一種小型化單軸磁通門探頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及一種用于弱磁場方向檢測的、長徑比較大的小型化單軸磁通口探 頭，屬于地磁矢量場測量設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 當前磁傳感器根據(jù)不同的磁轉(zhuǎn)換效應(yīng)對磁場進行轉(zhuǎn)換，達到對磁場測量的目的。 磁通口測磁技術(shù)是使用周期性交變磁場對軟磁磁忍進行周期性過飽和激勵，利用軟磁磁忍 對激勵磁場的調(diào)制作用將外界磁場轉(zhuǎn)化成電信號輸出的一種技術(shù)。通過對輸出電動勢信號 時頻特性的分析，可W確定外界磁場的大小，達到對弱磁信號進行測量的目的。
[0003] 目前，針對應(yīng)用于地球磁場矢量場觀測的各種傳感器中，因磁通口傳感器體積小、 重量輕、噪聲較低，并具有較低制作成本和較大測量范圍的特點，在空間磁場測量、地質(zhì)勘 探、艦船導(dǎo)航系統(tǒng)等磁場測量場所應(yīng)用較多。但因磁通口傳感器的輸出感應(yīng)電動勢中含有 很大而又無用的變壓器效應(yīng)形成的基波成分，為了抑制該基波信號，目前大多數(shù)方法是設(shè) 計差分輸出傳感器，即激勵線圈反向串聯(lián)，感應(yīng)線圈同向串聯(lián)，促使變壓器效應(yīng)感應(yīng)電勢相 互抵消，而環(huán)境磁場的感應(yīng)信號相互疊加，即所謂的雙磁忍磁通口傳感器。運種雙磁忍磁通 口傳感器的結(jié)構(gòu)參數(shù)完全對稱時才可使基波分量徹底抵消，所W，根據(jù)磁忍結(jié)構(gòu)形式又分 為雙棒形磁忍傳感器、環(huán)形磁忍傳感器和管形磁忍傳感器等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了獲得較好的方向性和綜合降噪性能，W雙棒型傳感器唯一基礎(chǔ)，本實用新型 旨在提供一種長徑比較大的、帶有跑道形磁忍結(jié)構(gòu)的小型化單軸磁通口探頭，W滿足使用 中對磁探頭軸向方向性強、噪聲低、體積小等要求的需要。
[0005] 下面結(jié)合附圖1對跑道形磁忍的結(jié)構(gòu)原理進行說明：
[0006] 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，若激勵磁場隨時間變化時，線圈兩端將產(chǎn)生感應(yīng)電壓 為：
[0007]
[000引其中，η為感應(yīng)線圈應(yīng)數(shù)，S為磁忍截面面積，μ( t)為磁忍在交變電流激勵下的隨時 間變化的函數(shù)，出為磁忍內(nèi)部磁感應(yīng)強度。
[0009] 設(shè)在正弦交變電流作用下的激勵磁場為H(t) =Hmsin ω t，磁忍的磁化特性曲線用 Ξ折線近似表示，即忽略磁滯效應(yīng)，并假定磁忍在未飽和前導(dǎo)磁系數(shù)是常數(shù)，而飽和時的導(dǎo) 磁系數(shù)為1，若此時的外部被測磁場為化，磁通口傳感器二次諧波輸出電壓為：
[0010]
[0011]于是，設(shè)計一個細長比較大的跑道型磁忍，就能實現(xiàn)磁通口探頭尺寸小、噪聲低、 方向性強的要求需要。本項目獲得國家自然科學基金青年科學基金項目（41404141)、地震 行業(yè)科研專項（201408005)和國家重大科學儀器設(shè)備專項"海洋地磁場矢量測量儀開發(fā)與 應(yīng)用"子專題(2014YQ100817-2)共同資助。
[0012] 本實用新型是通過W下技術(shù)來實現(xiàn)的：
