本申請(qǐng)涉及磁性表征，并且更具體地，涉及感應(yīng)加熱線特別是螺旋地纏繞的感應(yīng)加熱線的磁性表征。

背景技術(shù)：

感應(yīng)加熱組件采用電磁感應(yīng)來產(chǎn)生熱。具體地，感應(yīng)加熱組件包括導(dǎo)體以及沿著(極為接近)導(dǎo)體延伸的感應(yīng)加熱線。當(dāng)交流電流通過導(dǎo)體時(shí)，建立了交變磁場，該交變磁場經(jīng)由渦電流和磁滯對(duì)感應(yīng)加熱線加熱。

因此，感應(yīng)加熱組件被用在需要加熱的各種應(yīng)用中，諸如復(fù)合結(jié)構(gòu)(例如，含有熱固性樹脂的碳纖維加強(qiáng)復(fù)合材料)的固化以及零件(例如，要熔焊的預(yù)熱零件)的加熱。例如，感應(yīng)加熱組件能夠連接至絕緣基板(例如，硅橡膠)(例如，并入或分層堆放在絕緣基板上方)以形成感應(yīng)加熱毯。當(dāng)感應(yīng)加熱組件在各種溫度下的磁特性是已知的時(shí)，可以控制供應(yīng)給感應(yīng)加熱組件的交流電流，使得所關(guān)聯(lián)的感應(yīng)加熱毯供應(yīng)所期望量的熱。

近來，已經(jīng)制造了感應(yīng)加熱線螺旋地纏繞導(dǎo)體(例如，環(huán)繞導(dǎo)體形成螺旋形線圈)的感應(yīng)加熱組件。這種配置有利地將感應(yīng)加熱線設(shè)置為與導(dǎo)體特別極為接近。

然而，與能夠使用已知設(shè)備(諸如愛普斯坦方圈)來精確地在磁性上表征的直感應(yīng)加熱線不同，螺旋地纏繞的感應(yīng)加熱線的磁性表征提出了挑戰(zhàn)。愛普斯坦方圈不提供螺旋地纏繞的感應(yīng)加熱線的精確磁性表征。此外，感應(yīng)加熱線在纏繞之前的磁性表征未能說明由于通過纏繞工藝引入的加工硬化而發(fā)生的磁性質(zhì)的改變。

關(guān)于這些和其它考慮事項(xiàng)呈現(xiàn)了本文所做出的公開內(nèi)容。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個(gè)實(shí)施方式中，所公開的用于感應(yīng)加熱線的磁性表征的系統(tǒng)可以包括：導(dǎo)體，該導(dǎo)體具有第一端以及與該第一端縱向相對(duì)的第二端，其中，所述感應(yīng)加熱線沿著所述導(dǎo)體的一部分延伸并且與所述導(dǎo)體電隔離；交流電源，該交流電源與所述導(dǎo)體電連接以在所述第一端與所述第二端之間傳遞電流；電流傳感器，該電流傳感器被設(shè)置為感測(cè)所述電流；感測(cè)線，該感測(cè)線包括第一引線和相對(duì)的第二引線，其中，所述感測(cè)線限定具有第一極性的第一環(huán)路以及具有相反的第二極性的第二環(huán)路，所述第二環(huán)路在交叉處連接至所述第一環(huán)路，并且其中，所述感應(yīng)加熱線貫穿所述第一環(huán)路；以及電壓傳感器，該電壓傳感器被設(shè)置為感測(cè)跨越所述第一引線和所述第二引線的電壓。

