CN202903988U - 一种三轴正交式磁通门传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种三轴正交式磁通门传感器，包括线圈骨架组体、贯穿于线圈骨架组体内的磁芯和缠绕在线圈骨架组体表面上的线圈，还包括安装基座，所述安装基座为四方体，在所述安装基座的相邻且相互正交的三个表面上分别设有方形凹槽，所述一组线圈骨架组体安装在一个所述凹槽内，在所述基座的顶部设有容纳电路板的方形腔体，在所述腔体和所述凹槽之间设有贯通的穿线孔，在所述凹槽上设有盖合凹槽的盖板。本实用新型只需要将单个磁通门传感器磁芯放入传感器骨架结构中，无需后期调整即可保证三轴正交，该传感器具有安装方式简单，占用体积小等特点，有效提高了传感器的可靠性、可维修性等，且抵消干扰，降低噪声，提高了磁通门传感器的精准度和灵敏度，适于高精度弱磁检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及磁通门传感器技术领域，特别是一种三轴正交式磁通门传感器。
背景技术
20世纪30年代初，出现了磁通门技术，它可以测定恒定和低频弱磁场，其基本原理是利用高磁导率、低矫顽力的软磁材料磁芯在激磁作用下，感应线圈出现随环境磁场而变的偶次谐波分量的电势特性，通过高性能的磁通门调理电路测量偶次谐波分量，从而测得环境磁场的大小。磁通门传感器用于测量地磁场、地下管道及铁磁物体探测、地质勘探、电力线探测、车辆控制等，其中，磁通门有一个十分重要的应用，就是配合加速度计进行载体方位的测量，此时往往需要有三个相互正交的磁通门传感器同时测量。
目前，对弱磁场检测的磁通门传感器探头，普遍采用跑道型或者环形的坡莫合金片作为磁芯结构，在磁芯上紧密均匀缠绕一组线圈作为激励线圈，而对应于此类磁芯的感应和反馈线圈在磁芯的一个方向上采用了一个矩形线圈整体包围方式。但是由于磁芯上的外磁场产生了闭合磁力线，此类磁通门传感器探头的感应线圈同时感应了磁芯中心部分的反方向磁场，所以部分外磁场闭合磁力线产生了抵消作用，而且反馈线圈产生的磁场与磁芯上的感应磁场方向角度很大，所以测量结果的精度、灵敏度和线性度存在一定的缺陷，当需要三个磁通门传感器相互正交同时测量时，采用前述磁通门传感器，不但安装工艺繁琐，三轴正交性难以保证，占用体积较大，且三个单轴磁通门铁芯与信号之间的互相影响，使得精度、灵敏度和线性度等指标低下，此外，三轴磁通门传感器多为三个单轴磁通门传感器单独安装组成，将三个单轴磁通门传感器互相垂直组成一体，工艺复杂，绕线不便，互相之间的正交性完全需要后期通过测量电路对各个传感器分量的调节来完成，传感器的安装调试不便。
实用新型内容
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种既提高测量精度又便于安装调试的三轴正交式磁通门传感器。
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种三轴正交式磁通门传感器，包括线圈骨架组体、贯穿于线圈骨架组体内的磁芯和缠绕在线圈骨架组体上的线圈，还包括安装基座，所述安装基座为四方体，在所述安装基座的相邻且相互正交的三个表面上分别设有方形凹槽，所述一组线圈骨架组体安装在一个所述凹槽内，在所述基座的顶部设有容纳电路板的方形腔体，在所述腔体和所述凹槽之间设有贯通的穿线孔，在所述凹槽上设有盖合凹槽的盖板。
所述每组线圈骨架组体由结构为“I”字形的线圈骨架单体对接组合而成，为“Ⅱ”字形，所述线圈骨架单体中心设有贯通方孔，所述磁芯为通过两个线圈骨架单体的方孔迭层绕制坡莫合金带而成的跑道型磁芯；所述每组线圈骨架组体上缠绕两组相同的线圈，其中在每个线圈骨架单体上各缠绕一组线圈；将一组线圈的始端与另一组线圈的末端连接引出，成为测量反馈引出端；两组线圈的另外一端也各自引出，成为激励引出端；所述测量反馈引出端和所述激励引出端均固接在所述腔体内的电路板上。
