[實用新型]一種環形磁芯的磁通門探頭

有效

• 申請號: 201420030654.4
• 申請日: 2014-01-17
• 公開（公告）號: CN203658558U
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 王世偉;孫廣杰;孫曉華;趙軍;隋意;張成;李波
• 申請（專利權）人: 包頭稀土研究院
• 主分類號: G01R33/04
• 分類號: G01R33/04
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 張少華

技術領域

本實用新型涉及一種環形磁芯的磁通門探頭，屬于傳感器技術領域。

背景技術

磁通門傳感器是指利用被測磁場中高導磁鐵芯在交變磁場的飽和激勵下，其磁感應強度與被測磁場強度的非線性關系來測量弱磁場的一種磁場傳感器。與其他類型磁傳感器相比，具有分辨率高(可達10^-11T)，測量弱磁場范圍寬(0～10^-8T)，能夠直接測量磁場的分量和適于在高速運動系統中使用等特點。磁通門傳感器的優劣是由磁通門探頭所決定的，而磁芯材料及結構又是探頭的核心部件，材料的組織性能與成分的均勻性對探頭的靈敏度及磁通門性噪比影響很大。目前，市場主流都在采用坡莫合金材料作為作為磁芯材料，其致命缺點是材料內部成分易偏析、處理工藝復雜和造價昂貴，因此不利用向民用領域推廣。非晶態材料是一種新型功能材料，其具有優異的軟磁性能和力學性能，其內部組織結構呈長程無序而短程有序的排列，因此不存在成分偏析、晶界、微孔等缺陷，在磁通門傳感器上應用，可以滿足探頭對磁芯材料組織均一性和性能穩定性的嚴厲要求。

發明內容

本實用新型的目的在于：考慮到上述問題而提供一種具有環形三對稱結構的非晶絲環形磁芯的磁通門探頭，通過軟磁非晶絲構成的磁芯結構具有更佳的均勻性和一致性，設計的磁芯結構能夠有效消除漏磁通的產生，有效提高探頭的靈敏度和分辨率。

本實用新型的技術方案如下：

本實用新型包括環形磁芯及纏繞于磁芯上的激勵線圈和感應線圈，其中：激勵線圈纏繞包圍整體磁芯，形成閉合磁路；感應線圈為三組，在纏繞了激勵線圈的磁芯上按圓周對稱排列，相鄰感應線圈互差120度相位角。

所述磁芯由環形骨架和非晶絲共同構成，非晶絲均勻纏繞在環形骨架上、粘接固化后形成閉合磁路結構。

所述磁芯中的非晶絲為Fe基或Co基非晶（納米晶、微晶）合金絲，通過直流焦耳熱退火工藝后，材料組織及性能一致性好，非晶絲的直徑為0.1～0.2mm，長度為30～60cm。

所述激勵線圈是在磁芯上用0.1mm的漆包銅線繞制1000～1500匝形成的線圈；線圈繞制過程必須保證均勻無疊加的纏繞到磁芯上；在磁芯上纏繞的三組感應線圈匝數相同，均是由0.1mm的漆包銅線纏繞200～300匝形成的線圈。

上述磁芯結構及線圈整體置于電路接線板上，并用環氧樹脂進行密封固化，傳感器信號通過接線端子實現輸入輸出等功能。

本實用新型的優點是：解決了磁通門傳感器的精度、穩定性差等問題，制備的傳感器與后續信號處理電路連接方便，容易實現信號的處理與放大。

磁芯采用環形磁路設計后有效提高了探頭結構的對稱性，非晶絲材料由于其特殊的組織與結構特性作為磁芯材料具有更佳的組織、成分一致性，故克服了傳統坡莫合金材料內部所存在的成分偏析、微孔等缺陷，因此有效地提高了探頭的信噪比，同時非晶絲通過急冷技術一次成型，后續處理工藝簡單，減少了探頭制作工序，有效降低了材料的成本。?本實用新型的激勵線圈纏繞到整個磁芯上，避免了漏磁通的產生，與環形結構相結合后增強了激勵信號的對稱性，有效提高了探頭的靈敏度和信噪比。本實用新型的感應線圈采用三對稱結構設計，三個感應線圈互差120度相位角可以有效消除材料及磁芯結構的不均勻造成的雜波信號，有效提高了探頭信號的測試精度。

附圖說明

圖1為本實用新型的的結構示意圖；

圖2為激勵線圈結構示意圖；

圖3為感應線圈結構示意圖；

圖4為的磁芯的分區圖；

圖5為本實用新型的使用狀態參考圖。

圖中：1為環形骨架，2為非晶絲，3為激勵線圈，4為感應線圈，5為磁芯，6為接線電路板。

具體實施方式

如圖1、2、3、4所示，本實用新型是基于非晶絲磁芯的多對稱磁通門探頭，包括有磁芯5及纏繞其上的激勵線圈3和感應線圈4。

本實施例中，上述磁芯由環形骨架1和纏繞在環形骨架上的非晶絲2構成，非晶絲多層疊合并經過粘結固化。

本實施例中，上述非晶絲2其成分為FeSiB或者CoFeSiB，經過直流焦耳熱退火處理，非晶絲的成分及組織一致性好，絲材直徑為0.1～0.2mm，長度為30～60cm。

本實施例中，上述磁芯5上纏繞的激勵線圈3為0.1mm的漆包銅線纏繞1000～1500匝，激勵線圈均勻密排包圍整個磁芯結構5，并經過膠水固化到磁芯上。

本實施例中，上述磁芯5上劃分為6個區域，并編號1～6，在磁芯結構的2、4、6區域內分別纏繞感應線圈4，三組感應線圈需滿足匝數相同，互差120度相位角。

如圖5所示，本實施例中，上述磁芯5、激勵線圈3和感應線圈4整體置于接線電路板6上，并分別與相應端子連接后，用環氧樹脂固化密封形成環形磁通門傳感器探頭。