CN102692607A - 一种磁场识别装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磁场识别装置，包括：处于同一平面的第一线圈单元以及第二线圈单元，所述第一线圈单元与第二线圈单元相互不导通，且不在同一直线上设置，所述第一线圈单元与第二线圈单元分别连接各自独立的电流检测单元。根据本发明的磁场识别装置，通过相互连接的线圈结构，当磁源运动时，在线圈中产生感应电流，根据感应电流的大小来判断磁源的方位，从而较为容易地发现并定位磁源。
Description
技术领域
本发明涉及用于磁场领域，具体地涉及一种磁场识别装置。
背景技术
随着经济和社会的发展，电磁场与电磁波在现代社会的各个领域的广泛应用，当对环境的磁场有一定的要求时，一般是采用磁场线圈人工制造一个三维磁场，但是，对三维磁场本身，尤其是近场磁场三维矢量的认识和磁场场强与方向的分布仍然有需要进一步的加深认识，对三维空间磁场场强、方向、特性的测量仍有大量的工作需要提高和深化，虽然指南针可以指示磁场的存在，但是当环境中的磁场不断变化时，指南针会不停地摆动，无法正确感知并定位变化着的磁场位于何处。
在特定的环境，如井下、机房、基站等无人值守的地方，如磁场空间中出现了不可知的运动着的磁场源或带磁的物体，如何感知并定位成为人们面临的一个问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供高效、精确磁场识别装置感知运动着的磁源。
本发明解决其技术问题所采用的第一个技术方案是：包括：处于同一平面的第一线圈单元以及第二线圈单元，所述第一线圈单元与第二线圈单元相互不导通，且不在同一直线上设置，所述第一线圈单元与第二线圈单元分别连接各自独立的电流检测单元。
在本发明所述的磁场识别装置中，还包括与第一线圈单元以及第二线圈所在平面具有一不为零的夹角的第三线圈单元，所述第三线圈单元与所述的第一线圈单元及所述的第二线圈单元相互均不导通，所述第三线圈单元连接独立的电流检测单元。
在本发明所述的磁场识别装置中，所述第一线圈单元、第二线圈单元和/或第三线圈单元均包括铁氧体磁芯以及导线绕组，所述第一线圈单元、第二线圈单元及第三线圈单元的导线绕组分别连接各自独立的电流检测单元。
在本发明所述的磁场识别装置中，当外界存在变化的磁源时，所述电流检测单元会产生感生电流，根据感生电流的大小反推出磁源所处的位置。
在本发明所述的磁场识别装置中，所述的第一线圈单元、第二线圈单元于平面内相互垂直设置。
在本发明所述的磁场识别装置中，所述的第一线圈单元、第二线圈单元于平面内共同连接于同一接点。
在本发明所述的磁场识别装置中，所述的第一线圈单元、第二线圈单元及第三线圈单元于立体空间内相互垂直设置。
在本发明所述的磁场识别装置中，所述的第一线圈单元、第二线圈单元及第三线圈单元于立体空间内共同连接于同一接点。
根据本发明的磁场识别装置，通过相互连接的线圈结构，当磁源运动时，在线圈中产生感应电流，根据感应电流的大小来判断磁源的方位，从而较为容易地发现并定位磁源。
附图说明
图1为本发明实施例一磁场识别装置结构方框图；
图2为本发明实施例二磁场识别装置结构方框图。
图中各标号对应的名称为：
10第一线圈单元，20第二线圈单元，30第三线圈单元，100磁场识别装置，200磁场识别装置。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1，本发明实施例一，一种磁场识别装置100，包括：
第一线圈单元10以及第二线圈单元20。第一线圈单元10与第二线圈单元20有处于同一平面内，第一线圈单元10与第二线圈单元20相互不导通，不在同一水平线上设置，相互连接独立的电流检测单元，第一线圈单元10、第二线圈单元20均包括铁氧体磁芯以及导线绕组，所述的导线绕组连接独立的电流检测单元，第一线圈单元10、第二线圈单元20于平面内相互垂直设置，且共同连接于同一接点部。
本实施例中，第一线圈单元10与第二线圈单元20也可以同时固定于一介质基板上，只要不在同一水平线上设置即可，优选地，通过一共同的连接部件连接在一起，该连接部件可以通过焊接、铆接等方式连接，但要求连接部件不能呈直线，需要有一定的角度。优选地，第一线圈单元10与第二线圈单元20相互垂直设置，以便于测试X、Y轴方向上的变化的磁力线所感生的感生电流的大小。其中，第一线圈单元10与第二线圈单元20均包括铁氧体磁芯，这是为了铁氧体磁芯在通电结圈中会被磁化，使导线绕组的磁场大大增强，以增加感生电流的大小，实际应用时，也可以通过增加或减少导线绕组的匝数来增加或者减少磁通量来达到增加或减少感生电流大小的目的。
由公知常识我们得知，有电场必然有磁场，有磁场必然有电场，二者相互依存，不可分割，电可以生成磁，磁也能带来电，变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场。
