CN102147451A - 一种基于铁基非晶合金磁芯的磁通门探头及其制造方法 - Google Patents

一种基于铁基非晶合金磁芯的磁通门探头及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种基于铁基非晶合金磁芯的磁通门探头及其制造方法。本发明的探头，包括有磁芯主轴及分别缠绕于磁芯主轴两端的激励线圈及检测线圈，其中磁芯主轴包括有由铁基非晶箔带制作的磁芯及包裹在磁芯外侧的外套。本发明探头的制造方法，包括如下步骤：1）将铁基非晶箔带热处理；2）空冷至室温后，用胶水涂在一片上述铁基非晶箔带的表面，使其硬化，或者涂在数片的上述铁基非晶箔带上，再将其迭合、硬化，制成磁芯；3）在磁芯的外侧包裹纸质薄材，并用胶水将纸质薄材粘合固化，形成外套，制成磁芯主轴；4）在磁芯主轴两端分别对称缠绕激励线圈和检测线圈，形成磁通门探头。本发明的探头提高了信噪比和灵敏度。本发明探头的制造方法操作简单，成本低。

Description

一种基于铁基非晶合金磁芯的磁通门探头及其制造方法
技术领域
本发明是一种基于铁基非晶合金磁芯的磁通门探头及其制造方法，属于磁通门探头及其制造方法的创新技术。
背景技术
磁通门传感器(以下简称为磁通门)用于测量弱磁场，具有分辨率高、测量范围宽、可靠性高、结构简单、经济耐用、能直接测量磁场分量等特点。磁通门的关键部件是磁通门探头，由磁芯、激励线圈、检测线圈等部分组成。其中磁芯是探头的核心，用软磁材料制成，该材料的组织性能及其均匀性对探头信噪比乃至磁通门的特性影响很大。目前探头多采用晶态的软磁材料制成，材料内部难免存在成分偏析、微孔等缺陷。非晶态材料是近年来发展起来的、具有优异软磁性能的新型材料，其内部不存在成分偏析、晶界、微孔等缺陷，可满足探头对磁芯材料成分、组织、性能及其均匀性的苛刻要求。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种提高了探头的信噪比和灵敏度的基于铁基非晶合金磁芯的磁通门探头。本发明还增强了磁芯主轴的刚度，提高了线圈的绕制精度，探头检测性能好。
本发明的另一目的在于提供一种操作简单，成本低，方便实用的基于铁基非晶合金磁芯的磁通门探头的制造方法。
本发明的技术方案是：本发明的基于铁基非晶合金磁芯的磁通门探头，包括有磁芯主轴及分别缠绕于磁芯主轴两端的激励线圈及检测线圈，其中磁芯主轴包括有由铁基非晶箔带制作的磁芯及包裹在磁芯外侧的外套。
上述磁芯由一层铁基非晶箔带制作而成，或由多层铁基非晶箔带迭合、粘结硬化后形成，磁芯的截面形状为矩形。
上述铁基非晶箔带经过部分纳米晶化热处理，铁基非晶箔带的厚度为0.03～0.04毫米，宽度为2.5mm，长度为20~22mm，磁芯总厚度为0.03～0.12毫米。
上述磁芯主轴两端分别用0.2～0.4毫米的漆包铜线绕制100～300匝的激励线圈及检测线圈。
上述外套由一层或多层纸质薄材包裹在磁芯外侧形成。
上述纸质薄材为白纸或薄纸板。
上述纸质薄材经胶水粘合固化包裹在磁芯外侧。
本发明的磁通门探头的制造方法，其包括如下步骤：
1）将铁基非晶箔带置于温度为230-480°C的炉子中热处理；
2）空冷至室温后，用胶水涂在一片上述铁基非晶箔带的表面，使其硬化，或者涂在数片的上述铁基非晶箔带上，再将其迭合、硬化，制成磁芯，磁芯的截面形状为矩形；
3）在磁芯的外侧包裹一层或多层纸质薄材，并用胶水将纸质薄材粘合固化，形成外套，制成磁芯主轴；
4）最后，在磁芯主轴两端分别对称缠绕激励线圈和检测线圈，形成磁通门探头。
上述步骤4）在磁芯主轴两端分别对称缠绕100～300匝的激励线圈和检测线圈。
上述步骤3）所用的纸质薄材为白纸或薄纸板。
本发明由于采用磁芯主轴由铁基非晶箔带制作的磁芯及包裹在磁芯外侧的外套做成的结构，铁基非晶材料制作的磁芯由于成分、组织非常均匀，故克服了传统晶态材料内部不可避免存在的成分偏析、微孔等缺陷，提高了探头的信噪比和灵敏度。另外，本发明磁通门探头的磁芯外由于包裹了经胶水粘合固化的一层或数层白纸做成的外套，外套的作用在于增强磁芯主轴的刚度，提高线圈的绕制精度，进一步改善探头性能。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的基于铁基非晶合金磁芯的磁通门探头。本发明基于铁基非晶合金磁芯的磁通门探头的制造方法操作简单，成本低，方便实用。
附图说明
图1为本发明的磁通门探头的结构示意图；
图2为本发明的磁通门探头的磁芯主轴的结构示意图。
图中：1为激励线圈，2为检测线圈，3为磁芯主轴，4为铁基非晶箔带，5为磁芯，6为纸质薄材，7为外套。
具体实施方式
实施例：
本发明的结构示意图如图1、2所示，本发明的基于铁基非晶合金磁芯的磁通门探头，包括有磁芯主轴3及分别缠绕于磁芯主轴3两端的激励线圈1及检测线圈2，其中磁芯主轴3包括有由铁基非晶箔带4制作的磁芯5及包裹在磁芯5外侧的外套7。
本实施例中，上述磁芯5由一层铁基非晶箔带4制作而成，或由多层铁基非晶箔带4迭合、粘结硬化后形成，磁芯5的截面形状为矩形。
本实施例中，上述铁基非晶箔带4经过部分纳米晶化热处理，铁基非晶箔带4的厚度为0.03～0.04毫米，宽度为2.5mm，长度为22mm，磁芯5总厚度为0.03～0.12毫米。
本实施例中，上述磁芯主轴3两端分别用0.2～0.4毫米的漆包铜线绕制100～300匝的激励线圈1及检测线圈2。
本实施例中，上述外套7由一层或多层纸质薄材6包裹在磁芯5外侧形成。本实施例中，上述纸质薄材6为白纸或薄纸板。上述纸质薄材6经胶水粘合固化包裹在磁芯5外侧。
本发明的磁通门探头的制造方法，其包括如下步骤：
1）将铁基非晶箔带4置于温度为230-480°C的炉子中热处理；
2）空冷至室温后，用胶水涂在一片上述铁基非晶箔带4的表面，使其硬化，或者涂在数片的上述铁基非晶箔带4上，再将其迭合、硬化，制成磁芯5，磁芯5的截面形状为矩形；
3）在磁芯5的外侧包裹一层或多层纸质薄材6，并用胶水将纸质薄材6粘合固化，形成外套7，制成磁芯主轴3；
4）最后，在磁芯主轴3两端分别对称缠绕激励线圈1和检测线圈2，形成磁通门探头。
上述步骤4）在磁芯主轴3两端分别对称缠绕100～300匝的激励线圈1和检测线圈2。
本实施例中，上述步骤3）所用的纸质薄材6为白纸或薄纸板。
本实施例中，将表观成分为Fe14Cu1Nb3Si13B9的铁基非晶合金箔带置于温度为250°C的炉子中保温20分钟，空冷至室温；然后，用胶水涂在一片上述铁基非晶箔带4的表面，使其硬化，或者涂在数片的上述铁基非晶箔带4上，再将其迭合、粘结、硬化，制成截面形状为矩形的磁芯5；磁芯5外包裹一层或多层纸质薄材6，之后用胶水粘合固化形成包裹外套7，制成磁芯主轴3。最后，在磁芯主轴3的两端对称缠绕100匝的激励线圈1和300匝的检测线圈2，形成磁通门探头。

