專利名稱：超寬頻弱磁傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種頻率域地球電磁探測(cè)用磁場(chǎng)接收裝置，尤其是超寬頻弱磁測(cè)量傳感器。
背景技術(shù)：
頻率域地球電磁探測(cè)時(shí)，激勵(lì)源發(fā)射不同頻率的激勵(lì)波形，該激勵(lì)波形在探測(cè)區(qū)域形成平面波，利用該平面波電場(chǎng)與磁場(chǎng)的關(guān)系確定地下電阻率的分布結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于地殼演化、油氣及礦產(chǎn)資源、水資源以及工程探測(cè)等領(lǐng)域。由于探測(cè)深度與頻率大小直接相關(guān)，頻率越低探測(cè)的深度越深，反之，頻率越小探測(cè)的深度越淺，因此，自該方法產(chǎn)生以來，人們?yōu)楂@得更大的勘探深度范圍，需要獲取的信號(hào)頻率范圍越來越大。該方法的磁場(chǎng)信息獲取，最初起源于純感應(yīng)式磁場(chǎng)測(cè)量方法，可測(cè)量頻率低、應(yīng)用頻段窄。隨著技術(shù)的進(jìn)步，利用感應(yīng)式傳感方式測(cè)量磁場(chǎng)的頻率范圍已經(jīng)達(dá)到8個(gè)數(shù)量級(jí)。同時(shí)，人們嘗試使用超導(dǎo)磁 力儀、磁通門磁力儀等其他的磁場(chǎng)測(cè)量方式獲取頻率域電磁探測(cè)的磁場(chǎng)信息，但超導(dǎo)磁力儀的使用條件要求苛刻，磁通門磁力儀與感應(yīng)式傳感器相比，只是在低于0. OlHz的頻段內(nèi)具有優(yōu)勢(shì)，頻率升高后，其信號(hào)檢測(cè)能力迅速下降，只在長(zhǎng)周期大地電磁探測(cè)中有應(yīng)用?，F(xiàn)有的頻率域地球電磁探測(cè)的磁場(chǎng)獲取，對(duì)于0. OOOlHz以上的頻率，以感應(yīng)式傳感器探測(cè)為主，比較著名的有加拿大phoenix公司、美國(guó)zonge公司、德國(guó)metronix公司以及烏克蘭的LCISR研究所等,其中以metronix公司的MFS_06e傳感器跨越的頻帶最寬，從
0.0001-10000HZ，達(dá)到8個(gè)數(shù)量級(jí)。另外phoenix公司和LCISR研究所均研制了利用磁通門進(jìn)行低頻磁場(chǎng)測(cè)量，測(cè)量頻帶為DC-20HZ。吉林大學(xué)研制出了感應(yīng)式磁場(chǎng)傳感器和磁通門磁場(chǎng)傳感器，CN2857038Y公開了磁分量傳感器，感應(yīng)式磁場(chǎng)傳感器的頻帶范圍在0. 001-10000HZ,中科院電子所研制的感應(yīng)式磁場(chǎng)傳感器的頻帶范圍為0. 001-400HZ。對(duì)于時(shí)間差式磁通門傳感器，CN101545958A公開了雙向磁飽和時(shí)間差磁通門傳感器，主要涉及時(shí)間差磁通門磁芯材料、結(jié)構(gòu)及讀出電路等。由于以0. OlHz為分界頻點(diǎn)，高于該頻率時(shí)感應(yīng)式傳感器具有靈敏度高噪聲低的優(yōu)勢(shì)，同樣，低于該頻率磁通門傳感器在上述指標(biāo)上有優(yōu)勢(shì)。時(shí)間差式磁通門磁場(chǎng)測(cè)量的磁芯結(jié)構(gòu)與感應(yīng)式傳感器磁芯結(jié)構(gòu)上的相似性以及對(duì)磁芯性能(包括高相對(duì)磁導(dǎo)率、低飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度及磁滯回線的高線性度等)要求的一致性，為二者集成在一起構(gòu)成一個(gè)完整的傳感器提供了基礎(chǔ)，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)DC-IOkHz的超寬頻段磁場(chǎng)測(cè)量。目前尚未見將時(shí)間差式磁通門磁場(chǎng)測(cè)量與感應(yīng)式磁場(chǎng)測(cè)量集成在一起的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于針對(duì)頻率域地球電磁探測(cè)中，無法單獨(dú)利用感應(yīng)式或磁通門式傳感器實(shí)現(xiàn)超寬頻磁場(chǎng)測(cè)量的問題，提供一種適用于DC-IOkHz的超寬頻弱磁傳感器。