在所述安装基座表面设有安装所述盖板的安装沉台，所述安装沉台对称分布在所述凹槽四周，在所述安装沉台四角各设有安装螺纹孔。
所述腔体深度为2～5mm。
所述腔体的上沿四角设有电路板安装螺纹孔。
所述磁芯由2-4层迭层绕制坡莫合金带构成的跑道型磁芯。
在所述安装基座的底面上设有4个安装测试仪器的螺纹孔。
在所述安装基座表面上，依照该表面所安装的线圈骨架组体的轴向，相应设有X轴、Y轴或Z轴的轴向标识。
所述盖板为无磁硬铝盖板，所述安装基座为无磁硬铝安装基座，所述线圈骨架组体为无磁硬铝线圈骨架组体。
所述凹槽四角分别设有刀具让位槽。
本实用新型具有的优点和积极效果是：本实用新型采用在所述安装基座的相邻且相互正交的三个表面上分别设有方形凹槽，将三组线圈骨架组体固定安装在三个凹槽内，即每组线圈骨架组体均有其固定的安装位置，三个凹槽完全保证三组线圈骨架组体两两正交关系，实现三轴正交，已缠绕线圈的线圈骨架组体相当于单轴磁通门传感器,因此，只需要将已缠绕线圈的线圈骨架组体装入到对应的凹槽之中，即可保证三个单轴磁通门传感器的三轴正交，安装调试简单方便；另外，每组线圈骨架组体由两个线圈骨架单体构成，每个单体上各缠绕相同一组线圈，将一组线圈的始端与另一组线圈的末端连接通过所述穿线孔引出，成为测量反馈引出端；两组线圈的另外一端也各自通过所述穿线孔引出，成为激励引出端，使传感器结构简单、加工制作方便；由于每个线圈骨架单体的线圈匝数、电阻和电感相同，就可以抵消干扰，降低噪声；其分辨率、测量精度、稳定性也有很大幅度提高，提高了相应的技术指标。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的外观示意图；
图3为本实用新型的测量电路电气原理图。
图中：1、安装基座；2、线圈骨架组体；3、盖板；4、电路板。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1和图3，一种三轴正交式磁通门传感器，包括线圈骨架组体、贯穿于线圈骨架组体内的磁芯和缠绕在线圈骨架组体上的线圈，还包括安装基座，所述安装基座为四方体，在所述安装基座的相邻且相互正交的三个表面上分别设有方形凹槽，所述一组线圈骨架组体安装在一个所述凹槽内，在所述基座的顶部设有容纳电路板的方形腔体，在所述腔体和所述凹槽之间设有贯通的穿线孔，在所述凹槽上设有盖合凹槽的盖板。
凹槽与小盖板相互配合实现线圈组件的六自由度限位，所述凹槽四角分别可设有刀具让位槽。所述腔体深度可为2～5mm，所述腔体的上沿四角可设有电路板安装螺纹孔。
所述每组线圈骨架组体可由结构为“I”字形的线圈骨架单体对接组合而成，为“Ⅱ”字形，所述线圈骨架单体中心可设有贯通方孔，所述磁芯为通过两个线圈骨架单体的方孔迭层绕制坡莫合金带而成的跑道型磁芯；所述每组线圈骨架组体上缠绕两组相同的线圈，其中在每个线圈骨架单体上各缠绕一组线圈；将一组线圈的始端与另一组线圈的末端连接引出，成为测量反馈引出端；两组线圈的另外一端也各自引出，成为激励引出端；所述测量反馈引出端和所述激励引出端均固接在所述腔体内的电路板上，所述这些引出端根据情况可通过穿线孔引出到所述腔体内。
上述三个引出端可焊接在电路板上，两个”I”字形骨架线圈可粘接成”Ⅱ”字形骨架线圈，可采用2-4层迭层绕制坡莫合金带通过两个”I”字形骨架中心方孔，制成跑道型磁芯，最后把”Ⅱ”字形骨架磁性线圈安装于一个磁通门骨架安装槽中，每个安装槽都有独立的小盖板可保护磁性线圈不受外力破坏。
