹(200);和/或,
所述传感器壳体(101)为金属壳体。
12. 根据权利要求5所述的传感器,其特征在于,在所述传感器壳体(101)靠近所述信号线缆(105)的一端,设有扳手卡面(203);和/或,
在所述传感器壳体(101)的外表面设有传感器固定螺纹(200);和/或,
所述传感器壳体(101)为金属壳体。
13. 根据权利要求9所述的传感器,其特征在于,在所述传感器壳体(101)靠近所述信号线缆(105)的一端,设有扳手卡面(203);和/或,
在所述传感器壳体(101)的外表面设有传感器固定螺纹(200);和/或,
所述传感器壳体(101)为金属壳体。
14. 根据权利要求1、2、4、6-8、11-13之一所述的传感器,其特征在于,所述前置器,包括:连接于所述信号线缆(105)的感应电感值数字转换器,以及连接于所述电感数字转换器的MCU或单片机。
15. 根据权利要求3所述的传感器,其特征在于,所述前置器,包括:连接于所述信号线缆(105)的感应电感值数字转换器,以及连接于所述电感数字转换器的MCU或单片机。
16. 根据权利要求5所述的传感器,其特征在于,所述前置器,包括:连接于所述信号线缆(105)的感应电感值数字转换器,以及连接于所述电感数字转换器的MCU或单片机。
17. 根据权利要求9所述的传感器,其特征在于,所述前置器,包括:连接于所述信号线缆(105)的感应电感值数字转换器,以及连接于所述电感数字转换器的MCU或单片机。
18. 根据权利要求10所述的传感器,其特征在于,所述前置器,包括:连接于所述信号线缆(105)的感应电感值数字转换器,以及连接于所述电感数字转换器的MCU或单片机。
19. 根据权利要求14所述的传感器,其特征在于,所述感应电感值数字转换器,以及MCU或单片机,集成设置于一控制板。
20. 根据权利要求15-18之一所述的传感器,其特征在于,所述感应电感值数字转换器,以及MCU或单片机,集成设置于一控制板。”。
驳回决定认为:本申请独立权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于:电涡流位移传感器还包括:连接于探头和前置器的信号线缆;内置于传感器壳体的测试线圈磁芯和补偿线圈磁芯。上述区别特征或是本领域技术人员容易想到的,或是本领域的常规技术手段。因此独立权利要求1相比于对比文件1和本领域常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。直接或间接引用权利要求1的从属权利要求2-20的附加技术特征,或被对比文件1公开,或被对比文件2公开,或属于本领域的常规技术手段,或属于本领域技术人员容易想到的,因此从属权利要求2-20也不具备创造性。
申请人珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2019年02月18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全文修改替换页,在权利要求1中增加技术特征“外置到探头之外”进一步限定前置器的位置,修改后的权利要求具体如下:
“1. 一种电涡流位移传感器,其特征在于,包括:探头,前置器,以及分别连接于所述探头和前置器的信号线缆(105);其中,
所述探头,包括:传感器壳体(101),以及采用差分结构内置于所述传感器壳体(101)的测试线圈(100)和补偿线圈(103);所述探头被配置为当待测金属检测面(300)发生位移变化时,差分输出所述测试线圈(100)和补偿线圈(103)的差分信号;
所述探头,还包括:内置于所述传感器壳体(101)的测试线圈磁芯(108)和补偿线圈磁芯(106);所述探头,还包括:位于所述测试线圈(100)和补偿线圈(103)之间的隔磁板,将补偿线圈(103)的隔磁板设置在测试线圈与补偿线圈之间,消除了补偿线圈与测试线圈之间的磁场干扰;
所述前置器,外置到探头之外,被配置为对所述差分信号进行信号处理,并输出待测金属检测面(300)位移变化的检测结果。
2. 根据权利要求1所述的传感器,其特征在于,所述探头,还包括:内置于所述传感器壳体(101)的测试线圈固定支架(102)和补偿线圈固定支架(104);
所述测试线圈(100)固定安装于所述测试线圈固定支架(102),所述补偿线圈(103)固定安装于所述补偿线圈固定支架(104)。