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的高導(dǎo)磁材料做成薄的長(zhǎng)條帶形狀，選取一個(gè)條帶上面繞制互不重疊的兩個(gè)線圈，一個(gè)線圈作為激勵(lì)線圈，另一個(gè)線圈作為感應(yīng)線圈，激勵(lì)線圈利用外部提供的電流產(chǎn)生激勵(lì)磁場(chǎng)，使磁性條帶產(chǎn)生雙向飽和，感應(yīng)線圈接收因條帶雙向飽和產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，該電壓正負(fù)半周期的時(shí)間差經(jīng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)后輸出，形成數(shù)字式磁場(chǎng)測(cè)量。繞制線圈的條帶與其他多條未繞制線圈的條帶疊放在一起進(jìn)行粘接，形成橫截面為方形的長(zhǎng)直磁棒。在絕緣塑料棒上銑出中空的多段凹槽，以凹槽為骨架繞制多匝感應(yīng)線圈。將繞好線圈的骨架穿在磁棒上，作為感應(yīng)式傳感器的敏感部件，經(jīng)前置放大后輸出電壓信號(hào)，形成感應(yīng)式磁場(chǎng)測(cè)量。超寬頻弱磁傳感器，是由橫截面為方形的高導(dǎo)磁磁棒3上粘貼有時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量敏感部件4組成的磁芯穿過骨架I的中心，骨架I外部凹槽繞有多匝感應(yīng)線圈2，感應(yīng)線圈2外部包有屏蔽銅皮構(gòu)成。所述的骨架I上設(shè)有15—20個(gè)凹槽，凹槽寬3cm，深L 5cm,凹槽間棱寬0. 2cm。所述的高導(dǎo)磁磁棒3的長(zhǎng)和寬均大于Icm時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量敏感部件4，或高導(dǎo)磁磁棒3的長(zhǎng)和寬與時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量敏感部件4等大。
所述的高導(dǎo)磁磁棒3是由150— 300片高導(dǎo)磁材料做成的長(zhǎng)直薄條帶5經(jīng)表層絕緣處理后置加粘接在一起構(gòu)成。所述的高導(dǎo)磁磁棒3優(yōu)選波莫合金或非晶合金。所述的時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量敏感部件4是由高導(dǎo)磁材料做成的長(zhǎng)直薄條帶8經(jīng)表層絕緣處理后垂直時(shí)間差式高導(dǎo)磁長(zhǎng)直薄條帶8的延長(zhǎng)方向平行繞有時(shí)間差式激勵(lì)線圈6和時(shí)間差式接收線圈7構(gòu)成。感應(yīng)式線圈2的輸出方式為低頻放大輸出或高頻放大輸出——當(dāng)控制邏輯是高電平的時(shí)候，低頻放大輸出時(shí)感應(yīng)線圈2的輸出9與低頻斬波放大電路13相連，控制邏輯14與放大器輸入雙刀雙擲開關(guān)10連接，控制邏輯14與放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11相連，低頻斬波放大電路13的輸出與放大器輸出12相連,信號(hào)被放大后經(jīng)放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11由放大器輸出端12送出，此時(shí)高頻放大電路15不工作；——當(dāng)控制邏輯是低電平的時(shí)候，高頻放大輸出時(shí)感應(yīng)線圈2的輸出9與高頻放大電路15相連，控制邏輯14與放大器輸入雙刀雙擲開關(guān)10連接，控制邏輯14與放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11相連，高頻放大電路15的輸出與放大器輸出12相連，信號(hào)被放大后，經(jīng)放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11由放大器輸出端12送出，此時(shí)低頻斬波放大電路13不工作?；蛘呤恰?dāng)控制邏輯是低電平的時(shí)候，低頻放大輸出時(shí)感應(yīng)線圈2的輸出9與低頻斬波放大電路13相連，控制邏輯14與放大器輸入雙刀雙擲開關(guān)10連接，控制邏輯14與放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11相連，低頻斬波放大電路13的輸出與放大器輸出12相連,信號(hào)被放大后經(jīng)放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11由放大器輸出端12送出，此時(shí)高頻放大電路15不工作；——當(dāng)控制邏輯是高電平的時(shí)候，高頻放大輸出時(shí)感應(yīng)線圈2的輸出9與高頻放大電路15相連，控制邏輯14與放大器輸入雙刀雙擲開關(guān)10連接，控制邏輯14與放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11相連，高頻放大電路15的輸出與放大器輸出12相連，信號(hào)被放大后，經(jīng)放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11由放大器輸出端12送出，此時(shí)低頻斬波放大電路13不工作。