CN218350481U - 一种用于检测电池磁场的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于检测电池磁场的设备。该设备包括电磁感应件，电磁感应件为硅材料制成的片状，在电磁感应件上设置两个供电端子并电连接有两个测压端子，通过两个供电端子向电磁感应件提供恒定电流，通过两个测压端子测量电磁感应件的霍尔电压，通过霍尔电压的正负判断垂直通过于电磁感应件所在平面的磁场极性，再通过计算可得垂直通过于电磁感应件所在平面的磁场强度。电磁感应件与转动件转动连接，转动件与支架转动连接，且二者的转轴相交形成夹角，电磁感应件可以旋转至任意角度，测量不同方向上的电磁强度。使用时分别测量三个互相垂直平面的电磁场，然后合并上述三个磁场，得到一个矢量空间磁场，该矢量空间磁场即为电池附近的磁场。

Description

一种用于检测电池磁场的设备

技术领域

本实用新型涉及磁场测量领域，尤其涉及一种用于检测电池磁场的设备。

背景技术

电池在放电时，会在电池附近空间产生电磁场。电磁场会影响许多电子元器件的工作，甚至引发故障及事故。在常规的解决方案中，常常通过设计物理空间区隔来屏蔽电磁场，如使用电磁屏蔽罩或者电磁屏蔽线等屏蔽装置，此设计常用于家用电器。随着便携式电子产品对体积和重量越来越极致微型化的追求，电池迫于空间原因逐步与电子元器件越来越靠近，有些甚至是立体线路板包裹电池的设计，且在很多情形下无法使用传统的物理区隔式电磁屏蔽罩来屏蔽电池所产生的电磁场，故需要一种设备来有效检测电池所产生的电磁场，以设置出更有效的用于减弱电池放电时所产生的电磁场的屏蔽结构，从而降低电磁场对于精密电子元器件带来的影响。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于检测电池磁场的设备，能够检测电池附近空间的磁场。

本实用新型的技术方案为：本实用新型提供了一种用于检测电池磁场的设备，包括电磁感应件、转动件和支架；

所述电磁感应件为硅材料制成的片状，所述电磁感应件上设置有两个供电端子，两个所述供电端子用于向所述电磁感应件提供恒定电流；所述电磁感应件电连接有两个测压端子，两个所述测压端子用于测量所述电磁感应件的霍尔电压；

所述电磁感应件与所述转动件转动连接，所述转动件与所述支架转动连接，所述转动件的转轴与所述电磁感应件的转轴相交并形成夹角。

进一步，所述转动件的转轴与所述电磁感应件的转轴相互垂直。

进一步，所述电磁感应件为矩形，所述电磁感应件包括相对的两条供电边和相对的两条测压边，两个所述供电端子分别固定于两条所述供电边，两个所述测压端子分别与两条所述测压边电连接。

进一步，所述用于检测磁场的设备还包括定位件，所述定位件为电磁屏蔽材质，所述定位件的内部设置有导线，所述定位件固定连接在所述电磁感应件的外围，两个所述测压端子均设置在所述定位件上，两个所述测压端子分别通过所述导线与所述测压边电连接。

进一步，所述支架、所述转动件和所述定位件上均设置有刻度。

进一步，所述定位件为优弧形，且所述定位件沿所述电磁感应件所在平面环绕于所述电磁感应件的四周，两条所述供电边连接于所述定位件的弧内侧，所述定位件与两条所述测压边之间均存在空隙；

