一种三维球形线圈制造技术

本实用新型专利技术公开了一种三维球形线圈，包括底板、平衡支撑结构、外层球形线圈、中层球形线圈以及内层球形线圈；内层球形线圈通过两个固定支架安装在中层球形线圈中；中层球形线圈通过两个固定支架安装在外层球形线圈中；外层球形线圈通过平衡支撑结构安装在底板上；外层球形线圈、中层球形线圈以及内层球形线圈的球心重合；外层球形线圈的中心轴线、中层球形线圈的中心轴线以及内层球形线圈的中心轴相互垂直。该三维球形线圈利用外层球形线圈、中层球形线圈以及内层球形线圈构成三维组合磁场，形成一个均匀空间大、磁场均匀度高、可产生高精度的均匀标准磁场，对地磁背景噪声提供较强的抑制作用。

A Three-Dimensional Spherical Coil

【技术实现步骤摘要】
一种三维球形线圈
本技术涉及一种球形线圈，尤其是一种三维球形线圈。
技术介绍
弱磁信号监测技术以具有铁磁性的物体扰动地磁场分布，产生地磁场分布异常的物理现象为基础，通过测量磁异信号的分布，提取磁异信号的特征量，并通过一定的数据处理最终得到目标相关信息。监测弱磁信号时，尤其是在地震蕴育过程中，地磁前兆异常的幅度在纳特量级，要求所观测的目标区磁异常信号在纳特量级，而地磁场信号强度达到数十微特量级，两者相差三个数量级左右，因此对地磁的噪声抑制和信号提取变得非常困难。目前的探测设备硬件方面的灵敏度越来越高，但是地磁背景场的强度达到数十微特量级，如何从大背景场下提取出纳特量级的磁信号是最大难点。目前国际上抑制地磁背景磁场提取弱磁信号的方法主要分以下几类：(1)通过多通道磁探测可以实现背景磁场补偿，对探测信号进行地磁背景磁场的抑制；(2)对采集的后端信号滤波处理，但被探测的磁信号频率与地磁信号频率相近，滤波处理方法增加了背景磁场的抑制难度；(3)基于磁信号的基本信号特征，通过三个标准正交基来对有特征的磁信号在地磁背景噪声中进行有效的提取，但是该方法针对背景噪声的抑制效果较弱。
技术实现思路
技术目的：提供一种三维球形线圈，能够提供均匀空间大、均匀度高、可产生高精度的均匀标准磁场，从而对地磁背景噪声具有较强的抑制效果。技术方案：本技术所述的三维球形线圈，包括底板、平衡支撑结构、外层球形线圈、中层球形线圈以及内层球形线圈；内层球形线圈通过两个固定支架安装在中层球形线圈中；中层球形线圈通过两个固定支架安装在外层球形线圈中；外层球形线圈通过平衡支撑结构安装在底板上；外层球形线圈、中层球形线圈以及内层球形线圈的球心重合；外层球形线圈的中心轴线、中层球形线圈的中心轴线以及内层球形线圈的中心轴相互垂直。进一步地，外层球形线圈由上下对应的两个半球形线圈组合构成；中层球形线圈由左右两个对应的半球形线圈组合构成；内层球形线圈由前后两个对应的半球形线圈组合构成。进一步地，在半球形线圈的组合边缘处设有一个与内部电线电连接的接头座，在接头座上设有导电插孔；两个相组合的半球形线圈的接头座之间设有导电电极杆插装在导电插孔中。进一步地，四个固定支架分别设置在上下两个半球形线圈的半球顶部以及左右两个半球形线圈的半球顶部。进一步地，固定支架包括外侧安装螺栓、外侧固定块、中间衔接块、两根内侧安装螺栓以及两个内侧固定块；在外侧固定块上设有外侧旋转安装孔；外侧安装螺栓旋转式安装在外侧旋转安装孔中；在中间衔接块上设有一个外侧螺纹盲孔以及两个内侧旋转安装孔；在两个内侧固定块上均设有一个内侧螺纹盲孔；两根内侧安装螺栓旋转式安装在内侧旋转安装孔中；外侧安装螺栓的螺杆端部螺纹旋合安装在外侧螺纹盲孔中；两根内侧安装螺栓的螺杆端部分别螺纹旋合安装在两个内侧固定块的内侧螺纹盲孔中；在上下两个半球形线圈的半球顶部以及左右两个半球形线圈的半球顶部均设有一个球顶安装圆孔；四个固定支架的外侧固定块分别固定安装在四个球顶安装圆孔上；固定支架的两个内侧固定块分别固定安装在球顶安装圆孔相对内侧的两个半球形线圈组合边缘处。进一步地，平衡支撑结构包括支撑座、平衡板、三根支撑立柱、三根调节螺栓以及三根拉簧；支撑座固定安装在底板上，并在支撑座的上侧面中心设有球面凹陷；在平衡板的下侧面中部设置有半球形凸起；半球形凸起局部嵌入球面凹陷中；在平衡板上设有三个定位圆孔，且三个定位圆孔位于同一圆周的三等分点处；在三个定位圆孔中均安装有一个半球形座，半球形座的下侧球面支撑在定位圆孔的孔边上；半球形座的上侧面圆心处贯穿设置有调节螺纹孔；三根调节螺栓分别螺纹旋合安装在三个半球形座上的调节螺纹孔中；三根拉簧的上端均设有一个旋转接头，三根调节螺栓的螺杆端部分别旋转式安装在三个旋转接头上；三根拉簧的下端均安装在底板上，且三个安装点位于同一圆周的三等分点处；在外层球形线圈的下侧设有环形支座，三根支撑立柱支撑设置在环形支座与平衡板之间。