Claims (10)

1.一种基于铁基非晶合金磁芯的磁通门探头，包括有磁芯主轴（3）及分别缠绕于磁芯主轴（3）两端的激励线圈（1）及检测线圈（2），其特征在于磁芯主轴（3）包括有由铁基非晶箔带（4）制作的磁芯（5）及包裹在磁芯（5）外侧的外套（7）。
2.根据权利要求1所述的基于铁基非晶合金磁芯的磁通门探头，其特征在于上述磁芯（5）由一层铁基非晶箔带（4）制作而成，或由多层铁基非晶箔带（4）迭合、粘结硬化后形成，磁芯（5）的截面形状为矩形。
3.根据权利要求2所述的基于铁基非晶合金磁芯的磁通门探头，其特征在于上述铁基非晶箔带（4）经过部分纳米晶化热处理，铁基非晶箔带（4）的厚度为0.03～0.04毫米，宽度为2.5mm，长度为20~22mm，磁芯（5）总厚度为0.03～0.12毫米。
4.根据权利要求3所述的基于铁基非晶合金磁芯的磁通门探头，其特征在于上述磁芯主轴（3）两端分别用0.2～0.4毫米的漆包铜线绕制100～300匝的激励线圈（1）及检测线圈（2）。
5.根据权利要求1至4任一项所述的基于铁基非晶合金磁芯的磁通门探头，其特征在于上述外套（7）由一层或多层纸质薄材（6）包裹在磁芯（5）外侧形成。
6.根据权利要求5所述的基于铁基非晶合金磁芯的磁通门探头，其特征在于上述纸质薄材（6）为白纸或薄纸板。
7.根据权利要求6所述的基于铁基非晶合金磁芯的磁通门探头，其特征在于上述纸质薄材（6）经胶水粘合固化包裹在磁芯（5）外侧。
8.一种根据权利要求5所述的磁通门探头的制造方法，其特征在于包括如下步骤：
1）将铁基非晶箔带（4）置于温度为230-480°C的炉子中热处理；
2）空冷至室温后，用胶水涂在一片上述铁基非晶箔带（4）的表面，使其硬化，或者涂在数片的上述铁基非晶箔带（4）上，再将其迭合、硬化，制成磁芯（5），磁芯（5）的截面形状为矩形；
3）在磁芯（5）的外侧包裹一层或多层纸质薄材（6），并用胶水将纸质薄材（6）粘合固化，形成外套（7），制成磁芯主轴（3）；
4）最后，在磁芯主轴（3）两端分别对称缠绕激励线圈（1）和检测线圈（2），形成磁通门探头。
9.根据权利要求8所述的基于铁基非晶合金磁芯的磁通门探头的制造方法，其特征在于上述步骤4）在磁芯主轴（3）两端分别对称缠绕100～300匝的激励线圈（1）和检测线圈（2）。
10.根据权利要求8所述的基于铁基非晶合金磁芯的磁通门探头的制造方法，其特征在于上述步骤3）所用的纸质薄材（6）为白纸或薄纸板。
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