在另一實(shí)施方式中，所公開的用于感應(yīng)加熱線的磁性表征的系統(tǒng)可以包括：限定縱軸的導(dǎo)體，所述導(dǎo)體包括第一端以及與該第一端縱向相對(duì)的第二端，其中，所述感應(yīng)加熱線沿著所述導(dǎo)體的一部分延伸并且與所述導(dǎo)體電隔離；交流電源，該交流電源與所述導(dǎo)體電連接以在所述第一端與所述第二端之間傳遞電流；電流傳感器，該電流傳感器被設(shè)置為感測(cè)所述電流；感測(cè)線，該感測(cè)線包括第一引線和相對(duì)的第二引線，其中，所述感測(cè)線限定：第一環(huán)路，該第一環(huán)路具有第一極性并且包括第一段和第二段，所述第二段與所述第一段間隔開，其中，所述感應(yīng)加熱線的一部分被設(shè)置在所述第一段與所述第二段之間；以及第二環(huán)路，該第二環(huán)路具有與所述第一極性相反的第二極性，所述第二環(huán)路包括第三段和第四段，所述第四段與所述第三段間隔開；以及電壓傳感器，該電壓傳感器被設(shè)置為感測(cè)跨越所述第一引線和所述第二引線的電壓。

在又一實(shí)施方式中，公開了一種用于感應(yīng)加熱線的磁性表征的方法，所述感應(yīng)加熱線螺旋地纏繞導(dǎo)體。所述方法可以包括以下步驟：(1)將感測(cè)線布置成第一環(huán)路和第二環(huán)路，所述第二環(huán)路在交叉處連接至所述第一環(huán)路，使得所述第一環(huán)路具有第一極性并且所述第二環(huán)路具有與所述第一極性相反的第二極性；(2)沿著所述導(dǎo)體設(shè)置所述感測(cè)線，使得所述感應(yīng)加熱線貫穿所述第一環(huán)路；(3)在所述第二環(huán)路中設(shè)置間隔體(spacer)；(4)傳遞交流電流通過所述導(dǎo)體；(5)感測(cè)所述電流；(6)感測(cè)跨越所述感測(cè)線的電壓；以及(7)至少基于所感測(cè)到的電流和所感測(cè)到的電壓來表征所述感應(yīng)加熱線。

根據(jù)以下具體實(shí)施方式、附圖和隨附權(quán)利要求，所公開的用于感應(yīng)加熱線的磁性表征的系統(tǒng)和方法的其它實(shí)施方式將變得顯而易見。

附圖說明

圖1是所公開的磁性表征系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式的示意側(cè)截面圖；

圖2是圖1的磁性表征系統(tǒng)的一個(gè)部分的截面軸視圖；

圖3是圖1的磁性表征系統(tǒng)的另一部分的截面軸視圖；

圖4是由圖1的磁性表征系統(tǒng)收集的示例數(shù)據(jù)的圖形表示；

圖5是由圖4的示例數(shù)據(jù)生成的B-H曲線；

圖6是描繪了所公開的磁性表征方法的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖；以及

圖7A、圖7B、圖7C、圖7D和圖7E是描繪了所公開的用于組裝磁性表征系統(tǒng)的方法的一個(gè)實(shí)施方式的示意側(cè)截面圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，所公開的磁性表征系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式(通常標(biāo)明為100)可以包括交流電源102、導(dǎo)體104、感應(yīng)加熱線106、間隔體108、感測(cè)線110、電流傳感器112、電壓傳感器114和加熱設(shè)備116。磁性表征系統(tǒng)100還可以包括處理器118(例如，計(jì)算機(jī))以從電流傳感器112和電壓傳感器114接收信號(hào)數(shù)據(jù)并對(duì)該信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并且輸出所期望的磁性表征信息。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解，在不脫離本公開的范圍的情況下，可以在磁性表征系統(tǒng)100中包括另外的組件，諸如冗余電流和/或電壓傳感器。此外，在不脫離本公開的范圍的情況下，可以從磁性表征系統(tǒng)100中省去特定組件，諸如間隔體108和/或加熱設(shè)備116。

導(dǎo)體104可以沿著縱軸A伸長，并且可以包括第一端120以及與第一端120縱向相對(duì)的第二端122。導(dǎo)體104可以是一段導(dǎo)電材料，諸如單股線或多股絞合線。例如，導(dǎo)體104可以由諸如銅的導(dǎo)電金屬或金屬合金形成(或者可以包含導(dǎo)電金屬或金屬合金，諸如銅)。作為一個(gè)特定非限制性示例，導(dǎo)體104可以是利茲(Litz)線(參見圖2和圖3))，該利茲線可以包括多條細(xì)絲，其中每條細(xì)絲與其它細(xì)絲電絕緣。

