一种小型化单轴磁通门探头的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种用于弱磁场方向检测的、长径比较大的小型化单轴磁通口探 头，属于地磁矢量场测量设备领域。
【背景技术】
[0002] 当前磁传感器根据不同的磁转换效应对磁场进行转换，达到对磁场测量的目的。 磁通口测磁技术是使用周期性交变磁场对软磁磁忍进行周期性过饱和激励，利用软磁磁忍 对激励磁场的调制作用将外界磁场转化成电信号输出的一种技术。通过对输出电动势信号 时频特性的分析，可W确定外界磁场的大小，达到对弱磁信号进行测量的目的。
[0003] 目前，针对应用于地球磁场矢量场观测的各种传感器中，因磁通口传感器体积小、 重量轻、噪声较低，并具有较低制作成本和较大测量范围的特点，在空间磁场测量、地质勘 探、舰船导航系统等磁场测量场所应用较多。但因磁通口传感器的输出感应电动势中含有 很大而又无用的变压器效应形成的基波成分，为了抑制该基波信号，目前大多数方法是设 计差分输出传感器，即激励线圈反向串联，感应线圈同向串联，促使变压器效应感应电势相 互抵消，而环境磁场的感应信号相互叠加，即所谓的双磁忍磁通口传感器。运种双磁忍磁通 口传感器的结构参数完全对称时才可使基波分量彻底抵消，所W，根据磁忍结构形式又分 为双棒形磁忍传感器、环形磁忍传感器和管形磁忍传感器等。
【发明内容】
[0004] 为了获得较好的方向性和综合降噪性能，W双棒型传感器唯一基础，本实用新型 旨在提供一种长径比较大的、带有跑道形磁忍结构的小型化单轴磁通口探头，W满足使用 中对磁探头轴向方向性强、噪声低、体积小等要求的需要。
[0005] 下面结合附图1对跑道形磁忍的结构原理进行说明：
[0006] 根据法拉第电磁感应原理，若激励磁场随时间变化时，线圈两端将产生感应电压 为：
[0007]
[000引其中，η为感应线圈应数，S为磁忍截面面积，μ( t)为磁忍在交变电流激励下的随时 间变化的函数，出为磁忍内部磁感应强度。
[0009] 设在正弦交变电流作用下的激励磁场为H(t) =Hmsin ω t，磁忍的磁化特性曲线用 Ξ折线近似表示，即忽略磁滞效应，并假定磁忍在未饱和前导磁系数是常数，而饱和时的导 磁系数为1，若此时的外部被测磁场为化，磁通口传感器二次谐波输出电压为：
[0010]
[0011]于是，设计一个细长比较大的跑道型磁忍，就能实现磁通口探头尺寸小、噪声低、 方向性强的要求需要。本项目获得国家自然科学基金青年科学基金项目（41404141)、地震 行业科研专项（201408005)和国家重大科学仪器设备专项"海洋地磁场矢量测量仪开发与 应用"子专题(2014YQ100817-2)共同资助。
[0012] 本实用新型是通过W下技术来实现的：
[0013] -种小型化单轴磁通口探头，包括一个缠绕有激励线圈的磁忍体，绕有感应线圈 和反馈线圈的线圈筒，W及两个支撑座和一个壳体;磁忍体包括细长的跑道型磁忍骨架和 薄带软磁磁忍，围绕磁忍骨架的外围轮廓开有凹槽，薄带软磁磁忍缠绕在凹槽内，薄带软磁 磁忍缠绕层数为十层;磁忍体和线圈筒分别支撑在两个支撑座之间，磁忍体位于线圈筒内 并与线圈筒相平行，其中一个支撑座上还设有过线孔，线圈导线由过线孔引出；壳体与两个 支撑座密封连接，壳体包围在线圈筒外。
[0014] 所述感应线圈和反馈线圈分别为分段绕制。
[0015] 所述感应线圈的层数为一层W上;所述反馈线圈的层数为一层W上。
[0016] 所述两个支撑座分为顶部支撑座和底部支撑座，顶部支撑座包括一个片状的圆形 盖体和第一圆柱体，圆形盖体的内端面上设有同屯、的第一圆形凸台，第一圆形凸台上设有 支撑块，第一圆形凸台的中屯、设有过线孔;第一圆柱体固定在支撑块上，支撑块突出在第一 圆柱体外，第一圆柱体的顶面设有横向的第一卡槽，第一卡槽的底面中屯、设有与过线孔轴 线重合的通孔;底部支撑座包括一个片状的圆形座体和第二圆柱体，圆形座体的内端面上 设有同屯、的第二圆形凸台，第二圆柱体垂直固定在第二圆形凸台上，第二圆柱体与第二圆 形凸台轴线重合，第二圆柱体顶面设有横向的第二卡槽;磁忍体两端分别卡持在第一卡槽 和第二卡槽中；线圈筒一端套在第一圆柱体上并且端面支撑在突出的支撑块上，线圈筒另 一端套在第二圆柱体上并且端面支撑在第二圆形凸台的顶面上;壳体为一个圆筒，圆筒一 端套在第一圆形凸台上并且端面与圆形盖体的内端面相连接，圆筒另一端套在第二圆形凸 台上并且端面与圆形座体的内端面相连接。
[0017] 所述第一圆形凸台和第二圆形凸台的根部分别设有密封凹槽。
[0018] 本实用新型所述的一种小型化单轴磁通口探头的有益效果包括：
[0019] 1、采用长径比较大的跑道型磁忍结构，实现了单轴磁通口探头轴向方向性强、径 值小，噪声低的使用要求。
[0020] 2、薄带软磁磁忍采用1J86坡莫合金薄带软磁材料制成，在GH128磁忍骨架上缠绕 十层后，经1100度高溫退火处理，可获得高导磁率、低矫顽力性能。
[0021] 3、线圈框上分别绕有多层、多段式感应线圈和反馈线圈，可减少线圈的分布电容， 提高传感器的灵敏度。
[0022] 4、利用两个支撑座将磁忍体、线圈筒和壳体进行连接固定，结构简单、紧凑，连接 方便、牢固。
[0023] 5、圆筒状的外形携带简单、使用方便。
【附图说明】
[0024] 图1为跑道型磁通口磁忍体的结构原理示意图；
[0025] 图2为本实用新型的整体装配过程示意图；
[0026] 图3为本实用新型中顶部支撑座的结构示意图；
[0027] 图4为本实用新型中底部支撑座的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合附图2、图3和图4对本实用新型做进一步的描述：
[0029] 本实用新型所述的一种小型化单轴磁通口探头，包括一个缠绕有激励线圈4的磁 忍体，绕有感应线圈和反馈线圈的线圈筒8, W及两个支撑座和一个壳体。两个支撑座分为 顶部支撑座和底部支撑座。<