有益效果利用感應(yīng)式傳感器與時(shí)間差式磁通門傳感器對(duì)于磁性材料特性及結(jié)構(gòu)要求的近似性，設(shè)計(jì)出頻率范圍覆蓋DC-IOkHz的超寬頻弱磁傳感器?？墒褂靡环N傳感器完成地表至上地幔的高精度探測(cè)，避免了目前需要更換傳感器才能完成該項(xiàng)工作的問題。同時(shí)，由于以0.01Hz為分界頻率，高于該頻率時(shí)感應(yīng)式傳感器的精度更高，而低于該頻率則磁通門式傳感器精度更高，本發(fā)明解決了使用單一傳感器時(shí)造成的部分頻段精度偏低的問題。另外，寬頻的感應(yīng)式傳感器為了獲取低頻的信號(hào)，使用了超過兩萬匝的線圈以及超過一米長(zhǎng)的磁芯，從而造成傳感器的體積較大，靈活性較差，本發(fā)明將傳感器的低頻測(cè)量部分改用時(shí)間差式磁通門完成，因此，不必要使用過多的線圈和過長(zhǎng)的磁芯，便于傳感器的小型化。本發(fā)明是感應(yīng)式傳感器與磁通門式傳感器的集成與整合，而非其中單一類型。


圖I是超寬頻弱磁傳感器結(jié)構(gòu)2是圖I高導(dǎo)磁磁棒3的結(jié)構(gòu)3是圖I時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量敏感部件4的結(jié)構(gòu)4是圖I感應(yīng)式磁場(chǎng)測(cè)量輸出信號(hào)的放大電路結(jié)構(gòu)圖I感應(yīng)式線圈骨架，2感應(yīng)式線圈，3高導(dǎo)磁磁棒，4時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量敏感部件，5感應(yīng)式高導(dǎo)磁長(zhǎng)直薄條帶，6時(shí)間差式激勵(lì)線圈，7時(shí)間差式接收線圈，8時(shí)間差式高導(dǎo)磁長(zhǎng)直薄條帶，9感應(yīng)式磁場(chǎng)測(cè)量的輸出信號(hào)，10放大器輸入的雙刀雙擲開關(guān),11放大器輸出的雙刀雙擲開關(guān)，12放大器輸出信號(hào)，13低頻斬波放大電路，14控制邏輯，15高頻放大電路。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說明超寬頻弱磁傳感器，是由橫截面為方形的高導(dǎo)磁磁棒3上粘貼有時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量敏感部件4組成的磁芯穿過骨架I的中心，骨架I外部凹槽繞有多匝感應(yīng)線圈2，感應(yīng)線圈2外部包有屏蔽銅皮構(gòu)成。所述的多匝感應(yīng)線圈2至少是10000匝。所述的骨架I上設(shè)有15—20個(gè)凹槽，凹槽寬3cm，深L 5cm,凹槽間棱寬0. 2cm。所述的高導(dǎo)磁磁棒3的長(zhǎng)和寬均大于Icm時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量敏感部件4，或高導(dǎo)磁磁棒3的長(zhǎng)和寬與時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量敏感部件4等大。所述的高導(dǎo)磁磁棒3是由150— 300片高導(dǎo)磁材料做成的長(zhǎng)直薄條帶5經(jīng)表層絕緣處理后置加粘接在一起構(gòu)成。所述的高導(dǎo)磁磁棒3優(yōu)選波莫合金或非晶合金。所述的時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量敏感部件4是由高導(dǎo)磁材料做成的長(zhǎng)直薄條帶8經(jīng)表層絕緣處理后垂直時(shí)間差式高導(dǎo)磁長(zhǎng)直薄條帶8的延長(zhǎng)方向平行繞有時(shí)間差式激勵(lì)線圈6和時(shí)間差式接收線圈7構(gòu)成。