CN112802653B - 一种充退磁方法、充退磁头及充退磁机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充退磁方法、充退磁头及充退磁机，其中充退磁方法包括：步骤A、将产品放置在线圈中插有铁芯且铁芯位置可调的充退磁头上；步骤B、检测产品磁感应强度，与成品磁感应强度设定值进行比对；步骤C、根据步骤B比对结果调节铁芯位置，线圈通电，对产品进行初步充退磁；步骤D、线圈断电，检测产品磁感应强度，与成品磁感应强度设定值进行比对；步骤E、根据步骤D比对结果选择线圈的输入电压，线圈通电，对产品进行精细充退磁；步骤F、线圈断电，取下产品，完成一个产品的充退磁；步骤G、重复步骤A至步骤F，实现对多个产品的连续充退磁。本发明具有充退磁效率高、充退磁量控制精准，误差小的优点。

Description

一种充退磁方法、充退磁头及充退磁机

技术领域

本发明涉及充退磁技术领域，特别是一种充退磁方法、充退磁头及充退磁机。

背景技术

隔离器/环形器作为手机基站或微波中转站收发系统的RF元件使用，从高频放大器中初段用的小功率应对产品到终段用的大功率应对产品，拥有多种频率、带宽、形状尺寸、端子结构以及特性规格等。在5G高速发展的当下，隔离器/环形器本身的磁性大小也有了更多的要求，所以要对隔离器/环形器进行充/退磁操作。

目前的连续充退磁方法中普遍是控制充磁线圈的电压大小变化来控制充磁磁场的大小变化，但通过电压的调节来控制磁场大小不好控制，容易导致充退磁后的产品与实际需要有很大偏差，对连续式充退磁来说，电压调节的方式响应速度较慢，存在一定的滞后性，尤其当两次充退磁需要大范围调节电压时，虽然外部电压能瞬时调节，但充磁头线圈两端的输入电压受电容影响无法实现跳变，需要花费较长的等待时间，效率较低。虽然目前也有固定磁场充磁的技术，但需要人工在固定磁场内调整待充退磁工件的位置，以使工件达到设定磁量，但这种充退磁方式存在较大误差，需要反反复复的去充磁和退磁，极大的浪费人力和物力，生产效率也低下，即便是技术熟练的操作人员也需要通过多次充退磁方可完成一个工件的加工，费时费力。因此，现有的工件充退磁存在充退磁效率较低、充退磁量较难控制，存在较大误差的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种充退磁方法、充退磁头及充退磁机。它具有充退磁效率高、充退磁量控制精准，误差小的优点。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种充退磁方法，包括以下步骤：

步骤A、将产品放置在线圈中插有铁芯且铁芯位置可调的充退磁头上；

步骤B、检测产品磁感应强度，并与成品磁感应强度设定值进行比对；

步骤C、根据步骤B比对结果调节铁芯位置，线圈通电，对产品进行初步充退磁；

步骤D、线圈断电，再次检测产品磁感应强度，再次与成品磁感应强度设定值进行比对；

步骤E、根据步骤D比对结果选择线圈的输入电压，线圈通电，对产品进行精细充退磁；

步骤F、线圈断电，取下产品，完成一个产品的充退磁；

步骤G、重复步骤A至步骤F，实现对多个产品的连续充退磁。

本发明充退磁方法的有益效果体现在：本发明通过对充磁头线圈中插入铁芯的高度进行调节实现产品充磁或退磁的粗调节，使产品的磁量快速接近规定的磁量，再通过线圈通电电压（电流）大小的调节实现产品充磁或退磁的精调节，使产品的含磁量符合出厂要求，相比于目前普遍通过电压调节或产品充退磁位置调节的方式，本发明充退磁效率更高且通过粗、精两次调节充退磁量的控制更精准。

