CN108802852A - 一种磁传感器测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁传感器测试装置，包括：屏蔽筒，固定在屏蔽筒支撑架上，用于屏蔽外界磁场的信号；屏蔽筒支撑架，用于支撑屏蔽筒，保证测试装置稳定；无磁线圈，用于在屏蔽筒内提供模拟磁场；无磁导轨，与传动装置相连，从屏蔽筒外部通过筒口延伸至屏蔽筒内部，用于传送待测磁传感器；传动装置，用于传动无磁导轨；控制装置，用于接受测试数据，并对传动装置发送控制指令。通过本发明所述磁传感器测试装置，解决了传感器位置变动对测试结果带来的影响，并提升了测试结果的重复一致性，改善了测试效率。

Description

一种磁传感器测试装置

技术领域

本发明涉及地磁探测技术领域，尤其涉及一种磁传感器测试装置。

背景技术

地面电磁探测也称频率域电磁测深法(FEM)，它是以大地电磁测深理论为基础，根据电磁波在地下传播的特性，通过在地面上观测同一测点正交的电场和磁场分量，计算出视电阻率数据，再对资料进行推断解释，进而判断地下矿产资源类型、深度、规模等，是电法勘探中的一种构造地球物理方法。

FEM需要测量电场分量与磁场分量才能反演出地下电阻率信息，因此磁传感器是FEM系统获取磁场分量的关键部件。为了保证电法勘探的准确度，需要对其中的感应式磁场传感器性能进行标定，具体功能包括噪声测试、灵敏度测试、频率响应范围测试等。所述测试结果能够为传感器的准确采集提供依据，对传感器的质量做出评价，测试的准确性对电法勘探非常重要。

现有技术中测量装置对传感器尺寸要求严格，不同尺寸进入装置测量时会存在位置偏差，影响测量精度，由于磁场模拟装置(线圈)在屏蔽筒内存在延迟，因此传感器在进行相频特性测量时需要在筒外进行测试，但同一传感器在进行相频特性测量时，位置变动会影响测量结果，导致测量精度下降。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种磁传感器测试装置，包括：屏蔽筒，固定在屏蔽筒支撑架上，用于屏蔽外界磁场的信号；屏蔽筒支撑架，用于支撑屏蔽筒，保证测试装置稳定；无磁线圈，用于在屏蔽筒内提供模拟磁场；无磁导轨，与传动装置相连，从屏蔽筒外部通过筒口延伸至屏蔽筒内部，用于传送待测磁传感器；传动装置，用于传动无磁导轨；控制装置，用于接受测试数据，并对传动装置发送控制指令。

在本发明的一些实施例中，所述屏蔽筒为多层结构。

在本发明的一些实施例中，所述屏蔽筒支撑架的材料为无磁性的铝合金。

在本发明的一些实施例中，所述无矩线圈为贴附在屏蔽筒内壁的螺旋形线圈。

在本发明的一些实施例中，所述无磁导轨上安装有用于固定所述待测磁传感器的支撑块。

在本发明的一些实施例中，在无磁导轨与支撑块之间设置有高度调节轴。

在本发明的一些实施例中，所述传动装置包括控制电机、传动带和齿轮组。

在本发明的一些实施例中，所述控制电机为转速可调的步进电机。

在本发明的一些实施例中，所述控制装置包括上位机，集成线缆和电源模块。

在本发明的一些实施例中，所述上位机通过集成线缆控制电源模块，决定电源模块是否向其他模块供电。

本发明实施例所述的磁传感器测试装置，通过设置多层屏蔽筒和无矩线圈，成功构建出了可控的稳定磁场环境，进一步的，通过设置电动传动装置，解决了传感器位置变动对测试结果带来的影响，在此基础上，引入自动测试技术，提升了测试结果的重复一致性，极大的改善了测试效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例提供的一种磁传感器测试装置结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的一种磁传感器测试装置的剖面图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“耦合”、“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明实施例提供了一种磁传感器测试装置，包括

屏蔽筒，固定在屏蔽筒支撑架上，用于屏蔽外界磁场的信号。

在本发明的一个实施例中，所述屏蔽筒为多层结构，优选的，所述屏蔽筒为五层结构。当屏蔽筒为五层结构时，筒内磁场可达到完全零场。进一步优选的，所述屏蔽筒为中空的多层同心圆结构。

为了增加屏蔽筒的磁屏蔽性能，所述屏蔽筒的材料可以是坡莫合金、镍铁合金等具有高磁导率的软磁材料，优选的是坡莫合金。进一步的，所述坡莫合金的成分配比为：钼1-3％、镍70-90％的。

进一步的，为了降低热应力对测试结果带来的影响，需要考虑屏蔽筒与待测磁传感器的热膨胀系数匹配，因此优选的屏蔽筒的材料为铝合金材料。

在屏蔽筒为多层结构实施例中，内层材料为热性能较好的铝合金，其他外层材料为磁屏蔽性能更好的坡莫合金，这样就兼顾了屏蔽桶的热性能和磁屏蔽性能。

在本发明的一个实施例中，所述屏蔽筒还包括筒盖和筒底，所述筒盖和筒底将屏蔽筒构成封闭空间，优选的，所述筒盖和筒底的材料与屏蔽筒相同。进一步优选的，当屏蔽筒为多层结构时，每一层屏蔽筒的筒盖采用全开全闭模式，当筒盖全开时，方便取放待测磁传感器，当筒盖全闭时，能够保证封闭严密。采用全开全闭式屏蔽筒盖能够提高实验工作效率。

