[實(shí)用新型]一種小型化單軸磁通門探頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201620061634.2
• 申請(qǐng)日: 2016-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN205333835U
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范曉勇;滕云田;王曉美;馬潔美;王晨;胡星星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)地震局地球物理研究所
• 主分類號(hào): G01R33/04
• 分類號(hào): G01R33/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種用于弱磁場(chǎng)方向檢測(cè)的、長(zhǎng)徑比較大的小型化單軸磁通門探頭，屬于地磁矢量場(chǎng)測(cè)量設(shè)備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

當(dāng)前磁傳感器根據(jù)不同的磁轉(zhuǎn)換效應(yīng)對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，達(dá)到對(duì)磁場(chǎng)測(cè)量的目的。磁通門測(cè)磁技術(shù)是使用周期性交變磁場(chǎng)對(duì)軟磁磁芯進(jìn)行周期性過飽和激勵(lì)，利用軟磁磁芯對(duì)激勵(lì)磁場(chǎng)的調(diào)制作用將外界磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)輸出的一種技術(shù)。通過對(duì)輸出電動(dòng)勢(shì)信號(hào)時(shí)頻特性的分析，可以確定外界磁場(chǎng)的大小，達(dá)到對(duì)弱磁信號(hào)進(jìn)行測(cè)量的目的。

目前，針對(duì)應(yīng)用于地球磁場(chǎng)矢量場(chǎng)觀測(cè)的各種傳感器中，因磁通門傳感器體積小、重量輕、噪聲較低，并具有較低制作成本和較大測(cè)量范圍的特點(diǎn)，在空間磁場(chǎng)測(cè)量、地質(zhì)勘探、艦船導(dǎo)航系統(tǒng)等磁場(chǎng)測(cè)量場(chǎng)所應(yīng)用較多。但因磁通門傳感器的輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)中含有很大而又無用的變壓器效應(yīng)形成的基波成分，為了抑制該基波信號(hào)，目前大多數(shù)方法是設(shè)計(jì)差分輸出傳感器，即激勵(lì)線圈反向串聯(lián)，感應(yīng)線圈同向串聯(lián)，促使變壓器效應(yīng)感應(yīng)電勢(shì)相互抵消，而環(huán)境磁場(chǎng)的感應(yīng)信號(hào)相互疊加，即所謂的雙磁芯磁通門傳感器。這種雙磁芯磁通門傳感器的結(jié)構(gòu)參數(shù)完全對(duì)稱時(shí)才可使基波分量徹底抵消，所以，根據(jù)磁芯結(jié)構(gòu)形式又分為雙棒形磁芯傳感器、環(huán)形磁芯傳感器和管形磁芯傳感器等。

發(fā)明內(nèi)容

為了獲得較好的方向性和綜合降噪性能，以雙棒型傳感器唯一基礎(chǔ)，本實(shí)用新型旨在提供一種長(zhǎng)徑比較大的、帶有跑道形磁芯結(jié)構(gòu)的小型化單軸磁通門探頭，以滿足使用中對(duì)磁探頭軸向方向性強(qiáng)、噪聲低、體積小等要求的需要。

下面結(jié)合附圖1對(duì)跑道形磁芯的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行說明：

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，若激勵(lì)磁場(chǎng)隨時(shí)間變化時(shí)，線圈兩端將產(chǎn)生感應(yīng)電壓為：

VS=-nsdBdt=-nsddt(μ(t)·Hi)---(1)]]>

其中，n為感應(yīng)線圈匝數(shù)，s為磁芯截面面積，μ(t)為磁芯在交變電流激勵(lì)下的隨時(shí)間變化的函數(shù)，H_i為磁芯內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度。

設(shè)在正弦交變電流作用下的激勵(lì)磁場(chǎng)為H(t)＝H_msinωt，磁芯的磁化特性曲線用三折線近似表示，即忽略磁滯效應(yīng)，并假定磁芯在未飽和前導(dǎo)磁系數(shù)是常數(shù)，而飽和時(shí)的導(dǎo)磁系數(shù)為1，若此時(shí)的外部被測(cè)磁場(chǎng)為H₀，磁通門傳感器二次諧波輸出電壓為：