当导体在磁场中作切割磁感线运动时，会在导线中产生感生电流，产生的动生电场强度E与磁感应强度B及速度v之间存在一个公式关系，即：产生的动生电动势所形成的电场强度E与磁感应强度B及导体切割磁感线运动的速度v之间存在E＝B×v这样的一个矢量叉乘的关系。
当磁性物体在平面中运动时，相对于本实例一中的磁场识别装置100的第一线圈单元10与第二线圈单元20，其磁通量在不断地变化，因此，在第一线圈单元10与第二线圈单元20中产生了感生电流，通过测量在X轴与Y轴上感生电流的大小，可反推知磁性物体的定位。如：X轴与Y轴上感生电流越来越大，可推知磁性物体越来越靠近，若X轴与Y轴上感生电流越来越小，可推知磁性物体越来越远。我们也可以当磁性物体不动时，将本实施例一的磁场识别装置100作相对运动，同样能产生感生电流，根据与原始位置的电流的比较，推知磁性物体所在位置。
请参阅图2，本发明实施例二，一种磁场识别装置200，包括：
第一线圈单元10、第二线圈单元20以及第三线圈单元30。第一线圈单元10、第二线圈单元20以及第三线圈单元30有不在同一平面内，第一线圈单元10、第二线圈单元20以及第三线圈单元30相互不导通，不在同一水平线上设置，相互连接独立的电流检测单元，第一线圈单元10、第二线圈单元20以及第三线圈单元30均包括铁氧体磁芯以及导线绕组，导线绕组连接独立的电流检测单元。第一线圈单元10、第二线圈单元20以及第三线圈单元30于立体空间内相互垂直设置，且共同连接于同一接点部。
本实施例中，第一线圈单元10、第二线圈单元20以及第三线圈单元30也可以同时任取两个固定于一介质基板上，只要不在同一水平线上设置即可，优选地，通过一共同的连接部件连接在一起，该连接部件可以通过焊接、铆接等方式连接，但要求连接部件不能呈直线，需要有一定的角度。优选地，第一线圈单元10、第二线圈单元20以及第三线圈单元30相互垂直设置，以便于测试X、Y轴以及Z轴方向上的变化的磁力线所感生的感生电流的大小。
当磁性物体在立体空间中运动时，相对于本实例二中的磁场识别装置200的第一线圈单元10、第二线圈单元20以及第三线圈单元30，其磁通量在不断地变化，因此，在第一线圈单元10、第二线圈单元20以及第三线圈单元30中产生了感生电流，通过测量在X、Y轴以及Z轴感生电流的大小，可反推知磁性物体的定位。如：X、Y轴以及Z轴感生电流越来越大，可推知磁性物体越来越靠近，若X、Y轴以及Z轴上感生电流越来越小，可推知磁性物体越来越远。我们也可以当磁性物体不动时，将本实施例一的磁场识别装置200作相对运动，同样能产生感生电流，根据与原始位置的电流的比较，推知磁性物体所在位置。
在磁场建模系统中，由于某一环境中的若干单元的磁场特性通过传感器遍历后取得了数据，反映于建模系统中，当所在的环境中出现过能产生磁性的物体，空间中某点的磁通量一定会发生变化，通过本发明实施例一以及实施例二，会在磁场识别装置中产生相应的感生电流，连接于磁场建模系统中的传感器传至建模系统中的终端，可以准确推知存在能产生磁性物体的空间单元。
根据本发明的磁场识别装置，通过相互连接的线圈结构，当磁源运动时，在线圈中产生感应电流，根据感应电流的大小来判断磁源的方位，从而较为容易地发现并定位磁源。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (8)
1.一种磁场识别装置，其特征在于，包括：处于同一平面的第一线圈单元以及第二线圈单元，所述第一线圈单元与第二线圈单元相互不导通，且不在同一直线上设置，所述第一线圈单元与第二线圈单元分别连接各自独立的电流检测单元。
2.根据权利要求1所述的磁场识别装置，其特征在于，还包括与第一线圈单元以及第二线圈所在平面具有一不为零的夹角的第三线圈单元，所述第三线圈单元与所述的第一线圈单元及所述的第二线圈单元相互均不导通，所述第三线圈单元连接独立的电流检测单元。
3.根据权利要求1或2所述的磁场识别装置，其特征在于，所述第一线圈单元、第二线圈单元和/或第三线圈单元均包括铁氧体磁芯以及导线绕组，所述第一线圈单元、第二线圈单元及第三线圈单元的导线绕组分别连接各自独立的电流检测单元。
4.根据权利要求1或2所述的磁场识别装置，其特征在于，当外界存在变化的磁源时，所述电流检测单元会产生感生电流，根据感生电流的大小反推出磁源所处的位置。
5.根据权利要求1所述的磁场识别装置，其特征在于，所述的第一线圈单元、第二线圈单元于平面内相互垂直设置。
6.根据权利要求5所述的磁场识别装置，其特征在于，所述的第一线圈单元、第二线圈单元于平面内共同连接于同一接点部。
7.根据权利要求2所述的磁场识别装置，其特征在于，所述的第一线圈单元、第二线圈单元及第三线圈单元于立体空间内相互垂直设置。
8.根据权利要求7所述的磁场识别装置，其特征在于，所述的第一线圈单元、第二线圈单元及第三线圈单元于立体空间内共同连接于同一接点部。
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