CN216560788U - 一种工射频电磁场探头及监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电磁场监测技术领域，具体为一种工射频电磁场探头及监测系统，所述工射频电磁场探头包括射频电场传感器、低频磁场传感器和采集处理模块；与现有技术相比较，本实用新型提出的一种工射频电磁场探头及监测系统用一个探头实现三轴全向的低频磁场和三轴全向的射频电场的测量；相对于单独分立两个探头，用一个探头实现三轴全向的低频磁场和三轴全向的射频电场的测量可以大大的降低设备成本也可以提高监测的效率。

Description

一种工射频电磁场探头及监测系统

技术领域

本实用新型涉及电磁场监测技术领域，具体为一种工射频电磁场探头及监测系统。

背景技术

在目前电磁场监测技术领域，低频磁场测量和射频电场测量是分离的，需要使用两个测量主机，分别进行测量。然而在一些环境监测过程中，特别车辆及轨道交通电磁环境监测时，要求同时监测低频磁场和射频电场。从电磁辐射的人体防护角度来看，车辆及轨道交通的低频磁场相较于低频电场来说是更受关注的测量参量。因此在车辆、轨道交通等电磁环境测量场景中，只要求测量低频磁场不要求测量低频电场。而无线通信以及雷达导航等设备的在车辆中的广泛应用车内的射频电磁场也是重要的关注项。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提供一种工射频电磁场探头，以解决上述背景技术中提出的没有能同时进行工频磁场和射频电场一体化设计的电磁场探头的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种工射频电磁场探头，包括射频电场传感器、低频磁场传感器和采集处理模块；

所述射频电场传感器包括三棱柱体，所述三棱柱体的侧棱面上分别设置有X轴偶极子天线端、Y轴偶极子天线端及Z轴偶极子天线端；

所述低频磁场传感器包含X轴磁场线圈、Y轴磁场线圈及Z轴磁场线圈，X轴磁场线圈、Y轴磁场线圈及Z轴磁场线圈相互正交；

X轴偶极子天线端、Y轴偶极子天线端及Z轴偶极子天线端的输出端通过高阻线连接至采集处理模块，X轴磁场线圈、Y轴磁场线圈及Z轴磁场线圈的输出端与采集处理模块相连接。

优选地，X轴磁场线圈、Y轴磁场线圈及Z轴磁场线圈共圆心设置。

优选地，所述高阻线穿过所述磁场线圈的共圆心点，且X轴磁场线圈、Y轴磁场线圈及Z轴磁场线圈的输出端与采集处理模块相连接。

优选地，还包括立方体，X轴磁场线圈、Y轴磁场线圈及Z轴磁场线圈分别设置于立方体相邻的三个面的外立面。

优选地，所述采集处理模块设置于立方体的内部。

优选地，所述高阻线从Z轴磁场线圈的对立面穿过立方体与采集处理模块相连接。

优选地，X轴偶极子天线端、Y轴偶极子天线端及Z轴偶极子天线端相互垂直，且与高阻线的夹角为54.7°。

优选地，所述采集处理模块包括模拟信号处理电路、主控和数字处理电路。

优选地，还包括显示主机，所述采集处理模块的输出端与显示主机相连接。

本实用新型的目的之二在于提供一种工射频电磁场监测系统，以解决上述背景技术中提出的没有能同时进行工频磁场和射频电场一体化设计的电磁场探头的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种工射频电磁场监测系统，包含如前所述的一种工射频电磁场探头。

与现有技术相比较，本实用新型提出的一种工射频电磁场探头及监测系统，有益效果在于：

1、本实用新型中包括射频电场传感器、低频磁场传感器，用一个探头实现三轴全向的低频磁场和三轴全向的射频电场的测量；相对于单独分立两个探头，用一个探头实现三轴全向的低频磁场和三轴全向的射频电场的测量可以大大的降低设备成本也可以提高监测的效率。

