一种地球天然脉冲电磁场甚低频接收传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种地球天然脉冲电磁场甚低频接收传感器，包括线圈、磁芯以及外屏蔽套管，磁芯呈圆柱状，磁芯采用锰锌铁氧体材料制成；所述的线圈用于接收地表天然脉冲电磁场并转换成电信号，线圈沿同一方向均匀、紧密的缠绕在磁芯上；所述的外屏蔽套管为圆筒状的接地的铜管，外屏蔽套管套在磁芯和线圈上，线圈的两端由外屏蔽套管上的同一端开口处伸出，磁芯与外屏蔽套管之间的缝隙处填充有固体胶，所述固体胶将磁芯和线圈固定在外屏蔽套管内；所述的外屏蔽套管的底部沿轴向开有一条长度与磁芯长度相同的开口。该传感器亦可应用于其他领域多项研究，如地下油气勘探、滑坡三维预警等甚低频电磁信号辐射场源领域，有较好的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种地球天然脉冲电磁场甚低频接收传感器
本专利技术提供了一种能够接收地球天然脉冲电磁场甚低频信号并能够将地球表面变换的天然磁场转变为线性变化的电信号的接收传感器，可应用于地震前兆研究与地震预测领域、油气勘探研究和滑坡电磁预警领域。
技术介绍
地震给人类的生活带来了巨大的灾难，据统计，全球的自然灾害之中，地震造成的死亡人数占全部自然灾害死亡人数的54%，堪称自然灾害之最。如何比较准确的预测地震不仅是一个热门敏感的话题，更是全人类的期待。然而，因地震预测有着地球内部的“不可入性”、大地震的“非频发性”、“地震物理过程的复杂性”三大困难，地震预测成为了公认的世界性难题。地球上无时无刻不在进行自然变化，例如地壳断裂带、岩石滑动、滑坡孕育、大气雷电等多种自然变化，这些自然变化均会导致发生甚低频段日变磁异常信号，尤其是在发生地震前，震源处由于地壳运动，会发出强烈的脉冲电磁场异常信号，但是目前针对此甚低频段的信息研究较少，还未建立地震的孕育与甚低频段天然脉冲电磁场之间的关联模型，其中关键原因在于能够接收此频段的传感器还未实现。如果能够将这些甚低频地球天然脉冲电磁场信号进行采集，那么将对地震前兆信息的研究提供极大的帮助。此外，还可以应用于甚低频电磁信号辐射场源领域的其他多项研究，如地下油气勘探、滑坡三维预警等，具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术提供了一种地球天然脉冲电磁场甚低频接收传感器，该装置从技术上解决甚低频地球天然脉冲电磁场信号采集的问题，为从甚低频角度出发研究地震前兆信息提供必备的物理采集设备基础。该传感器亦可应用于其他领域多项研究，如地下油气勘探、滑坡三维预警等甚低频电磁信号辐射场源领域，有较好的市场应用前景。实现本专利技术上述目的所采用的技术方案如下:一种地球天然脉冲电磁场甚低频接收传感器，包括线圈、磁芯以及外屏蔽套管，磁芯呈圆柱状，其直径为8?10mm，长度为160?180mm，磁芯采用锰锌铁氧体材料制成；所述的线圈用于接收地表天然脉冲电磁场并转换成电信号，线圈沿同一方向均匀、紧密的缠绕在磁芯上，缠绕有1900?2100匝；所述的外屏蔽套管为圆筒状的接地的铜管，外屏蔽套管套在磁芯和线圈上，其内径为9?IImm,其长度比磁芯长度大8?12mm,线圈的两端由外屏蔽套管上的同一端开口处伸出，磁芯与外屏蔽套管之间的缝隙处填充有固体胶，所述固体胶将磁芯和线圈固定在外屏蔽套管内；所述的外屏蔽套管的底部沿轴向开有一条长度与磁芯长度相同的开口。所述的线圈为直径0.1mm的漆包线。本专利技术提供的地球天然脉冲电磁场甚低频接收传感器，能将地球表面变换的天然磁场转变为线性变化的电信号，并将电压信号进行输出。所设置的外屏蔽套管解决了人工场干扰的难题，同时又能有效的接收甚低频频段天然脉冲地磁信号。本专利技术的结构新颖，效果良好，能够满足科学分析研究的需要，对地球物理学勘探、地质学分析和自然灾害的前兆研究有积极的意义。另外，本专利技术在地震预测、烃类勘探、滑坡电磁预警等领域同样有着良好的应用前景。【附图说明】图1为磁芯和线圈的结构示意图；图2为本专利技术的整体结构示意图；图3为外屏蔽套管的截面图；图中:1-磁芯,2_线圈，3_外屏蔽套管,4_开口。【具体实施方式】下面结合附图及具体实施例对本专利技术做详细具体的说明，但是本专利技术的保护范围并不局限于以下实施例。本专利技术提供的地球天然脉冲电磁场甚低频接收传感器的整体结构如图2所示，由线圈2、磁芯I以及外屏蔽套管3组成，所述的磁芯I呈圆柱状，其直径为8?10mm，长度为160?180mm,磁芯采用猛锌铁氧体材料制成；所述的线圈2用于接收地表天然脉冲电磁场并转换成电信号，线圈沿同一方向均匀、紧密的缠绕在磁芯上，缠绕有1900?2100匝，如图1所示，所述的线圈2为直径0.1mm的漆包线。