[實(shí)用新型]振動(dòng)法測(cè)量弱磁場(chǎng)梯度的探頭

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720043288.6
• 申請(qǐng)日: 2007-08-20
• 公開（公告）號(hào): CN201063056Y
• 公開（公告）日: 2008-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蹇興亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R33/022
• 分類號(hào): G01R33/022
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及磁場(chǎng)參量的測(cè)量技術(shù)，更具體地說，它涉及一種采用振動(dòng)法測(cè)量弱磁場(chǎng)梯度的探頭裝置。

背景技術(shù)

測(cè)量磁場(chǎng)梯度的方法之一是采用振動(dòng)法，將測(cè)量磁場(chǎng)的傳感器在被測(cè)點(diǎn)附近來回等幅振動(dòng)，傳感器輸出信號(hào)被不均勻分布的磁場(chǎng)調(diào)制成為交流信號(hào)，該輸出信號(hào)的峰峰值正比于該點(diǎn)處沿振動(dòng)方向的磁場(chǎng)梯度。對(duì)于固定頻率的交流微弱信號(hào)更容易放大處理，所以采用振動(dòng)法測(cè)量磁場(chǎng)梯度具有靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)和不受使用環(huán)境條件限制的優(yōu)點(diǎn)。

中國(guó)專利授權(quán)公告號(hào)CN?2630862Y，授權(quán)公告日2004年8月4日，實(shí)用新型名稱為振動(dòng)線圈弱磁場(chǎng)梯度測(cè)量?jī)x，該實(shí)用新型公開了一種采用振動(dòng)法測(cè)量弱磁場(chǎng)梯度的方法。其不足之處是使線圈振動(dòng)的裝置結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，體積大，成本也高。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、使用靈活、靈敏度高的便攜式磁場(chǎng)梯度所需要的探頭裝置，由該探頭組成的磁場(chǎng)梯度測(cè)量?jī)x整體性價(jià)比更高。該探頭裝置可應(yīng)用于弱磁場(chǎng)梯度測(cè)量的任何場(chǎng)所，尤其在金屬磁記憶檢測(cè)領(lǐng)域時(shí)，由于不產(chǎn)生微分噪聲，對(duì)缺陷或應(yīng)力集中的檢測(cè)更加準(zhǔn)確。

本實(shí)用新型所述的磁場(chǎng)梯度是這樣規(guī)定的：設(shè)在x軸上坐標(biāo)為x處相鄰兩點(diǎn)的坐標(biāo)增量為dx，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的增量為dBn，則在點(diǎn)x處沿x方向的磁場(chǎng)梯度定義為Gx＝dBn/dx。

本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：在非鐵磁性材料外殼內(nèi)包含有振動(dòng)部件和磁傳感器，振動(dòng)部件采用壓電雙晶片，壓電雙晶片為懸臂梁結(jié)構(gòu)，在其自由端安裝有磁傳感器。

磁傳感器用于測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度，可以是線圈、集成線性霍爾元件、磁阻或者為巨磁阻傳感器。磁傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)通過導(dǎo)線引出外殼，便于連接外部的放大電路。同時(shí)，壓電雙晶片也通過導(dǎo)線引出連接于外部的交流驅(qū)動(dòng)電路。壓電雙晶片的固定端通過墊板9、壓板10、緊固螺釘7和螺母8固定，使壓電雙晶片成為懸臂梁結(jié)構(gòu)。探頭外殼采用透明塑料制成的對(duì)接盒蓋式結(jié)構(gòu)，外殼盒1與外殼盒蓋2對(duì)接后內(nèi)部空腔為長(zhǎng)方體。

利用該探頭裝置測(cè)量沿x方向的磁場(chǎng)梯度時(shí)，使傳感器沿x方向振動(dòng)，所測(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度在傳感器檢測(cè)面法線方向的分量Bn，則在傳感器振動(dòng)范圍dx內(nèi)法向磁感應(yīng)強(qiáng)度分量的增量為dBn，則沿x方向的磁場(chǎng)梯度Gx＝dBn/dx。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下的積極效果：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制作、成本低廉；體積小，使用方便，可測(cè)量任意點(diǎn)的磁場(chǎng)梯度，不受工作環(huán)境條件限制；可簡(jiǎn)化磁場(chǎng)梯度檢測(cè)儀的整機(jī)設(shè)計(jì)。將本探頭應(yīng)用于基于磁場(chǎng)梯度測(cè)量的金屬磁記憶無損檢測(cè)時(shí)，沒有微分噪聲，對(duì)缺陷和應(yīng)力集中檢測(cè)準(zhǔn)確，可靠性高。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型探頭的實(shí)施例剖視圖；

圖2是本實(shí)用新型探頭的實(shí)施例俯視圖。

圖中：外殼盒1，外殼盒蓋2，壓電雙晶片3，磁傳感器4，傳感器檢測(cè)面5，傳感器固定板6，螺釘7，螺母8，墊板9，壓板10，傳感器引線11，信號(hào)引出線12，壓電雙晶片引出線13，引出線小孔14。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)描述。

圖中，外殼盒1與外殼盒蓋2對(duì)接套插后作為探頭外殼，內(nèi)部成為長(zhǎng)方體空腔，探頭其余部件均在此空腔中工作。探頭的核心部件是壓電雙晶片3和磁傳感器4，壓電雙晶片3也稱為雙晶片壓電陶瓷致動(dòng)器，是一種PXE彎曲元件，雙疊層懸臂結(jié)構(gòu)是最簡(jiǎn)單形式，它是以金屬?gòu)椥园鍨橹行碾姌O，兩邊各貼合一層壓電材料，加電壓后，一層壓電材料伸長(zhǎng)，另一層收縮，發(fā)生與所加電壓波形相應(yīng)的彎曲變形。用壓電雙晶片作為振動(dòng)部件，具有體積小，控制方便，對(duì)傳感器干擾小等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型實(shí)施例所選用的壓電雙晶片外形尺寸為60×20×0.6mm³，自由端長(zhǎng)度55mm，最大振幅1.5mm。

磁傳感器4安裝在傳感器固定板6上，固定板6實(shí)際上是一小塊PCB電路板，一方面將傳感器4固定到壓電雙晶片3的自由端，另一方面將傳感器引線11焊接到該電路板上，信號(hào)引出線12也焊接到該固定板6上，從而能將傳感器信號(hào)引出放大。若傳感器為線圈，則將線圈直接繞制在該電路板上，起線圈骨架作用；若傳感器為集成線性霍爾元件或磁阻傳感器，則將它們的引腳焊接到該電路板上。固定板6通過強(qiáng)力膠粘貼在壓電雙晶片3的自由端，也可用膠帶固定。在外殼盒1的側(cè)壁開一個(gè)引出線小孔14，將信號(hào)引出線12和壓電雙晶片引出線13從此孔穿出。