[發明專利]一種細長型無矩線圈的非均勻性補償繞組及補償方法

有效

• 申請號: 201911364245.1
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111044944B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 程華富;周昌劍;張學斌;趙文純;王芬
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團有限公司第七一0研究所
• 主分類號: G01R33/02
• 分類號: G01R33/02
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 楊瀟;廖輝

本發明公開了一種細長型無矩線圈的非均勻性補償繞組及補償方法，在無矩線圈的兩端對稱增加補償繞組，細長型無矩線圈的外部繞組長度為L，外徑為D，則兩端補償繞組的間距為l，直徑為d，匝數為w，滿足：d＝D；w＝1；當L/D＝7時，l/L為0.676～0.678；當L/D＝8時，l/L為0.782～0.784；當L/D＝9時，l/L為0.887～0.889；當L/D＝10時，l/L為0.992～0.994。本發明減少無矩線圈長度，能夠降低低頻弱磁場測試系統的成本。

技術領域

本發明屬于電磁場領域，具體涉及一種細長型無矩線圈的非均勻性補償繞組及補償方法。

背景技術

在低頻弱磁場計量測試時，一般采用在屏蔽筒內使用無矩線圈產生標準磁場的方法。最簡單常用的就是屏蔽筒內放置螺線管型無矩線圈，組成低頻磁場測試系統。該方式具有屏蔽外界干擾磁場、屏蔽裝置與線圈之間相互影響小、可復現的磁場范圍下限寬等優點。隨著無矩線圈長徑比的增加(即細長型無矩線圈)，中心區域的磁場非均勻性遠遠優于普通線圈，可以比較容易的實現優于萬分之一的磁場非均勻性。細長型無矩線圈最典型的用途是用于校準感應式磁傳感器，這類傳感器的長度可超過1.2m，長徑比超過10:1。為了獲得在1.2m以上的長度方向優于0.2％左右的磁場非均勻性，無矩線圈的長度將超過1.8m。此時，磁屏蔽筒的長度將在2.2m以上。由于磁屏蔽筒的造價高，該系統的主要成本在磁屏蔽筒上。磁屏蔽筒的成本與長度成正比。為了控制測試系統的總體成本，最有效的途徑是控制和減少無矩線圈的長度。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種細長型無矩線圈的非均勻性補償繞組及補償方法，減少無矩線圈長度，能夠降低低頻弱磁場測試系統的成本。

本發明是通過下述技術方案實現的：

一種細長型無矩線圈的非均勻性補償繞組，所述補償繞組對稱繞制在無矩線圈兩端，細長型無矩線圈的外部繞組長度為L，外徑為D，則兩端補償繞組的間距為l，直徑為d，匝數為w，滿足：d＝D；w＝1；當L/D＝7時，l/L為0.676～0.678；當L/D＝8時，l/L為0.782～0.784；當L/D＝9時，l/L為0.887～0.889；當L/D＝10時，l/L為0.992～0.994。

進一步地，所述當L/D＝7時，l/L為0.677；當L/D＝8時，l/L為0.783；當L/D＝9時，l/L為0.888；當L/D＝10時，l/L為0.993。

一種細長型無矩線圈的非均勻性補償方法，所述補償方法為在無矩線圈的兩端對稱增加補償繞組，細長型無矩線圈的外部繞組長度為L，外徑為D，則兩端補償繞組的間距為l，直徑為d，匝數為w，滿足：d＝D；w＝1；當L/D＝7時，l/L為0.676～0.678；當L/D＝8時，l/L為0.782～0.784；當L/D＝9時，l/L為0.887～0.889；當L/D＝10時，l/L為0.992～0.994。

進一步地，當L/D＝7時，l/L為0.677；當L/D＝8時，l/L為0.783；當L/D＝9時，l/L為0.888；當L/D＝10時，l/L為0.993。。

有益效果：

1、本發明采用多匝線圈直接耦合的方式，利用單匝線圈電感調節測量靈敏度，通過匝數調節實現感應線圈和輸入線圈的電感匹配，從而達到最大測量靈敏度，可以應用于fT級磁場測量，具有使用范圍廣、易于設計加工的特點。

2、本發明感應線圈繞線直徑小于0.05mm，采用密繞的方式，能夠降低繞線的體積對磁場測量帶來的影響。

3、本發明感應線圈所采用的材料可以降低感應線圈的熱導率，降低磁通噪聲和熱噪聲。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。