如圖2所示，導(dǎo)體104可以具有直徑D₁，所述直徑D₁可以大于感應(yīng)加熱線106的直徑D₂和感測(cè)線110的直徑D₃。在一個(gè)表達(dá)中，導(dǎo)體104的直徑D₁可以從大約0.010英寸到大約0.10英寸變動(dòng)。在另一表達(dá)中，導(dǎo)體104的直徑D₁可以從大約0.020英寸到大約0.050英寸變動(dòng)。在又一表達(dá)中，導(dǎo)體104的直徑D₁可以是大約0.030英寸。

往回參照?qǐng)D1，導(dǎo)體104的第一端120和導(dǎo)體104的第二端122可以與交流電源102電連接。因此，交流電流可以通過導(dǎo)體104，如由箭頭I所示。

交流電流I的頻率可以在交流電源102處可控。因?yàn)榇艑?dǎo)率與交流電流頻率無關(guān)，所以可以控制交流電源102，使得交流電流I具有相對(duì)較低的頻率，從而經(jīng)由電磁感應(yīng)使熱產(chǎn)生最小化。例如，通過導(dǎo)體104的交流電流I可以具有至多大約100kHz的頻率，諸如至多大約50kH或至少大約25kHz。作為一個(gè)特定非限制性示例，通過導(dǎo)體104的交流電流I可以具有大約10kHz的頻率。

通過導(dǎo)體104的交流電流I可以由電流傳感器112(例如，安培計(jì))感測(cè)。雖然電流傳感器112被示出與導(dǎo)體104串聯(lián)，但是可以在不脫離本公開的范圍的情況下使用各種其它配置(例如，鉗位型或電流變換器)。諸如經(jīng)由可以為有線或無線的通信路徑126，可以從電流傳感器112向處理器118傳送指示交流電流I的信號(hào)。

通過導(dǎo)體104的交流電流I可以建立在方位上環(huán)繞導(dǎo)體104通過的磁場H。在圖1中，磁場H由點(diǎn)(從頁面出來的場)和“x”(進(jìn)入頁面的場)來表示。磁場H與交流電流I成比例并且隨著交流電流I而使方向反轉(zhuǎn)(交替)。

感應(yīng)加熱線106可以與導(dǎo)體104極為接近地沿著導(dǎo)體104一部分軸向地延伸，但是可以與導(dǎo)體104電隔離。如本文所討論的，感應(yīng)加熱線106可以由鐵磁材料(諸如能夠纏繞導(dǎo)體104的鐵磁材料)形成(或者可以包含該鐵磁材料)。例如，感應(yīng)加熱線106可以由鐵(Fe)、鎳(Ni)和/或鈷(Co)形成(或者可以包含鐵(Fe)、鎳(Ni)和/或鈷(Co))。因此，交變磁場H可以在感應(yīng)加熱線106中產(chǎn)生磁響應(yīng)。

如圖1和圖2所示，在一個(gè)特定構(gòu)造中，感應(yīng)加熱線106可以螺旋地纏繞導(dǎo)體104。因此，感應(yīng)加熱線106可以被有效地配置為容納在導(dǎo)體104的一部分上方的螺旋形線圈。作為一個(gè)一般性示例，感應(yīng)加熱線106可以環(huán)繞導(dǎo)體104以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體104的每英寸大約10至大約100匝。作為一個(gè)特定示例，感應(yīng)加熱線106可以環(huán)繞導(dǎo)體104以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體104的每英寸大約50匝。

如圖2所示，在第一實(shí)現(xiàn)中，感應(yīng)加熱線106可以具有直徑D₂，所述直徑D₂可以小于導(dǎo)體104的直徑D₁。在第一實(shí)現(xiàn)的一個(gè)表達(dá)中，感應(yīng)加熱線106的直徑D₂可以是導(dǎo)體104的直徑D₁的至多大約75％。在另一表達(dá)中，感應(yīng)加熱線106的直徑D₂可以是導(dǎo)體104的直徑D₁的至多大約50％。在另一表達(dá)中，感應(yīng)加熱線106的直徑D₂可以是導(dǎo)體104的直徑D₁的至多大約40％。在另一表達(dá)中，感應(yīng)加熱線106的直徑D₂可以從大約0.005英寸到大約0.050英寸變動(dòng)。在另一表達(dá)中，感應(yīng)加熱線106的直徑D₂可以從大約0.010英寸到大約0.020英寸變動(dòng)。在又一表達(dá)中，感應(yīng)加熱線106的直徑D₂可以是大約0.010英寸。