两个所述测压端子分别位于所述定位件的两端部，两个所述测压端子相对设置且二者之间存在空隙。

进一步，所述定位件与所述转动件间隙配合。

进一步，两个所述供电端子分别位于所述电磁感应件相对的两端，所述电磁感应件通过两个所述供电端子与所述转动件转动连接。

进一步，所述转动件为圆形，所述电磁感应件的转轴与所述转动件的转轴交叉点位于所述转动件的圆心。

进一步，所述支架包括底座和两个连接柱，两个所述连接柱平行且相对设置，并固定于所述底座上，所述转动件转动连接在两个所述连接柱之间。

本实用新型相较于现有技术，其有益效果为：电磁感应件为硅材料制成的片状，在电磁感应件上设置两个供电端子，且电磁感应件还电连接有两个测压端子，通过两个供电端子向电磁感应件提供恒定电流，在霍尔效应的作用下，电磁感应件内产生霍尔电压，通过两个测压端子测量出电磁感应件内的霍尔电压，通过霍尔电压的正负，可以判断出垂直于通过于电磁感应件所在平面的电磁场的极性，结合电磁感应件的霍尔系数，通过计算即可得出垂直通过于电磁感应件所在平面的电磁场的强度。由于电磁感应件与转动件转动连接，转动件与支架转动连接，且转动件的转轴与电磁感应件的转轴相交并形成夹角，电磁感应件可以旋转至任意角度，测量不同方向上的电磁强度。使用时将该设备置于电池附近所产生的电磁场内，分别测量三维空间三个互相垂直平面的磁场的极性和强度，然后经过简单计算合并上述三个磁场拟合得到一个矢量空间磁场，该矢量空间磁场即为电池附近的电磁场。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，下面描述中的附图仅为本实用新型的部分实施例相应的附图。

图1为本实用新型优选实施例提供的检测电池磁场的设备的结构示意图。

图2为图1中检测电池磁场的设备中电磁感应件与定位件的结构示意图。

图3为图1中检测电池磁场的设备检测单位空间内第一磁场、第二磁场、第三磁场时的示意图。

图4为图1中检测电池磁场的设备检测第一磁场时的示意图。

图5为图1中检测电池磁场的设备检测第二磁场时的示意图。

图6为图1中检测电池磁场的设备检测第三磁场时的示意图。

图7为图1中检测电池磁场的设备进行验证与优化时的示意图。

其中，1、电磁感应件，2、转动件，3、支架，4、定位件；

11、供电端子，12、测压端子，13、供电边，14、测压边，15、电池，31、底座，32、连接柱；

111、转柱。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。

请参见图1及图2，本实用新型优选实施例提供了一种用于检测电池磁场的设备，包括电磁感应件1、转动件2和支架3。电磁感应件1用于根据霍尔效应测量电磁场的强度；电磁感应件1与转动件2转动连接，转动件2与支架3转动连接，通过电磁感应件1及转动件2的转动，能够改变电磁感应件1的方位，以测量不同方向上的电磁强度。

电磁感应件1为硅材料制成的片状，片状的电磁感应件1更容易判断垂直通过于电磁感应件1所在平面的磁场。将电磁感应件1置于标准磁场中，此处电磁感应件1的霍尔系数为K。

电磁感应件1上设置有两个供电端子11，两个供电端子11用于向电磁感应件1提供恒定电流。电磁感应件1电连接有两个测压端子12，两个测压端子12用于测量电磁感应件1的霍尔电压。电磁感应件1与转动件2转动连接，转动件2与支架3转动连接，转动件2的转轴与电磁感应件1的转轴相交并形成夹角。

在电磁感应件1上设置两个供电端子11，且电磁感应件1还电连接有两个测压端子12，通过两个供电端子11向电磁感应件1提供恒定电流，由于电磁感应件1为硅材料制成的片状，在霍尔效应的作用下，电磁感应件1内能够产生霍尔电压，通过测压设备连接两个测压端子12测量出电磁感应件1内的霍尔电压，通过霍尔电压的正负，可以判断出垂直于通过于电磁感应件1所在平面的电磁场的极性，结合电磁感应件1的霍尔系数，通过计算即可得出垂直通过于电磁感应件1所在平面的电池磁场的强度。

由于电磁感应件1与转动件2转动连接，转动件2与支架3转动连接，且转动件2的转轴与电磁感应件1的转轴相交并形成夹角。电磁感应件1相对转动件2进行转动，可实现在一个方向上的转动；转动件2相对支架3转动，转动件2可以带动电磁感应件1在另一个方向上转动，使得电磁感应件1可以旋转至任意角度、方位，测量不同方向上的电磁强度。使用时将该设备置于电池附近所产生的电磁场内，通过改变电磁感应件1的角度方位，分别测量三维空间三个互相垂直平面的磁场的极性和强度，然后经过简单计算合并上述三个磁场拟合得到一个矢量空间磁场，该矢量空间磁场即为电池附近的电磁场。

