[实用新型]铁磁物质检测传感器

说明书

本实用新型涉及一种检测微量铁磁性物质量的传感器，这种微量铁磁性物质一般是微小颗粒状的，可以被包含于某种液体中（例如轴承或其他机器另件被磨损，其颗粒被包含在润滑油中，也可以沉积或附着在某种固体基片上，如玻璃，塑料等），本实用新型主要（但非唯一）用于测量微量铁磁性物质的含量的仪器上，作为其检测的传感器。

目前公知的用于检测铁磁性物质量的传感器有多种，有利用半导体磁阻效应的磁敏电阻式传感器，电感式传感器，霍尔元件式磁敏传感器，以及变压器型磁敏传感器。其中以英国斯明西大学发明的颗粒定量仪（Pavticle Quantifier）较为先进，其传感器采用变压器形传感器，结构为图1所示：

在一个柱形磁芯（1）上绕上励磁线圈（2），线图由1KHz～50KHz的某一特定频率的正弦信号激励，在磁芯中产生一个交变磁场，在磁芯的上下两端附近，即出现相同分布的发散磁场，将两个感应线圈（3，4）与磁芯同轴排列在柱形磁芯两端等距离的对称位置上，感应出信号相等，将感应线图3、4相联结，其输出信号抵消，从而输出为零。当含有微量铁磁性物质的试样（5）放置于测试平面（6）上时，其中的铁磁性物质导致磁芯上端面的发散磁场发生变形，中央的磁场增强了，这样感应线圈（3）中感应信号变大，从而导致两个线圈的输出不平衡，产生一个与铁磁物质含量有关的输出信号。

在这种传感器中，两个感应线圈3，4是最关键的部分，必须保证它们完全一致，以保证在非检测状态下取得平衡，输出为零。现有技术是采用在骨架上绕制而成的，这种方式的问题是从工艺上难以保证各线图完全一致。另一个问题是可能会因线圈变形导致输出信号变化，从而干扰传感器的正常工作。

为此本实用新型提出了感应线圈的新型式，有两点区别于现有技术，其特征是：1、两个感应线圈是各自印制在电路板上，2、其形状为从中心出发的平面螺旋线，中心一端的引线是穿过基板从背面引环边缘，便于焊接，另一端则在电路板的正面边缘上，两个电路板的感应线圈大小与形状都完全一致的。

本实用新型所设计的螺旋线型感应线圈的形状可以是圆形，还可以是椭圆形、矩形、多边形，所用的电路基板应为刚性较好的绝缘体不易变形、其材料应为非铁磁性的材料、本实用新型是采用的印刷电路工艺制成的螺旋感应线圈电路板，也可采用激光蚀刻工艺制成高密度的线圈。为着提高其灵敏度本实用新型还可以采用多层感应线圈电路板结构。

由于采用上述方案，工艺制造上有特点，线圈之间可做到极高的一致性，并且基本上不存在线圈的变形，更重要的是，这种感应线圈可以对端面上任何部位有微小的铁磁物质都能被感应线圈检测出来，灵敏度很高，这是因为线圈采用从中心出发的螺旋线形全面积分布的结果，而原先形成的线圈仅在大于半径r的柱面上绕制，这样仅能对在小于半径r内的磁场总变形进行检测，灵敏度就差多了。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1是变压器型传感器原理图

图2是感应线圈印刷电路板构造图

图中：1、柱形磁芯；2、励磁线图；3，4、感应线圈；5、试样；6、测试平面。

图1的原理已如上述

图2为本实用新型第一个实施例，感应线圈可采用在基板上双面敷铜片腐蚀制成，正面为螺旋形线圈，中心一端的引线是穿过基板从背面引到边缘，便于焊接，这种形式工艺较简单，作为本实用新型第二个实施例，感应线圈还可采用激光蚀刻工艺制成高密度的线圈，使总圈数达到非常高的数值。

作用本实用新型第三个实施例，感应线圈还可采用多层螺旋线圈首尾衔接而成，这可采用多层电路板工艺制作，这样可增加总图数，提高感应系数和灵敏度。