3. 根据权利要求1或2所述的传感器,其特征在于,所述测试线圈磁芯(108)位于所述测试线圈(100)的中心部位,所述补偿线圈磁芯(106)位于所述补偿线圈(103)的中心部位。
4. 根据权利要求3所述的传感器,其特征在于,所述测试线圈(100)和补偿线圈(103)的线圈尺寸形状以及电参数相同或相近似,且所述测试线圈磁芯(108)和补偿线圈磁芯(106)的尺寸形状以及磁性相同或相近似;和/或,
所述测试线圈(100)靠近待测金属检测面设置,且所述补偿线圈(103)位于所述测试线圈(100)远离所述金属检测面的一侧。
5. 根据权利要求1、2、4之一所述的传感器,其特征在于,所述隔磁板为与所述传感器壳体(101)一体式设置的金属片。
6. 根据权利要求3所述的传感器,其特征在于,所述探头,所述隔磁板为与所述传感器壳体(101)一体式设置的金属片。
7. 根据权利要求5所述的传感器,其特征在于,在所述隔磁板上还设有信号线走线槽(202),所述信号线缆(105)穿过所述信号线走线槽(202),与所述测试线圈(100)和补偿线圈(103)差分连接。
8. 根据权利要求6所述的传感器,其特征在于,在所述隔磁板上还设有信号线走线槽(202),所述信号线缆(105)穿过所述信号线走线槽(202),与所述测试线圈(100)和补偿线圈(103)差分连接。
9. 根据权利要求7或8所述的传感器,其特征在于,在所述传感器壳体(101)内壁与所述测试线圈(100)、补偿线圈(103)、所述测试线圈固定支架(102)和补偿线圈固定支架(104)之间的空腔、以及所述信号线走线槽(202)中,填充有灌封塑料(107)。
10. 根据权利要求1、2、4、6-8之一所述的传感器,其特征在于,在所述传感器壳体(101)靠近所述信号线缆(105)的一端,设有扳手卡面(203);和/或,
在所述传感器壳体(101)的外表面设有传感器固定螺纹(200);和/或,
所述传感器壳体(101)为金属壳体。
11. 根据权利要求3所述的传感器,其特征在于,在所述传感器壳体(101)靠近所述信号线缆(105)的一端,设有扳手卡面(203);和/或,
在所述传感器壳体(101)的外表面设有传感器固定螺纹(200);和/或,
所述传感器壳体(101)为金属壳体。
12. 根据权利要求5所述的传感器,其特征在于,在所述传感器壳体(101)靠近所述信号线缆(105)的一端,设有扳手卡面(203);和/或,
在所述传感器壳体(101)的外表面设有传感器固定螺纹(200);和/或,
所述传感器壳体(101)为金属壳体。
13. 根据权利要求9所述的传感器,其特征在于,在所述传感器壳体(101)靠近所述信号线缆(105)的一端,设有扳手卡面(203);和/或,
在所述传感器壳体(101)的外表面设有传感器固定螺纹(200);和/或,
所述传感器壳体(101)为金属壳体。
14. 根据权利要求1、2、4、6-8、11-13之一所述的传感器,其特征在于,所述前置器,包括:连接于所述信号线缆(105)的感应电感值数字转换器,以及连接于所述电感数字转换器的MCU或单片机。
15. 根据权利要求3所述的传感器,其特征在于,所述前置器,包括:连接于所述信号线缆(105)的感应电感值数字转换器,以及连接于所述电感数字转换器的MCU或单片机。
16. 根据权利要求5所述的传感器,其特征在于,所述前置器,包括:连接于所述信号线缆(105)的感应电感值数字转换器,以及连接于所述电感数字转换器的MCU或单片机。
17. 根据权利要求9所述的传感器,其特征在于,所述前置器,包括:连接于所述信号线缆(105)的感应电感值数字转换器,以及连接于所述电感数字转换器的MCU或单片机。
18. 根据权利要求10所述的传感器,其特征在于,所述前置器,包括:连接于所述信号线缆(105)的感应电感值数字转换器,以及连接于所述电感数字转换器的MCU或单片机。
19. 根据权利要求14所述的传感器,其特征在于,所述感应电感值数字转换器,以及MCU或单片机,集成设置于一控制板。
20. 根据权利要求15-18之一所述的传感器,其特征在于,所述感应电感值数字转换器,以及MCU或单片机,集成设置于一控制板。”