进一步地，在平衡板的上侧面设有气泡水平仪。本技术与现有技术相比，其有益效果是：利用外层球形线圈、中层球形线圈以及内层球形线圈构成三维组合磁场，形成一个均匀空间大、磁场均匀度高、可产生高精度的均匀标准磁场，对地磁背景噪声提供较强的抑制作用。附图说明图1为本技术的整体结构示意图；图2为本技术的剖视后的前侧结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术技术方案进行详细说明，但是本技术的保护范围不局限于所述实施例。实施例1：如图1和2所示，本技术公开的三维球形线圈包括：底板1、平衡支撑结构、外层球形线圈12、中层球形线圈13以及内层球形线圈14；内层球形线圈14通过两个固定支架安装在中层球形线圈13中；中层球形线圈13通过两个固定支架安装在外层球形线圈12中；外层球形线圈12通过平衡支撑结构安装在底板1上；外层球形线圈12、中层球形线圈13以及内层球形线圈14的球心重合；外层球形线圈12的中心轴线、中层球形线圈13的中心轴线以及内层球形线圈14的中心轴相互垂直。利用外层球形线圈12、中层球形线圈13以及内层球形线圈14构成三维组合磁场，形成一个均匀空间大、磁场均匀度高、可产生高精度的均匀标准磁场，对地磁背景噪声提供较强的抑制作用。进一步地，外层球形线圈12由上下对应的两个半球形线圈组合构成；中层球形线圈13由左右两个对应的半球形线圈组合构成；内层球形线圈14由前后两个对应的半球形线圈组合构成。利用半球形线圈组合构成球形线圈，便于内外层球形线圈的安装和检修，满足局部更换调整的需要，降低维护成本。所有的半球形线圈均是通过将线圈嵌入在半球形的环氧树脂壳体中构成。进一步地，在半球形线圈的组合边缘处设有一个与内部电线电连接的接头座20，在接头座20上设有导电插孔；两个相组合的半球形线圈的接头座20之间设有导电电极杆21插装在导电插孔中。利用接头座20和导电电极杆21实现两个半球形线圈的组合安装后的电气导通，构成完整的球形线圈电路结构。进一步地，四个固定支架分别设置在上下两个半球形线圈的半球顶部以及左右两个半球形线圈的半球顶部。固定支架采用无磁的铝质或黄铜制作构成。进一步地，固定支架包括外侧安装螺栓16、外侧固定块15、中间衔接块17、两根内侧安装螺栓18以及两个内侧固定块19；在外侧固定块15上设有外侧旋转安装孔；外侧安装螺栓16旋转式安装在外侧旋转安装孔中；在中间衔接块17上设有一个外侧螺纹盲孔以及两个内侧旋转安装孔；在两个内侧固定块19上均设有一个内侧螺纹盲孔；两根内侧安装螺栓18旋转式安装在内侧旋转安装孔中；外侧安装螺栓16的螺杆端部螺纹旋合安装在外侧螺纹盲孔中；两根内侧安装螺栓18的螺杆端部分别螺纹旋合安装在两个内侧固定块19的内侧螺纹盲孔中；在上下两个半球形线圈的半球顶部以及左右两个半球形线圈的半球顶部均设有一个球顶安装圆孔；四个固定支架的外侧固定块15分别固定安装在四个球顶安装圆孔上；固定支架的两个内侧固定块19分别固定安装在球顶安装圆孔相对内侧的两个半球形线圈组合边缘处。利用固定支架能够实现外侧的球形线圈与内侧的球形线圈的相对固定安装，且能够在维护时进行拆卸，便于实现内部球形线圈的维护工作。进一步地，平衡支撑结构包括支撑座2、平衡板5、三根支撑立本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维球形线圈，其特征在于：包括底板(1)、平衡支撑结构、外层球形线圈(12)、中层球形线圈(13)以及内层球形线圈(14)；内层球形线圈(14)通过两个固定支架安装在中层球形线圈(13)中；中层球形线圈(13)通过两个固定支架安装在外层球形线圈(12)中；外层球形线圈(12)通过平衡支撑结构安装在底板(1)上；外层球形线圈(12)、中层球形线圈(13)以及内层球形线圈(14)的球心重合；外层球形线圈(12)的中心轴线、中层球形线圈(13)的中心轴线以及内层球形线圈(14)的中心轴相互垂直。