2、本实用新型中射频电场传感器和低频磁场传感器之间分别可以进行独立测量，没有相互影响。

3、本实用新型中射频电场传感器、低频磁场传感器均与同一采集处理模块相连接，降低了探头的制造成本。

4、本实用新型中射频电场传感器的三轴同向设计的实现方式，方便且可以保证X轴偶极子天线端、Y轴偶极子天线端及Z轴偶极子天线端的相互垂直。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型一个实施例提供的一种工射频电磁场探头的结构示意图。

图2为本实用新型另一个实施例提供的一种工射频电磁场探头的结构示意图。

图中示意如下：

100-射频电场传感器；110-X轴偶极子天线端；120-Y轴偶极子天线端；130-Z轴偶极子天线端；

200-低频磁场传感器；210-X轴磁场线圈；220-Y轴磁场线圈；230-Z轴磁场线圈；

300-采集处理模块；310-主控和数字处理电路；320-模拟信号处理电路；

400-高阻线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在目前电磁场监测技术领域，工频磁场测量装置通常设计为一个立方体结构，三个正交的面放置电场传感器，三个正交的面放置磁场传感器，电池、模拟电路和主控电路放置在立方体的中央，测量结果通过光纤对外传输。

另外，射频电磁场测量装置一般由射频电场探头和监测主机组成，其中监测主机和射频电磁场探头之间通过多芯接头连接，射频电磁场探头用于接收空间中电磁场检波后传输到主机内，由主机进行增益控制和采样。射频电场探头由偶极子和检波二极管组成，并且包含三个正交的2-10cm长的偶极子天线，端接肖特基检波二极管及RC滤波器组成。三个正交的偶极子天线以进行三轴全向测量。采用高阻传输线可以大幅改善探头的频响特性。偶极子天线接收空间中的电磁场信号，经过肖特基检波二极管检波，检波后的直流电流经高阻传输线送入主机的数据采集、处理和显示电路中。探头的特性参数，比如灵敏度、线性校准、和校准因子存在探头的EEPROM中，连接时导入数据采集模块。测量时用于对输入信号修正得到测量结果，在测量主机进行显示。

然而在一些环境监测过程中，特别车辆及轨道交通电磁环境监测时，要求同时监测低频磁场和射频电场。但是目前尚没有能同时进行工频磁场和射频电场一体化设计的电磁场探头。

有鉴于此，本实用新型的实施例提供一种工射频电磁场探头以解决上述技术问题。

实施例一

如图1所示，本实用新型一个实施例提供的一种工射频电磁场探头，包括射频电场传感器100、低频磁场传感器200和采集处理模块300；其中射频电场传感器100为三棱柱体框架结构，其中三棱柱体的侧棱面上分别有X轴、Y轴和Z轴三个正交的轴向，X轴、Y轴和Z轴的轴向上分别设置X轴偶极子天线端110、Y轴偶极子天线端120及Z轴偶极子天线端130，上述偶极子天线端均与肖特基检波二极管及RC滤波电路相连接。

低频磁场传感器200有X轴磁场线圈210、Y轴磁场线圈220及Z轴磁场线圈230三个正交的磁场线圈传感器，布置于立方体结构相邻的三个面的外立面，三个磁场线圈的输出接入到采集处理模块300的模拟信号处理和采集电路中。

采集处理模块300包括模拟信号处理电路320、主控和数字处理电路310。模拟信号处理电路320完成射频电场检波信号和低频磁场感应信号的调理和增益控制后，输出到主控和数字处理电路310进行模数转换，得到数字信号后，经校准计算分别得到射频电场场强和低频磁感应强度。另外，在本实施例的一个优选实施例中，采集处理模块300设置于立方体结构的内部。

本实用新型中射频电场传感器100、低频磁场传感器200均与同一采集处理模块300相连接，通过同一采集处理模块300校准计算得到射频电场场强和低频磁感应强度，降低了探头的制造成本。

因此，在本实施例中X轴偶极子天线端110、Y轴偶极子天线端120及Z轴偶极子天线端130的输出端通过高阻线400连接至采集处理模块300，X轴磁场线圈210、Y轴磁场线圈220及Z轴磁场线圈230的输出端与采集处理模块300相连接。其中，高阻线400从Z轴磁场线圈230的对立面穿过立方体与采集处理模块300相连接。

