一种三轴磁通门探头制造技术

本发明专利技术公开一种三轴磁通门探头，包括测量线圈（６）、磁芯（３），还包括测量骨架（５）；其中测量骨架（５）为双六面体结构，形成Ｘ轴、Ｙ轴及Ｚ轴，分别在测量骨架（５）绕制测量线圈（６）；测量骨架（５）中心有一个十字型的内腔，用于装置磁芯（３）；磁芯（３）为十字型骨架结构，与测量骨架（５）形成的Ｘ轴、Ｙ轴、Ｚ轴三轴结构空间对称且同轴。本发明专利技术三轴一体且共用一个磁芯，占用仪器舱的尺寸小，灵敏度高，精度好，且具有三轴对称性。精确地测量地球磁场的三个分量，在磁场梯度比较大的情况下，用它测量磁场分布的数据方便准确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种磁通门探头，特别是一种三轴磁通门探头。
技术介绍
目前的一种三轴磁通门探头如US3800213A，由磁芯、骨架及测量线圈组成，其磁芯 采用的是圆柱体结构，骨架采用的是两个U型交叉相扣组成的一个圆柱体结构，将磁芯装 入该圆柱体骨架内，最后在圆柱体结构骨架的外侧绕制X、Y、Z三轴测量线圈；还有一种三 轴磁通门探头如US005672967A，也是由磁芯、骨架及测量线圈组成，其内含三个独立的磁 芯，骨架采用正六面体结构，在正六面体结构骨架的外侧绕制X、Y、Z三轴测量线圈。专利US3800213A专利技术的磁芯采用的是圆柱体结构，造成磁芯在X、Y、Z三个轴空间 不对称；骨架采用的是两个U型交叉相扣组成的一个圆柱体结构，磁芯在骨架内不能更好 的固定。专利US005672967A专利技术的磁芯采用的是三个独立的磁芯，磁芯沿三个测量线圈 的空间位置不对称，故测量梯度的能力不强，测量磁场的x、Y、z分量时相互干扰；骨架采用 的是正六面体结构，占用仪器舱的体积大。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种三轴磁通门探头，解决三轴磁通门探头的三个轴灵敏度 不一致、测量梯度能力不强、测量磁场的X、Y、Z分量时相互干扰的问题。一种三轴磁通门探头，包括磁芯、测量线圈，还包括测量骨架；其中测量骨架为双 六面体结构，形成X轴、Y轴及Z轴，分别在X轴、Y轴及Z轴上绕制测量线圈；测量骨架中 心有一个十字型的内腔，用于装置磁芯；磁芯为十字型骨架结构，由两个环正交构成，两环 形状相同，环为圆环或正多边形环；磁芯与测量骨架形成的X轴、Y轴、Z轴三轴结构空间对 称且同轴；磁芯骨架由无磁材料所制，导磁合金带绕制在磁芯骨架外层或导磁材料覆涂在 磁芯骨架外层，激励线圈绕制在导磁合金带外层或导磁材料覆涂层外；磁芯骨架还可以由 导磁材料所制，激励线圈绕制在磁芯骨架上。激励线圈、测量线圈的引线均焊接在三轴磁通 门探头端面的印刷电路接线板的焊盘上。—种三轴磁通门探头，激励线圈在激励电压的作用下，将会使磁芯的导磁率产生 两种变化状态，高导磁状态和饱和状态。在地球磁场中，高导磁状态下磁芯的导磁率提高数 千倍，测量线圈内的磁通密度大，而测量线圈外的磁通密度小；饱和状态下磁芯的导磁率接 近空气的导磁率，测量线圈内外磁通密度相等。测量线圈内外磁通密度的变化会产生测量 线圈内外的磁通量变化，测量线圈内外磁通量的变化会在测量线圈的两端产生感应电压。 在激励电压的一个周期内，测量线圈共产生四个感应电压，该电压的幅值取决于磁场强度。 经过相敏整流电路处理后变成一个直流电压，反馈电路再给测量线圈加一个反馈电流。该 反馈电流使测量线圈产生一个磁场，抵消地球磁场。地球磁场抵消后，该直流电压变成零 伏，通过测量反馈电流的大小来测量出地球磁场分量。本专利技术的三轴磁通门探头，三轴一体且共用一个磁芯，占用仪器舱的尺寸小，灵敏 度高，精度好，且具有三轴对称性。精确地测量地球磁场的三个分量，在磁场梯度比较大的 情况下，用它测量磁场分布的数据方便准确。测量骨架的圆柱体结构，既适用于平面的安装 和定位，又适应于圆柱孔中的安装和定位，保证了安装的精度，同时使磁通门容易标定。附图说明图1是一种三轴磁通门探头结构示意图；图2是一种三轴磁通门探头带激励线圈的磁芯；图3是一种三轴磁通门探头带激励线圈的磁芯装入测量骨架中。1.磁芯骨架2.导磁合金带3.磁芯4.激励线圈5.测量骨架6.测量线圈具体实施例方式一种三轴磁通门探头，包括磁芯3、测量线圈6，还包括测量骨架5。其中测量骨架 5为双六面体结构，形成X轴、Y轴及Z轴，测量骨架5中心有一个十字型的内腔，用于装置 磁芯3。磁芯3为十字型骨架结构，由两个圆环正交构成，磁芯骨架1由无磁材料所制，导磁 合金带2绕制在磁芯骨架1外层，激励线圈4绕制在导磁合金带2外层。在测量骨架5绕 制测量线圈6 ；磁芯3与测量骨架5形成的X轴、Y轴、Z轴三轴结构空间对称且同轴；激励 线圈4、测量线圈6的引线均焊接在三轴磁通门探头端面的印刷电路接线板的焊盘上。激励线圈4在激励电压的作用下，将会使磁芯3的导磁率产生两种变化状态，高导 磁状态和饱和状态。在地球磁场中，高导磁状态下磁芯3的导磁率提高数千倍，测量线圈6 内的磁通密度大，而测量线圈6外的磁通密度小；饱和状态下磁芯3的导磁率接近空气的导 磁率，测量线圈6内外磁通密度相等。测量线圈6内外磁通密度的变化会产生测量线圈6内 外的磁通量变化，测量线圈6内外磁通量的变化会在测量线圈6的两端产生感应电压。在激 励电压的一个周期内，测量线圈6共产生四个感应电压，该电压的幅值取决于磁场强度。经 过相敏整流电路处理后变成一个直流电压，反馈电路再给测量线圈6加一个反馈电流。该 反馈电流使测量线圈6产生一个磁场，抵消地球磁场。地球磁场抵消后，该直流电压变成零 伏，通过测量反馈电流的大小来测量出地球磁场分量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三轴磁通门探头，包括磁芯（３）、测量线圈（６），其特征在于还包括测量骨架（５）；其中测量骨架（５）为双六面体结构，形成Ｘ轴、Ｙ轴及Ｚ轴，测量骨架（５）中心有一个十字型的内腔，用于装置磁芯（３）；磁芯（３）为十字型骨架结构，由两个圆环正交构成，磁芯骨架（１）由无磁材料所制，导磁合金带（２）绕制在磁芯骨架（１）外层或导磁材料覆涂在磁芯骨架（１）外层，激励线圈（４）绕制在导磁合金带（２）外层或导磁材料覆涂层外；分别在测量骨架（５）形成的Ｘ轴、Ｙ轴及Ｚ轴上绕制测量线圈（６）；磁芯（３）与测量骨架（５）形成的Ｘ轴、Ｙ轴、Ｚ轴三轴结构空间对称且同轴；激励线圈（４）、测量线圈（６）的引线均焊接在三轴磁通门探头端面的印刷电路接线板的焊盘上，激励线圈（４）、测量线圈（６）的引线与电路形成回路；激励线圈（４）在激励电压的作用下，将会使磁芯（３）的导磁率产生两种变化状态，高导磁状态和饱和状态；在地球磁场中，高导磁状态下磁芯（３）的导磁率提高数千倍，测量线圈（６）内的磁通密度大，而测量线圈（６）外的磁通密度小；饱和状态下磁芯（３）的导磁率接近空气的导磁率，测量线圈（６）内外磁通密度相等；测量线圈（６）内外磁通密度的变化会产生测量线圈（６）内外的磁通量变化，测量线圈（６）内外磁通量的变化会在测量线圈（６）的两端产生感应电压；在激励电压的一个周期内，测量线圈（６）共产生四个感应电压，该电压的幅值取决于磁场强度；经过相敏整流电路处理后变成一个直流电压，反馈电路再给测量线圈（６）加一个反馈电流；该反馈电流使测量线圈（６）产生一个磁场，抵消地球磁场；地球磁场抵消后，该直流电压变成零伏，通过测量反馈电流的大小来测量出地球磁场分量。...

