一種環(huán)形磁芯的磁通門探頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種環(huán)形磁芯的磁通門探頭，包括環(huán)形磁芯及纏繞于磁芯上的激勵線圈和感應(yīng)線圈，其特征是：激勵線圈纏繞包圍整體磁芯，形成閉合磁路；感應(yīng)線圈為三組，在纏繞了激勵線圈的磁芯上按圓周對稱排列，相鄰感應(yīng)線圈互差120度相位角。其優(yōu)點是：解決了磁通門傳感器的精度、穩(wěn)定性差等問題，制備的傳感器與后續(xù)信號處理電路連接方便，容易實現(xiàn)信號的處理與放大。
【專利說明】一種環(huán)形磁芯的磁通門探頭
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種環(huán)形磁芯的磁通門探頭，屬于傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]磁通門傳感器是指利用被測磁場中高導(dǎo)磁鐵芯在交變磁場的飽和激勵下，其磁感應(yīng)強度與被測磁場強度的非線性關(guān)系來測量弱磁場的一種磁場傳感器。與其他類型磁傳感器相比，具有分辨率高(可達(dá)10_ητ)，測量弱磁場范圍寬(O?10_8T)，能夠直接測量磁場的分量和適于在高速運動系統(tǒng)中使用等特點。磁通門傳感器的優(yōu)劣是由磁通門探頭所決定的，而磁芯材料及結(jié)構(gòu)又是探頭的核心部件，材料的組織性能與成分的均勻性對探頭的靈敏度及磁通門性噪比影響很大。目前，市場主流都在采用坡莫合金材料作為作為磁芯材料，其致命缺點是材料內(nèi)部成分易偏析、處理工藝復(fù)雜和造價昂貴，因此不利用向民用領(lǐng)域推廣。非晶態(tài)材料是一種新型功能材料，其具有優(yōu)異的軟磁性能和力學(xué)性能，其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)呈長程無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，在磁通門傳感器上應(yīng)用，可以滿足探頭對磁芯材料組織均一性和性能穩(wěn)定性的嚴(yán)厲要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于:考慮到上述問題而提供一種具有環(huán)形三對稱結(jié)構(gòu)的非晶絲環(huán)形磁芯的磁通門探頭，通過軟磁非晶絲構(gòu)成的磁芯結(jié)構(gòu)具有更佳的均勻性和一致性，設(shè)計的磁芯結(jié)構(gòu)能夠有效消除漏磁通的產(chǎn)生，有效提高探頭的靈敏度和分辨率。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]本實用新型包括環(huán)形磁芯及纏繞于磁芯上的激勵線圈和感應(yīng)線圈，其中:激勵線圈纏繞包圍整體磁芯，形成閉合磁路；感應(yīng)線圈為三組，在纏繞了激勵線圈的磁芯上按圓周對稱排列，相鄰感應(yīng)線圈互差120度相位角。
[0006]所述磁芯由環(huán)形骨架和非晶絲共同構(gòu)成，非晶絲均勻纏繞在環(huán)形骨架上、粘接固化后形成閉合磁路結(jié)構(gòu)。
[0007]所述磁芯中的非晶絲為Fe基或Co基非晶(納米晶、微晶)合金絲，通過直流焦耳熱退火工藝后，材料組織及性能一致性好，非晶絲的直徑為0.1?0.2mm，長度為30?60cm。
[0008]所述激勵線圈是在磁芯上用0.1mm的漆包銅線繞制1000?1500阻形成的線圈；線圈繞制過程必須保證均勻無疊加的纏繞到磁芯上；在磁芯上纏繞的三組感應(yīng)線圈匝數(shù)相同，均是由0.1mm的漆包銅線纏繞200?300匝形成的線圈。
[0009]上述磁芯結(jié)構(gòu)及線圈整體置于電路接線板上，并用環(huán)氧樹脂進(jìn)行密封固化，傳感器信號通過接線端子實現(xiàn)輸入輸出等功能。
[0010]本實用新型的優(yōu)點是:解決了磁通門傳感器的精度、穩(wěn)定性差等問題，制備的傳感器與后續(xù)信號處理電路連接方便，容易實現(xiàn)信號的處理與放大。