在本实施例中，每个偶极子天线端与高阻线400的夹角为54.7°，X轴、Y轴和Z轴围成一个等边长的三角锥形，实现了三个轴向之间的相互正交。

实施例二

如图2所示，本实用新型的另一个实施例提供的一种工射频电磁场探头，包括射频电场传感器100、低频磁场传感器200和采集处理模块300；

在本实施例中，射频电场传感器100与实施例一完全相同，另外低频磁场传感器200放置在射频电场传感器100和处理采集模块之间，X轴磁场线圈210、Y轴磁场线圈220及Z轴磁场线圈230共心且相互正交，射频电场传感器100的高阻线400从X轴磁场线圈210、Y轴磁场线圈220及Z轴磁场线圈230的共圆心点穿过，低频磁场传感器200的输出也一并传输到处理采集模块中。

在本实施例中，由于X轴磁场线圈210、Y轴磁场线圈220及Z轴磁场线圈230是共圆心的，在不均匀场测量中可以准确的测量点位的磁场。

此外，由于高阻线400以及采集处理模块300不会造成低频磁场分布的畸变，所以可以将高阻线400或采集处理模块300放置在磁场线圈中间而没有影响。

实施例三

在实施例一和实施例二的基础上，还包括显示主机，所述采集处理模块300的输出端可以通过光纤与显示主机相连接。这样可以很方便的将测量得到的射频电场场强和低频磁感应强度结果通过显示主机进行显示。

在上述实施例中，用一个探头实现三轴全向的低频磁场和三轴全向的射频电场的测量；相对于单独分立两个探头，用一个探头实现三轴全向的低频磁场和三轴全向的射频电场的测量可以大大的降低设备成本也可以提高监测的效率。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (10)

1.一种工射频电磁场探头，其特征在于，包括射频电场传感器、低频磁场传感器和采集处理模块；

所述射频电场传感器包括三棱柱体，所述三棱柱体的侧棱面上分别设置有X轴偶极子天线端、Y轴偶极子天线端及Z轴偶极子天线端；

所述低频磁场传感器包含X轴磁场线圈、Y轴磁场线圈及Z轴磁场线圈，X轴磁场线圈、Y轴磁场线圈及Z轴磁场线圈相互正交；

X轴偶极子天线端、Y轴偶极子天线端及Z轴偶极子天线端的输出端通过高阻线连接至采集处理模块，X轴磁场线圈、Y轴磁场线圈及Z轴磁场线圈的输出端与采集处理模块相连接。

2.根据权利要求1所述的一种工射频电磁场探头，其特征在于，X轴磁场线圈、Y轴磁场线圈及Z轴磁场线圈共圆心设置。

3.根据权利要求2所述的一种工射频电磁场探头，其特征在于，所述高阻线穿过所述磁场线圈的共圆心点，且X轴磁场线圈、Y轴磁场线圈及Z轴磁场线圈的输出端与采集处理模块相连接。

4.根据权利要求1所述的一种工射频电磁场探头，其特征在于，还包括立方体，X轴磁场线圈、Y轴磁场线圈及Z轴磁场线圈分别设置于立方体相邻的三个面的外立面。

5.根据权利要求4所述的一种工射频电磁场探头，其特征在于，所述采集处理模块设置于立方体的内部。

6.根据权利要求5所述的一种工射频电磁场探头，其特征在于，所述高阻线从Z轴磁场线圈的对立面穿过立方体与采集处理模块相连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种工射频电磁场探头，其特征在于，X轴偶极子天线端、Y轴偶极子天线端及Z轴偶极子天线端相互垂直，且与高阻线的夹角为54.7°。

8.根据权利要求7所述的一种工射频电磁场探头，其特征在于，所述采集处理模块包括模拟信号处理电路、主控和数字处理电路。

9.根据权利要求8所述的一种工射频电磁场探头，其特征在于，还包括显示主机，所述采集处理模块的输出端与显示主机相连接。

10.一种工射频电磁场监测系统，其特征在于，包含权利要求1-9中任一项所述的一种工射频电磁场探头。

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