[发明专利]具有测量频率扫描功能的交流感应磁场传感器

权利要求书

1.一种具有测量频率扫描功能的交流感应磁场传感器，其特征在于：包括频率可调多通道信号发生器（1）、第一变频器（4）、晶体滤波器（5）、第二变频器（6）、带通滤波器（7）、相敏检测器（8）、低通滤波器（9）、低噪声放大器（10）、激励磁场线圈（11）、探头，所述频率可调多通道信号发生器（1）分别与所述探头、第一变频器（4）、第二变频器（6）、所述相敏检测器（8）、所述激励磁场线圈（11）相连，所述探头、所述第一变频器（4）、所述晶体滤波器（5）、所述第二变频器（6）、所述带通滤波器（7）、所述相敏检测器（8）、所述低通滤波器（9）、所述低噪声放大器（10）依次相连。

2.根据权利要求1所述的交流感应磁场传感器，其特征在于：所述探头包括非晶材料部件（2）、前置放大器（3）、直流偏置线圈（12），所述非晶材料部件（2）与所述前置放大器（3）输入端相连，所述频率可调多通道信号发生器（1）与所述非晶材料部件（2）相连，所述直流偏置线圈（12）缠绕于所述非晶材料部件（2）外表面，所述前置放大器（3）输出端与所述第一变频器（4）相连；

所述频率可调多通道信号发生器（1）：用于分别提供所述非晶材料部件（2）高频激励频率信号、第一变频器（4）的调制频率信号、第二变频器（6）的解调频率信号、以及相敏检测器（8）参考频率信号；所述直流偏置线圈（12）：用于产生偏置磁场；

所述非晶材料部件（2）：用于在高频激励频率信号和直流偏置磁场的作用下，所述非晶材料部件（2）两端的复阻抗随着通过其轴向分量的被检测交流磁场信号的变化而变化，在电路中所述非晶材料部件（2）两端产生反映被检测交流磁场信号幅度变化的交流电压信号；

所述前置放大器（3）：用于对非晶材料部件（2）输出的交流电压信号进行初步放大；

所述第一变频器（4）：用于将所述频率可调多通道信号发生器（1）输出的调制频率信号与非晶材料部件（2）输出的交流电压信号混频或变频，所述第一变频器（4）输出的信号中含有等于所述晶体滤波器（5）的中心频率的信号；

所述晶体滤波器（5），其中心频率为所述非晶材料部件（2）激励频率、被测交流磁场信号频率、调制信号频率组合频率的一个，经过该晶体滤波器（5）后，其余频率的输出信号被滤除；

所述第二变频器（6），用于将所述晶体滤波器（5）输出频率信号和解调频率信号进行混频或变频，经混频或变频后所述第二变频器（6）输出信号中含有被测交流磁场信号和其它组合频率信号；

所述带通滤波器（7），所述第二变频器（6）输出的信号中其它组合频率信号远高于被测交流磁场信号频率，使用所述带通滤波器（7）将组合频率滤掉；

所述相敏检测器（8），所述带通滤波器（7）输出的信号中包含激励磁场信号和导体或极性介质感应的磁场信号，两个信号存在着相差，利用频率可调多通道信号发生器（1）提供的相敏检测器参考信号，检测出反映感应磁场信号的直流分量；

低通滤波器（9），滤除相敏检测输出信号中高频成份；

低噪声放大器（10），对所述低通滤波器（9）输出信号进行放大；

激励磁场线圈（11），产生交流激励磁场，使导体或其它极化介质在激励磁场作用下产生交流感应磁场。

3.根据权利要求2所述的交流感应磁场传感器，其特征在于：所述非晶材料部件（2）为Co基或Fe基具有巨磁阻抗效应的非晶态合金材料。

4.根据权利要求3所述的交流感应磁场传感器，其特征在于：所述非晶材料部件（2）为非晶丝或非晶带。

5.根据权利要求2所述的交流感应磁场传感器，其特征在于：所述晶体滤波器（5）为窄带晶体滤波器。

6.根据权利要求5所述的交流感应磁场传感器，其特征在于：所述窄带晶体滤波器为固定频率的窄带晶体滤波器。

7.根据权利要求2所述的交流感应磁场传感器，其特征在于：所述第一变频器（4）为具有变频功能的非线性器件。

8.根据权利要求7所述的交流感应磁场传感器，其特征在于：所述非线性器件包括模拟乘法器、混频器。

9.根据权利要求2所述的交流感应磁场传感器，其特征在于：所述相敏检测器（8）能够将激励磁场信号和导体或极性介质感应的磁场信号分离。