[發明專利]一種球面型三軸磁通門探頭

有效

• 申請號: 201710454158.X
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107356887B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 張躍;王緒本;高嵩;曹彬;李志鵬;王寬厚
• 申請（專利權）人: 北京納特斯拉科技有限公司;成都理工大學;陜西航晶微電子有限公司
• 主分類號: G01R33/04
• 分類號: G01R33/04
• 代理公司: 成都科奧專利事務所(普通合伙) 51101
• 代理人: 王蔚

本發明公開了一種球面型三軸磁通門探頭，包括無磁球芯、激磁繞線、檢測繞線骨架、檢測繞線、反饋繞線骨架和反饋繞線，所述無磁球芯是由三個正方體環沿三軸方向相互正交形成；所述檢測繞線骨架上加工有沿三軸方向且相互正交的凹槽，檢測繞線繞置在凹槽內，無磁球芯安裝在檢測繞線骨架的內腔中；所述反饋繞線骨架內部開有沿三軸方向的通孔，通孔上安裝有可拆卸球蓋，檢測繞線骨架安裝在反饋繞線骨架內且位于中心處；所述無磁球芯、檢測繞線骨架和反饋繞線骨架的三軸同軸。本發明球狀的反饋繞線產生的磁場均勻度較高、均勻范圍較大，有利于提高磁探頭磁測的準確度以及穩定度，三個正方體環正交構成的無磁球芯可提高磁探頭磁測的精度。

技術領域

本發明涉及磁探頭技術領域，特別是涉及一種球面型三軸磁通門探頭。

背景技術

磁測技術的原理是通過周期性的交變磁場使得磁芯周期性地處于磁飽和狀態，利用磁芯對激勵磁場的調制作用將環境磁場轉化為電信號輸出。通過對感應電動勢的分析確定環境磁場的大小。

目前磁探頭的磁芯主要有環形磁芯、單棒型磁芯和雙棒型磁芯三種結構。采用單棒型磁芯，檢測繞線不僅會有環境磁場被調制后的感應電動勢，還會存在變壓器效應感應電動勢。變壓器效應感應電動勢成為磁探頭噪聲，強度足夠大，甚至會淹沒有效的感應電動勢。采用雙棒型磁芯，通過兩個棒型磁芯上繞置方向相反的激磁繞線，可消除變壓器效應感應電動勢，但只能檢測單方向的磁場強度。采用環形磁芯，性能較單棒型磁芯和雙棒型磁芯好，但只能檢測單方向的磁場強度。

上述三種結構的磁芯使用時均是由沿X、Y、Z軸方向的三個相同結構的分立磁芯構成，由于磁芯必須位于檢測繞線的中心處，分立磁芯無法滿足要求，勉強放置會導致環境磁場的三分量相互影響，降低磁探頭的準確度。

公布號為CN102928885A的專利公開了一種“球形反饋三分量磁通門磁梯度全張量探頭”，該專利的磁梯度儀采用球狀反饋繞線骨架表面開槽的方式繞置反饋繞線，各軸繞線槽的槽寬相同，各槽繞置多匝線圈，槽間距相同。由于各槽內繞置的線圈匝數為多匝，因此存在匝間和電纜旁路電容以及線圈間繞置并非理想的疊層平鋪式等問題，使得三軸的檢測繞線采集到的感應脈沖不理想，降低了磁測的準確度。該專利的球狀反饋繞線骨架通過赤道面切分成兩半，使用時再粘合起來，長期使用后兩半球粘合處容易存在空隙，導致兩半球靠近赤道面的繞線槽之間的間距大于設計的槽間距，使得反饋磁場的分布規律更加復雜，降低了反饋磁測的可靠性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能提高磁測穩定度和準確度的球面型三軸磁通門探頭。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種球面型三軸磁通門探頭，包括無磁球芯、激磁繞線、檢測繞線骨架、檢測繞線、反饋繞線骨架和反饋繞線，激磁繞線繞置在無磁球芯上，檢測繞線繞置在檢測繞線骨架上，反饋繞線骨架呈球形，其上刻有多條等寬、等高且不等深的三軸繞線槽，反饋繞線繞置在三軸繞線槽內，其特征在于：

所述無磁球芯是由三個可導磁的正方體環沿X軸、Y軸、Z軸方向相互正交形成；所述檢測繞線骨架上加工有沿X軸、Y軸、Z軸方向且相互正交的凹槽，檢測繞線繞置在凹槽內，無磁球芯安裝在檢測繞線骨架的內腔中；所述反饋繞線骨架內部開有沿X軸、Y軸、Z軸方向的通孔，通孔的兩端安裝有可拆卸球蓋，檢測繞線骨架安裝在反饋繞線骨架內且位于中心處；

所述無磁球芯、檢測繞線骨架和反饋繞線骨架的X軸、Y軸、Z軸同軸。

進一步地，所述可拆卸球蓋的外端面為平面。

進一步地，所述三軸繞線槽均沿各自的赤道面對稱設置。

進一步地，所述反饋繞線為單匝線圈。

本發明具有如下效果：

(1)三個正方體環正交構成的無磁球芯提高了磁探頭磁測的精度；