转动件2的转轴与电磁感应件1的转轴相互垂直。在测量三个相互垂直平面的磁场强度时，通过电磁感应件1的90°转动及转动件2的90°转动，能够方便将电磁感应件1在三个相互垂直平面之间切换，便于测量。

电磁感应件1为矩形，矩形的电磁感应件1利于设置两个测压端子12和两个供电端子11的位置。

电磁感应件1包括相对的两条供电边13和相对的两条测压边14，两个供电端子11分别固定于两条供电边13，两个测压端子12分别与两条测压边14电连接。通过两个供电端子11向矩形的电磁感应件1两条相对的供电边13提供电流，根据霍尔效应，当该电磁感应件1位于电池磁场内时，另外两相对的测压边14会产生霍尔电压，将测压端子12与测压设备连接，即可测量出此时的霍尔电压的大小。

该用于检测磁场的设备还包括定位件4，定位件4为电磁屏蔽材质，定位件4的内部设置有导线；定位件4固定连接在电磁感应件1的外围，两个测压端子12均设置在定位件4上，两个测压端子12分别通过定位件4内部的导线与测压边14电连接。测量电压时，连接测压边14与测压端子12的定位件4导线有电流通过，该电流会产生电磁场，故将定位件4设置为电磁屏蔽材质，测压形成的电流从定位件4的内部通过，电磁屏蔽材质能够将该电流产生的磁场进行屏蔽，避免测量时将该电磁场与电池产生的电磁场混淆，提高检测精度。定位件4的设置使得测压端子12与电磁感应件1之间的相对位置保持固定，二者的电连接更稳定，避免二者接触不良，影响电磁感应件1内霍尔电压的检测。

在其它实施例中，也可不设置定位件4，将两个测压端子12分别设置在两条测压边14上。节约制作步骤，便于生产。

定位件4为优弧形，且定位件4沿电磁感应件1所在平面环绕于电磁感应件1的四周。优弧形的定位件4长度较长，方便与电磁感应件1固定连接。两条供电边13连接于定位件4的弧内侧，定位件4与两条测压边14之间均存在空隙。通过将两条供电边13与定位件4的弧内侧连接，实现电磁感应件1与定位件4之间的固定连接，同时定位件4使得供电端子11与转动件2的距离更近，便于将供电端子11与转动件2连接；两条测压边14与定位件4之间的空隙使得两条测压边14上更容易形成霍尔电流。两个测压端子12分别位于定位件4的两端部，两个测压端子12相对设置且二者之间存在空隙。优弧形的定位件4使其两端部距离较近，使得两个测压端子12距离较近，方便连接测压设备，便于使用。进一步，定位件4的优弧形所呈圆心角为300°-330°，以使得两个测压端子12尽可能靠近。

在本实施例中，定位件4为管状，管状的定位件4内部便于设置导线，且两条供电边13嵌入于管道内，电磁感应件1与定位件4的连接更稳定。定位件4穿设于两个供电端子11，供电端子11将定位件4限位于电磁感应件1的四周，定位件4与电磁感应件1的连接更稳定。

在其它实施例中，也可将定位件4设置为两个，两个定位件4均为弧形，两个定位件4沿电磁感应件1所在平面分别连接于两供电边13，两个定位件4的弧内侧分别与两条供电边13连接，两个测压端子12分别位于两个定位件4的端部，缩短了定位件4的长度，节约材料。

支架3、转动件2和定位件4上均设置有刻度。刻度可以设置在定位件4的外侧表面、转动件2的内侧表面以及支架3上相对靠近转动件2的表面。这样的设置有助于确定电磁感应件1所转动的角度，减少误差。支架3与转动件2之间、定位件4与转动件2之间均可以设置有阻尼结构，使得转动件2、定位件4转动之后定位在该位置处，在无外力作用下不会自行旋转，以便于进行测量。

在其它实施例中，也可不设置刻度，通过借助外界工具的方式来测量电磁感应件1所转动的角度，节约制作步骤，便于生产。

定位件4与转动件2间隙配合，电磁感应件1位于定位件4的环内侧，使得定位件4、电磁感应件1与转动件2所在平面可以形成0度至90度的夹角，定位件4与电磁感应件1可以沿其转轴进行360度的旋转，不受转动件2的影响，提升电磁感应件1的灵活性，便于使用。

