[实用新型]频率域感应式磁场传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种频率域感应式磁场传感器，特别适合于在野外环境下开展地球物理电磁法探测使用，用于测量1-10000Hz范围内的交变磁场信号。

背景技术

目前，常用的磁场传感器有磁通门磁传感器、核旋磁传感器、超导磁传感器等，各种类型的磁场传感器。但它们均不适合在野外环境下开展地球物理电磁法探测使用。

实用新型内容

鉴于上述，本实用新型的目的是提供一种基于电磁原理的频率域感应式磁场传感器，该传感器通过电路调整，可在1-10000Hz范围内输出灵敏度基本一致的磁场感应信号，满足在野外环境下频率域磁场测量的需要。

为此，本实用新型采用以下技术方案：

一种频率域感应式磁场传感器，其特征在于包括：

磁芯，用于增强流过感应线圈的磁场密度；

固定在磁芯上的线圈骨架与感应线圈，用于在交变磁场作用下产生感应电动势；

套状电场屏蔽层，用于减少外界电场对传感器输出的干扰，所述磁芯、线圈骨架与感应线圈纳于该电场屏蔽层内；

外壳，套在所述电场屏蔽层外，起到密封保护传感器和减少与外界进行热交换的作用；

前放与频率补偿电路，用于对传感器线圈输出信号的放大和频率补偿；

输出驱动电路，用于将传感器输出信号由单端信号变换成差动信号；

感应线圈的输出连接前放与频率补偿电路的输入，前放与频率补偿电路的输出连接输出驱动电路的输入；

所述前放与频率补偿电路、输出驱动电路安装在外壳内。

进一步地：

所述前放与频率补偿电路由两级放大器电路组成；

所述输出驱动电路为放大器电路，该输出驱动电路的输入连接前放与频率补偿电路的输出。

所述电场屏蔽层由薄铜板卷制而成，该薄铜板上沿卷曲方向裁出多条条带呈带梳状。

本实用新型的以电磁感应定律为基础的感应式磁场传感器，具有体积下小、灵敏度高、工作稳定等特点，特别适合于对交变磁场的测量。

附图说明

图1为本实用新型结构图；

图2为感应线圈输出幅频特性曲线图；

图3为频率域感应式磁场传感器幅频特性曲线图；

图4为频率域感应式磁场传感器放大电路原理图；

图5为磁场传感器电场梳状屏蔽示意图。

具体实施方式

本实用新型涉及一种频率域感应式磁场传感器，包括：磁芯、线圈骨架、感应线圈、套状电场屏蔽层，外壳、前放与频率补偿电路、输出驱动电路。其中：

线圈骨架与感应线圈固定在磁芯上，磁芯、线圈骨架与感应线圈纳于电场屏蔽层内，外壳套在电场屏蔽层外，感应线圈的输出连接前放与频率补偿电路的输入，前放与频率补偿电路的输出连接输出驱动电路的输入，前放与频率补偿电路、输出驱动电路安装在外壳内。

所述前放与频率补偿电路由两级放大器电路组成；

所述输出驱动电路为放大器电路，该输出驱动电路的输入连接前放与频率补偿电路的输出。

所述电场屏蔽层由薄铜板卷制而成，该薄铜板上沿卷曲方向裁出多条条带呈带梳状。

下面结合附图详细说明。

如图1所示，本实用新型包括：磁芯2、线圈骨架3、感应线圈4、套状电场屏蔽层5，外壳6、前放与频率补偿电路及输出驱动电路1。其中：

由高导磁材料铁基坡镆合金淬火产生的磁芯2用于增强流过感应线圈的磁场密度。固定在磁芯2上的线圈骨架3与感应线圈4，用于在交变磁场作用下产生感应电动势。套状电场屏蔽5用于减少外界电场对传感器输出的干扰，磁芯2、线圈骨架3与感应线圈4纳于该电场屏蔽5内。外壳6套在电场屏蔽5外，起到密封保护传感器和减少与外界进行热交换的作用。前放与频率补偿电路，用于对传感器线圈输出信号的放大和频率补偿，使得传感器的输出灵敏度在1Hz-10000Hz范围内基本保持不变。输出驱动电路用于将传感器输出信号由单端信号变换成差动信号，以便提高输出信号的抗干扰能力和长距离传输能力。感应线圈4的输出连接前放与频率补偿电路的输入，前放与频率补偿电路的输出连接输出驱动电路的输入，前放与频率补偿电路及输出驱动电路1安装在外壳6内。

固定在高导磁率坡镆合金磁芯上的感应线圈，在外界变化磁场的作用下，产生感应电动势，由于线圈分布电容的存在使得感应线圈输出的幅频曲线如图2所示。