复审请求人认为:(1)本申请解决的技术问题是如何解决“在不同的温度与压力环境中,测试结果均会存在漂移,导致测试不准确”的问题,而对比文件1声称要解决的技术问题是:为了降低高精度磁悬浮系统中工作的电涡流位移传感器的温漂问题,二者解决的技术问题和所针对的控制对象均不相同,相应地二者所预达到的技术效果也不相同;前置器外置到探头之外,可以消除温度对探头和前置器的影响;结合在探头中设置了两个线圈进行差分输出,可以使得该传感器可以应用在高温、高压的环境中进行准确测试,且具有精度高、体积小、成本低、可靠性高等特点;(2)对比文件1中并未明确是否有分别连接于探头和前置器的信号线缆,也未明确若有分别连接于探头和前置器的信号线缆时信号线缆的设置方式;对比文件1中并未公开该测试线圈磁芯和补偿线圈磁芯,也未给出相应的技术启示;对比文件1并未公开隔磁板,消除了补偿线圈与测试线圈之间的磁场干扰;对比文件1中并未明确前置器的具体设置方式,也未给出如本申请中将前置器设置在探头之外的技术启示或技术需求;(3)从属权利要求2-3、6、8-9的附加技术特征,现有技术中并未公开,也未给出相应的启示;对上述附加技术特征的新创性的评判,应基于本申请预解决的技术问题、采用的技术手段和达到的技术效果进行整理考量,而不应单独摘出某个附加技术特征单独评判其新创性。
经形式审查合格,国家知识产权局于2019年02月27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。
经前置审查,原审查部门仍以权利要求1-20不具备创造性为由坚持原驳回决定。
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08月21日向复审请求人发出复审通知书,指出:本申请权利要求1的技术方案与对比文件1的区别在于:传感器包括分别连接于所述探头和前置器的信号线缆;内置于所述传感器壳体的测试线圈磁芯和补偿线圈磁芯;所述前置器,外置到探头之外。上述区别特征属于本领域常规技术手段。因此独立权利要求1相对于对比文件1和本领域常规技术手段的结合不具备创造性。直接或间接引用权利要求1的从属权利要求2-20的附加技术特征或被对比文件1公开,或属于本领域技术人员容易想到的,或属于本领域常规技术手段,因此从属权利要求2-20也不具备创造性。
复审请求人于2019年09月02日提交了意见陈述书,同时提交了权利要求书全文修改替换页,在权利要求1中增加技术特征“通过利用探头与前置器分体设置、且在探头中设置两个线圈进行差分输出,能够应用在高温、高压的环境中进行准确测试”,将从属权利要求4的附加技术特征加入权利要求1中,删除从属权利要求5中的“和/或”后将该从属权利要求的附加技术特征加入权利要求1中,并对从属权利要求的引用关系进行适应性修改。修改后的权利要求具体如下:
“1. 一种电涡流位移传感器,其特征在于,包括:探头,前置器,以及分别连接于所述探头和前置器的信号线缆(105);其中,
所述探头,包括:传感器壳体(101),以及采用差分结构内置于所述传感器壳体(101)的测试线圈(100)和补偿线圈(103);所述探头被配置为当待测金属检测面(300)发生位移变化时,差分输出所述测试线圈(100)和补偿线圈(103)的差分信号;
所述探头,还包括:内置于所述传感器壳体(101)的测试线圈磁芯(108)和补偿线圈磁芯(106);所述探头,还包括:位于所述测试线圈(100)和补偿线圈(103)之间的隔磁板,将补偿线圈(103)的隔磁板设置在测试线圈与补偿线圈之间,消除了补偿线圈与测试线圈之间的磁场干扰;
所述前置器,外置到探头之外,被配置为对所述差分信号进行信号处理,并输出待测金属检测面(300)位移变化的检测结果;通过利用探头与前置器分体设置、且在探头中设置两个线圈进行差分输出,能够应用在高温、高压的环境中进行准确测试;
所述测试线圈(100)和补偿线圈(103)的线圈尺寸形状以及电参数相同或相近似,且所述测试线圈磁芯(108)和补偿线圈磁芯(106)的尺寸形状以及磁性相同或相近似;所述测试线圈(100)靠近待测金属检测面设置,且所述补偿线圈(103)位于所述测试线圈(100)远离所述金属检测面的一侧;
所述隔磁板为与所述传感器壳体(101)一体式设置的金属片。
2. 根据权利要求1所述的传感器,其特征在于,所述探头,还包括:内置于所述传感器壳体(101)的测试线圈固定支架(102)和补偿线圈固定支架(104);
所述测试线圈(100)固定安装于所述测试线圈固定支架(102),所述补偿线圈(103)固定安装于所述补偿线圈固定支架(104)。
3. 根据权利要求1或2所述的传感器,其特征在于,所述测试线圈磁芯(108)位于所述测试线圈(100)的中心部位,所述补偿线圈磁芯(106)位于所述补偿线圈(103)的中心部位。