在第二實(shí)現(xiàn)中，感應(yīng)加熱線106可以具有直徑D₂，所述直徑D₂可以與導(dǎo)體104的直徑D₁基本上相同或者大于導(dǎo)體104的直徑D₁。在第二實(shí)現(xiàn)的一個(gè)表達(dá)中，感應(yīng)加熱線106的直徑D₂可以是導(dǎo)體104的直徑D₁的至少大約110％。在另一表達(dá)中，感應(yīng)加熱線106的直徑D₂可以是導(dǎo)體104的直徑D₁的至少大約150％。

往回參照?qǐng)D1，感測(cè)線110可以是具有第一引線130(在感測(cè)線110的第一端處)和第二引線132(在感測(cè)線110的相對(duì)第二端處)的一段伸長的導(dǎo)電材料。例如，感測(cè)線110可以是單股線或多股絞合線。感測(cè)線110可以由諸如銅的導(dǎo)電金屬或金屬合金形成(或者可以包含諸如銅的導(dǎo)電金屬或金屬合金)。

如圖2所示，感測(cè)線110可以具有直徑D₃，所述直徑D₃可以小于導(dǎo)體104的直徑D₁。感測(cè)線110的直徑D₃還可以小于感應(yīng)加熱線106的直徑D₂。在一個(gè)表達(dá)中，感測(cè)線110的直徑D₃可以是導(dǎo)體104的直徑D₁的至多大約50％。在另一表達(dá)中，感測(cè)線110的直徑D₃可以是導(dǎo)體104的直徑D₁的至多大約35％。在又一表達(dá)中，感測(cè)線110的直徑D₃可以從大約0.006英寸到大約0.010英寸變動(dòng)。

如本文所指出的，導(dǎo)體104可以是利茲線。因此，通過選擇具有顯著地小于導(dǎo)體104的直徑D₁的直徑D₃的感測(cè)線110，感測(cè)線110(或其至少一部分)可以被壓縮到導(dǎo)體104中，從而單獨(dú)產(chǎn)生以基本上類似于(例如，不顯著地大于)導(dǎo)體104的直徑D₁的直徑保持實(shí)質(zhì)上圓形(截面)的組合結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

往回參照?qǐng)D1，感測(cè)線110可以被布置成兩個(gè)基本上相等的環(huán)路：第一環(huán)路140和第二環(huán)路142。第二環(huán)路142可以在交叉144處連接至第一環(huán)路140。例如，感測(cè)線110可以被配置為“數(shù)字8”。因此，第一環(huán)路140可以具有第一極性并且第二環(huán)路142可以具有第二極性，其中第二極性與第一極性相反。

由感測(cè)線110形成的第一環(huán)路140可以被設(shè)置為與導(dǎo)體104相鄰，并且可以包括感測(cè)線110的第一段146和感測(cè)線110的第二段148。第二環(huán)路142可以被設(shè)置為與導(dǎo)體104相鄰，并且可以包括感測(cè)線110的第三段150和感測(cè)線110的第四段152。第一引線130可以連接至第一段146，所述第一段146可以跨越交叉144連接至第四段152。第四段152的相反端可以連接至第三段150，所述第三段150進(jìn)而可以跨越交叉144連接至第二段148。第二段148的相反端可以連接至第二引線132。

為了確保第一環(huán)路140具有與第二環(huán)路142相等且相反的極性，各個(gè)段146、148、150、152可以具有基本上相同的長度。第一段146和第二段148可以位于相對(duì)于導(dǎo)體104的相同軸向位置處，而第三段150和第四段152可以位于相對(duì)于導(dǎo)體104的相同軸向位置處，但是與第一段146和第二段148軸向地相鄰。此外，第一段146和第三段150可以被設(shè)置在相對(duì)于導(dǎo)體104的相同徑向位置處。此外，第二段148可以從第一段146向外(相對(duì)于導(dǎo)體104的縱軸A)隔開第一徑向距離R₁，并且第四段152可以從第三段150向外隔開第二徑向距離R₂，其中第一徑向距離R₁基本上等于第二徑向距離R₂。