屏蔽筒支撑架，用于支撑屏蔽筒，保证测试装置稳定。

在本发明的一种实施例中，为了方便移动，所述支撑架的底部安装有万向轮，优选的，所述带有万向轮的支撑架还设置有锁轨装置。在其他实施例中，所述支架结构也可以直接放置在地上，其底部水平，确保整个结构稳固。

为了方便安装其他组件，所述支架结构上还设置有多个螺丝孔。

为了在保证支撑架结构稳定的前提下，避免支撑架对测试结果产生影响，所述支架结构的材料为强度大，且无磁性的铝合金。

在本发明的一种实施例中，考虑到屏蔽筒可能较长，所述屏蔽筒支撑架可根据实际需求分段组装。

无矩线圈，用于在屏蔽筒内提供模拟磁场。

所述无矩线圈在通电后，能够在线圈内部产生稳定的磁场。为了使模拟磁场更均匀，所述无矩线圈为紧贴在屏蔽筒内壁的圆形线圈。

无磁导轨，与传动装置相连，从屏蔽筒外部通过筒口延伸至屏蔽筒内部，用于传送待测磁传感器。

所述无磁导轨通过传动装置带动导轨运动，实现对待测磁传感器的传送。无磁导轨在水平方向位于无矩线圈中心偏下的位置，在无磁导轨上安装有用于固定待测磁传感器的支撑块，优选的，所述支撑块是由无磁且热特性良好的材料构成，例如有机玻璃。当待测磁传感器固定在支撑块上之后，能够在无磁导轨上沿着无矩线圈中心轴线的位置水平移动，如此实现待测磁传感器在屏蔽筒内和筒外的移动。待测磁传感器通过无磁卡扣或是禁锢皮筋的方式与支撑块实现固定。

进一步的，考虑到不同待测磁传感器的大小不同，为了保证传感器始终处于无矩线圈中心轴线的位置，在无磁导轨与支撑块之间设置有高度调节轴，这样就可以根据传感器尺寸调节支撑块高度，使得测试装置能够适用于各种传感器，在本发明的一个实施例中，所述高度调节轴可通过旋钮或液压方式进行调节。

为避免无磁导轨对测试结果产生影响，所述无磁导轨由绝缘无磁材料制造，优选的，由有机玻璃制造。

为了将待测磁传感器安置在屏蔽筒内的特定位置，所述无磁导轨还设置有滑动刻度尺，所述滑动刻度尺能够标注导轨在水平方向的位置。优选的，为了读数方便，所述滑动刻度尺设置在支撑块的侧面位置。进一步优选的，所述滑动刻度尺是电子可识别的，只需要输入目标位置，传动装置带动无磁导轨将待测磁传感器自动传送到设定位置。

传动装置，用于传动无磁导轨。

所述传动装置包括控制电机、传动带和齿轮组。

所述控制电机通过齿轮组与传动带相连，所述齿轮组的速度档位可调。实际测试时可根据具体需求，选择不同的档位调节传动转速。

在一种实施例中，所述控制电机为转速可调的步进电机，所述步进电机与控制装置相连，测试人员可通过计算机装置中的上位机软件控制电机转速以及启停时间，实现自动测试。

为了降低控制电机对测试结果带来的影响，在一种实施例中，所述控制电机为低磁性电机。进一步的，所述控制电机设置在距离屏蔽筒3米外的位置。

控制装置，用于接受测试数据，并对传动装置发送控制指令。

所述控制装置包括上位机，集成线缆和电源模块。

在本发明的一种实施例中，上位机通过集成线缆控制电源模块，决定电源模块是否向其他模块供电，并可设置供电电压；上位机还通过集成线缆来控制电机转速以及启停时间，实现自动测试；上位机还通过集成线缆与待测磁传感器相连，接收待测磁传感器输出的信号，并对该信号进行分析、存储等处理，优选的，集成线缆通过设置在支撑块上的接口与待测磁传感器相连；

考虑到磁传感器测试的实际需求，在本发明的一种实施例中，所述控制电源模块是带功率分析功能的正负供电交直流电源。

进一步的，所述控制装置还能控制屏蔽筒盖的开关与待测磁传感器的位置。

本发明实施例所述的磁传感器测试装置，通过设置多层屏蔽筒和无矩线圈，成功构建出了可控的稳定磁场环境，进一步的，通过设置电动传动装置，解决了传感器位置变动对测试结果带来的影响，在此基础上，引入自动测试技术，提升了测试结果的重复一致性，极大的提升了测试效率。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种磁传感器测试装置，其特征在于，包括：

屏蔽筒，固定在屏蔽筒支撑架上，用于屏蔽外界磁场的信号；

屏蔽筒支撑架，用于支撑屏蔽筒，保证测试装置稳定；

无磁线圈，用于在屏蔽筒内提供模拟磁场；

无磁导轨，与传动装置相连，从屏蔽筒外部通过筒口延伸至屏蔽筒内部，用于传送待测磁传感器；

传动装置，用于传动无磁导轨；

控制装置，用于接受测试数据，并对传动装置发送控制指令。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述屏蔽筒为多层结构。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述屏蔽筒支撑架的材料为无磁性的铝合金。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述无矩线圈为贴附在屏蔽筒内壁的螺旋形线圈。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述无磁导轨上安装有用于固定所述待测磁传感器的支撑块。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，在无磁导轨与支撑块之间设置有高度调节轴。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传动装置包括控制电机、传动带和齿轮组，所述控制电机通过齿轮组与传动带相连，并带动所述无磁导轨运动。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制电机为转速可调的步进电机。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制装置包括上位机，集成线缆和电源模块。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述上位机通过集成线缆控制电源模块，决定电源模块是否向其他模块供电。