感應(yīng)式線圈2的輸出方式為低頻放大輸出或高頻放大輸出——當(dāng)控制邏輯是高電平的時(shí)候，低頻放大輸出時(shí)感應(yīng)線圈2的輸出9與低頻斬波放大電路13相連，控制邏輯14與放大器輸入雙刀雙擲開關(guān)10連接，控制邏輯14與放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11相連，低頻斬波放大電路13的輸出與放大器輸出12相連,信號(hào)被放大后經(jīng)放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11由放大器輸出端12送出，此時(shí)高頻放大電路15不工作；——當(dāng)控制邏輯是低電平的時(shí)候，高頻放大輸出時(shí)感應(yīng)線圈2的輸出9與高頻放大電路15相連，控制邏輯14與放大器輸入雙刀雙擲開關(guān)10連接，控制邏輯14與放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11相連，高頻放大電路15的輸出與放大器輸出12相連，信號(hào)被放大后，經(jīng)放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11由放大器輸出端12送出，此時(shí)低頻斬波放大電路13不工作?；蛘呤恰?dāng)控制邏輯是低電平的時(shí)候，低頻放大輸出時(shí)感應(yīng)線圈2的輸出9與低頻斬波放大電路13相連，控制邏輯14與放大器輸入雙刀雙擲開關(guān)10連接，控制邏輯14與放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11相連，低頻斬波放大電路13的輸出與放大器輸出12相連,信號(hào)被放大后經(jīng)放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11由放大器輸出端12送出，此時(shí)高頻放大電路15不工作；
——當(dāng)控制邏輯是高電平的時(shí)候，高頻放大輸出時(shí)感應(yīng)線圈2的輸出9與高頻放大電路15相連，控制邏輯14與放大器輸入雙刀雙擲開關(guān)10連接，控制邏輯14與放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11相連，高頻放大電路15的輸出與放大器輸出12相連，信號(hào)被放大后，經(jīng)放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11由放大器輸出端12送出，此時(shí)低頻斬波放大電路13不工作。由高導(dǎo)磁材料做成的長(zhǎng)直薄條帶8，經(jīng)表面絕緣處理后外部繞制導(dǎo)線6和導(dǎo)線6導(dǎo)線構(gòu)成線圈，導(dǎo)線6繞制的線圈作為激勵(lì)線圈，導(dǎo)線7繞制的線圈作為接收線圈，構(gòu)成具有時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量的敏感部件4，導(dǎo)線6和導(dǎo)線7分別與時(shí)間差計(jì)數(shù)器連接，其輸出的波形經(jīng)時(shí)間差計(jì)數(shù)后，給出低頻磁場(chǎng)的測(cè)量值。使用高導(dǎo)磁材料做成的長(zhǎng)直薄條帶5，經(jīng)表層絕緣處理后，疊加粘接在一起，形成橫截面為方形的高導(dǎo)磁磁棒3。具有時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量的敏感部件4與高導(dǎo)磁磁棒3疊放粘接在一起，構(gòu)成完整的磁芯。中心為空、表面刻有凹槽的線圈骨架I上，繞有多匝感應(yīng)線圈2，骨架I、感應(yīng)線圈2及磁芯三者共同構(gòu)成感應(yīng)式磁場(chǎng)傳感器的敏感部件。該敏感部件經(jīng)外部銅皮屏蔽后的輸出信號(hào)9，經(jīng)雙刀雙擲開關(guān)10選擇進(jìn)行低頻放大還是高頻放大以確定感應(yīng)式磁場(chǎng)測(cè)量的輸出頻帶范圍。選擇低頻放大時(shí)，經(jīng)低頻斬波放大電路13對(duì)信號(hào)放大，選擇高頻放大時(shí)，經(jīng)高頻放大電路15對(duì)信號(hào)放大。最后的輸出12，經(jīng)雙刀雙擲開關(guān)11選擇輸出低頻信號(hào)還是高頻信號(hào)。雙刀雙擲開關(guān)10和11通過控制邏輯電路實(shí)現(xiàn)開關(guān)回路的選擇。時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量的敏感部件4與高導(dǎo)磁磁棒3共同組成感應(yīng)式磁傳感器的磁芯，從骨架I的中心穿過，高導(dǎo)磁磁棒3同時(shí)作為敏感部件4的支撐骨架。高導(dǎo)磁磁棒3由150-300長(zhǎng)直薄條帶5經(jīng)表面絕緣疊加粘接而成。通過控制邏輯控制感應(yīng)式磁場(chǎng)測(cè)量的信號(hào)不同放大方式，可以選擇進(jìn)行低頻放大輸出也可以選擇高頻放大輸出。