[实用新型]一种动圈传感器机芯

说明书

技术领域

本实用新型属于电磁检测传感器技术领域，尤其涉及一种动圈传感器机芯。

背景技术

传统动圈传感器机芯已有百年使用历史，以其使用方便、环境适应性强、无需使用电源等优点广泛应用，目前动圈传感器的国内、外市场的占有率仍可达95%以上。但是，传统动圈传感器机芯往往需要串、并联组合后使用，这种串、并联组合形成的传感器串工作时成为一个独立单元，通常采用9-12只动圈传感器机芯构成一个独立单元，这种组合独立单元结构满足了提高传感器灵敏度和控制内阻的目的，但组合后存在信号采集频带变窄、信号采集总量减少的缺陷与当前地震探测所要求的宽频带采集技术相矛盾，同时还存在制造成本高、作业成本高、存储与维护成本大等缺点。长期实践过程中发现单只动圈传感器机芯信号采集频带宽度明显优于组合后的动圈传感器机芯串，但传统单只动圈传感器机芯的信噪比明显不如动圈传感器机芯串，如何提高单只动圈传感器机芯自身的机电转换效能，从而替代组合的动圈传感器串，已成为动圈传感器技术能否生存的瓶颈问题。

传统单只传感器磁系统结构如图1所示，机芯磁铁形成的磁场不符合匀强磁场的要求，存在侧漏磁、电磁转换效率较低等现象，如果为了提高传统的一块磁铁的性能，常常导致成本上升十几倍，同时由于线包的匝数并不能得到相应的增加，机电转换效能的提高仍然非常有限，而增加匝数又会使得线包的直径变大，磁路间隙变大，机电转换效能下降，出现一个顾此失彼状态。同时传统动圈传感器的磁路是个单磁钢结构，这种结构的轴向磁场通过轭铁转换成径向磁场后难以形成良好的匀强磁场，极易出现侧漏磁现象，致使传统动圈传感器磁电转换效率几乎达不到50%，即使采用多组磁铁的组合方案也由于多组机芯的磁铁磁极方向一致，依旧存在上述状况，如图2所示。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种动圈传感器机芯，该机芯磁路系统采用组合对磁结构设计，形成了以对磁结构为主磁路和非对磁路结构为辅的磁系统。此系统通过主磁路结构最大限度地把轴向磁场转变为径向磁场，这种磁场更加符合匀强磁场的要求，改变了传统结构较强的侧漏磁现象，极大地提高了磁电转换效能。同时，这种组合对磁结构可与多组线包对应切割磁力线，进一步提高磁电转换效能，使机芯的机电转换效能达到了明显的提升，从根本上解决了单只动圈传感器机芯灵敏度低、机电转换效能低和信噪比差等难题。

本实用新型通过以下技术手段解决上述问题：

一种动圈传感器机芯，包括壳体，所述壳体外侧分别设置有正极导电柱和负极导电柱，所述壳体内部安装台上设置有磁芯，所述磁芯包括奇数个磁铁，所述奇数个磁铁按照对磁布置方式；所述磁芯通过弹簧片连接多组线架，所述多组线架悬空安装在壳体内部且通过导电金属游丝分别连接正极导电柱、负极导电柱。

进一步的，所述磁芯还包括轭铁，所述轭铁分别安装在磁铁的两端。

进一步的，所述壳体安装台上还设置有安装孔，所述磁芯由连接杆串联在一起并由连接杆两端的螺母固定在安装孔内。

进一步的，所述弹簧片包括上弹簧片和下弹簧片，所述上弹簧片和下弹簧片分别设置在所述磁芯与多组线架之间。

进一步的，所述导电金属游丝包括正极导电金属游丝和负极导电金属游丝，所述正极导电金属游丝连接在所述多组线架一端与正极导电柱之间, 所述负极导电金属游丝连接在所述多组线架另一端与负极导电柱之间。

进一步的，所述壳体包括上压盖、外壳、下压盖，所述外壳通过滚边封口分别与上压盖、下压盖固定连接。

进一步的，所述磁芯包括3个磁铁和4个轭铁，所述3个磁铁分别为第一磁铁、第二磁铁和第三磁铁，所述4个轭铁分别为第一轭铁、第二轭铁、第三轭铁和第四轭铁,按照从上至下的顺序依次将所述第一轭铁、第一磁铁、第二轭铁、第二磁铁、第三轭铁、第三磁铁和第四轭铁串联起来，所述第一磁铁与第二磁铁、第二磁铁与第三磁铁均采用对磁布置方式，即所述第一磁铁靠近第二磁铁的一端与第二磁铁靠近第一磁铁的一端磁极相同，所述第二磁铁靠近第三磁铁的另一端与第三磁铁靠近第二磁铁的一端磁极相同。

进一步的，所述磁芯包括5个磁铁和6个轭铁，所述5个磁铁均采用对磁布置方式，所述6个轭铁分别安装在所述5个磁铁的两端。

进一步的，所述磁铁采用钕铁硼、铝镍钴或杉钴材料制作。

进一步的，所述轭铁采用工业纯铁、低碳钢或微晶材料制作。

本实用新型的一种动圈传感器机芯具有以下有益效果：