[0013] -種小型化單軸磁通口探頭，包括一個纏繞有激勵線圈的磁忍體，繞有感應(yīng)線圈 和反饋線圈的線圈筒，W及兩個支撐座和一個殼體;磁忍體包括細長的跑道型磁忍骨架和 薄帶軟磁磁忍，圍繞磁忍骨架的外圍輪廓開有凹槽，薄帶軟磁磁忍纏繞在凹槽內(nèi)，薄帶軟磁 磁忍纏繞層數(shù)為十層;磁忍體和線圈筒分別支撐在兩個支撐座之間，磁忍體位于線圈筒內(nèi) 并與線圈筒相平行，其中一個支撐座上還設(shè)有過線孔，線圈導(dǎo)線由過線孔引出；殼體與兩個 支撐座密封連接，殼體包圍在線圈筒外。
[0014] 所述感應(yīng)線圈和反饋線圈分別為分段繞制。
[0015] 所述感應(yīng)線圈的層數(shù)為一層W上;所述反饋線圈的層數(shù)為一層W上。
[0016] 所述兩個支撐座分為頂部支撐座和底部支撐座，頂部支撐座包括一個片狀的圓形 蓋體和第一圓柱體，圓形蓋體的內(nèi)端面上設(shè)有同屯、的第一圓形凸臺，第一圓形凸臺上設(shè)有 支撐塊，第一圓形凸臺的中屯、設(shè)有過線孔;第一圓柱體固定在支撐塊上，支撐塊突出在第一 圓柱體外，第一圓柱體的頂面設(shè)有橫向的第一卡槽，第一卡槽的底面中屯、設(shè)有與過線孔軸 線重合的通孔;底部支撐座包括一個片狀的圓形座體和第二圓柱體，圓形座體的內(nèi)端面上 設(shè)有同屯、的第二圓形凸臺，第二圓柱體垂直固定在第二圓形凸臺上，第二圓柱體與第二圓 形凸臺軸線重合，第二圓柱體頂面設(shè)有橫向的第二卡槽;磁忍體兩端分別卡持在第一卡槽 和第二卡槽中；線圈筒一端套在第一圓柱體上并且端面支撐在突出的支撐塊上，線圈筒另 一端套在第二圓柱體上并且端面支撐在第二圓形凸臺的頂面上;殼體為一個圓筒，圓筒一 端套在第一圓形凸臺上并且端面與圓形蓋體的內(nèi)端面相連接，圓筒另一端套在第二圓形凸 臺上并且端面與圓形座體的內(nèi)端面相連接。
[0017] 所述第一圓形凸臺和第二圓形凸臺的根部分別設(shè)有密封凹槽。
[0018] 本實用新型所述的一種小型化單軸磁通口探頭的有益效果包括：
[0019] 1、采用長徑比較大的跑道型磁忍結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了單軸磁通口探頭軸向方向性強、徑 值小，噪聲低的使用要求。
[0020] 2、薄帶軟磁磁忍采用1J86坡莫合金薄帶軟磁材料制成，在GH128磁忍骨架上纏繞 十層后，經(jīng)1100度高溫退火處理，可獲得高導(dǎo)磁率、低矯頑力性能。
[0021] 3、線圈框上分別繞有多層、多段式感應(yīng)線圈和反饋線圈，可減少線圈的分布電容， 提高傳感器的靈敏度。
[0022] 4、利用兩個支撐座將磁忍體、線圈筒和殼體進行連接固定，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，連接 方便、牢固。
[0023] 5、圓筒狀的外形攜帶簡單、使用方便。
【附圖說明】
[0024] 圖1為跑道型磁通口磁忍體的結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0025] 圖2為本實用新型的整體裝配過程示意圖；
[0026] 圖3為本實用新型中頂部支撐座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖4為本實用新型中底部支撐座的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖2、圖3和圖4對本實用新型做進一步的描述：
[0029] 本實用新型所述的一種小型化單軸磁通口探頭，包括一個纏繞有激勵線圈4的磁 忍體，繞有感應(yīng)線圈和反饋線圈的線圈筒8, W及兩個支撐座和一個殼體。兩個支撐座分為 頂部支撐座和底部支撐座。<