CN110907867B - 一种用于巨磁阻抗传感器的磁聚焦装置及巨磁阻抗传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于巨磁阻抗传感器的磁聚焦装置及巨磁阻抗传感器，属于磁检测技术领域，用于解决目前GMI磁探头灵敏度不够，而信号调理会引入噪声的技术问题，采用的技术方案为：包括流线型金属罩体，所述罩体罩设于所述巨磁阻抗传感器的非晶丝或/和拾取线圈上，且沿非晶丝或/和拾取线圈的布置方向设置。上述整体技术方案具有结构简单、聚集磁力线、提高灵敏度、体积小等优点。

Description

一种用于巨磁阻抗传感器的磁聚焦装置及巨磁阻抗传感器

技术领域

本发明主要涉及巨磁阻抗传感器技术领域，特指一种用于巨磁阻抗传感器的磁聚焦装置及巨磁阻抗传感器。

背景技术

目前，基于巨磁阻抗效应(GMI)制造的磁检测探头，具有灵敏度高、设备小型化、无需特殊工作环境等优点。但在实际应用场景中，出于设备小型化和多通道采集的考虑，作为探头核心部件的非晶丝和信号拾取线圈等，在尺寸和规模上都存在着一定的限制，这就制约了探头灵敏度的进一步提高。

目前采用的信号增强技术多应用于磁探头拾取信号之后的信号调理电路中，一般采用滤波、放大等技术手段。但是，信号调理电路在滤除噪声的同时，自身也会引入噪声；放大信号的同时，噪声也会放大。因此希望信号调理电路的结构尽可能简单化，而这也相应制约了其信号增强能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、聚集磁力线、提高灵敏度的用于巨磁阻抗传感器的磁聚焦装置及巨磁阻抗传感器。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于巨磁阻抗传感器的磁聚焦装置，包括流线型金属罩体，所述罩体罩设于所述巨磁阻抗传感器的非晶丝或/和拾取线圈上，且沿非晶丝或/和拾取线圈的布置方向设置。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述罩体为一体化罩体。

所述罩体为坡莫合金材质的罩体。

所述罩体为一层或多层，当所述罩体为多层时，多层罩体相互堆叠。

当所述拾取线圈绕制于所述非晶丝上时，对应罩设于所述非晶丝上的罩体的两端呈扩口状。

当所述拾取线圈与所述非晶丝串联时，对应罩设于所述非晶丝上的罩体的两端呈扩口状，对应罩设于所述拾取线圈上的罩体的两端呈缩口状。

本发明还公开了一种巨磁阻抗传感器，包括非晶丝和拾取线圈，还包括如上所述的用于巨磁阻抗传感器的磁聚焦装置。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述拾取线圈绕制于所述非晶丝上，对应罩设于所述非晶丝上的罩体的两端呈扩口状。

所述拾取线圈与所述非晶丝串联，对应罩设于所述非晶丝上的罩体的两端呈扩口状。

对应罩设于所述拾取线圈上的罩体的两端呈缩口状。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明在GMI探头上设计了基于高磁导率金属材质的磁聚焦装置，当磁场被金属罩体环绕包裹时，磁力线并不会被截止掉，而是会于罩体的包裹内重新形成更为密集闭合的磁力线，从而聚集磁力线，同时漏出罩体包裹的磁力线会大大减少，从而在信号源的层面增强磁信号强度，避免在后级信号调理电路中增强信号带来的电气噪声等问题，提高了探头灵敏度；另外罩体可以直接罩设于探头(即包括非晶丝和拾取线圈)上，不需要额外提供电源或进行其他附加设计；而且体积小巧，不会破坏原有探头的小型化设计。

(2)本发明将罩体在非晶丝的轴向两端呈扩口状以收束磁力线；对于信号拾取线圈，罩体尽量做成流线型磁屏蔽罩体，如将罩体在拾取线圈的两端设计缩口状以降低磁力线外漏。

(3)本发明将罩体设置为一体化流线型罩体，杜绝额外的凸起或凹槽带来的磁乱流。

附图说明

图1为本发明在实施例一的结构示意图。

图2为本发明在实施例二的结构示意图。

图例说明：1、非晶丝；2、拾取线圈；3、罩体。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

由于磁场与电场的一个重要区别在于，电场可以被接零电位的导电金属层截断，而磁场永远是始于N极终于S极的闭合环路。对于低频磁场来说，当磁场被金属等物质(物质磁导率越高效果越显著)环绕包裹时，磁力线并不会被截止掉，而是会于包裹内重新形成更为密集闭合，同时漏出包裹的磁力线会大大减少。基于上述原理，本实施例提供了一种用于巨磁阻抗传感器的磁聚焦装置，包括流线型金属罩体3，罩体3罩设于巨磁阻抗传感器的非晶丝1或/和拾取线圈2上，且沿非晶丝1或/和拾取线圈2的布置方向设置。当磁场被金属罩体3环绕包裹时，磁力线并不会被截止掉，而是会于罩体3的包裹内重新形成更为密集闭合的磁力线，从而聚集磁力线，同时漏出罩体3包裹的磁力线会大大减少，从而在信号源的层面增强磁信号强度，避免在后级信号调理电路中增强信号带来的电气噪声等问题，提高了探头灵敏度；另外罩体3可以直接罩设于GMI磁探头(即包括非晶丝1和拾取线圈2)上，不需要额外提供电源或进行其他附加设计；而且体积小巧，不会破坏原有探头的小型化设计。