本发明不仅可以应用于已知磁量或零磁量的坯件到相同磁量成品的连续批量化生产，更是可以应用于未知磁量的坯件到不同磁量成品的连续批量化生产，且在任一应用工况下，本发明每次初步充退磁通电时线圈两端的输入电压大小均相同，无需去调动线圈的输入电压，线圈两端通电电压仅需在精细充退磁时进行小范围调节，该调节的调动范围小，避免了大范围调压带来的线圈通电电压变化滞后性以及线圈耐受性下降等副作用。

前述的充退磁方法中，在给多个产品进行连续地充退磁时，每次步骤C线圈通电时，线圈两端的输入电压值保持不变。

前述的充退磁方法中，在步骤A进行前，预先在线圈两端输入与之后步骤C中相等电压，保持该输入电压不变，调整铁芯在线圈中的位置，根据充磁头在充磁位置处的磁感应强度大小，预先将铁芯在线圈中的位置分为多个档位；档位通过程控设备控制选择，步骤C中选择铁芯的档位后，铁芯能自动调节至该档位对应的位置。

前述的充退磁方法中，步骤E中线圈的输入电压值设定有不同阶梯，根据步骤D中比对所得的磁感应强度差值，在该差值对应的两个阶梯中自动细分相应的电压值输入到线圈两端，对产品进行精细充退磁。

前述的充退磁方法中，在每两个相邻阶梯之间细分多个小阶梯，步骤E结束后再次检测产品磁感应强度，与设定值进行比较，根据比对所得的磁感应强度差值，在该差值对应的两个小阶梯中自动细分相应的电压值输入到线圈两端，对产品进行超精细充退磁。

前述的充退磁方法中，若步骤B中检测到的产品磁感应强度低于成品磁感应强度设定值，则对产品进行充磁；若步骤B中检测到的产品磁感应强度高于成品磁感应强度设定值，则对产品进行退磁。

本发明的第二方面，提供一种充退磁头，包括中空的线圈绕线部，所述线圈绕线部的顶部设有工件放置位，所述线圈绕线部的外侧绕有充磁线圈，所述线圈绕线部的内部设有一根高度可调的铁芯。

前述的充退磁头中，所述铁芯的底部连接有升降驱动电机。

前述的充退磁头中，所述充磁线圈的外侧设有将其封闭的上端盖、下端盖和侧壳体。

前述的充退磁头中，所述下端盖的下方设有底座。

本发明的第三方面，提供一种充退磁机，包括上述的充退磁头。

本发明充退磁头及充退磁机的有益效果体现在：为上述充退磁方法提供了一种设备支持，将一根高度可调的铁芯设置于线圈绕线部的内部且通过底部的升降驱动电机调节其高度，自动化调节且调节速度快，在保持充磁线圈输入电压不变的前提下，仅需测试出铁芯位于各个高度时工件放置位处的充磁磁场大小，即可在已知磁量的坯件放置到工件放置位后，通过铁芯高度的调节，瞬时快捷地使坯件充/退磁至接近规定磁量的大小。

附图说明

图1是本发明的内部结构剖视图；

图2是本发明的三维结构示意图；

图3是电量一阶导后的电流波形示意图；

图4是通电螺线管及其轴线上的磁场。

附图标记：1-线圈绕线部，2-工件放置位，3-充磁线圈，4-铁芯，5-升降驱动电机，6-上端盖，7-下端盖，8-侧壳体，9-底座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例：本发明提供的一种充退磁头，结构如图1和图2所示，包括中空的线圈绕线部1，所述线圈绕线部1的顶部设有工件放置位2，所述线圈绕线部1的外侧绕有充磁线圈3，所述线圈绕线部1的内部设有一根高度可调的铁芯4。

