[发明专利]一种高灵敏无零场盲点线性响应跨零微弱磁场的探头

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁敏传感器探头，特别是一种高灵敏无零场盲点线性响应跨零微弱磁场的探头。

背景技术

对微弱磁场，特别是对接近于零值的微弱磁场，具有高灵敏响应的新型磁敏传感器，是生物磁测量、探矿、无损探伤等当今科技发展所迫切需求的。但是，现有的磁敏传感器，如磁通门、巨磁阻、霍尔磁敏传感器等都由于对微弱磁场不够灵敏而不能满足需求。超导量子干涉仪虽然具有极高的灵敏度，在一定程度上可以满足当今高科技对微弱磁场测量的需求，可是，由于其要求满足超导所需的低温，使得仪器无法微型化和制造成本及运行成本高等原因，限制了超导量子干涉仪在许多场合的应用。巨磁阻抗效应的发现，使人们看到了研发高灵敏度磁敏传感器的希望，因为其灵敏度比巨磁阻效应要高出一个数量级，比霍尔效应高出两个数量级，但是，巨磁阻抗效应在近零磁场处的灵敏度仍然不高，常规对称的巨磁阻抗效应在近零磁场处的灵敏度很低，被称为零场盲点。如专利高灵敏磁敏材料(专利号：200810163790.X)，一种具有宽线性区的高灵敏磁敏材料(专利号：201110028111.X)，一种制备灵敏度高和线性区宽的磁敏材料方法(专利号：201110026317.9)等专利都存在零场盲点的问题，不能满足对跨零微弱磁场灵敏响应要求。非对称巨磁阻抗效应虽然在零磁场附近不像对称的巨磁阻抗效应那样存在零场盲点，却也存在整体灵敏度不如对称巨磁阻抗效应的问题，还不具备使用价值。虽然，通过外加偏置直流磁场将磁敏传感器的灵敏区移动到零磁场附近的技术，可以提高现有传感器对近零微弱磁场响应的灵敏度，但是，这种技术不仅存在耗能大的问题，而且还要求偏置直流磁场具有高稳定性，然而，现有的电子技术还不能满足高灵敏磁敏传感器所要求的高稳定性，往往会因为温度变化、电源波动等因素影响，使得偏置场有所波动。

因此，现有的技术不能满足，对跨零微弱磁场敏感，又可以微型化和低耗能及低制造成本的现代科技发展需求。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的是提供一种具有无零场盲点、高灵敏、线性响应跨零微弱磁场的探头。

一种高灵敏无零场盲点线性响应跨零微弱磁场的探头，包括金属螺线管和磁芯，其特征在于：磁芯为复合磁芯，复合磁芯由含硬磁相的磁性材料和软磁性能的软磁材料叠加而成。

本发明的目的是通过采用由含硬磁相的磁性材料和软磁性能的软磁材料叠加而成的复合磁芯实现的。所以不仅具有无零场盲点、高灵敏、线性响应跨零微弱磁场、高可靠性、高稳定性和价格低廉等诸项优点，还具有方向识别能力和便于微型化及低耗能的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是本发明的一种探头的磁阻抗曲线。

图3为比较实施例1的磁阻抗曲线，

图4为比较实施例2的巨磁阻抗曲线。

图中：螺线管1、探头磁芯2、含硬磁相的磁性材料3、软磁性能的软磁材料4、驱动电极5，测量电极6。

具体实施方式

以下结合实施例进行详述：

图1是一种高灵敏无零场盲点线性响应跨零微弱磁场的探头，主要包括金属螺线管1和磁芯2，其特征在于：磁芯2为复合磁芯，由含硬磁相的磁性材料3和软磁性能的软磁材料4复合而成。

为了提高性能，含硬磁相的磁性材料3为具有非对称磁阻抗效应特性的含硬磁相磁性材料，软磁性能的软磁材料4为具有对称巨磁阻抗效应特性的纯软磁相材料。

图2是一种具有非对称磁阻抗效应特性的含硬磁相磁性材料和具有对称巨磁阻抗效应特性的纯软磁相材料复合而成的高灵敏无零场盲点、线性响应微弱场磁的探头的磁阻抗曲线图。其具有非对称磁阻抗效应特性的含硬磁相磁性材料3是采用Fe₇₆Si_7.6B_9.5P₅C_1.9非晶材料，在氮气保护下沿轴向施加3000A/m的磁场并于490退火1小时制得；具有对称巨磁阻抗效应特性的纯软磁相材料4是采用Fe₇₆Si_7.6B_9.5P₅C_1.9非晶材料，在空气中于470℃退火1小时制得。

图中的一种高灵敏无零场盲点线性响应跨零微弱磁场的探头，是按如下方法制备的：

(1)用线径为0.1mm的漆包线密绕100匝制成直径为0.57mm的螺线管1。