CN107132494B - 一种基于圈状非晶丝的gmi传感器探头及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于圈状非晶丝的GMI传感器探头及其制备方法，GMI传感器探头包括绕设成圈状的非晶丝线圈，所述非晶丝线圈上包含保持磁场敏感非晶丝段和丧失磁场敏感非晶丝段，所述丧失磁场敏感非晶丝段上绕设有信号拾取线圈；GMI传感器探头的制备方法的实施步骤包括：使用非晶丝绕设成圈状形成非晶丝线圈；将非晶丝线圈的指定区段进行热处理，使得非晶丝线圈形成保持磁场敏感非晶丝段和丧失磁场敏感非晶丝段，且在丧失磁场敏感非晶丝段上绕设形成信号拾取线圈。本发明能够克服非晶丝本身难以焊接的加工缺点，在实现非晶丝空间复用的同时，只需要使用材料工艺中成熟的热处理工艺，而不用进行大量复杂的、不成熟的非晶丝焊接。

Description

一种基于圈状非晶丝的GMI传感器探头及其制备方法
技术领域
本发明涉及可应用于脑机接口技术研究实验的生物磁信号采集装置，尤其涉及一种基于圈状非晶丝的GMI传感器探头及其制备方法。
背景技术
在磁测量领域中，GMI磁传感器因其较宽的测量范围、较高的极限灵敏度以及其方便易用而广受关注。GMI效应就是当软磁性材料(多为Co基非晶和Fe基纳米晶)的丝或条带通以交流电流I ac 时，材料两端感生的交流电压U w 随着丝纵向所加的外磁场H ex 的变化而灵敏变化的现象，其实质是非晶材料自身的阻抗随外加磁场的灵敏变化。通过信号拾取线圈，我们可以将阻抗值转化为电压值，从而实现对外磁场H ex 的测量。在这一过程中，信号拾取线圈的匝数和距离非晶丝的距离（绕径），是影响传感器灵敏度等关键性能指标的重要因素。如图1所示，传统的探头设计方案将信号拾取线圈（参见图1中的③-④）紧密绕置于非晶丝（参见图1中的①-②）的四周，非晶丝本身处于直线状态。在这种状态下，除非在非晶丝径向上的磁场保持均匀一致，否则为了测量的准确，非晶丝的长度不能过长。也就是说，该方案的空间分辨率受限于非晶丝的长度，非常有限。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种能够克服非晶丝本身难以焊接的加工缺点，在实现非晶丝空间复用的同时，只需要使用材料工艺中成熟的热处理工艺，而不用进行大量复杂的、不成熟的非晶丝焊接的基于圈状非晶丝的GMI传感器探头及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一方面，本发明提供一种基于圈状非晶丝的GMI传感器探头，包括绕设成圈状的非晶丝线圈，所述非晶丝线圈上包含保持磁场敏感非晶丝段和丧失磁场敏感非晶丝段，所述丧失磁场敏感非晶丝段上绕设有信号拾取线圈。
优选地，所述非晶丝线圈为多匝线圈。
优选地，所述信号拾取线圈为多匝线圈。
另一方面，本发明还提供一种基于圈状非晶丝的GMI传感器探头的制备方法，实施步骤包括：使用非晶丝绕设成圈状形成非晶丝线圈；将非晶丝线圈的指定区段进行热处理，使得非晶丝线圈形成保持磁场敏感非晶丝段和因热处理形成的丧失磁场敏感非晶丝段，且在丧失磁场敏感非晶丝段上绕设形成信号拾取线圈。
本发明基于圈状非晶丝的GMI传感器探头具有下述优点：本发明基于圈状非晶丝的GMI传感器探头包括绕设成圈状的非晶丝线圈，非晶丝线圈上包含保持磁场敏感非晶丝段和丧失磁场敏感非晶丝段，丧失磁场敏感非晶丝段上绕设有信号拾取线圈，能够克服非晶丝本身难以焊接的加工缺点，在实现非晶丝空间复用的同时，只需要使用材料工艺中成熟的热处理工艺，而不用进行大量复杂的、不成熟的非晶丝焊接；而且本发明基于圈状非晶丝的GMI传感器探头的感丧失磁场敏感非晶丝段上绕设形成信号拾取线圈，避免了线圈对被检测磁场可能的屏蔽作用。
