[发明专利]一种线圈磁传感器

说明书

本发明公开了一种线圈磁传感器，其装置包括：线圈骨架、感应线圈和多个磁芯，感应线圈沿线圈骨架的轴向均匀绕在线圈骨架上，多个磁芯均匀排布在线圈骨架内围，且磁芯直径小于感应线圈直径的三分之一，感应线圈沿线圈骨架轴向排布长度为磁芯长度的0.7～0.9倍。本发明磁芯均匀排布在线圈骨架内围，其排布方式采用“滚针”结构，不仅制作工艺简单，生产成本较低，而且体积小，质量轻。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，更具体的说是涉及一种线圈磁传感器。

背景技术

对于空间磁场探测和磁异常检测等应用来说，降低线圈磁传感器的质量是非常重要的。法国2005年的DEMETER，磁芯由坡莫合金细丝组成长方体构成，长170mm，磁传感器的总重量为450g；2006年的THEMIS，磁芯形状为棒状，长170mm，总重量为568g；2014年的BepiColombo，磁芯形状为“空竹”型，长100mm，所用材料为铁氧体，传感器质量为11g；在单体感应式磁传感器中，如以色列PapernoE等人研制的小型低功耗感应式磁传感器在体积和性能上接近于磁通门传感器，磁芯为棒状，总重量为210g，功耗为5mW。PapernoE等人采用锌锰合金圆柱形磁芯，并在磁芯两侧各加磁通收集器来提高磁芯中央位置的有效磁导率，降低了磁芯的体积和重量。GroszA等人将放大电路和电池安置在磁芯内部，将磁芯本身作为静电屏蔽来减少感应式磁传感器的体积和重量。

传统磁芯的形状为棒状或长方体，占据了感应式磁传感器重量的主要部分。上述方法均有小型化，质量轻的优点，但法国研制的三分量磁传感器采用坡莫合金丝作为磁芯降低了磁传感器的灵敏度。以色列研制小型化磁传感器线圈匝数较多，增加了线圈传感器的电阻，进而增加了线圈传感器的热噪声。GroszA研制的“空竹”结构在一定程度上降低了磁芯重量和体积，但其磁芯制造工艺比较复杂，成本较高。

因此，如何提供一种质量轻的线圈磁传感器成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种线圈磁传感器，不仅制作工艺简单，生产成本较低，而且体积小，质量轻。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种线圈磁传感器，包括线圈骨架、感应线圈和多个磁芯，所述感应线圈沿所述线圈骨架的轴向均匀绕在所述线圈骨架上，多个所述磁芯均匀排布在所述线圈骨架内围，且所述磁芯直径小于所述感应线圈直径的三分之一，所述感应线圈沿所述线圈骨架轴向排布长度为所述磁芯长度的0.7～0.9倍。

优选的，所述线圈骨架内围均匀排布有6～7个直径相同的孔洞，所述磁芯置于所述孔洞内，使得磁芯能够均匀紧密的排布在线圈骨架内。

优选的，所述孔洞的直径略大于所述磁芯的直径，既有利于传感器体积的减小，又便于放置磁芯。

优选的，所述感应线圈采用铜线材质，匝数200～10000，直径20mm～2000mm。

优选的，所述感应线圈外部绕有铜皮胶带，起到静电屏蔽作用。

优选的，所述线圈骨架为无磁骨架，避免了对磁场分布的影响。

本发明的有益效果在于：

本发明磁芯均匀排布在线圈骨架内围，其排布方式采用“滚针”结构，不仅制作工艺简单，生产成本较低，而且体积小，质量轻；磁芯直径小于感应线圈直径的三分之一，单匝感应线圈长度为磁芯长度的0.7～0.9倍，减小了线圈传感器的分布电容；与多根磁芯全充满结构和单根磁芯结构具有相同的聚磁效果，相比于单根磁芯结构，质量减小了28％，相比于多根磁芯全充满结构，质量减少了12.5％。

附图说明