作为优选，铁芯4的底部连接有升降驱动电机5，升降驱动电机5通过程序控制，自动化调节且调节精度高，升降驱动电机5的输出端为蜗轮蜗杆的升降结构。

作为优选，充磁线圈3的外侧设有将其封闭的上端盖6、下端盖7和侧壳体8，隔绝外界杂质的进入。

作为优选，下端盖7的下方设有底座9，底座9的四个角上都垫有支脚，将线圈绕线部1整体垫高，为底部升降驱动电机5的安装提供足够的空间。

作为优选，在工件放置位2处设有夹具可将放置的工件夹紧固定。

电流和铁芯对充磁磁场磁感应强度的影响如下：

电流影响磁感应强度：设充磁机电容器电量为q、电流I、充磁线圈电感L、电容C、电阻R₀、电容电压E，并设：

，

可得微分方程：

，其中t为时间。

解得：

，

求一阶导得：

，

电流波形图如图3所示，求二阶导得：

，

令

，得：

，可以推算出I取最大的时间

，代回去得最大电流：

。

结论：充磁机作用磁场主要是RLC系统的电流，因此只要控制了系统的输出电流就能控制充磁机的磁场：

。

铁芯影响磁感应强度：

根据毕奥－萨伐尔定律：

对于通电螺线管及其轴线上的磁场，如图4所示，对于轴上的场点P，R为真空中环形载流导线的环半径，r为P点至环上某点的距离，其磁场强度为

(沿着χ轴方向)，因：

，

，

，

，

因：

，

故：

，

由此可知：对于固定电源及线圈匝数与绕组情况下，离开线圈中心的距离

与B的关系成反比。其中

是无铁芯的磁导率，如果加上铁芯，再乘以铁芯的磁导率µ=2000。如果是多匝，再乘以匝数n，得：

，

再通过内部程序计算，得到需要的磁场达到控制的目的。

本发明提供的一种充退磁机包括至少一个充退磁头，作为优选，本实施例将介绍单个充退磁头的充退磁机的充退磁方法。

一种充退磁方法，包括以下步骤：

前序步骤、预先在线圈两端输入与之后步骤C中相等电压，保持该输入电压不变，调整铁芯4在线圈中的位置，测试出铁芯4位于各个高度时工件放置位2处充磁磁场大小的一组数据，并将该数据记录至程控设备，将铁芯4在线圈中的位置分为多个档位，档位通过程控设备控制选择，之后步骤C中选择铁芯4的档位后，铁芯4能自动调节至该档位对应的位置，同时后续线圈输入电压值的调节也通过程控设备实现，后续步骤E中线圈的输入电压值设定有不同阶梯，根据步骤D中比对所得的磁感应强度差值，在该差值对应的两个阶梯中自动细分相应的电压值输入到线圈两端，程控设备为常规市售的单片机、PLC或其他嵌入式系统。

步骤A、将产品放置在线圈中插有铁芯且铁芯位置可调的充退磁头上，由夹具固定；

步骤B、检测产品磁感应强度，并与成品磁感应强度设定值进行比对；

若步骤B中检测到的产品磁感应强度低于成品磁感应强度设定值，则对产品进行充磁；若步骤B中检测到的产品磁感应强度高于成品磁感应强度设定值，则对产品进行退磁；以下仅描述产品需要充磁的一种工况：

步骤C、根据步骤B比对结果调节铁芯4位置，线圈通电，对产品进行初步充磁，使产品充磁至过饱和状态，也即此时产品磁量需超过成品设定值；

步骤D、线圈断电，再次检测产品磁感应强度，再次与成品磁感应强度设定值进行比对；

步骤E、根据步骤D比对结果选择线圈的输入电压，线圈通电，对产品进行精细退磁，使产品磁量退磁至成品设定值；

步骤F、线圈断电，取下产品，完成一个产品的充磁；

步骤G、重复步骤A至步骤F，实现对多个产品的连续充磁。

在给多个产品进行连续地充退磁时，每次步骤C线圈通电时，线圈两端的输入电压值保持不变。

前序步骤中，每两个相邻阶梯之间细分有多个小阶梯，步骤E结束后再次检测产品磁感应强度，与设定值进行比较，根据比对所得的磁感应强度差值，在该差值对应的两个小阶梯中自动细分相应的电压值输入到线圈两端，对产品进行超精细充退磁，使产品达到更高的充退磁精度。

当本发明应用于已知磁量或零磁量的工件到相同磁量成品的连续批量化生产时，由于坯件、成品的磁量是确定值，步骤C中铁芯4高度调节仅需进行一次（后续步骤A至步骤F重复进行时无需再进行铁芯4位置调节，也即铁芯4档位调节）。

