铁磁物质检测传感器制造技术

一种铁磁物质检测传感器，由柱形磁芯（１）、励磁线圈（２）及两个感应线圈（３、４）所组成，两个感应线圈是各自印制在电路板上、其形状为从中心出发的平面螺旋线形、还可以用激光蚀刻工艺制成高密度的线圈，还可以制成多层电路板的线圈、这种传感器，检测准确，灵敏度高。（*该技术在2002年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种检测微量铁磁性物质量的传感器，这种微量铁磁性物质一般是微小颗粒状的，可以被包含于某种液体中(例如轴承或其他机器另件被磨损，其颗粒被包含在润滑油中，也可以沉积或附着在某种固体基片上，如玻璃，塑料等)，本技术主要(但非唯一)用于测量微量铁磁性物质的含量的仪器上，作为其检测的传感器。目前公知的用于检测铁磁性物质量的传感器有多种，有利用半导体磁阻效应的磁敏电阻式传感器，电感式传感器，霍尔元件式磁敏传感器，以及变压器型磁敏传感器。其中以英国斯明西大学专利技术的颗粒定量仪(Pavticle Quantifier)较为先进，其传感器采用变压器形传感器，结构为附图说明图1所示在一个柱形磁芯(1)上绕上励磁线圈(2)，线图由1KHz～50KHz的某一特定频率的正弦信号激励，在磁芯中产生一个交变磁场，在磁芯的上下两端附近，即出现相同分布的发散磁场，将两个感应线圈(3，4)与磁芯同轴排列在柱形磁芯两端等距离的对称位置上，感应出信号相等，将感应线图3、4相联结，其输出信号抵消，从而输出为零。当含有微量铁磁性物质的试样(5)放置于测试平面(6)上时，其中的铁磁性物质导致磁芯上端面的发散磁场发生变形，中央的磁场增强了，这样感应线圈(3)中感应信号变大，从而导致两个线圈的输出不平衡，产生一个与铁磁物质含量有关的输出信号。在这种传感器中，两个感应线圈3，4是最关键的部分，必须保证它们完全一致，以保证在非检测状态下取得平衡，输出为零。现有技术是采用在骨架上绕制而成的，这种方式的问题是从工艺上难以保证各线图完全一致。另一个问题是可能会因线圈变形导致输出信号变化，从而干扰传感器的正常工作。为此本技术提出了感应线圈的新型式，有两点区别于现有技术，其特征是1、两个感应线圈是各自印制在电路板上，2、其形状为从中心出发的平面螺旋线，中心一端的引线是穿过基板从背面引环边缘，便于焊接，另一端则在电路板的正面边缘上，两个电路板的感应线圈大小与形状都完全一致的。本技术所设计的螺旋线型感应线圈的形状可以是圆形，还可以是椭圆形、矩形、多边形，所用的电路基板应为刚性较好的绝缘体不易变形、其材料应为非铁磁性的材料、本技术是采用的印刷电路工艺制成的螺旋感应线圈电路板，也可采用激光蚀刻工艺制成高密度的线圈。为着提高其灵敏度本技术还可以采用多层感应线圈电路板结构。由于采用上述方案，工艺制造上有特点，线圈之间可做到极高的一致性，并且基本上不存在线圈的变形，更重要的是，这种感应线圈可以对端面上任何部位有微小的铁磁物质都能被感应线圈检测出来，灵敏度很高，这是因为线圈采用从中心出发的螺旋线形全面积分布的结果，而原先形成的线圈仅在大于半径r的柱面上绕制，这样仅能对在小于半径r内的磁场总变形进行检测，灵敏度就差多了。以下结合附图和实施例对本技术进一步说明图1是变压器型传感器原理图图2是感应线圈印刷电路板构造图图中1、柱形磁芯；2、励磁线图；3，4、感应线圈；5、试样；6、测试平面。图1的原理已如上述图2为本技术第一个实施例，感应线圈可采用在基板上双面敷铜片腐蚀制成，正面为螺旋形线圈，中心一端的引线是穿过基板从背面引到边缘，便于焊接，这种形式工艺较简单，作为本技术第二个实施例，感应线圈还可采用激光蚀刻工艺制成高密度的线圈，使总圈数达到非常高的数值。作用本技术第三个实施例，感应线圈还可采用多层螺旋线圈首尾衔接而成，这可采用多层电路板工艺制作，这样可增加总图数，提高感应系数和灵敏度。权利要求1.一种铁磁物质检测传感器由柱形磁芯(1)励磁线圈(2)及两个感应线圈(3、4)所组成，励磁线圈绕在柱形磁芯上，由外部的交流信号激励，两个感应线圈与柱形磁芯同轴排列在柱形磁芯两端等距离的对称位置上，其特征是(1)两个感应线圈是各自印制在印刷电路板上，(2)两个感应线圈的形状为从中心出发的平面螺旋线形、中心一端的引线是穿过基板从背面中心引到边缘，便于焊接，另一端则在电路板正面的边缘上，两个电路板的感应线圈大小与形状都是完全一致的。2.按照权利要求1所述的铁磁物质检测传感器，其特征在于所述的螺旋线形的感应线圈的形状为圆形、还可以是椭圆形、矩形、多边形。3.按照权利要求1所述的铁磁物质检则传感器，其特征在于所说的电路基板应为刚性较好的绝缘体，并应为非铁磁性材料。4.按照权利要求1所述的铁磁物质检则传感器，其特征在于所述的感应线圈采用印刷电路板工艺制成螺旋形感应线圈电路板，还可采用激光蚀刻工艺制成高密度的线圈。5.按照权利要求1所述的物质检测传感器，其特征在于所述的感应线圈电路板，有一层的，也可以有多层的相联结而构成的。专利摘要一种铁磁物质检测传感器，由柱形磁芯(1)、励磁线圈(2)及两个感应线圈(3、4)所组成，两个感应线圈是各自印制在电路板上、其形状为从中心出发的平面螺旋线形、还可以用激光蚀刻工艺制成高密度的线圈，还可以制成多层电路板的线圈、这种传感器，检测准确，灵敏度高。文档编号G01N27/72GK2135152SQ9223201公开日1993年6月2日 申请日期1992年9月4日 优先权日1992年9月4日专利技术者杨志伊, 王晓雷, 朱煜, 王照香, 姚志昌, 高宏, 唐小行 申请人:中国矿业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁磁物质检测传感器由柱形磁芯（１）励磁线圈（２）及两个感应线圈（３、４）所组成，励磁线圈绕在柱形磁芯上，由外部的交流信号激励，两个感应线圈与柱形磁芯同轴排列在柱形磁芯两端等距离的对称位置上，其特征是：（１）两个感应线圈是各自印制在印刷电路板上，（２）两个感应线圈的形状为从中心出发的平面螺旋线形、中心一端的引线是穿过基板从背面中心引到边缘，便于焊接，另一端则在电路板正面的边缘上，两个电路板的感应线圈大小与形状都是完全一致的。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志伊，王晓雷，朱煜，王照香，姚志昌，高宏，唐小行，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]