時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量的敏感部件4，其長(zhǎng)度與寬度可以小于高導(dǎo)磁磁棒3的長(zhǎng)度與寬度1cm，時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量的敏感部件4所使用的高導(dǎo)磁長(zhǎng)直薄條帶8，其材料可以與高導(dǎo)磁磁棒3所使用的高導(dǎo)磁長(zhǎng)直薄條帶5的材料相同也可以不同。高導(dǎo)磁磁棒3優(yōu)選波莫合金或非晶合金。高導(dǎo)磁材料做成的長(zhǎng)直薄條帶8，經(jīng)表面絕緣處理后，外部?jī)H繞制導(dǎo)線6作為激勵(lì)線圈，當(dāng)以時(shí)間差式磁通門方式工作時(shí)，以感應(yīng)線圈2對(duì)時(shí)間差信號(hào)進(jìn)行接收，通過切換開關(guān)將該時(shí)間差信號(hào)輸送到時(shí)間差計(jì)數(shù)器上，從而實(shí)現(xiàn)另一種形式的時(shí)間差式磁通門測(cè)量磁場(chǎng)。實(shí)施例I超寬頻弱磁傳感器，是由橫截面為方形的高導(dǎo)磁磁棒3上粘貼有時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量敏感部件4組成的磁芯穿過骨架I的中心，骨架I外部凹槽繞有多匝感應(yīng)線圈2，感應(yīng)線圈2外部包有屏蔽銅皮構(gòu)成。所述的多匝感應(yīng)線圈2至少是10000匝。所述的骨架I上設(shè)有15個(gè)凹槽，凹槽寬3cm，深L 5cm,凹槽間棱寬0. 2cm。 所述的高導(dǎo)磁磁棒3的長(zhǎng)和寬均大于Icm時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量敏感部件4，或高導(dǎo)磁磁棒3的長(zhǎng)和寬與時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量敏感部件4等大。所述的高導(dǎo)磁磁棒3是由200片高導(dǎo)磁材料做成的長(zhǎng)直薄條帶5經(jīng)表層絕緣處理后置加粘接在一起構(gòu)成。所述的高導(dǎo)磁磁棒3優(yōu)選波莫合金或非晶合金。所述的時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量敏感部件4是由高導(dǎo)磁材料做成的長(zhǎng)直薄條帶8經(jīng)表層絕緣處理后垂直時(shí)間差式高導(dǎo)磁長(zhǎng)直薄條帶8的延長(zhǎng)方向平行繞有時(shí)間差式激勵(lì)線圈6和時(shí)間差式接收線圈7構(gòu)成。感應(yīng)式線圈2的輸出方式為低頻放大輸出或高頻放大輸出——當(dāng)控制邏輯是高電平的時(shí)候，低頻放大輸出時(shí)感應(yīng)線圈2的輸出9與低頻斬波放大電路13相連，控制邏輯14與放大器輸入雙刀雙擲開關(guān)10連接，控制邏輯14與放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11相連，低頻斬波放大電路13的輸出與放大器輸出12相連,信號(hào)被放大后經(jīng)放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11由放大器輸出端12送出，此時(shí)高頻放大電路15不工作；——當(dāng)控制邏輯是低電平的時(shí)候，高頻放大輸出時(shí)感應(yīng)線圈2的輸出9與高頻放大電路15相連，控制邏輯14與放大器輸入雙刀雙擲開關(guān)10連接，控制邏輯14與放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11相連，高頻放大電路15的輸出與放大器輸出12相連，信號(hào)被放大后，經(jīng)放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11由放大器輸出端12送出，此時(shí)低頻斬波放大電路13不工作?；蛘呤恰?dāng)控制邏輯是低電平的時(shí)候，低頻放大輸出時(shí)感應(yīng)線圈2的輸出9與低頻斬波放大電路13相連，控制邏輯14與放大器輸入雙刀雙擲開關(guān)10連接，控制邏輯14與放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11相連，低頻斬波放大電路13的輸出與放大器輸出12相連,信號(hào)被放大后經(jīng)放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11由放大器輸出端12送出，此時(shí)高頻放大電路15不工作；——當(dāng)控制邏輯是高電平的時(shí)候，高頻放大輸出時(shí)感應(yīng)線圈2的輸出9與高頻放大電路15相連，控制邏輯14與放大器輸入雙刀雙擲開關(guān)10連接，控制邏輯14與放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11相連，高頻放大電路15的輸出與放大器輸出12相連，信號(hào)被放大后，經(jīng)放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11由放大器輸出端12送出，此時(shí)低頻斬波放大電路13不工作。