【技术特征摘要】
1.一种三轴磁通门探头，包括磁芯(3)、测量线圈(6)，其特征在于还包括测量骨架 (5)；其中测量骨架(5)为双六面体结构，形成X轴、Y轴及Z轴，测量骨架(5)中心有一个 十字型的内腔，用于装置磁芯(3)；磁芯(3)为十字型骨架结构，由两个圆环正交构成，磁芯 骨架(1)由无磁材料所制，导磁合金带(2)绕制在磁芯骨架(1)外层或导磁材料覆涂在磁 芯骨架(1)外层，激励线圈(4)绕制在导磁合金带(2)外层或导磁材料覆涂层外；分别在测 量骨架(5)形成的X轴、Y轴及Z轴上绕制测量线圈(6)；磁芯(3)与测量骨架(5)形成的 X轴、Y轴、Z轴三轴结构空间对称且同轴；激励线圈(4)、测量线圈(6)的引线均焊接在三轴 磁通门探头端面的印刷电路接线板的焊盘上，激励线圈(4)、测量线圈(6)的引线与电路形 成回路；激励线圈(4)在激励电压的作用下，将会使磁芯(3)的导磁率产生两种变化状态， 高导磁状态和饱和状态；在地球磁场中，高导磁状态下磁芯(3)的导磁率提高数千倍，测...

【专利技术属性】
技术研发人员：张跃，曹晨啸，胡刚，
申请(专利权)人：北京纳特斯拉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]