所述的外屏蔽套管3为圆筒状的接地的铜管，外屏蔽套管3套在磁芯和线圈上，其内径为9?Ilmm,其长度比磁芯长度大8?12mm,线圈的两端由外屏蔽套管上的同一端开口处伸出，磁芯与外屏蔽套管之间的缝隙处填充有固体胶，所述固体胶将磁芯和线圈固定在外屏蔽套管内；所述的外屏蔽套管的底部沿轴向开有一条长度与磁芯长度相同的开口4，如图3所示。本实施例中提供的地球天然脉冲电磁场甚低频接收传感器的工作原理如下:按照麦克斯韦电磁场理论，变化的电场在其周围空间会产生磁场，而变化的磁场又会产生电场。电磁波在空中传播，如遇导体，就会发生感应作用，在导体内产生感生电流，使我们可以用导线接收来自远处的无线电信号。根据天线电场的方向，即极化方向，分为线极化和圆极化等方式，线极化的极化方向与天线的走向是一致的，而圆极化的极化方向围绕着天线轴不断旋转变化，从天线轴方向看电场就是一个圆，故称为圆极化。只有接收天线的极化方向与所接收电磁波的极化方向一致才能感应出最大的信号。根据这一原理，对于线极化，当接收天线的极化方向与线极化方向一致(电场方向)时，感应出的信号最大(电磁波在极化方向上投影最大)；随着接收天线的极化方向与线极化方向偏离越来越多时，感应出的信号越小(投影不断减小)；当接收天线的极化方向与线极化方向正交(磁场方向)时，感应出的信号为零(投影为零)。对于圆极化，无论接收天线的极化方向如何，感应出的信号都是相同的，不会有什么差别(电磁波在任何方向上的投影都是一样的)。所以，采用圆极化方式，使得系统对天线的方位敏感性降低。因而，我们的地球天然脉冲电磁场甚低频接收传感器采用了圆极化方式。磁性天线接收信号的能力与磁芯的长度L及横截面积的大小有关。由于地球天然脉冲电磁场的磁力线在天空的分布是很密集的，磁芯的横截面越大，穿过它的数目就越多，线圈上感应的电压就越大，灵敏度就越高，另一方面，磁芯越长，它所吸收的磁力线的强度就越大，在线圈上感应出的电压也就越高。但是受到磁芯内部损耗以及体积的影响，磁芯的粗度和长度也是有限制的，故本传感器选用的磁芯为锰锌铁氧体，黑色圆形，直径8?10mm，长度为160?180mm，工作频率低、磁导率较高，适用于中长波的接收，如图2所示。影响传感器性能的另外一个重要因素为电感线圈的电感量，电感线圈电感量的大小，一般与制作时所用导线的粗细、绕成后线圈的形状、大小以及匝数等因素有关，匝数越多、匝距越小，电感量越大，但由于匝与匝之间分布电容的存在，使线圈的工作频率受到影响，并使线圈的Q值下降，匝数不能过多，为了更好的接收甚低频信号，本设计线圈采用的漆包线直径为0.1mm,匝数为1900?2100匝，电阻值约为140欧姆。同时为了减小背景噪声信号的影响，本设计在天线外部套一切口为3mm的铜管，铜管接地，如图3所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地球天然脉冲电磁场甚低频接收传感器，其特征在于：包括线圈、磁芯以及外屏蔽套管，磁芯呈圆柱状，其直径为8～10mm，长度为160～180mm，磁芯采用锰锌铁氧体材料制成；所述的线圈用于接收地表天然脉冲电磁场并转换成电信号，线圈沿同一方向均匀、紧密的缠绕在磁芯上，缠绕有1900～2100匝；所述的外屏蔽套管为圆筒状的接地的铜管，外屏蔽套管套在磁芯和线圈上，其内径为9～11mm，其长度比磁芯长度大8～12mm，线圈的两端由外屏蔽套管上的同一端开口处伸出，磁芯与外屏蔽套管之间的缝隙处填充有固体胶，所述固体胶将磁芯和线圈固定在外屏蔽套管内；所述的外屏蔽套管的底部沿轴向开有一条长度与磁芯长度相同的开口。

【技术特征摘要】
1.一种地球天然脉冲电磁场甚低频接收传感器，其特征在于:包括线圈、磁芯以及外屏蔽套管，磁芯呈圆柱状，其直径为8?10mm，长度为160?180mm，磁芯采用锰锌铁氧体材料制成；所述的线圈用于接收地表天然脉冲电磁场并转换成电信号，线圈沿同一方向均匀、紧密的缠绕在磁芯上，缠绕有1900?2100匝；所述的外屏蔽套管为圆筒状的接地的铜管，外屏蔽套管套在磁芯和线...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝国成，赵娟，王巍，闻兆海，张晓锋，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北;42