CN219225054U - 一种磁场探头组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁场探头组件，包括同轴线和对称设置在所述同轴线两侧的第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和第二线圈由探测线缆以相反的绕线方向构成，用以生成与探测的磁场强度对应的电流信号。所述第一线圈和所述第二线圈通过采用多匝线圈，来提高该磁场探头组件的灵敏度。所述第一线圈与所述第二线圈采用多匝线圈结构时，可以有多种连接方式。测量线缆时，将线缆置于该磁场探头组件的同轴线上，同轴线就是相对参考位置，这样每次测量结果一致，大大地减小了测量不确定度。

Description

一种磁场探头组件

技术领域

本实用新型属于磁场探测领域，特别涉及一种磁场探头组件。

背景技术

在电磁兼容(EMC)领域，诊断分析是重要的(EMC)设计内容。诊断分析的工具有很多，其中最常用的就是近场探头，近场探头分为磁场探头和电场探头。其中，磁场探头的使用量占据70％以上。

现有技术中的磁场探头10构造如图8所示，由探测线缆形成环形。当有变化的磁场穿过现有技术中的磁场探头时，根据法拉第电磁感应定律，该磁场探头的两端会出现感应电压，进而根据该电压的幅值频率等信息进行精确的干扰定位。

但是，现有技术中的磁场探头10在实际应用过程中存在不确定度高的问题。在测量电缆时，由于不同规格的电缆粗细不尽相同，而现有技术中的磁场探头10没有参考点，往往导致测量可重复性差；每次磁场探头和电缆相对位置都有偏差，进一步导致测量的数据偏差，这就使得测量不确定度增加。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够减小测量不确定度的磁场探头组件。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：

一种磁场探头组件，包括同轴线和对称设置在所述同轴线两侧的第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和第二线圈由探测线缆以相反的绕线方向构成，用以生成与探测的磁场强度对应的电流信号。

进一步地，所述第一线圈包括第一端点，所述第二线圈包括第二端点；所述同轴线包括芯线和屏蔽层，所述第一端点和第二端点两者其一与所述芯线连接在一起，两者另一与所述屏蔽层连接在一起。

进一步地，所述第一线圈与所述第二线圈串联连接在一起。

进一步地，所述第一线圈和所述第二线圈设置成由1匝或多匝探测线缆绕制而形成。

进一步地，所述第一线圈与所述第二线圈设置成由多匝探测线缆绕制而形成，所述第一线圈与所述第二线圈设置成由多匝探测线缆绕制而形成，所述多匝探测线缆设置成先绕制第一层横8字型结构，然后再沿着同样的路径绕制至少一个横8字型结构。

进一步地，所述第一线圈与所述第二线圈设置成由多匝探测线缆绕制而形成，先在一侧绕制多匝探测线缆形成所述第一线圈和所述第二线圈中的一个，然后再在另一侧绕制多匝探测线缆形成所述第二线和所述第一线圈中的另一个。

进一步地，所述第一线圈与所述第二线圈的形状相同且互相对称设置。

进一步地，所述第一线圈与所述第二线圈的形状为矩形、三角形、圆形、菱形、不规则形状中的任意一种。

进一步地，所述第一线圈与所述第二线圈的形状为矩形。

进一步地，还包括同轴接头，所述同轴接头设置在所述同轴线远离所述第一线圈和所述第二线圈的一端，用于拆卸和连接测量线缆和设备。

本实用新型的有益效果：

所述第一线圈和第二线圈由探测线缆以相反的绕线方向构成，用以生成与探测的磁场强度对应的电流信号。测量线缆时，将线缆置于该磁场探头组件的同轴线上，同轴线就是相对参考位置，这样每次测量结果一致，大大地减小了测量不确定度。

