[发明专利]一种小型化感应式电磁波传感器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种小型化感应式电磁波传感器及其制备方法，小型化感应式电磁波传感器主要用于地震前兆监测中，是由坡莫合金绕制成的空心磁芯穿过线圈骨架中心，线圈骨架外部环形槽绕有感应线圈和反馈线圈，在空心磁芯的两边加装两片圆形磁通聚集器构成，空芯磁芯外围还缠绕一定匝数的单层感应线圈。本发明制备方法建立了电磁波传感器的优化模型，采用粒子群优化算法优化小型化电磁波传感器的参数：线圈匝数和线宽、空心磁芯长度以及磁通聚集器直径。与传统感应式电磁波传感器相比，在保证传感器性能的前提下，克服了传统电磁波传感器质量大、体积大的缺点。

技术领域

本发明属于地震监测技术领域，具体涉及一种电磁波传感器及其制备方法，特别涉及一种用于地磁扰动观测的小型化感应式电磁波传感器及其制备方法。

背景技术

地震作为严重的自然灾害，对人民的生活和财产安全造成严重的威胁，地震前兆电磁监测已经成为重要的研究内容。随着材料和电子技术的不断发展，在地震断裂带处进行大规模分布式观测的条件下，研制具有高性能、小型化、低成本、低噪声发展潜力的电磁波传感器备受关注。因此，减轻感应式电磁波传感器的重量、体积等在实际地震扰动的观测中非常重要。

目前，已有数家公司在生产用于大地电磁探测的电磁波传感器，其中，典型产品MFS-06e型感应式电磁波传感器的噪声水平在频率1Hz时为0.11pT/√Hz,10Hz时为0.22pT/√Hz；外形为棒状，长度为1.2m，直径为75mm，重量约为9kg；MTC-80型电磁波传感器的噪声水平在频率1Hz时为0.15pT/√Hz,10Hz时为0.15pT/√Hz；外形同样为棒状，长度为0.95m，直径为60mm，重量约为6kg。以上电磁波传感器虽然在噪声水平上表现较好，但在质量上很难满足需求。

在地震断裂带采用分布式测量时，需要大量既满足低噪声又满足小型化要求的电磁波传感器；而上述装置无法兼得低噪声、低重量以及小型化特性。因此，研制一种具有小型化、低噪声、低成本特征的电磁波传感器是十分重要的。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种用于地磁扰动观测的小型化感应式电磁波传感器，还涉及小型化感应式电磁波传感器的制备方法，以解决现有地震断裂带采用分布式测量所用电磁波传感器，无法兼得低噪声、低重量以及小型化特性的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种小型化感应式电磁波传感器，包括中空的线圈骨架1、穿过线圈骨架1的空心磁芯5以及安装在空心磁芯5两端的磁通聚集器6；

所述线圈骨架1由6个环形凸棱2等分成5段环形槽，每段环形槽上绕制匝数相同的感应线圈3，在感应线圈3的表面分别缠绕绝缘胶带，在绝缘胶带的表面绕制相同匝数的反馈线圈4，感应线圈3与反馈线圈4反方向紧密绕制；所述空心磁芯5由坡莫合金薄带卷绕制成；所述空芯磁芯5外围缠绕一定匝数的单层感应线圈3。

进一步地，所述线圈骨架1采用绝缘塑料制成，所述环形凸棱2厚度为0.5mm，每段环形槽的宽度为40mm，深度为2mm。

进一步地，所述反馈线圈4外部绕有耐温130℃的黄色玛拉胶纸。

进一步地，所述空心磁芯5的长度为204mm，内径为4mm，外径8mm。

进一步地，所述坡莫合金薄带表面涂有氧化镁绝缘薄膜。

进一步地，所述磁通聚集器6粘贴在空心磁芯5两端。

进一步地，所述磁通聚集器6为圆形片状，采用坡莫合金材料，直径为30.4mm，厚度为2.1mm。

上述小型化感应式电磁波传感器的制备方法，包括以下步骤：

a、将厚度为0.1mm的坡莫合金薄带裁成宽等于204mm的带材；