弱磁场检测装置及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种弱磁场检测装置，该装置包括印刷电路板，所述印刷电路板上设有弱磁场传感器，其中，所述弱磁场检测装置还包括磁聚焦放大器，所述磁聚焦放大器与所述印刷电路板固定连接，所述磁聚焦放大器包括聚焦端，所述聚焦端呈锥状，所述聚焦端的锥尖与所述弱磁场传感器的磁敏感点相接触。本发明专利技术实施例公开的弱磁场检测装置，实现了进一步解决弱磁场传感器本底噪声、设备接收灵敏度的问题，通过磁聚焦放大器和传感器阵列的技术，提高弱小磁信号的采集效果。

Weak magnetic field detection device and its preparation method

The embodiment of the invention discloses a weak magnetic field detection device, the apparatus includes a printed circuit board, the printed circuit board is provided with a weak magnetic field sensor, wherein, the weak magnetic field detection device also comprises a magnetic amplifier, the magnetic amplifier and the printed circuit board is fixedly connected, the magnetic amplifier including the focus side, the focus end of a cone, the contact point of the focusing magnetic sensitive end cone and the weak magnetic field sensor. The weak magnetic field detection device disclosed in the embodiment of the invention realizes the further solution of the background noise of the weak magnetic field sensor and the receiving sensitivity of the device, and improves the acquisition effect of the weak magnetic signal through the technology of magnetic focusing amplifier and sensor array.

【技术实现步骤摘要】
弱磁场检测装置及其制备方法
本专利技术涉及弱磁场检测
，尤其涉及一种弱磁场检测装置及其制备方法。
技术介绍
在磁场检测
,从磁场强度角度上大体可分为弱磁场、强磁场和甚强磁场三大类,其中关于弱磁场的检测技术在很大程度上代表了国家磁场技术发展水平。在科学研究、国防建设、工业生产、日常生活领域，弱磁场的测量常常起着决定性作用，作为一种测量手段，弱磁测量技术在相关领域起着越来越重要的作用。弱磁场检测技术的发展与应用成为人们密切关切的问题之一。弱磁场的检测和应用的领域十分广泛。比如：弱磁场的检测技术常用于地磁常规和地震预兆检测；航磁地磁测量和宇航工程的磁场测量，使用的都是弱磁场技术；军事上舰艇的消磁、鱼雷的的制导和卫星测距等都需要用到弱磁场技术；高精度的测磁仪器是地面磁法探矿的主要设备，但环境磁场对这些仪器的影响很大，在使用仪器之前，需要对周围环境磁场进行检测；弱磁技术也可应用于地磁卫星、月球磁场以及对金星、水星等外层空间磁场的探测，对天体磁场的研究有很大意义；现代弱磁技术在生物工程和医疗器械方面更是有重要的应用,如：核磁共振CT、肺磁诊断仪、胃磁诊断仪等。