4. 根据权利要求1所述的传感器,其特征在于,在所述隔磁板上还设有信号线走线槽(202),所述信号线缆(105)穿过所述信号线走线槽(202),与所述测试线圈(100)和补偿线圈(103)差分连接。
5. 根据权利要求4所述的传感器,其特征在于,在所述传感器壳体(101)内壁与所述测试线圈(100)、补偿线圈(103)、所述测试线圈固定支架(102)和补偿线圈固定支架(104)之间的空腔、以及所述信号线走线槽(202)中,填充有灌封塑料(107)。
6. 根据权利要求1、2、4、5之一所述的传感器,其特征在于,在所述传感器壳体(101)靠近所述信号线缆(105)的一端,设有扳手卡面(203);和/或,
在所述传感器壳体(101)的外表面设有传感器固定螺纹(200);和/或,
所述传感器壳体(101)为金属壳体。
7. 根据权利要求3所述的传感器,其特征在于,在所述传感器壳体(101)靠近所述信号线缆(105)的一端,设有扳手卡面(203);和/或,
在所述传感器壳体(101)的外表面设有传感器固定螺纹(200);和/或,
所述传感器壳体(101)为金属壳体。
8. 根据权利要求1、2、4、5之一所述的传感器,其特征在于,所述前置器,包括:连接于所述信号线缆(105)的感应电感值数字转换器,以及连接于所述电感数字转换器的MCU或单片机。
9. 根据权利要求3所述的传感器,其特征在于,所述前置器,包括:连接于所述信号线缆(105)的感应电感值数字转换器,以及连接于所述电感数字转换器的MCU或单片机。
10. 根据权利要求8所述的传感器,其特征在于,所述感应电感值数字转换器,以及MCU或单片机,集成设置于一控制板。
11. 根据权利要求9所述的传感器,其特征在于,所述感应电感值数字转换器,以及MCU或单片机,集成设置于一控制板。”
复审请求人认为:(1)本申请解决的技术问题是如何解决“在不同的温度与压力环境中,测试结果均会存在漂移,导致测试不准确”的问题,而对比文件1声称要解决的技术问题是:为了降低高精度磁悬浮系统中工作的电涡流位移传感器的温漂问题,二者解决的技术问题和所针对的控制对象均不相同,相应地二者所预达到的技术效果也不相同;前置器外置到探头之外,可以消除温度对探头和前置器的影响;结合在探头中设置了两个线圈进行差分输出,可以使得该传感器可以应用在高温、高压的环境中进行准确测试,且具有精度高、体积小、成本低、可靠性高等特点;(2)对比文件1中并未明确是否有分别连接于探头和前置器的信号线缆,也未明确若有分别连接于探头和前置器的信号线缆时信号线缆的设置方式;对比文件1中并未公开该测试线圈磁芯和补偿线圈磁芯,也未给出相应的技术启示;对比文件1并未公开隔磁板,消除了补偿线圈与测试线圈之间的磁场干扰;对比文件1中并未明确前置器的具体设置方式,也未给出如本申请中将前置器设置在探头之外的技术启示或技术需求;(3)对比文件1中是在探头内增设一金属挡板和用于感测挡板位移变化的补偿探头线圈,在保证补偿探头线圈与金属挡板之间的距离一定时,采用前置器中的差分减法电路对补偿探头线圈所感测到的金属挡板位移变化的交变信号和主探头线圈所感测到的被测金属体位移变化的交变信号进行减法处理;这也与本申请明显不同;(4)从属权利要求1-3,6-9的附加技术特征,现有技术中并未公开,也未给出相应的启示;对上述附加技术特征的新创性的评判,应基于本申请预解决的技术问题、采用的技术手段和达到的技术效果进行整理考量,而不应单独摘出某个附加技术特征单独评判其新创性。
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
在复审程序中,复审请求人于2019年09月02日提交了权利要求书全文的修改替换页,经审查,所作修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。因此,本复审决定针对的文本是:复审请求人于2019年09月02日提交的权利要求第1-11项,申请日2016年02月01日提交的说明书摘要、说明书第1-61段、摘要附图、说明书附图图1-3。
2、关于创造性
专利法第22条第3款规定:创造性,是指与现有技术相比,该发明有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型有实质性特点和进步。
如果一项权利要求与作为最接近现有技术的对比文件相比存在区别技术特征,而该区别技术特征或被其他对比文件公开,或属于本领域的常规技术手段,并且该权利要求的技术方案并没有由于该区别技术特征而具有预料不到的技术效果,则该项权利要求不具备创造性。
