[发明专利]一种用于脉冲磁场诊断的二维磁感应探针

权利要求书

1.一种用于脉冲磁场诊断的二维磁感应探针，其特征在于，包括玻璃外壳(1)、探针底座(2)、绝缘套筒(3)、正交磁场测量线圈组(4)和焊盘(5)；

所述玻璃外壳(1)为半封闭式中空结构，所述玻璃外壳(1)的外径为3～4mm，所述正交磁场测量线圈组(4)置于所述玻璃外壳(1)的封闭端附近；所述探针底座(2)为中空结构；所述绝缘套筒(3)紧配合套接于所述玻璃外壳(1)的开口端外周，并与所述玻璃外壳(1)整体固定安装于所述探针底座(2)的一端；所述正交磁场测量线圈组(4)置于所述玻璃外壳(1)内部；所述正交磁场测量线圈组(4)包括平行于所述玻璃外壳(1)轴线的水平向磁线圈(41)和与所述水平向磁线圈(41)垂直的垂向磁线圈(42)；所述水平向磁线圈(41)和所述垂向磁线圈(42)结构相同，且呈十字交叉形；

所述焊盘(5)固定于所述探针底座(2)内部；所述水平向磁线圈(41)和所述垂向磁线圈(42)各自引出的信号线焊接于所述焊盘(5)上，并通过所述焊盘(5)从所述探针底座(2)的另一端引出各自的外接电路；各外接电路均接入一RC积分器，所述RC积分器位于所述二维磁感应探针的外部，所述RC积分器用于实现感应电流的积分作用，使得经过积分后的感应电动势与磁场强度具有线性正比例关系，以获得在脉冲等离子体推力器一次点火工作时脉冲等离子体推力器放电通道内的二维磁场分布；

所述水平向磁线圈(41)和所述垂向磁线圈(42)的芯架直径2～3mm，线径0.1～0.15mm，绕线40～80匝，内部无铁磁性材料。

2.根据权利要求1所述的二维磁感应探针，其特征在于，所述获得在脉冲等离子体推力器一次点火工作时脉冲等离子体推力器放电通道内的二维磁场分布的过程如下：

所述二维磁感应探针测量位置的电流密度j在所述水平向磁线圈(41)和所述垂向磁线圈(42)上产生的感生磁场强度B遵循安培环路定律，根据公式(1)和公式(2)得到脉冲等离子体推力器放电通道内的二维电流密度和磁场强度：

其中，μ₀是真空磁导率；是磁场强度的旋度；ε是感应电动势；A是水平向或垂向磁线圈的磁通面积；N是水平向或垂向磁线圈的绕匝数量；Φ是穿过所述二维磁感应探针的磁通量，t是时间。

3.根据权利要求1或2所述的二维磁感应探针，其特征在于，所述水平向磁线圈(41)和所述垂向磁线圈(42)引出的信号线采用铜芯漆包线。

4.根据权利要求1或2所述的二维磁感应探针，其特征在于，所述水平向磁线圈(41)和所述垂向磁线圈(42)的信号线和外部电路线路为双绞线结构。

5.根据权利要求1或2所述的二维磁感应探针，其特征在于，所述探针底座(2)由不锈钢材料制成。

6.根据权利要求1或2所述的二维磁感应探针，其特征在于，所述绝缘套筒(3)由聚四氟乙烯、PEEK或环氧树脂板材制成。