本发明基于圈状非晶丝的GMI传感器探头制备方法具有下述优点：根据非晶材料学的研究，非晶丝的磁感应特性可以通过热处理进行消除。热处理后的非晶丝丧失对外加磁场变化的敏感性，而其余特性保持不变。本发明基于圈状非晶丝的GMI传感器探头制备方法将非晶丝绕成圈状，并对其中的部分段做热处理，处理后的非晶丝线圈，将通过剩余的具有磁敏感性的多段非晶丝对被测磁场进行检测，而其余部分对磁场变化不敏感。这种方案避免了非晶丝本身难以焊接的加工缺点，在实现非晶丝空间复用的同时，只需要使用材料工艺中成熟的热处理工艺，而不用进行大量复杂的、不成熟的非晶丝焊接。
附图说明
图1为现有技术的GMI传感器探头结构示意图。
图2为本发明实施例中的GMI传感器探头结构示意图。
具体实施方式
如图2所示，本实施例基于圈状非晶丝的GMI传感器探头包括绕设成圈状的非晶丝线圈1，所述非晶丝线圈1上包含保持磁场敏感非晶丝段（图2中以虚线表示）和丧失磁场敏感非晶丝段（图2中以实线表示），丧失磁场敏感非晶丝段上绕设有信号拾取线圈2。本实施例基于圈状非晶丝的GMI传感器探头能够克服非晶丝本身难以焊接的加工缺点，在实现非晶丝空间复用的同时，只需要使用材料工艺中成熟的热处理工艺，而不用进行大量复杂的、不成熟的非晶丝焊接；而且本实施例基于圈状非晶丝的GMI传感器探头的感丧失磁场敏感非晶丝段上绕设形成信号拾取线圈2，避免了线圈对被检测磁场可能的屏蔽作用。
本实施例中，非晶丝线圈1为多匝线圈，通过多匝线圈的非晶丝线圈1，由于而这些并行非晶丝中的电流方向和大小一致，使得在相同匝数的信号拾取线圈2的情况下，获得的信号具有更高的信噪比。
本实施例中，信号拾取线圈2为多匝线圈，能够提高获得的信号具有更高的信噪比。
本实施例基于圈状非晶丝的GMI传感器探头的制备方法的实施步骤包括：使用非晶丝绕设成圈状形成非晶丝线圈1；将非晶丝线圈1的指定区段进行热处理，使得非晶丝线圈1形成保持磁场敏感非晶丝段和因热处理形成的丧失磁场敏感非晶丝段，且在丧失磁场敏感非晶丝段上绕设形成信号拾取线圈2。本实施例基于圈状非晶丝的GMI传感器探头的制备方法避免了非晶丝本身难以焊接的加工缺点，在实现非晶丝空间复用的同时，只需要使用材料工艺中成熟的热处理工艺，而不用进行大量复杂的、不成熟的非晶丝焊接。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于圈状非晶丝的GMI传感器探头，其特征在于：包括绕设成圈状的非晶丝线圈（1），所述非晶丝线圈（1）上包含保持磁场敏感非晶丝段和丧失磁场敏感非晶丝段，所述丧失磁场敏感非晶丝段上绕设有信号拾取线圈（2）。
2.根据权利要求1所述的基于圈状非晶丝的GMI传感器探头，其特征在于：所述非晶丝线圈（1）为多匝线圈。
3.根据权利要求2所述的基于圈状非晶丝的GMI传感器探头，其特征在于：所述信号拾取线圈（2）为多匝线圈。
4.一种权利要求1～3中任意一项所述的基于圈状非晶丝的GMI传感器探头的制备方法，其特征在于实施步骤包括：使用非晶丝绕设成圈状形成非晶丝线圈（1）；将非晶丝线圈（1）的指定区段进行热处理，使得非晶丝线圈（1）形成保持磁场敏感非晶丝段和因热处理形成的丧失磁场敏感非晶丝段，且在丧失磁场敏感非晶丝段上绕设形成信号拾取线圈（2）。
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