具体到本案:
权利要求1请求保护一种电涡流位移传感器,对比文件1(CN203489834U)公开了一种电涡流位移传感器,并具体公开了以下技术特征(参见说明书第0019-0043段,附图1-2):对比文件1公开了一种电涡流位移传感器,包括探头100和前置器200,探头100与前置器200连接,探头100包括主探头线圈110和金属外壳120,主探头线圈110位于所述金属外壳120围成的空腔内,用于感测被测金属体300的位移变化,探头100还包括补偿探头线圈130、金属挡板140和屏蔽金属体150,屏蔽金属体150位于补偿探头线圈130和主探头线圈110之间;补偿探头线圈130位于由金属外壳120、屏蔽金属体150以及金属 挡板140形成的封闭空间内,与金属挡板140的相对位置固定;补偿探头线圈130和主探头线圈110采用相同的材料和绕制方式,并且具有相同的电学参数;前置器200包括差分减法电路,差分减法电路用于处理主探头线圈110的输出信号和补偿探头线圈130的输出信号。电涡流位移传感器所采用的是感应电涡流的原理,主探头线圈110有效阻抗的变化主要和被测金属体300的磁导率、电导率、主探头线圈110的几何尺寸,几何形状、圈数、以及主探头线圈110与被测金属体300之间的垂直距离 S2有关,当主探头线圈110的材料、绕制方式及被测金属体300确定时,主探头线圈110有效阻抗的变化则只和主探头线圈110与被测金属体300之间的垂直距离S2有关,但是由于电涡流位移传感器很容易受到温度T的影响,因此,实际中,主探头线圈110的有效阻抗则为温度T和垂直距离S2的双值函数关系; 同理,补偿探头线圈130的有效阻抗则与温度T和补偿探头线圈130与金属挡 板140之间的垂直距离S1相关,又因为该垂直距离S1固定,所以,补偿探头线圈130有效阻抗的变化主要与温度T相关。因此,将主探头线圈110有效阻抗的变化与补偿探头线圈130有效阻抗的变化通过前置器200中的差分减法电路进行减法处理,即可得到主探头线圈110 所输出的信号随主探头线圈110与被测金属体300之间的垂直距离S1的变化关系,采用该方法所得到的结果精确度更高,误差更小,因而有效地抑制了在高精度磁悬浮系统中,温度对电涡流位移传感器输出信号的影响,克服了电涡流位移传感器探头的温漂问题。用于隔离主探头线圈110和 补偿探头线圈130的屏蔽金属体150的材料为高效导热材料。前置器还包括激励发生电路、主振荡电路、补偿振荡电路、第一检波滤波放大电路以及第二检波滤波放大电路;主振荡电路包括第一电容器Cz,第一电容器Cz与主探头线圈(Lz)110并联,因此,主振荡电路产生的交变信号的振幅Uz与主探头线圈(Lz)110的有效阻抗成正比,进而经第一检波滤波放大电路处理后的交变信号的振幅Uzo只包含垂直距离S2和温度T两个变量。其中,需要说明的是主探头线圈110与图2中的Lz为同一部件。补偿振荡电路包括第二电容器Cb,第二电容器Cb与补偿探头线圈(Lb) 140并联,因而,补偿振荡电路产生的交变信号的振幅Ub与补偿探头线圈140 的有效阻抗成正比,进而经第二检波滤波放大电路处理后的交变信号的振幅Ubo 只包含温度T变量。其中,需要说明的是补偿探头线圈140与图2中的Lb为同一部件。附图1公开了屏蔽金属体为板状,主探头线圈靠近被测金属体设置,补偿探头线圈位于主探头线圈远离被测金属体的一侧。
本申请权利要求1的技术方案与对比文件1公开的内容相比,对比文件1中探头100、前置器200分别对应本申请权利要求1中的探头和前置器;对比文件1中公开的“探头100包括主探头线圈110和金属外壳120”,“探头100还包括补偿探头线圈130”,“前置器200包括差分减法电路,差分减法电路用于处理主探头线圈110的输出信号和补偿探头线圈130的输出信号”,“将主探头线圈110有效阻抗的变化与补偿探头线圈130有效阻抗的变化通过前置器200中的差分减法电路进行减法处理”,相当于公开了本申请权利要求1中“所述探头,包括:传感器壳体,以及采用差分结构内置于所述传感器壳体的测试线圈和补偿线圈;所述探头被配置为当待测金属检测面发生位移变化时,差分输出所述测试线圈和补偿线圈的差分信号”;对比文件1中公开了“探头100还包括屏蔽金属体150,屏蔽金属体150位于补偿探头线圈130和主探头线圈110之间”,屏蔽金属体通常是用于电磁屏蔽,而对比文件1中屏蔽金属体位于补偿线圈和主探头线圈之间,因此本领域技术人员可直接毫无疑义确定该屏蔽金属体用于消除补偿线圈和测试线圈之间的磁场干扰,且附图1公开了该屏蔽金属体为板状,相当于公开了本申请权利要求1中“所述探头,还包括:位于所述测试线圈和补偿线圈之间的隔磁板,将补偿线圈的隔磁板设置在测试线圈与补偿线圈之间,消除了补偿线圈与测试线圈之间的磁场干扰”;对比文件1中“前置器200包括差分减法电路,差分减法电路用于处理主探头线圈110的 