附图说明

图1为本实用新型的磁场探头组件在一个实施例中的结构示意图；

图2为本实用新型的磁场探头组件在一个实施例中的线圈感应电压分析示意图；

图3为本实用新型的磁场探头组件在一个实施例中的结构示意图；

图4为本实用新型的磁场探头组件在另一个实施例中的结构示意图；

图5为不同形状线圈磁通量对比示意图；

图6为本实用新型的磁场探头组件在又一个实施例中的结构示意图；

图7为本实用新型的磁场探头组件在再一个实施例中的结构示意图；

图8为现有技术中的磁场探头的结构示意图。

附图标记包括：

100—第一线圈 110—第一端点 200—第二线圈

210—第二端点 300—同轴线 310—芯线

320—屏蔽层 400—同轴接头 500—线缆

10—磁场探头

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参照图1，为本实用新型的一较佳实施例，该磁场探头组件包括同轴线300、对称设置在所述同轴线300两侧的第一线圈100和第二线圈200、同轴线300和同轴接头400。所述第一线圈100和第二线圈200设置在所述同轴线300的一端，同轴接头400设置在所述同轴线300的一端。该同轴接头400可以为已知的各种形式，方便拆卸和连接测量线缆和设备，在本申请中不做过多限制。

其中，所述第一线圈100和第二线圈200由探测线缆以相反的绕线方向构成，用以生成与探测的磁场强度对应的电流信号。测量线缆500时，将线缆500置于该磁场探头组件的同轴线300上，同轴线300就是相对参考位置，这样每次测量结果一致，大大地减小了测量不确定度。以下对上述各个组成部分分别作进一步详细介绍。

第一线圈100与第二线圈200左右完全对称，第一线圈100与第二线圈200绕线方向相反，即两者绕线方向互为顺逆时针关系，也就是说不能同为顺时针或同为逆时针。第一线圈100与第二线圈200由探测线缆构成，呈横向8字型的回路。如图2所示，由于线缆500两侧磁通方向相反，所以第一线圈100与第二线圈200的绕制方向必须互逆，才能使得第一线圈100与第二线圈200的感应电压相加，感应电压是第一线圈100或第二线圈200的2倍，灵敏度提高6dB以上。否则，若第一线圈100与第二线圈200的绕制方向相同，会导致第一线圈100与第二线圈200的感应电压正负抵消，使该磁场探头组件失效。

具体地，如图1所示，所述第一线圈100包括第一端点110，所述第二线圈200包括第二端点210。所述同轴线300包括芯线310和屏蔽层320。所述第一端点110和第二端点210两者其一与所述芯线310连接在一起，两者另一与所述屏蔽层320连接在一起。例如，在本申请的一个实施例中，所述第一端点110与所述芯线310连接在一起，第二端点210与所述屏蔽层320连接在一起。在本申请的另一个实施例中，所述第一端点110与所述屏蔽层320连接在一起，第二端点210与所述芯线310连接在一起。

在本申请的一个实施例中，所述第一线圈100和所述第二线圈200设置成由1匝探测线缆绕制而形成。

同样磁通量下，一匝线圈的磁链比多匝线圈要小，感应电压也就比多匝线圈小，灵敏度也就比多匝线圈低。因此，优选地，所述第一线圈100和所述第二线圈200设置成由多匝探测线缆绕制而形成。本实施例的所述第一线圈100和所述第二线圈200通过采用多匝线圈，来提高该磁场探头组件的灵敏度。

所述第一线圈100与所述第二线圈200采用多匝线圈结构时，可以有多种连接方式。

例如，在一个实施例中，所述第一线圈100与所述第二线圈200串联连接在一起。具体地，如图3所示，所述第一线圈100与所述第二线圈200使用2匝探测线缆，绕制方式为，先在所述第一线圈100一侧沿着顺时针绕制2匝，然后再所述第二线圈200一侧沿着逆时针绕制2匝，入线端和出线端形成第一端点110和第二端点210。该绕制方法相当于是所述第一线圈100的2匝线圈与所述第二线圈200的2匝线圈的采用串联结构连接在一起。图3中磁场探头组件比图1中磁场探头组件的敏感度更高，敏感度增加量计算方法为Δ＝20×lgN，即2匝提高6dB灵敏度，3匝提高10dB灵敏度，以此类推计算。