實(shí)施例2超寬頻弱磁傳感器，是由橫截面為方形的高導(dǎo)磁磁棒3上粘貼有時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量敏感部件4組成的磁芯穿過骨架I的中心，骨架I外部凹槽繞有多匝感應(yīng)線圈2，感應(yīng)線圈2外部包有屏蔽銅皮構(gòu)成。所述的多匝感應(yīng)線圈2至少是10000匝。所述的骨架I上設(shè)有18個(gè)凹槽，凹槽寬3cm，深L 5cm,凹槽間棱寬0. 2cm。
所述的高導(dǎo)磁磁棒3的長(zhǎng)和寬均大于Icm時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量敏感部件4，或高導(dǎo)磁磁棒3的長(zhǎng)和寬與時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量敏感部件4等大。所述的高導(dǎo)磁磁棒3是由300片高導(dǎo)磁材料做成的長(zhǎng)直薄條帶5經(jīng)表層絕緣處理后置加粘接在一起構(gòu)成。所述的高導(dǎo)磁磁棒3優(yōu)選波莫合金或非晶合金。所述的時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量敏感部件4是由高導(dǎo)磁材料做成的長(zhǎng)直薄條帶8經(jīng)表層絕緣處理后垂直時(shí)間差式高導(dǎo)磁長(zhǎng)直薄條帶8的延長(zhǎng)方向平行繞有時(shí)間差式激勵(lì)線圈6和時(shí)間差式接收線圈7構(gòu)成。感應(yīng)式線圈2的輸出方式為低頻放大輸出或高頻放大輸出——當(dāng)控制邏輯是高電平的時(shí)候，低頻放大輸出時(shí)感應(yīng)線圈2的輸出9與低頻斬波放大電路13相連，控制邏輯14與放大器輸入雙刀雙擲開關(guān)10連接，控制邏輯14與放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11相連，低頻斬波放大電路13的輸出與放大器輸出12相連,信號(hào)被放大后經(jīng)放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11由放大器輸出端12送出，此時(shí)高頻放大電路15不工作；——當(dāng)控制邏輯是低電平的時(shí)候，高頻放大輸出時(shí)感應(yīng)線圈2的輸出9與高頻放大電路15相連，控制邏輯14與放大器輸入雙刀雙擲開關(guān)10連接，控制邏輯14與放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11相連，高頻放大電路15的輸出與放大器輸出12相連，信號(hào)被放大后，經(jīng)放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11由放大器輸出端12送出，此時(shí)低頻斬波放大電路13不工作?；蛘呤恰?dāng)控制邏輯是低電平的時(shí)候，低頻放大輸出時(shí)感應(yīng)線圈2的輸出9與低頻斬波放大電路13相連，控制邏輯14與放大器輸入雙刀雙擲開關(guān)10連接，控制邏輯14與放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11相連，低頻斬波放大電路13的輸出與放大器輸出12相連,信號(hào)被放大后經(jīng)放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11由放大器輸出端12送出，此時(shí)高頻放大電路15不工作；——當(dāng)控制邏輯是高電平的時(shí)候，高頻放大輸出時(shí)感應(yīng)線圈2的輸出9與高頻放大電路15相連，控制邏輯14與放大器輸入雙刀雙擲開關(guān)10連接，控制邏輯14與放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11相連，高頻放大電路15的輸出與放大器輸出12相連，信號(hào)被放大后，經(jīng)放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11由放大器輸出端12送出，此時(shí)低頻斬波放大電路13不工作。
權(quán)利要求