输出信号和补偿探头线圈130的输出信号”,“将主探头线圈110有效阻抗的变化与补偿探头线圈130有效阻抗的变化通过前置器200中的差分减法电路进行减法处理,即可得到主探头线圈110 所输出的信号随主探头线圈110与被测金属体300之间的垂直距离S1的变化关系”,相当于公开了本申请权利要求1中“所述前置器,被配置为对所述差分信号进行信号处理,并输出待测金属检测面位移变化的检测结果”;对比文件1中“补偿探头线圈与主探头线圈采用相同的材料和绕制方式,并具有相同的电学参数,因而经差分减法电路处理后的交变信号排除了温度对测试结果的影响”,相当于公开了本申请权利要求1中“测试线圈磁芯和补偿线圈尺寸形状以及电参数相同或相近似”;附图1公开了主探头线圈靠近被测金属体设置,补偿探头线圈位于主探头线圈远离被测金属体的一侧,相当于公开了本申请权利要求1中“所述测试线圈靠近待测金属检测面设置,且所述补偿线圈位于所述测试线圈远离所述金属检测面的一侧”。
因此权利要求1与对比文件1的区别在于:传感器包括分别连接于所述探头和前置器的信号线缆;内置于所述传感器壳体的测试线圈磁芯和补偿线圈磁芯;所述前置器,外置到探头之外;通过利用探头与前置器分体设置、且在探头中设置两个线圈进行差分输出,能够应用在高温、高压的环境中进行准确测试;所述测试线圈磁芯和补偿线圈磁芯的尺寸形状以及磁性相同或相近似;所述隔磁板为与所述传感器壳体一体式设置的金属片。
基于上述区别特征,权利要求1实际解决的技术问题是如何减少磁场干扰,增强磁场,并使得传感器适用于高温高压环境。
对于上述区别特征,对比文件1已经公开了探头100与前置器200连接,而采用线缆进行电子元件的连接是本领域的常规技术手段,因此采用信号线缆分别连接探头和前置器也是常规技术手段;并且,使用磁芯增强线圈的磁场强度是本领域的常规技术手段。对比文件1中主探头线圈和补偿探头线圈的设置即可降低温漂的影响,减少温度对测量精度的影响,同时为了减少温度对电路的干扰,而将具有运算电路的前置器设置在探头外部,是本领域技术人员根据实际需要即可做出的常规技术手段。在此基础上,为了使得传感器可适用于高温高压环境,对本领域技术人员来说是根据实际需要即可做出的常规变化。
由于对比文件1已经公开了“补偿探头线圈与主探头线圈采用相同的材料和绕制方式,并具有相同的电学参数,因而经差分减法电路处理后的交变信号排除了温度对测试结果的影响”,在此基础上,本领域技术人员容易想到将测试线圈和补偿线圈磁芯的尺寸形状以及磁性设置为相同或近似,以在差分减法电路处理后减少温度对测试结果的影响。此外,对本领域技术人员来说,将隔磁板与传感器壳体一体设置,是根据实际需要即可做出的常规技术手段。
因此,在对比文件1的基础上,结合本领域常规技术手段,得到权利要求1请求保护的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的,不具有突出的实质性特点和显著的进步,不具备创造性。
从属权利要求2进一步限定权利要求1为“所述探头,还包括:内置于所述传感器壳体(101)的测试线圈固定支架(102)和补偿线圈固定支架(104);所述测试线圈(100)固定安装于所述测试线圈固定支架(102),所述补偿线圈(103)固定安装于所述补偿线圈固定支架(104)”,对比文件1已经公开了(参见说明书第0030段,附图1):主探头线圈110与金属外壳120、屏蔽金属体150之间的空隙采用高温绝缘胶填充,有效的将主探头线圈110固定住,防止在测试过程中操作不当导致主探头线圈110位置发生变化,保证了测试结果的准确性。补偿探头线圈130与金属外壳120、屏蔽金属体150以及金属挡板 140之间的空隙采用高温绝缘胶填充,有效地将补偿探头线圈130固定在金属外壳120、屏蔽金属体150以及金属挡板140所围成的封闭空间内,同时,还有效的避免了周围环境对补偿探头线圈120产生干扰,保证了测量结果的精确性。由此可见,对比文件1公开了使用高温绝缘胶保护、支撑线圈,在此基础上,本领域技术人员很容易想到使用支架支撑线圈,不需要付出创造性的劳动。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求2也不具备创造性。