如圖1和圖2所示，感應(yīng)加熱線106可以貫穿由感測(cè)線110限定的第一環(huán)路140(在第一段146與第二段148之間)。因此，第一環(huán)路140的第一段146可以被設(shè)置在導(dǎo)體104與感應(yīng)加熱線106之間，而第二段148可以被徑向地設(shè)置在感應(yīng)加熱線106的外側(cè)。因此，感應(yīng)加熱線106可以限定第一段146與第二段148之間的徑向距離R₁。

如圖1和圖3所示，間隔體108可以貫穿由感測(cè)線110限定的第二環(huán)路142(在第三段150與第四段152之間)。因此，第二環(huán)路142的第三段150可以被設(shè)置在導(dǎo)體104與間隔體108之間，而第四段152可以被徑向地設(shè)置在間隔體108的外側(cè)。如此，間隔體108可以確保第三段150和第四段152之間的徑向距離R₂與第一段146和第二段148之間的徑向距離R₁基本上相同。

間隔體108可以由非鐵磁材料形成。例如，間隔體108可以由非鐵磁金屬(例如，銅)或非金屬(例如，玻璃纖維)形成(或者可以包含非鐵磁金屬(例如，銅)或非金屬(例如，玻璃纖維))。因此，沒有磁響應(yīng)可由于交變磁場H而在間隔體108中被引發(fā)。

在一個(gè)特定實(shí)施方式中，間隔體108可以是螺旋地纏繞導(dǎo)體104的一段非鐵磁材料。像軸向地相鄰的感應(yīng)加熱線106一樣，間隔體108可以被有效地配置為容納在導(dǎo)體104的一部分上方的螺旋形線圈。間隔體108的直徑D₄(圖3)可以基本上等于感應(yīng)加熱線106的直徑D₂(圖2)。因此，間隔體108可以在第二環(huán)路142的第三段150與第四段152之間維持所期望的徑向距離R₂。

往回參照?qǐng)D1，跨越感測(cè)線110的第一引線130與第二引線132之間的電壓可以由電壓傳感器114(例如，電壓計(jì))感測(cè)。諸如經(jīng)由可以為有線或無線的通信路徑128，可以從電壓傳感器114向處理器118傳送指示跨越第一引線130和第二引線132的電壓的信號(hào)。

由通過導(dǎo)體104的交流電流I建立的交變磁場H在感應(yīng)加熱線106中產(chǎn)生磁響應(yīng)。感應(yīng)加熱線106中的變化磁通量產(chǎn)生跨越第一引線130和第二引線132的電壓，如由法拉第感應(yīng)定律所規(guī)定的。這個(gè)電壓可以由電壓傳感器114感測(cè)。

由通過導(dǎo)體104的交流電流I建立的交變磁場H(其還徑直穿過感測(cè)線110的段146、148、150、152)也產(chǎn)生跨越第一引線130和第二引線132的電壓。來自這個(gè)背景磁場H的該電壓能夠在感應(yīng)加熱線106的磁響應(yīng)的測(cè)量中導(dǎo)致顯著的不確定性。然而，因?yàn)楦袦y(cè)線110的第一環(huán)路140與第二環(huán)路142同等地且相反地極化，所以由第一環(huán)路140和第二環(huán)路142產(chǎn)生的電壓在符號(hào)上將是相反的。

因此，當(dāng)各個(gè)環(huán)路140、142的總長度和徑向距離R₁、R₂基本上相同時(shí)，在感測(cè)線110中通過不是由感應(yīng)加熱線106貢獻(xiàn)的所施加的磁場H引發(fā)的電壓被抵消。如此，電壓傳感器114僅感測(cè)到感應(yīng)加熱線106的磁響應(yīng)。