两个供电端子11分别位于电磁感应件1相对的两端，电磁感应件1通过两个供电端子11与转动件2转动连接，便于实现电磁感应件1与转动件2之间转动连接，简化结构。在本实施例中，两个供电端子11上均设置有转柱111，转柱111均与转动件2转动连接。转柱111与转动件2的连接更稳定，避免供电端子11与转动件2接触不良。

在本实施例中，供电端子11上位于定位件4外侧的一端为斜面状，且朝远离定位件4的方向收尖。使得供电端子11与转动件2连接处的面积更小，转动电磁感应件1时，有利于避免供电端子11卡在转动件2上，提升电磁感应件1转动的灵活形。

供电端子11位于定位件4内侧的一端为平面状。供电端子11与供电边13的接触面积更大，二者连接更稳定，供电端子11的供电更稳定。

转动件2为圆形，电磁感应件1的转轴与转动件2的转轴交叉点位于转动件2的圆心。转动件2与定位件4的圆心重合，结合转动件2与定位件4的形状相配合，有利于使得二者保持一定的空隙。

在其它实施例中，也可将转动件2设置为椭圆形或者方形，便于制作，此时，定位件4也可以对应为椭圆弧形或者方形，以利于二者之间的配合。电磁感应件1的转轴与转动件2的转轴交叉点位于转动件2的中心。

支架3包括底座31和两个连接柱32，两个连接柱32平行且相对设置，并固定于底座31上，转动件2转动连接在两个连接柱32之间。转动件2被夹持于两个连接柱32之间，转动件2与支架3的连接更稳定。底座31对整个部件起到了支撑的作用，利于支架3与电池之间的定位。转动件2转动连接至连接柱32的顶部处，使得转动件2与底座31之间可以保持一定间隙，在测量电池电磁场强度时，可以将电池放置在底座31上。

在其它实施例中，支架3上也可只设置一个连接柱32，转动件2与连接柱32的端部转动连接。节约材料，降低成本。连接柱32也可以替换金属定型软管，金属定型软管的一端底座31固定连接，另一端与转动件2转动连接，利用金属定型软管的弯曲形变，可以将转动件2及电磁感应件1定位到电池周围任意位置处，从而进一步方便测量。

本实施例提供的用于检测电池磁场的设备，其对电池周围空间内的磁场检测方法如下。

由于空间内电磁场的方向是未知的，故利用三维空间三个互相垂直平面分别求解磁场矢量，然后合并矢量拟合为单一磁场矢量。

首先确定电池周围需要测量磁场强度的单位空间为目标空间，以该目标单位的中心点为原点，建立三维坐标系，形成三个相互垂直的第一平面、第二平面、第三平面。在本实施例中，第一平面平行于电池端面，第二平面、第三平面垂直于电池端面。

请参见图3及图4，测量垂直于第一平面的第一磁场B1，将电磁感应件1转动至与电池15的端面平行的平面，转动件2转动至与电池15的端面平行的平面，两个连接柱32与电池15的端面垂直，电磁感应件1的中心位于上述原点。

将供电电源的正负极分别连接至两个供电端子11，向电磁感应件1施加恒定电流，大小为I；测压设备连接至两个测压端子12，测量此时测压端子12的第一电压，大小为U1，通过第一电压的正负，可以判定第一磁场B1的极性；计算B1＝U1 d/K I(d为矩形检测片厚度，K为电磁感应件的霍尔系数，I为电流)。

此处，采用外部供电电源进行供电，确保电流的稳定性。此处，也可以是，定位件4内集成有供电电源，将供电电源集成在设备之中，可以减少测量过程中与供电端子11的连接过程，利用定位件4的电磁屏蔽材料对供电电流所产生的磁场予以屏蔽，避免对测量造成影响。

测压设备也可以采用微型测压设备，直接连接在两个测压端子12之间，可以随定位件4一并转动，通过显示屏对电压数据进行显示，以方便进行测量。

请参见图3及图5，测量垂直于第二平面的第二磁场B2，基于测量第一磁场B1时各部件的位置，将转动件2相对支架3转动90°，使得电磁感应件1与第二平面重合。测量此时测压端子12的第二电压，大小为U2，通过第二电压的正负，可以判定第二磁场B2的极性；计算B2＝U2d/KI。