从属权利要求3进一步限定权利要求1-2为“所述测试线圈磁芯(108)位于所述测试线圈(100)的中心部位,所述补偿线圈磁芯(106)位于所述补偿线圈(103)的中心部位”,使用磁芯增强磁场强度是本领域的常规技术手段,在此基础上,本领域技术人员很容易想到使用磁芯置于线圈中心部位,不需要付出创造性的劳动。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求3也不具备创造性。
从属权利要求4进一步限定权利要求1为“在所述隔磁板上还设有信号线走线槽(202),所述信号线缆(105)穿过所述信号线走线槽(202),与所述测试线圈(100)和补偿线圈(103)差分连接”,通过走线槽布置信号线缆是本领域的常规技术手段,因此,在隔磁板上设置信号走线槽以供线缆通过是本领域技术人员根据实际设计需要即可做出的常规技术手段;通过线缆连接线圈也是本领域的常规技术手段,因此为了对测试线圈和补偿线圈的信号进行差分处理,而使得线缆与测试线圈和补偿线圈差分连接也是本领域技术人员根据实际需要即可做出的常规技术手段。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求4也不具备创造性。
从属权利要求5进一步限定权利要求4为“在所述传感器壳体(101)内壁与所述测试线圈(100)、补偿线圈(103)、所述测试线圈固定支架(102)和补偿线圈固定支架(104)之间的空腔、以及所述信号线走线槽(202)中,填充有灌封塑料(107)”,对比文件1已经公开了(参见第0029-0030段):主探头线圈110与金属外壳120、屏蔽金属体150之间的空隙采用高温绝缘胶填充,有效的将主探头线圈110固定住,防止在测试过程中操作不当导致主探头线圈110位置发生变化,保证了测试结果的准确性。补偿探头线圈130与金属外壳120、屏蔽金属体150以及金属挡板 140之间的空隙采用高温绝缘胶填充,有效地将补偿探头线圈130固定在金属外壳120、屏蔽金属体150以及金属挡板140所围成的封闭空间内,同时,还有效的避免了周围环境对补偿探头线圈120产生干扰,保证了测量结果的精确性。即对比文件1给出了在传感器壳体内的空腔处灌封高温绝缘物质以稳固线圈以及减少温度干扰的技术启示,在此基础上,本领域技术人员容易想到在传感器壳体内壁与所述测试线圈、补偿线圈、所述测试线圈固定支架和补偿线圈固定支架之间的空腔、以及所述信号线走线槽中,填充有灌封塑料,这些设置并不需要付出创造性的劳动。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求5也不具备创造性。
从属权利要求6进一步限定权利要求1-2、4-5,从属权利要求7进一步限定权利要求3为“在所述传感器壳体(101)靠近所述信号线缆(105)的一端,设有扳手卡面(203);和/或,在所述传感器壳体(101)的外表面设有传感器固定螺纹(200);和/或,所述传感器壳体(101)为金属壳体”,对比文件2(CN200941117Y)公开了一种可自锁紧安装的超声波传感器,并具体公开了(参见说明书第1页第2-5段,附图1):传感器外壳外表面上设置有螺纹,通过螺纹可以将传感器固定安装在防撞杠上。因此,对比文件2给出了在传感器壳体外表面设置螺纹以安装传感器的技术启示。并且对比文件1已经公开了传感器壳体为金属壳体。而对于本领域技术人员来说,为了方便操作人员对传感器的装配,而在传感器壳体靠近信号线缆一端设有扳手卡面,这对本领域技术人员来说是根据实际需要即可做出的常规设置。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求6-7也不具备创造性。
从属权利要求8进一步限定权利要求1-2,4-5,从属权利要求9进一步限定权利要求3为“所述前置器,包括:连接于所述信号线缆(105)的感应电感值数字转换器,以及连接于所述电感数字转换器的MCU或单片机”,采用数字芯片进行电感值的转换,以及采用MCU或单片机进行数字信号处理,这些都是本领域的常规技术手段,前述附加技术特征也是本领域技术人员根据实际需要即可做出的常规技术手段,不需要付出创造性劳动。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求8-9也不具备创造性。