本实施例中，由于GMI磁探头的核心部件是非晶丝1，其对变化磁场的敏感度具有方向性；对于平行于非晶丝1方向变化的磁场反应灵敏，而对垂直于非晶丝1方向变化的磁场反应不灵敏，根据上述特性，将罩体3在非晶丝1的轴向两端设计呈扩口状以收束磁力线。对于信号拾取线圈2，罩体3尽量做成流线型磁屏蔽罩体3，以降低非晶丝1感应磁场磁力线外漏，具体地，可以将罩体3在拾取线圈2的两端设计缩口状以降低磁力线外漏。如图1所示，针对信号拾取线圈2直接绕在非晶丝1上的情况，在整个探头外罩设罩体3，罩体3的两侧均呈喇叭状以收束磁力线；如图2所示，在拾取线圈2与非晶丝1之间串联时，非晶丝1上的罩体3的两端呈喇叭状，而拾取线圈2上的罩体3的两侧呈缩口状且尽量保持流线型，以降低磁力线外漏。

本实施例中，罩体3为一体化罩体，杜绝额外的凸起或凹槽带来的磁乱流。另外，罩体3采用坡莫合金材质的罩体，可以为一层厚的坡莫合金或者多层薄的坡莫合金堆叠形成。当然，在其它实施例中，也可以采用其它高磁导率的金属材质来代替坡莫合金材质，其中磁导率越高，磁聚集效果越明显。

如图1和图2所示，本发明还公开了一种巨磁阻抗传感器，包括非晶丝1、拾取线圈2以及如上所述的用于巨磁阻抗传感器的磁聚焦装置。本发明的传感器包括如上所述的磁聚集装置，同样具有如上磁聚集装置所述的优点。

如图1所示，本实施例中，拾取线圈2绕制于非晶丝1上，对应罩设于非晶丝1上的罩体3的两端呈扩口状。如图2所示，拾取线圈2与非晶丝1串联，对应罩设于非晶丝1上的罩体3的两端呈扩口状，对应罩设于拾取线圈2上的罩体3的两端呈缩口状。

本实施例中，由于各种GMI探头走线以及电路板型可能有所差异，在磁聚焦罩上可以灵活开洞以方便与原探头基板接合，但开洞需要尽可能小，接合外要尽可能紧密。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种用于巨磁阻抗传感器的磁聚焦装置，其特征在于，包括流线型金属罩体(3)，所述罩体(3)罩设于所述巨磁阻抗传感器的非晶丝(1)或/和拾取线圈(2)上，且沿非晶丝(1)或/和拾取线圈(2)的布置方向设置；当所述拾取线圈(2)绕制于所述非晶丝(1)上时，对应罩设于所述非晶丝(1)上的罩体(3)的两端呈扩口状；当所述拾取线圈(2)与所述非晶丝(1)串联时，对应罩设于所述非晶丝(1)上的罩体(3)的两端呈扩口状，对应罩设于所述拾取线圈(2)上的罩体(3)的两端呈缩口状。

2.根据权利要求1所述的用于巨磁阻抗传感器的磁聚焦装置，其特征在于，所述罩体(3)为一体化罩体。

3.根据权利要求1或2所述的用于巨磁阻抗传感器的磁聚焦装置，其特征在于，所述罩体(3)为坡莫合金材质的罩体。

4.根据权利要求1或2所述的用于巨磁阻抗传感器的磁聚焦装置，其特征在于，所述罩体(3)为一层或多层，当所述罩体(3)为多层时，多层罩体(3)相互堆叠。

5.一种巨磁阻抗传感器，包括非晶丝(1)和拾取线圈(2)，其特征在于，还包括如权利要求1至4中任意一项所述的用于巨磁阻抗传感器的磁聚焦装置。

6.根据权利要求5所述的巨磁阻抗传感器，其特征在于，所述拾取线圈(2)绕制于所述非晶丝(1)上，对应罩设于所述非晶丝(1)上的罩体(3)的两端呈扩口状。

7.根据权利要求5所述的巨磁阻抗传感器，其特征在于，所述拾取线圈(2)与所述非晶丝(1)串联，对应罩设于所述非晶丝(1)上的罩体(3)的两端呈扩口状。

8.根据权利要求6所述的巨磁阻抗传感器，其特征在于，对应罩设于所述拾取线圈(2)上的罩体(3)的两端呈缩口状。

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