请参见图3及图6，测量垂直于第三平面的第三磁场B3,基于测量第二磁场B2时各部件的位置，将电磁感应件1转动90度，转动件2保持不变，使得电磁感应件1与第三平面重合。测量此时测压端子12的第三电压，大小为U3，通过第三电压的正负，可以判定第三磁场B3的极性；计算B2＝U2d/KI。

第一磁场B1、第二磁场B2、第三磁场B3两两相互垂直，对三者进行合成，得到一个矢量空间磁场。

请参见图7，为了保证测量准确性，进行验证与优化：基于测量第三磁场B3时各部件所在的位置，转动转动件2及电磁感应件1，根据转动件2、支架3上的刻度，确定电磁感应件1的转动角度，直至电磁感应件1所在平面与矢量空间磁场的方向垂直，测量此时的第四电压，大小为U4，计算第四磁场B4＝U4d/KI。比较第四磁场与矢量空间磁场的大小，若二者误差小于1％则表明检测结果准确；若误差大于1％，则说明第一步确定的单位空间过大，在此单位空间的磁场扭曲或非均匀，则需分切更小空间进行测量；则将空间切割为若干个立方体单位空间，独立测量出每个单位空间内的矢量空间磁场后，再绘制出整个空间的磁场情况。

综上，虽然本实用新型已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本实用新型，本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本实用新型的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种用于检测电池磁场的设备，其特征在于：包括电磁感应件、转动件和支架；

所述电磁感应件为硅材料制成的片状，所述电磁感应件上设置有两个供电端子，两个所述供电端子用于向所述电磁感应件提供恒定电流；所述电磁感应件电连接有两个测压端子，两个所述测压端子用于测量所述电磁感应件的霍尔电压；

所述电磁感应件与所述转动件转动连接，所述转动件与所述支架转动连接，所述转动件的转轴与所述电磁感应件的转轴相交并形成夹角。

2.根据权利要求1所述的用于检测电池磁场的设备，其特征在于：所述转动件的转轴与所述电磁感应件的转轴相互垂直。

3.根据权利要求1所述的用于检测电池磁场的设备，其特征在于：所述电磁感应件为矩形，所述电磁感应件包括相对的两条供电边和相对的两条测压边，两个所述供电端子分别固定于两条所述供电边，两个所述测压端子分别与两条所述测压边电连接。

4.根据权利要求3所述的用于检测电池磁场的设备，其特征在于：所述用于检测磁场的设备还包括定位件，所述定位件为电磁屏蔽材质，所述定位件的内部设置有导线，所述定位件固定连接在所述电磁感应件的外围，两个所述测压端子均设置在所述定位件上，两个所述测压端子分别通过所述导线与所述测压边电连接。

5.根据权利要求4所述的用于检测电池磁场的设备，其特征在于：所述支架、所述转动件和所述定位件上均设置有刻度。

6.根据权利要求4所述的用于检测电池磁场的设备，其特征在于：所述定位件为优弧形，且所述定位件沿所述电磁感应件所在平面环绕于所述电磁感应件的四周，两条所述供电边连接于所述定位件的弧内侧，所述定位件与两条所述测压边之间均存在空隙；

两个所述测压端子分别位于所述定位件的两端部，两个所述测压端子相对设置且二者之间存在空隙。

7.根据权利要求4所述的用于检测电池磁场的设备，其特征在于：所述定位件与所述转动件间隙配合。

8.根据权利要求1-7任一项所述的用于检测电池磁场的设备，其特征在于：两个所述供电端子分别位于所述电磁感应件相对的两端，所述电磁感应件通过两个所述供电端子与所述转动件转动连接。

9.根据权利要求1-7任一项所述的用于检测电池磁场的设备，其特征在于：所述转动件为圆形，所述电磁感应件的转轴与所述转动件的转轴交叉点位于所述转动件的圆心。

10.根据权利要求1所述的用于检测电池磁场的设备，其特征在于：所述支架包括底座和两个连接柱，两个所述连接柱平行且相对设置，并固定于所述底座上，所述转动件转动连接在两个所述连接柱之间。

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