參照?qǐng)D4，可以通過(經(jīng)由電流傳感器112(圖1)和電壓傳感器114(圖1))記錄電流I作為時(shí)間的函數(shù)并且記錄跨越引線130、132的電壓作為時(shí)間的函數(shù)來做出磁性表征。可以在一個(gè)或更多個(gè)完整的頻率周期上收集電流I和電壓數(shù)據(jù)。所施加的磁場H與電流I成正比，并且與電流I同相。磁響應(yīng)在感應(yīng)加熱線106中的總磁通量方面與電壓的時(shí)間積分(在電壓對(duì)時(shí)間圖下面的面積)成比例?？梢酝ㄟ^將磁通量除以第一環(huán)路140內(nèi)部的給定截面中線的總面積來得到這些線中的平均磁場B。如圖5所示，可以通過標(biāo)繪平均磁場B與所施加的磁場H的關(guān)系來得到B-H曲線。B-H曲線指示磁導(dǎo)率和磁滯，并且可用在設(shè)計(jì)計(jì)算中。

知道在不同溫度下的磁響應(yīng)常常是有利的。因此，可以將導(dǎo)體104、感應(yīng)加熱線106、間隔體108和感測(cè)線110放置在加熱設(shè)備116中，所述加熱設(shè)備116可以被控制到期望的測(cè)量溫度。例如，加熱設(shè)備116可以是(或者可以包括)烘箱或熔爐?？梢酝ㄟ^控制加熱設(shè)備116的溫度在多個(gè)溫度下做出磁性表征。

另外公開的是磁性表征方法。所公開的磁性表征方法可以被用來在磁性上表征作為(或者可以成為)感應(yīng)加熱組件的一部分的感應(yīng)加熱線，所述感應(yīng)加熱組件包括感應(yīng)加熱線、導(dǎo)體和交流電源。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，要在磁性上表征的感應(yīng)加熱線可以螺旋地纏繞導(dǎo)體(參見圖1和圖2)。

參照?qǐng)D6，附加地參照?qǐng)D1，所公開的磁性表征方法的一個(gè)實(shí)施方式(一般地標(biāo)明為200)可以在塊202處以將感測(cè)線110布置成第一環(huán)路140和第二環(huán)路142的步驟開始，其中，第二環(huán)路142在交叉144處連接至第一環(huán)路140。環(huán)路140、142二者的大小和形狀可以是基本上相等的，使得第一環(huán)路140具有第一極性并且第二環(huán)路142具有相反的第二極性。

在塊204處，可以沿著導(dǎo)體104設(shè)置感測(cè)線110，使得感應(yīng)加熱線106穿過由感測(cè)線110限定的第一環(huán)路140。因此，感應(yīng)加熱線106可以將感測(cè)線110的第二段148向外側(cè)與感測(cè)線110的第一段146隔開第一徑向距離R₁。

在塊206處，可以將間隔體108設(shè)置在由感測(cè)線110限定的第二環(huán)路142中。間隔體108可以將感測(cè)線110的第四段152向外側(cè)與感測(cè)線110的第三段150隔開第二徑向距離R₂，并且可以確保第二徑向距離R₂基本上等于第一徑向距離R₁。

在塊208處，交流電流I可以通過導(dǎo)體104。通過導(dǎo)體104的交流電流I可以建立在方位上環(huán)繞導(dǎo)體104的交變磁場H。交變磁場H可以在感應(yīng)加熱線106中產(chǎn)生磁響應(yīng)，該磁響應(yīng)產(chǎn)生跨越感測(cè)線110的第一引線130和第二引線132的電壓。

在塊210處，可以感測(cè)通過導(dǎo)體104的交流電流I。例如，電流傳感器112可以被設(shè)置為感測(cè)通過導(dǎo)體104的交流電流I。

在塊212處，可以感測(cè)跨越感測(cè)線110的第一引線130和第二引線132的電壓。例如，電壓傳感器114可以被設(shè)置為感測(cè)跨越感測(cè)線110的第一引線130和第二引線132的電壓。