弱磁技术是当今高新技术的一个热点,它的发展前景广阔。在弱磁场检测技术中，传感器是信号采集检测的基础。随着磁传感器技术的发展，磁传感器灵敏度越来越高，本底噪声越来越小。当前用于弱小磁场检测的传感器主要有感应线圈、霍尔元件、各向异性磁敏电阻(AnisotropicMagnetoresistance，AMR)、巨磁电阻(GiantMagnetoresistance，GMR)、磁通门探头以及隧道磁敏电阻(TunnelMagnetoresistance，TMR)等。以下表1为各种传感器的技术参数对比：表1磁传感器技术参数感应线圈具有大量程、高精度、制作成本低等特点，在涡流检测、漏磁检测中应用十分普遍，但其测量的是磁感应强度的变化率，必须处在变化的磁场中或在磁场中运动才能工作，不能探测静态和缓慢变化的磁场，对低频交变的检测灵敏度低。霍尔传感器可直接测量磁场强度值的变化；在低频时也具有良好的响应能力，可测量10-7～10T的恒定磁场，也可测量频率10Hz～100MHz、磁感应强度5T的交变磁场，以及脉冲持续时间为几十微秒的脉冲磁场，但其功耗大、线性度差。AMR元件虽然灵敏度比霍尔元件高很多，但其线性范围窄；同时，以AMR为敏感元件的磁传感器需要设置Set/Reset线圈对其进行预设/复位操作，制造工艺较复杂，线圈结构的设置在增加尺寸的同时也增加了功耗。GMR元件较霍尔元件有更高的灵敏度，但其线性范围较小。TMR元件相对于霍尔元件具有更好的温度稳定性、更高的灵敏度、更低的功耗、更好的线性度，不需要额外的聚磁环结构；相对于AMR元件具有更好的温度稳定性、更高的灵敏度、更宽的线性范围，不需要额外的Set/Reset线圈结构；其相对于GMR元件具有更好的温度稳定性，更高的灵敏度，更低的功耗，更宽的线性范围。参见图1，其为TMR传感器本底噪声曲线。可见本底噪音Ni的低频1/f噪音为高频白噪音为灵敏度高达300mV/V/Oe。因此，TMR磁传感器具有超低的功耗、小尺寸、高灵敏度、底噪底、大工作范围、高分辨率和更好地温度稳定性。但是，由于磁传感器还是会存在本底噪声、设备接收灵敏度的问题，也会最终影响检测结果。
技术实现思路
本专利技术实施例提供弱磁场检测装置及其制备方法，以用于解决现有技术中，由于磁传感器的本底噪声、设备接收灵敏度的原因，而导致检测效果不够好的问题。一方面，本专利技术实施例提供一种弱磁场检测装置，包括包括印刷电路板，所述印刷电路板上设有弱磁场传感器，其特征在于，所述弱磁场检测装置还包括磁聚焦放大器，所述磁聚焦放大器与所述印刷电路板固定连接，所述磁聚焦放大器包括聚焦端，所述聚焦端呈锥状，所述聚焦端的锥尖与所述弱磁场传感器的磁敏感点相接触。在其中一个实施例中，所述磁聚焦放大器与所述印刷电路板通过可调节螺丝固定连接，所述印刷电路板上开设有装配通孔，所述装配通孔的尺寸大于所述可调节螺丝的尺寸，所述磁聚焦放大器设有与所述印刷电路板相贴合的装配面，所述装配面上设有与所述装配通孔相对应的装配沉孔，所述磁聚焦放大器与所述印刷电路板之间设有弹性垫片。在其中一个实施例中，所述装配通孔的数量为2个，所述装配通孔呈长方形，2个所述装配通孔与所述磁敏感点排列成一直线，所述装配通孔的长边平行于所述直线。在其中一个实施例中，所述弱磁场传感器为TMR磁传感器，所述磁聚焦放大器的材料为铁镍软磁合金，所述磁聚焦放大器呈棱锥形。在其中一个实施例中，所述印刷电路板上还包括滤波调理电路、可编程增益放大电路、ADC数据采集模块和数据分析处理模块；所述滤波调理电路连接于所述弱磁场传感器的输出端，所述滤波调理电路用于对所述弱磁场传感器采集的检测信号进行滤波调理，得到滤波信号；所述可编程增益放大电路连接于所述滤波调理电路的输出端，所述可编程增益放大电路用于对所述滤波信号的信号幅值进行动态调整，得到调整信号；所述ADC数据采集模块与所述可编程增益放大电路相连接，所述ADC数据采集模块用于对所述调整信号进行转换，得到转换数据；所述数据分析处理模块连接于所述ADC数据采集模块的输出端，所述数据分析处理模块用于对所述转换数据进行分析处理，得到检测数据。