一种环形磁芯的磁通门探头的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种环形磁芯的磁通门探头，包括环形磁芯及缠绕于磁芯上的激励线圈和感应线圈，其特征是：激励线圈缠绕包围整体磁芯，形成闭合磁路；感应线圈为三组，在缠绕了激励线圈的磁芯上按圆周对称排列，相邻感应线圈互差120度相位角。其优点是：解决了磁通门传感器的精度、稳定性差等问题，制备的传感器与后续信号处理电路连接方便，容易实现信号的处理与放大。
【专利说明】一种环形磁芯的磁通门探头
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种环形磁芯的磁通门探头，属于传感器【技术领域】。
【背景技术】
[0002]磁通门传感器是指利用被测磁场中高导磁铁芯在交变磁场的饱和激励下，其磁感应强度与被测磁场强度的非线性关系来测量弱磁场的一种磁场传感器。与其他类型磁传感器相比，具有分辨率高(可达10_ητ)，测量弱磁场范围宽(O?10_8T)，能够直接测量磁场的分量和适于在高速运动系统中使用等特点。磁通门传感器的优劣是由磁通门探头所决定的，而磁芯材料及结构又是探头的核心部件，材料的组织性能与成分的均匀性对探头的灵敏度及磁通门性噪比影响很大。目前，市场主流都在采用坡莫合金材料作为作为磁芯材料，其致命缺点是材料内部成分易偏析、处理工艺复杂和造价昂贵，因此不利用向民用领域推广。非晶态材料是一种新型功能材料，其具有优异的软磁性能和力学性能，其内部组织结构呈长程无序而短程有序的排列，因此不存在成分偏析、晶界、微孔等缺陷，在磁通门传感器上应用，可以满足探头对磁芯材料组织均一性和性能稳定性的严厉要求。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于:考虑到上述问题而提供一种具有环形三对称结构的非晶丝环形磁芯的磁通门探头，通过软磁非晶丝构成的磁芯结构具有更佳的均匀性和一致性，设计的磁芯结构能够有效消除漏磁通的产生，有效提高探头的灵敏度和分辨率。
[0004]本实用新型的技术方案如下:
[0005]本实用新型包括环形磁芯及缠绕于磁芯上的激励线圈和感应线圈，其中:激励线圈缠绕包围整体磁芯，形成闭合磁路；感应线圈为三组，在缠绕了激励线圈的磁芯上按圆周对称排列，相邻感应线圈互差120度相位角。
[0006]所述磁芯由环形骨架和非晶丝共同构成，非晶丝均匀缠绕在环形骨架上、粘接固化后形成闭合磁路结构。
[0007]所述磁芯中的非晶丝为Fe基或Co基非晶(纳米晶、微晶)合金丝，通过直流焦耳热退火工艺后，材料组织及性能一致性好，非晶丝的直径为0.1?0.2mm，长度为30?60cm。
[0008]所述激励线圈是在磁芯上用0.1mm的漆包铜线绕制1000?1500阻形成的线圈；线圈绕制过程必须保证均匀无叠加的缠绕到磁芯上；在磁芯上缠绕的三组感应线圈匝数相同，均是由0.1mm的漆包铜线缠绕200?300匝形成的线圈。
[0009]上述磁芯结构及线圈整体置于电路接线板上，并用环氧树脂进行密封固化，传感器信号通过接线端子实现输入输出等功能。
[0010]本实用新型的优点是:解决了磁通门传感器的精度、稳定性差等问题，制备的传感器与后续信号处理电路连接方便，容易实现信号的处理与放大。
[0011]磁芯采用环形磁路设计后有效提高了探头结构的对称性，非晶丝材料由于其特殊的组织与结构特性作为磁芯材料具有更佳的组织、成分一致性，故克服了传统坡莫合金材料内部所存在的成分偏析、微孔等缺陷，因此有效地提高了探头的信噪比，同时非晶丝通过急冷技术一次成型，后续处理工艺简单，减少了探头制作工序，有效降低了材料的成本。本实用新型的激励线圈缠绕到整个磁芯上，避免了漏磁通的产生，与环形结构相结合后增强了激励信号的对称性，有效提高了探头的灵敏度和信噪比。本实用新型的感应线圈采用三对称结构设计，三个感应线圈互差120度相位角可以有效消除材料及磁芯结构的不均匀造成的杂波信号，有效提高了探头信号的测试精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的的结构示意图；
[0013]图2为激励线圈结构示意图；
[0014]图3为感应线圈结构示意图；
[0015]图4为的磁芯的分区图；
[0016]图5为本实用新型的使用状态参考图。
[0017]图中:1为环形骨架，2为非晶丝，3为激励线圈，4为感应线圈，5为磁芯，6为接线电路板。
【具体实施方式】
[0018]如图1、2、3、4所示，本实用新型是基于非晶丝磁芯的多对称磁通门探头，包括有磁芯5及缠绕其上的激励线圈3和感应线圈4。
[0019]本实施例中，上述磁芯由环形骨架I和缠绕在环形骨架上的非晶丝2构成，非晶丝多层叠合并经过粘结固化。
[0020]本实施例中，上述非晶丝2其成分为FeSiB或者CoFeSiB,经过直流焦耳热退火处理，非晶丝的成分及组织一致性好，丝材直径为0.1?0.2mm，长度为30?60cm。
[0021]本实施例中，上述磁芯5上缠绕的激励线圈3为0.1mm的漆包铜线缠绕1000?1500匝，激励线圈均匀密排包围整个磁芯结构5，并经过胶水固化到磁芯上。
[0022]本实施例中，上述磁芯5上划分为6个区域,并编号I?6,在磁芯结构的2、4、6区域内分别缠绕感应线圈4，三组感应线圈需满足匝数相同，互差120度相位角。
[0023]如图5所示，本实施例中，上述磁芯5、激励线圈3和感应线圈4整体置于接线电路板6上，并分别与相应端子连接后，用环氧树脂固化密封形成环形磁通门传感器探头。
【权利要求】
1.一种环形磁芯的磁通门探头，包括环形磁芯及缠绕于磁芯上的激励线圈和感应线圈，其特征是:激励线圈缠绕包围整体磁芯，形成闭合磁路；感应线圈为三组，在缠绕了激励线圈的磁芯上按圆周对称排列，相邻感应线圈互差120度相位角。
2.根据权利要求1所述的环形磁芯的磁通门探头，其特征是:所述磁芯由环形骨架和非晶丝共同构成，非晶丝均匀缠绕在环形骨架上、粘接固化后形成闭合磁路结构。
3.根据权利要求1所述的环形磁芯的磁通门探头，其特征是:所述非晶丝的直径为0.1 ?0.2mm,长度为 30 ?60cm。
4.根据权利要求1所述的环形磁芯的磁通门探头，其特征是:所述激励线圈是在磁芯上用0.1mm的漆包铜线绕制1000?1500匝形成的线圈。
5.根据权利要求1所述的环形磁芯的磁通门探头，其特征是:在磁芯上缠绕的三组感应线圈匝数相同，均是由0.1mm的漆包铜线缠绕200?300匝形成的线圈。
【文档编号】G01R33/04GK203658558SQ201420030654
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】王世伟, 孙广杰, 孙晓华, 赵军, 隋意, 张 成, 李波 申请人:包头稀土研究院