在塊214處，可以至少基于所感測(cè)到的通過導(dǎo)體104的交流電流I以及所感測(cè)到的跨越感測(cè)線110的第一引線130和第二引線132的電壓在磁性上表征感應(yīng)加熱線106。例如，可以通過標(biāo)繪平均磁場B與所施加的磁場H的關(guān)系來得到B-H曲線并且/或者可以計(jì)算磁導(dǎo)率?？梢栽诙鄠€(gè)溫度下重復(fù)表征步驟214。

參照?qǐng)D7A、圖7B、圖7C、圖7D和7E，另外公開的是用于組裝磁性表征系統(tǒng)的方法。如圖7A所示，組裝方法可以通過提供具有(從端到端)第一引線130、第一段146、第四段152、第三段150、第二段148和第二引線132的感測(cè)線110而開始。

仍然參照?qǐng)D7A，感測(cè)線110的第三段可以沿著導(dǎo)體104設(shè)置(并且與導(dǎo)體104相鄰)。如圖7B所示，間隔體108可以螺旋地纏繞導(dǎo)體104的第一部分和感測(cè)線110的第三段150。如圖7C所示，感測(cè)線110的第四段152可以被鋪設(shè)在間隔體108上，從而形成第二環(huán)路142。第二環(huán)路142可以包括徑向地向外側(cè)與第三段150隔開的第四段152，同時(shí)間隔體108被設(shè)置在第三段150與第四段152之間。

仍然參照?qǐng)D7C，在已形成第二環(huán)路142之后，感測(cè)線110的第一段可以沿著導(dǎo)體104設(shè)置(并且與導(dǎo)體104相鄰)。如圖7D所示，要在磁性上表征的感應(yīng)加熱線106可以螺旋地纏繞導(dǎo)體104的第二部分(與支撐間隔體108的第一部分相鄰)和感測(cè)線110的第一段。

如圖7E所示，感測(cè)線110的第二段148可以被鋪設(shè)在感應(yīng)加熱線106上，從而形成第一環(huán)路140。第一環(huán)路140可以包括徑向地向外側(cè)與第一段146隔開的第二段148，同時(shí)感應(yīng)加熱線106被設(shè)置在第一段146與第二段148之間。

此外，本公開內(nèi)容包括根據(jù)以下條款的實(shí)施方式：

1.一種用于感應(yīng)加熱線的磁性表征的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

限定縱軸的導(dǎo)體，所述導(dǎo)體包括第一端以及與該第一端縱向相對(duì)的第二端，其中，所述感應(yīng)加熱線沿著所述導(dǎo)體的一部分延伸并且與所述導(dǎo)體電隔離；

交流電源，該交流電源與所述導(dǎo)體電連接以在所述第一端與所述第二端之間傳遞交流電流；

電流傳感器，該電流傳感器被設(shè)置為感測(cè)所述交流電流；

感測(cè)線，該感測(cè)線包括第一引線和相對(duì)的第二引線，其中，所述感測(cè)線限定：

第一環(huán)路，該第一環(huán)路具有第一極性并且包括第一段和第二段，所述第二段與所述第一段間隔開，其中，所述感應(yīng)加熱線的一部分被設(shè)置在所述第一段與所述第二段之間；以及

第二環(huán)路，該第二環(huán)路具有與所述第一極性相反的第二極性，所述第二環(huán)路包括第三段和第四段，所述第四段與所述第三段間隔開；以及

電壓傳感器，該電壓傳感器被設(shè)置為感測(cè)跨越所述第一引線和所述第二引線的電壓。

2.根據(jù)條款1所述的系統(tǒng)，其中，所述感應(yīng)加熱線螺旋地纏繞所述導(dǎo)體的所述一部分。

3.根據(jù)條款1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二段在所述第一段的外側(cè)隔開第一徑向距離，并且其中，所述第四段在所述第三段的外側(cè)隔開第二徑向距離。

4.根據(jù)條款3所述的系統(tǒng)，其中，所述第一徑向距離基本上等于所述第二徑向距離。

5.根據(jù)條款1所述的系統(tǒng)，其中，所述導(dǎo)體包括利茲線。

6.根據(jù)條款1所述的系統(tǒng)，其中，所述導(dǎo)體具有第一直徑，所述感應(yīng)加熱線具有第二直徑并且所述感測(cè)線具有第三直徑，并且其中，所述第一直徑大于所述第二直徑和所述第三直徑。