在另一个实施例中，所述第一线圈100与所述第二线圈200的多匝探测线缆设置成循环往复叠加结构。具体地，如图4所示，所述第一线圈100与所述第二线圈200使用2匝探测线缆，绕制方式为，先按照图1的方法绕第一层横8字型结构，然后再沿着同样的路径绕制第二层横8字型结构，至此绕制完毕，入线端和出线端形成第一端点110和第二端点210。该绕制方法相当于是所述第一线圈100的2匝线圈与所述第二线圈200的2匝线圈为横8字型循环往复叠加结构。本实施例中，磁场探头组件的线圈感量与图3是一样的，都比图1的敏感度更高。计算方法也与图3所示实施例一致，敏感度增加量为Δ＝20×lgN，即2匝提高6dB灵敏度，3匝提高10dB灵敏度，以此类推计算。

所述第一线圈100与所述第二线圈200的形状对称且相同。优选地，所述第一线圈100与所述第二线圈200的形状为矩形。在本申请的一个实施例中，磁场探头组件的线圈形状为圆环形，等面积下，如图5所示，圆环形结构接收的磁通量要小于矩形结构，而且矩形几何中心距离线缆越近磁通量越大，这证明了圆环形结构感应电压是比较低的。同等面积下，矩形接收到的磁通量比圆形大，这样可以提高线圈的感应电压，最高可以达到圆形线圈感应电压的2倍以上，即幅值提高6dB以上。

矩形结构虽然最优，但是在某些应用场景下，磁场探头组件的线圈形状也可以为三角形(如图6所示)、圆形(如图7所示)、菱形或不规则形状中的任意一种。本申请的磁场探头组件的第一线圈100和第二线圈200无论是什么形状，第一线圈100和第二线圈200的横8字型结构是不变的，磁场探头组件的纵向左右对称结构是不变的。同样的，第一线圈100和第二线圈200为三角形、圆形等形状，也可以参考图3和图4形成多匝线圈，方法是通用的。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本实用新型的构思，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种磁场探头组件，其特征在于，包括同轴线(300)和对称设置在所述同轴线(300)两侧的第一线圈(100)和第二线圈(200)，所述第一线圈(100)和第二线圈(200)由探测线缆以相反的绕线方向构成，用以生成与探测的磁场强度对应的电流信号。

2.根据权利要求1所述的磁场探头组件，其特征在于，所述第一线圈(100)包括第一端点(110)，所述第二线圈(200)包括第二端点(210)；所述同轴线(300)包括芯线(310)和屏蔽层(320)，所述第一端点(110)和第二端点(210)两者其一与所述芯线(310)连接在一起，两者另一与所述屏蔽层(320)连接在一起。

3.根据权利要求2所述的磁场探头组件，其特征在于，所述第一线圈(100)与所述第二线圈(200)串联连接在一起。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的磁场探头组件，其特征在于，所述第一线圈(100)和所述第二线圈(200)设置成由1匝或多匝探测线缆绕制而形成。

5.根据权利要求4所述的磁场探头组件，其特征在于，所述第一线圈(100)与所述第二线圈(200)设置成由多匝探测线缆绕制而形成，所述多匝探测线缆设置成先绕制第一层横8字型结构，然后再沿着同样的路径绕制至少一个横8字型结构。

6.根据权利要求4所述的磁场探头组件，其特征在于，所述第一线圈(100)与所述第二线圈(200)设置成由多匝探测线缆绕制而形成，先在一侧绕制多匝探测线缆形成所述第一线圈(100)或所述第二线圈(200)中的一个，然后再在另一侧绕制多匝探测线缆形成所述第二线圈(200)或所述第一线圈(100)中的另一个。

7.根据权利要求1所述的磁场探头组件，其特征在于，所述第一线圈(100)与所述第二线圈(200)的形状相同且互相对称设置。

8.根据权利要求1所述的磁场探头组件，其特征在于，所述第一线圈(100)与所述第二线圈(200)的形状为矩形、三角形、圆形、菱形、不规则形状中的任意一种。

9.根据权利要求8所述的磁场探头组件，其特征在于，所述第一线圈(100)与所述第二线圈(200)的形状为矩形。

10.根据权利要求1所述的磁场探头组件，其特征在于，还包括同轴接头(400)，所述同轴接头(400)设置在所述同轴线(300)远离所述第一线圈(100)和所述第二线圈(200)的一端，用于拆卸和连接测量线缆和设备。

Images