[0011]磁芯采用環(huán)形磁路設(shè)計后有效提高了探頭結(jié)構(gòu)的對稱性，非晶絲材料由于其特殊的組織與結(jié)構(gòu)特性作為磁芯材料具有更佳的組織、成分一致性，故克服了傳統(tǒng)坡莫合金材料內(nèi)部所存在的成分偏析、微孔等缺陷，因此有效地提高了探頭的信噪比，同時非晶絲通過急冷技術(shù)一次成型，后續(xù)處理工藝簡單，減少了探頭制作工序，有效降低了材料的成本。本實用新型的激勵線圈纏繞到整個磁芯上，避免了漏磁通的產(chǎn)生，與環(huán)形結(jié)構(gòu)相結(jié)合后增強了激勵信號的對稱性，有效提高了探頭的靈敏度和信噪比。本實用新型的感應(yīng)線圈采用三對稱結(jié)構(gòu)設(shè)計，三個感應(yīng)線圈互差120度相位角可以有效消除材料及磁芯結(jié)構(gòu)的不均勻造成的雜波信號，有效提高了探頭信號的測試精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為激勵線圈結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3為感應(yīng)線圈結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4為的磁芯的分區(qū)圖；
[0016]圖5為本實用新型的使用狀態(tài)參考圖。
[0017]圖中:1為環(huán)形骨架，2為非晶絲，3為激勵線圈，4為感應(yīng)線圈，5為磁芯，6為接線電路板。
【具體實施方式】
[0018]如圖1、2、3、4所示，本實用新型是基于非晶絲磁芯的多對稱磁通門探頭，包括有磁芯5及纏繞其上的激勵線圈3和感應(yīng)線圈4。
[0019]本實施例中，上述磁芯由環(huán)形骨架I和纏繞在環(huán)形骨架上的非晶絲2構(gòu)成，非晶絲多層疊合并經(jīng)過粘結(jié)固化。
[0020]本實施例中，上述非晶絲2其成分為FeSiB或者CoFeSiB,經(jīng)過直流焦耳熱退火處理，非晶絲的成分及組織一致性好，絲材直徑為0.1?0.2mm，長度為30?60cm。
[0021]本實施例中，上述磁芯5上纏繞的激勵線圈3為0.1mm的漆包銅線纏繞1000?1500匝，激勵線圈均勻密排包圍整個磁芯結(jié)構(gòu)5，并經(jīng)過膠水固化到磁芯上。
[0022]本實施例中，上述磁芯5上劃分為6個區(qū)域,并編號I?6,在磁芯結(jié)構(gòu)的2、4、6區(qū)域內(nèi)分別纏繞感應(yīng)線圈4，三組感應(yīng)線圈需滿足匝數(shù)相同，互差120度相位角。
[0023]如圖5所示，本實施例中，上述磁芯5、激勵線圈3和感應(yīng)線圈4整體置于接線電路板6上，并分別與相應(yīng)端子連接后，用環(huán)氧樹脂固化密封形成環(huán)形磁通門傳感器探頭。
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)形磁芯的磁通門探頭，包括環(huán)形磁芯及纏繞于磁芯上的激勵線圈和感應(yīng)線圈，其特征是:激勵線圈纏繞包圍整體磁芯，形成閉合磁路；感應(yīng)線圈為三組，在纏繞了激勵線圈的磁芯上按圓周對稱排列，相鄰感應(yīng)線圈互差120度相位角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形磁芯的磁通門探頭，其特征是:所述磁芯由環(huán)形骨架和非晶絲共同構(gòu)成，非晶絲均勻纏繞在環(huán)形骨架上、粘接固化后形成閉合磁路結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形磁芯的磁通門探頭，其特征是:所述非晶絲的直徑為0.1 ?0.2mm,長度為 30 ?60cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形磁芯的磁通門探頭，其特征是:所述激勵線圈是在磁芯上用0.1mm的漆包銅線繞制1000?1500匝形成的線圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形磁芯的磁通門探頭，其特征是:在磁芯上纏繞的三組感應(yīng)線圈匝數(shù)相同，均是由0.1mm的漆包銅線纏繞200?300匝形成的線圈。
【文檔編號】G01R33/04GK203658558SQ201420030654
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】王世偉, 孫廣杰, 孫曉華, 趙軍, 隋意, 張 成, 李波 申請人:包頭稀土研究院