【技术特征摘要】
1.一种三维球形线圈，其特征在于：包括底板(1)、平衡支撑结构、外层球形线圈(12)、中层球形线圈(13)以及内层球形线圈(14)；内层球形线圈(14)通过两个固定支架安装在中层球形线圈(13)中；中层球形线圈(13)通过两个固定支架安装在外层球形线圈(12)中；外层球形线圈(12)通过平衡支撑结构安装在底板(1)上；外层球形线圈(12)、中层球形线圈(13)以及内层球形线圈(14)的球心重合；外层球形线圈(12)的中心轴线、中层球形线圈(13)的中心轴线以及内层球形线圈(14)的中心轴相互垂直。2.根据权利要求1所述的三维球形线圈，其特征在于：外层球形线圈(12)由上下对应的两个半球形线圈组合构成；中层球形线圈(13)由左右两个对应的半球形线圈组合构成；内层球形线圈(14)由前后两个对应的半球形线圈组合构成。3.根据权利要求2所述的三维球形线圈，其特征在于：在半球形线圈的组合边缘处设有一个与内部电线电连接的接头座(20)，在接头座(20)上设有导电插孔；两个相组合的半球形线圈的接头座(20)之间设有导电电极杆(21)插装在导电插孔中。4.根据权利要求2所述的三维球形线圈，其特征在于：四个固定支架分别设置在上下两个半球形线圈的半球顶部以及左右两个半球形线圈的半球顶部。5.根据权利要求2所述的三维球形线圈，其特征在于：固定支架包括外侧安装螺栓(16)、外侧固定块(15)、中间衔接块(17)、两根内侧安装螺栓(18)以及两个内侧固定块(19)；在外侧固定块(15)上设有外侧旋转安装孔；外侧安装螺栓(16)旋转式安装在外侧旋转安装孔中；在中间衔接块(17)上设有一个外侧螺纹盲孔以及两个内侧旋转安装孔；在两个内侧固定块(19)上均设有一个内侧螺纹盲...

【专利技术属性】
技术研发人员：田韬，袁桂平，叶碧文，范文华，
申请(专利权)人：江苏省地震局，
类型：新型
国别省市：江苏,32