当本发明应用于未知磁量的工件到不同磁量成品的连续批量化生产时，由于坯件、成品的磁量不确定性较大，步骤C中铁芯4高度每次都需重新调节。

本发明将抽象的经验转为具体的数值，精确地调节磁场强度，一般经过粗、精两次调节就能充/退到所需磁场，操作起来很方便，对于员工没有技术要求，可以很快上手。

本发明在给多个产品进行连续地充退磁时，每次步骤C通电时线圈两端的输入电压大小保持不变，线圈通电电压的变化仅来自于步骤E的精调，连续充退磁工作时，线圈两端通电电压的调动范围小，使得本发明对电路上各元器件的保护性更高，相比于纯电压调节磁场大小的方式，当需要大范围调压时，由于充磁头线圈两端的输入电压受电容影响无法实现跳变，需要花费较长的等待时间才能达到磁场的稳定，本发明很好地避免了大范围调压带来的滞后性以及线圈耐受性下降（尤其是过热后使用寿命下降）等副作用。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅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 (9)

1.一种连续充退磁方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A、将产品放置在线圈中插有铁芯且铁芯位置可调的充退磁头上；

步骤B、检测产品磁感应强度，并与成品磁感应强度设定值进行比对；

步骤C、根据步骤B比对结果调节铁芯位置，线圈通电，对产品进行初步充退磁；

步骤D、线圈断电，再次检测产品磁感应强度，再次与成品磁感应强度设定值进行比对；

步骤E、根据步骤D比对结果选择线圈的输入电压，线圈通电，对产品进行精细充退磁；

步骤F、线圈断电，取下产品，完成一个产品的充退磁；

步骤G、重复步骤A至步骤F，实现对多个产品的连续充退磁。

2.根据权利要求1所述的充退磁方法，其特征在于：在给多个产品进行连续地充退磁时，每次步骤C线圈通电时，线圈两端的输入电压值保持不变。

3.根据权利要求1所述的充退磁方法，其特征在于：在步骤A进行前，预先在线圈两端输入与之后步骤C中相等电压，保持该输入电压不变，调整铁芯在线圈中的位置，根据充磁头在充磁位置处的磁感应强度大小，预先将铁芯在线圈中的位置分为多个档位；档位通过程控设备控制选择，步骤C中选择铁芯的档位后，铁芯能自动调节至该档位对应的位置。

4.根据权利要求1所述的充退磁方法，其特征在于：步骤E中线圈的输入电压值设定有不同阶梯，根据步骤D中比对所得的磁感应强度差值，在该差值对应的两个阶梯中自动细分相应的电压值输入到线圈两端，对产品进行精细充退磁。

5.根据权利要求4所述的充退磁方法，其特征在于：在每两个相邻阶梯之间细分多个小阶梯，步骤E结束后再次检测产品磁感应强度，与设定值进行比较，根据比对所得的磁感应强度差值，在该差值对应的两个小阶梯中自动细分相应的电压值输入到线圈两端，对产品进行超精细充退磁。

6.根据权利要求1所述的充退磁方法，其特征在于：若步骤B中检测到的产品磁感应强度低于成品磁感应强度设定值，则对产品进行充磁；若步骤B中检测到的产品磁感应强度高于成品磁感应强度设定值，则对产品进行退磁。

7.根据权利要求1所述的充退磁方法所采用的充退磁头，其特征在于：包括中空的线圈绕线部（1），所述线圈绕线部（1）的顶部设有工件放置位（2），所述线圈绕线部（1）的外侧绕有充磁线圈（3），所述线圈绕线部（1）的内部设有一根高度可调的铁芯（4）。

8.根据权利要求7所述的充退磁头，其特征在于：所述铁芯（4）的底部连接有升降驱动电机（5）。

9.根据权利要求7所述的充退磁头，其特征在于：所述充磁线圈（3）的外侧设有将其封闭的上端盖（6）、下端盖（7）和侧壳体（8）。

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