在所述安装基座表面可设有安装所述盖板的安装沉台，所述安装沉台可对称分布在所述凹槽四周，在所述安装沉台四角可各设有安装螺纹孔。
在所述安装基座的底面上可设有4个安装测试仪器的螺纹孔。
在所述安装基座表面上，可依照该表面所安装的线圈骨架组体的轴向，相应设有X轴、Y轴或Z轴的轴向标识。
所述盖板可为无磁硬铝盖板，所述安装基座可为无磁硬铝安装基座，所述线圈骨架组体可为无磁硬铝线圈骨架组体。
将三个单轴磁通门传感器的激励端与输出端均连接到整个三轴磁通门传感器的转接电路板上，这样只要在转接电路板上将传感器与测量电路连接即可，在座体底面上加工有4个安装螺纹孔，座体侧面加工有三轴的标识，方便安装方位的确认。整个传感器的安装方式也十分简便，只需要保证传感器的安装面和安装孔与所安装仪器的接触面及安装孔完全配合即可，大大简化了整个传感器的安装过程，并且无需再对传感器进行三轴调节正交。
尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型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，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种三轴正交式磁通门传感器，包括线圈骨架组体、贯穿于线圈骨架组体内的磁芯和缠绕在线圈骨架组体上的线圈，其特征在于，还包括安装基座，所述安装基座为四方体，在所述安装基座的相邻且相互正交的三个表面上分别设有方形凹槽，所述一组线圈骨架组体安装在一个所述凹槽内，在所述基座的顶部设有容纳电路板的方形腔体，在所述腔体和所述凹槽之间设有贯通的穿线孔，在所述凹槽上设有盖合凹槽的盖板。
2.根据权利要求1所述的三轴正交式磁通门传感器，其特征在于，所述每组线圈骨架组体由结构为“I”字形的线圈骨架单体对接组合而成，为“Ⅱ”字形，所述线圈骨架单体中心设有贯通方孔，所述磁芯为通过两个线圈骨架单体的方孔迭层绕制坡莫合金带而成的跑道型磁芯；所述每组线圈骨架组体上缠绕两组相同的线圈，其中在每个线圈骨架单体上各缠绕一组线圈；将一组线圈的始端与另一组线圈的末端连接引出，成为测量反馈引出端；两组线圈的另外一端也各自引出，成为激励引出端；所述测量反馈引出端和所述激励引出端均固接在所述腔体内的电路板上。
3.根据权利要求1或2所述的三轴正交式磁通门传感器，其特征在于，在所述安装基座表面设有安装所述盖板的安装沉台，所述安装沉台对称分布在所述凹槽四周，在所述安装沉台四角各设有安装螺纹孔。
4.根据权利要求1或2所述的三轴正交式磁通门传感器，其特征在于，所述腔体深度为2～5mm。
5.根据权利要求1或2所述的三轴正交式磁通门传感器，其特征在于，所述腔体的上沿四角设有电路板安装螺纹孔。
6.根据权利要求1或2所述的三轴正交式磁通门传感器，其特征在于，所述磁芯由2-4层迭层绕制坡莫合金带构成的跑道型磁芯。
7.根据权利要求1或2所述的三轴正交式磁通门传感器，其特征在于，在所述安装基座的底面上设有4个安装测试仪器的螺纹孔。
8.根据权利要求1或2所述的三轴正交式磁通门传感器，其特征在于，在所述安装基座表面上，依照该表面所安装的线圈骨架组体的轴向，相应设有X轴、Y轴或Z轴的轴向标识。
9.根据权利要求1或2所述的三轴正交式磁通门传感器，其特征在于，所述盖板为无磁硬铝盖板，所述安装基座为无磁硬铝安装基座，所述线圈骨架组体为无磁硬铝线圈骨架组体。
10.根据权利要求1或2所述的三轴正交式磁通门传感器，其特征在于，所述凹槽四角分别设有刀具让位槽。
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