[发明专利]一种基于圈状非晶丝的GMI传感器探头及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于圈状非晶丝的GMI传感器探头及其制备方法，GMI传感器探头包括绕设成圈状的非晶丝线圈，所述非晶丝线圈上包含保持磁场敏感非晶丝段和丧失磁场敏感非晶丝段，所述丧失磁场敏感非晶丝段上绕设有信号拾取线圈；GMI传感器探头的制备方法的实施步骤包括：使用非晶丝绕设成圈状形成非晶丝线圈；将非晶丝线圈的指定区段进行热处理，使得非晶丝线圈形成保持磁场敏感非晶丝段和丧失磁场敏感非晶丝段，且在丧失磁场敏感非晶丝段上绕设形成信号拾取线圈。本发明能够克服非晶丝本身难以焊接的加工缺点，在实现非晶丝空间复用的同时，只需要使用材料工艺中成熟的热处理工艺，而不用进行大量复杂的、不成熟的非晶丝焊接。

技术领域

本发明涉及可应用于脑机接口技术研究实验的生物磁信号采集装置，尤其涉及一种基于圈状非晶丝的GMI传感器探头及其制备方法。

背景技术

在磁测量领域中，GMI磁传感器因其较宽的测量范围、较高的极限灵敏度以及其方便易用而广受关注。GMI效应就是当软磁性材料(多为Co基非晶和Fe基纳米晶)的丝或条带通以交流电流I_ac时，材料两端感生的交流电压U_w随着丝纵向所加的外磁场H_ex的变化而灵敏变化的现象，其实质是非晶材料自身的阻抗随外加磁场的灵敏变化。通过信号拾取线圈，我们可以将阻抗值转化为电压值，从而实现对外磁场H_ex的测量。在这一过程中，信号拾取线圈的匝数和距离非晶丝的距离（绕径），是影响传感器灵敏度等关键性能指标的重要因素。如图1所示，传统的探头设计方案将信号拾取线圈（参见图1中的③-④）紧密绕置于非晶丝（参见图1中的①-②）的四周，非晶丝本身处于直线状态。在这种状态下，除非在非晶丝径向上的磁场保持均匀一致，否则为了测量的准确，非晶丝的长度不能过长。也就是说，该方案的空间分辨率受限于非晶丝的长度，非常有限。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种能够克服非晶丝本身难以焊接的加工缺点，在实现非晶丝空间复用的同时，只需要使用材料工艺中成熟的热处理工艺，而不用进行大量复杂的、不成熟的非晶丝焊接的基于圈状非晶丝的GMI传感器探头及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一方面，本发明提供一种基于圈状非晶丝的GMI传感器探头，包括绕设成圈状的非晶丝线圈，所述非晶丝线圈上包含保持磁场敏感非晶丝段和丧失磁场敏感非晶丝段，所述丧失磁场敏感非晶丝段上绕设有信号拾取线圈。

优选地，所述非晶丝线圈为多匝线圈。

优选地，所述信号拾取线圈为多匝线圈。

另一方面，本发明还提供一种基于圈状非晶丝的GMI传感器探头的制备方法，实施步骤包括：使用非晶丝绕设成圈状形成非晶丝线圈；将非晶丝线圈的指定区段进行热处理，使得非晶丝线圈形成保持磁场敏感非晶丝段和因热处理形成的丧失磁场敏感非晶丝段，且在丧失磁场敏感非晶丝段上绕设形成信号拾取线圈。

本发明基于圈状非晶丝的GMI传感器探头具有下述优点：本发明基于圈状非晶丝的GMI传感器探头包括绕设成圈状的非晶丝线圈，非晶丝线圈上包含保持磁场敏感非晶丝段和丧失磁场敏感非晶丝段，丧失磁场敏感非晶丝段上绕设有信号拾取线圈，能够克服非晶丝本身难以焊接的加工缺点，在实现非晶丝空间复用的同时，只需要使用材料工艺中成熟的热处理工艺，而不用进行大量复杂的、不成熟的非晶丝焊接；而且本发明基于圈状非晶丝的GMI传感器探头的感丧失磁场敏感非晶丝段上绕设形成信号拾取线圈，避免了线圈对被检测磁场可能的屏蔽作用。