另一方面，本专利技术实施例还提供了一种弱磁场检测装置的制备方法，所述制备方法用于制备上述的弱磁场检测装置，所述制备方法包括：获取所述磁敏感点在所述印刷电路板上的定点位置；根据所述定点位置，得到所述装配通孔的通孔开孔位置并制作所述装配通孔；根据所述定点位置和所述开孔位置，在所述装配面得到所述装配沉孔的沉孔开孔位置并制作所述装配沉孔；使用所述可调节螺丝固定所述印刷电路板和所述磁聚焦放大器，所述印刷电路板和所述磁聚焦放大器置有所述弹性垫片；通过所述可调节螺丝调整所述印刷电路板和所述磁聚焦放大器的相对位置，使所述聚焦端的锥尖与所述磁敏感点相接触；获取所述弱磁场检测装置的校准数据，将所述校准数据写入所述数据分析处理模块，所述校准数据用于对所述转换数据进行数据补偿。在其中一个实施例中，在所述获取所述磁敏感点在所述印刷电路板上的定点位置的步骤之前，还包括：开模铸造所述磁聚焦放大器。本专利技术实施例提供的弱磁场检测装置，包括印刷电路板，所述印刷电路板上设有弱磁场传感器，其特征在于，所述弱磁场检测装置还包括磁聚焦放大器，所述磁聚焦放大器与所述印刷电路板固定连接，所述磁聚焦放大器包括聚焦端，所述聚焦端呈锥状，所述聚焦端的锥尖与所述弱磁场传感器的磁敏感点相接触。由此，实现了进一步解决弱磁场传感器本底噪声、设备接收灵敏度的问题，通过磁聚焦放大器和传感器阵列的技术，提高弱小磁信号的采集效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是TMR传感器本底噪声曲线；图2是本专利技术弱磁场检测装置的第一实施例的结构示意图；图3是本专利技术弱磁场检测装置的第一实施例的装配前的实物示意图；图4是本专利技术弱磁场检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弱磁场检测装置，包括印刷电路板，所述印刷电路板上设有弱磁场传感器，其特征在于，所述弱磁场检测装置还包括磁聚焦放大器，所述磁聚焦放大器与所述印刷电路板固定连接，所述磁聚焦放大器包括聚焦端，所述聚焦端呈锥状，所述聚焦端的锥尖与所述弱磁场传感器的磁敏感点相接触。

【技术特征摘要】
1.一种弱磁场检测装置，包括印刷电路板，所述印刷电路板上设有弱磁场传感器，其特征在于，所述弱磁场检测装置还包括磁聚焦放大器，所述磁聚焦放大器与所述印刷电路板固定连接，所述磁聚焦放大器包括聚焦端，所述聚焦端呈锥状，所述聚焦端的锥尖与所述弱磁场传感器的磁敏感点相接触。2.根据权利要求1所述的弱磁场检测装置，其特征在于，所述磁聚焦放大器与所述印刷电路板通过可调节螺丝固定连接，所述印刷电路板上开设有装配通孔，所述装配通孔的尺寸大于所述可调节螺丝的尺寸，所述磁聚焦放大器设有与所述印刷电路板相贴合的装配面，所述装配面上设有与所述装配通孔相对应的装配沉孔，所述磁聚焦放大器与所述印刷电路板之间设有弹性垫片。3.根据权利要求2所述的弱磁场检测装置，其特征在于，所述装配通孔的数量为2个，所述装配通孔呈长方形，2个所述装配通孔与所述磁敏感点排列成一直线，所述装配通孔的长边平行于所述直线。4.根据权利要求1所述的弱磁场检测装置，其特征在于，所述弱磁场传感器为TMR磁传感器，所述磁聚焦放大器的材料为铁镍软磁合金，所述磁聚焦放大器呈棱锥形。5.根据权利要求1-4任一项所述的弱磁场检测装置，其特征在于，所述印刷电路板上还包括滤波调理电路、可编程增益放大电路、ADC数据采集模块和数据分析处理模块；所述滤波调理电路连接于所述弱磁场传感器的输出端，所述滤波调理电路用于对所述弱磁场传感器采集的检测信号进行滤波调理...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔德灵，李兴旺，
申请(专利权)人：北京蓝玛星际科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11