7.根據(jù)條款1所述的系統(tǒng)，其中，所述交流電流具有至多大約50kHz的頻率。

8.根據(jù)條款1所述的系統(tǒng)，其中，所述感應(yīng)加熱線包括鐵磁材料。

9.根據(jù)條款1所述的系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述第三段與所述第四段之間的間隔體。

10.根據(jù)條款9所述的系統(tǒng)，其中，所述間隔體螺旋地纏繞所述導(dǎo)體，與所述感應(yīng)加熱線軸向地相鄰。

11.根據(jù)條款9所述的系統(tǒng)，其中，所述間隔體包括非鐵磁材料。

12.根據(jù)條款1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一段、所述第二段、所述第三段和所述第四段具有基本上相等的長度。

13.根據(jù)條款1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一環(huán)路在交叉處連接至所述第二環(huán)路。

14.根據(jù)條款1所述的系統(tǒng)，其中：

所述第一段連接至所述第一引線，

所述第二段連接至所述第二引線，

所述第三段被設(shè)置在所述第二段與所述第四段之間，并且

所述第四段被設(shè)置在所述第一段與所述第三段之間。

15.根據(jù)條款1所述的系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括加熱設(shè)備，其中，所述感應(yīng)加熱線被設(shè)置在所述加熱設(shè)備中。

16.一種用于感應(yīng)加熱線的磁性表征的方法，所述感應(yīng)加熱線螺旋地纏繞導(dǎo)體，所述方法包括以下步驟：

將感測(cè)線布置成第一環(huán)路和第二環(huán)路，所述第二環(huán)路在交叉處連接至所述第一環(huán)路，使得所述第一環(huán)路具有第一極性并且所述第二環(huán)路具有與所述第一極性相反的第二極性；

沿著所述導(dǎo)體設(shè)置所述感測(cè)線，使得所述感應(yīng)加熱線貫穿所述第一環(huán)路；

在所述第二環(huán)路中設(shè)置間隔體；

傳遞交流電流通過所述導(dǎo)體；

感測(cè)所述交流電流；

感測(cè)跨越所述感測(cè)線的電壓；以及

至少基于感測(cè)到的所述交流電流和感測(cè)到的所述電壓來表征所述感應(yīng)加熱線。

17.根據(jù)條款16所述的方法，其中，所述第一環(huán)路包括第一段和第二段，其中，所述第二環(huán)路包括第三段和第四段，并且其中，所述第一段、所述第二段、所述第三段和所述第四段具有基本上相等的長度。

18.根據(jù)條款16所述的方法，其中，設(shè)置所述間隔體的步驟包括將所述間隔體螺旋地纏繞所述導(dǎo)體。

19.根據(jù)條款16所述的方法，其中，表征所述感應(yīng)加熱線的步驟包括計(jì)算感測(cè)到的所述電壓的時(shí)間積分。

20.根據(jù)條款16所述的方法，其中，表征所述感應(yīng)加熱線的步驟包括生成B-H曲線。

因此，所公開的是一種用于感應(yīng)加熱線(包括螺旋形(螺旋纏繞的)感應(yīng)加熱線)的磁性表征的系統(tǒng)和方法。重要地，所公開的系統(tǒng)和方法可以被用來精確地測(cè)量螺旋纏繞的感應(yīng)加熱線在其將在實(shí)踐中使用(纏繞載流導(dǎo)體)的幾何形狀中的磁響應(yīng)。感測(cè)線的存在可以最低限度地影響系統(tǒng)的幾何形狀，還抵消來自由載流導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場的背景響應(yīng)，從而使所測(cè)量到的響應(yīng)主要(如果不是僅)成為感應(yīng)加熱線的響應(yīng)。

盡管已經(jīng)示出并描述了所公開的用于感應(yīng)加熱線的磁性表征的系統(tǒng)和方法的多個(gè)實(shí)施方式，然而修改可以被本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本說明書時(shí)想到。本申請(qǐng)包括這些修改并且僅受權(quán)利要求的范圍限制。