[實用新型]一種動圈傳感器機芯

有效

• 申請號: 201720385791.3
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN206648667U
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 王藝霖
• 申請（專利權）人: 西安振興澤博智能震感科技有限公司
• 主分類號: G01D5/14
• 分類號: G01D5/14;G01V1/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于電磁檢測傳感器技術領域，尤其涉及一種動圈傳感器機芯。

背景技術

傳統動圈傳感器機芯已有百年使用歷史，以其使用方便、環境適應性強、無需使用電源等優點廣泛應用，目前動圈傳感器的國內、外市場的占有率仍可達95%以上。但是，傳統動圈傳感器機芯往往需要串、并聯組合后使用，這種串、并聯組合形成的傳感器串工作時成為一個獨立單元，通常采用9-12只動圈傳感器機芯構成一個獨立單元，這種組合獨立單元結構滿足了提高傳感器靈敏度和控制內阻的目的，但組合后存在信號采集頻帶變窄、信號采集總量減少的缺陷與當前地震探測所要求的寬頻帶采集技術相矛盾，同時還存在制造成本高、作業成本高、存儲與維護成本大等缺點。長期實踐過程中發現單只動圈傳感器機芯信號采集頻帶寬度明顯優于組合后的動圈傳感器機芯串，但傳統單只動圈傳感器機芯的信噪比明顯不如動圈傳感器機芯串，如何提高單只動圈傳感器機芯自身的機電轉換效能，從而替代組合的動圈傳感器串，已成為動圈傳感器技術能否生存的瓶頸問題。

傳統單只傳感器磁系統結構如圖1所示，機芯磁鐵形成的磁場不符合勻強磁場的要求，存在側漏磁、電磁轉換效率較低等現象，如果為了提高傳統的一塊磁鐵的性能，常常導致成本上升十幾倍，同時由于線包的匝數并不能得到相應的增加，機電轉換效能的提高仍然非常有限，而增加匝數又會使得線包的直徑變大，磁路間隙變大，機電轉換效能下降，出現一個顧此失彼狀態。同時傳統動圈傳感器的磁路是個單磁鋼結構，這種結構的軸向磁場通過軛鐵轉換成徑向磁場后難以形成良好的勻強磁場，極易出現側漏磁現象，致使傳統動圈傳感器磁電轉換效率幾乎達不到50%，即使采用多組磁鐵的組合方案也由于多組機芯的磁鐵磁極方向一致，依舊存在上述狀況，如圖2所示。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提供了一種動圈傳感器機芯，該機芯磁路系統采用組合對磁結構設計，形成了以對磁結構為主磁路和非對磁路結構為輔的磁系統。此系統通過主磁路結構最大限度地把軸向磁場轉變為徑向磁場，這種磁場更加符合勻強磁場的要求，改變了傳統結構較強的側漏磁現象，極大地提高了磁電轉換效能。同時，這種組合對磁結構可與多組線包對應切割磁力線，進一步提高磁電轉換效能，使機芯的機電轉換效能達到了明顯的提升，從根本上解決了單只動圈傳感器機芯靈敏度低、機電轉換效能低和信噪比差等難題。

本實用新型通過以下技術手段解決上述問題：

一種動圈傳感器機芯，包括殼體，所述殼體外側分別設置有正極導電柱和負極導電柱，所述殼體內部安裝臺上設置有磁芯，所述磁芯包括奇數個磁鐵，所述奇數個磁鐵按照對磁布置方式；所述磁芯通過彈簧片連接多組線架，所述多組線架懸空安裝在殼體內部且通過導電金屬游絲分別連接正極導電柱、負極導電柱。

進一步的，所述磁芯還包括軛鐵，所述軛鐵分別安裝在磁鐵的兩端。

進一步的，所述殼體安裝臺上還設置有安裝孔，所述磁芯由連接桿串聯在一起并由連接桿兩端的螺母固定在安裝孔內。

進一步的，所述彈簧片包括上彈簧片和下彈簧片，所述上彈簧片和下彈簧片分別設置在所述磁芯與多組線架之間。

進一步的，所述導電金屬游絲包括正極導電金屬游絲和負極導電金屬游絲，所述正極導電金屬游絲連接在所述多組線架一端與正極導電柱之間, 所述負極導電金屬游絲連接在所述多組線架另一端與負極導電柱之間。

進一步的，所述殼體包括上壓蓋、外殼、下壓蓋，所述外殼通過滾邊封口分別與上壓蓋、下壓蓋固定連接。

進一步的，所述磁芯包括3個磁鐵和4個軛鐵，所述3個磁鐵分別為第一磁鐵、第二磁鐵和第三磁鐵，所述4個軛鐵分別為第一軛鐵、第二軛鐵、第三軛鐵和第四軛鐵,按照從上至下的順序依次將所述第一軛鐵、第一磁鐵、第二軛鐵、第二磁鐵、第三軛鐵、第三磁鐵和第四軛鐵串聯起來，所述第一磁鐵與第二磁鐵、第二磁鐵與第三磁鐵均采用對磁布置方式，即所述第一磁鐵靠近第二磁鐵的一端與第二磁鐵靠近第一磁鐵的一端磁極相同，所述第二磁鐵靠近第三磁鐵的另一端與第三磁鐵靠近第二磁鐵的一端磁極相同。

進一步的，所述磁芯包括5個磁鐵和6個軛鐵，所述5個磁鐵均采用對磁布置方式，所述6個軛鐵分別安裝在所述5個磁鐵的兩端。

進一步的，所述磁鐵采用釹鐵硼、鋁鎳鈷或杉鈷材料制作。

進一步的，所述軛鐵采用工業純鐵、低碳鋼或微晶材料制作。

本實用新型的一種動圈傳感器機芯具有以下有益效果：