从属权利要求10进一步限定权利要求8,从属权利要求11进一步限定权利要求9为“所述感应电感值数字转换器,以及MCU或单片机,集成设置于一控制板”,电路集成化是本领域减小设备体积的常规技术手段,因此感应电感值数字转换器,以及MCU或单片机,集成设置于一控制板,也是本领域技术人员根据实际需要即可做出的常规技术手段,不需要付出创造性劳动。因此,当引用的权利要求不具备创造性时,从属权利要求10-11也不具备创造性。
3、对复审请求人相关意见的评述
针对复审请求人2019年09月02日提交的意见陈述中的相关意见,合议组认为:(1)正如本申请说明书第0016段,0032段所公开的内容,“本发明的方案,通过在探头中设置了两个线圈进行差分输出,且前置器外置到探头之外,可以消除温度对探头和前置器的影响”,“通过分体式设置的探头和前置器,且采用差分结构内置于探头中的测试线圈和补偿线圈,可以克服高温、高压环境中温度漂移对位移检测结果的影响”,因此,本申请采用差分设置测试线圈和补偿线圈,以及前置器外置,其作用主要是减小温度漂移对位移检测结果的影响。而对比文件1公开的技术方案已经公开了采用测试线圈和补偿线圈输出信号差分处理来减小温度漂移对位移检测结果的影响;而电子器件会受到温度影响是本领域公知常识,为了减少温度对电路的干扰,将具有运算电路的前置器设置在探头外部,是本领域技术人员根据实际需要即可做出的常规技术手段。而对于复审请求人所说的使传感器适用于高温、高压环境,这是本领域技术人员在对比文件1的基础上,不需要付出创造性劳动即可做出的设置;(2)电涡流传感器,核心是一只线圈,为了使磁力集中,可将线圈绕在直径和长度较小的磁芯上,置于探头的端部,外部用高品质因数塑料密封。图7-10电涡流探头结构图也公开了,探头包括输出屏蔽电缆线进行数据传输,壳体外部设置有调节螺纹,夹持螺母,夹持螺母具有卡面(参见《传感器技术与应用》,第102-103页,乔玉丰等主编,河北科学技术出版社,2015年5月)。由此可见,线圈内设置磁芯以增强磁场,采用线缆进行数据传输,壳体外部设置安装螺纹以及设置卡面都是本领域的公知常识。而线缆实现传感器元件的具体连接方式则是本领域技术人员根据实际需要即可做出的常规技术手段;对比文件1公开了屏蔽金属体位于补偿探头线圈和主探头线圈之间,而屏蔽金属体即是用于进行电磁屏蔽的材料,且其设置在两个探头线圈之间,因此其作用即是消除两个线圈之间的磁场干扰,并且对比文件1的附图1也公开了该屏蔽金属体为板状,因此该屏蔽金属体即相当于本申请中的金属隔磁板,消除补偿线圈于测试线圈之间的磁场干扰;而对于前置器的位置,为了减少元器件被干扰而尽量使元器件远离干扰源,这是本领域的常规技术手段,因此,为了减少温度对前置器的影响,而将前置器外置到探头外,这是本领域技术人员容易想到的;(3)根据本申请权利要求1的限定,权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1公开的技术方案,都是输出测试线圈和补偿线圈的差分信号,对差分信号进行处理输出待测金属检测面的位移变化,并且对比文件1公开的技术方案中补偿线圈同样位于测试线圈远离金属检测面的一侧,并非如请求人所述明显不同;(4)发明的创造性,是指与现有技术相比,该发明有突出的实质性特点和显著的进步。发明有突出的实质性特点,是指对所属技术领域的技术人员来说,发明相对于现有技术是非显而易见的。如果发明是所属技术领域的技术人员在现有技术的基础上仅仅通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验可以得到的,则该发明是显而易见的,也就不具备突出的实质性特点。关于从属权利要求2-3、6、8-9的附加技术特征均属于本领域的常规技术手段,这种现有技术的堆叠,是本领域技术人员根据实际需要即可做出的常规设置,并不需要付出创造性的劳动。因此,复审请求人的意见不成立。
综上所述,本申请权利要求1-11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2018年12月21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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