1.ー種超寬頻弱磁傳感器，其特征在于，是由橫截面為方形的高導(dǎo)磁磁棒3上粘貼有時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量敏感部件4組成的磁芯穿過骨架I的中心，骨架I外部凹槽繞有多匝感應(yīng)線圈2，感應(yīng)線圈2外部包有屏蔽銅皮構(gòu)成。
2.按照權(quán)利要求I所述的ー種超寬頻弱磁傳感器，其特征在于，所述的骨架I上設(shè)有15—20個(gè)凹槽，凹槽寬3cm，深I(lǐng). 5cm,凹槽間棱寬O. 2cm。
3.按照權(quán)利要求I所述的ー種超寬頻弱磁傳感器，其特征在于，所述的高導(dǎo)磁磁棒3的長(zhǎng)和寬均大于Icm時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量敏感部件4，或高導(dǎo)磁磁棒3的與時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量敏感部件4等大。
4.按照權(quán)利要求I所述的ー種超寬頻弱磁傳感器，其特征在于，所述的高導(dǎo)磁磁棒3是由150— 300片高導(dǎo)磁材料做成的長(zhǎng)直薄條帶5經(jīng)表層絕緣處理后疊加粘接在一起構(gòu)成。
5.按照權(quán)利要求I所述的ー種超寬頻弱磁傳感器，其特征在于，所述的高導(dǎo)磁磁棒3優(yōu)選坡莫合金或非晶合金。
6.按照權(quán)利要求I所述的ー種超寬頻弱磁傳感器，其特征在于，所述的時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量敏感部件4是由高導(dǎo)磁材料做成的長(zhǎng)直薄條帶8經(jīng)表層絕緣處理后垂直時(shí)間差式高導(dǎo)磁長(zhǎng)直薄條帶8的延長(zhǎng)方向平行繞有時(shí)間差式激勵(lì)線圈6和時(shí)間差式接收線圈7構(gòu)成。
7.按照權(quán)利要求I所述的超寬頻弱磁傳感器，其特征在干，感應(yīng)式線圈2的輸出方式為低頻放大輸出或高頻放大輸出 ——當(dāng)控制邏輯是高電平的時(shí)候，低頻放大輸出時(shí)感應(yīng)線圈2的輸出9與低頻斬波放大電路13相連，控制邏輯14與放大器輸入雙刀雙擲開關(guān)10連接，控制邏輯14與放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11相連，低頻斬波放大電路13的輸出與放大器輸出12相連,信號(hào)被放大后經(jīng)放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11由放大器輸出端12送出，此時(shí)高頻放大電路15不工作； ——當(dāng)控制邏輯是低電平的時(shí)候，高頻放大輸出時(shí)感應(yīng)線圈2的輸出9與高頻放大電路15相連，控制邏輯14與放大器輸入雙刀雙擲開關(guān)10連接，控制邏輯14與放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11相連，高頻放大電路15的輸出與放大器輸出12相連,信號(hào)被放大后,經(jīng)放大器輸出雙刀雙擲開關(guān)11由放大器輸出端12送出，此時(shí)低頻斬波放大電路13不工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超寬頻弱磁傳感器。是由橫截面為方形的高導(dǎo)磁磁棒上粘貼有時(shí)間差式磁場(chǎng)測(cè)量敏感部件組成的磁芯穿過骨架的中心，骨架外部凹槽繞有多匝感應(yīng)線圈，感應(yīng)線圈外部包有屏蔽銅皮構(gòu)成。避免了需要更換傳感器才能完成地表至上地幔的高精度探測(cè)，由于以0.01Hz為分界頻率，高于該頻率時(shí)感應(yīng)式傳感器的精度更高，而低于該頻率則磁通門式傳感器精度更高。解決了使用單一傳感器時(shí)造成的部分頻段精度偏低的問題。由于采用了低頻測(cè)量部分改用時(shí)間差式磁通門傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)DC-10kHz的超寬頻磁場(chǎng)測(cè)量，拓寬了目前地球電磁探測(cè)磁場(chǎng)傳感器的應(yīng)用頻率范圍。不必使用過多的線圈和過長(zhǎng)的磁芯，便于傳感器的小型化。
文檔編號(hào)G01V3/00GK102736113SQ20121021601
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月27日
發(fā)明者盧浩, 林君, 王言章, 程德福 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)