磁通门传感器探头制造技术

一种磁通门传感器探头，包括磁芯、骨架、线圈、探头引出线，在骨架纵轴上沿纵向开槽，线圈绕在纵轴上，磁芯放置在槽内，其特征是：骨架纵轴两端有挡线翼，挡线翼上有焊槽，线圈线头及探头引出线线头均焊接在焊槽内。本实用新型专利技术所述磁探头引出线连接工艺简单、可靠性高，线圈无局部突起，磁场对称性高，可制作长的探头提高灵敏度，整个磁探头无须辅助部件可直接焊在传感器电路板上。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于测量弱磁场的磁通门传感器。
技术介绍
在被测磁场中，磁芯在交变磁场的饱和激励下，感应线圈中的电压将发生“非对称性”变化，磁通门传感器正是利用这一机理对弱磁场矢量的分量进行测量。磁通门传感器用于测量地磁场、地下管道及铁磁物体探测、地质勘探、电力线探测、车辆控制等，探头是其核心部件，种类有单磁芯探头、双磁芯探头，基本结构为漆包线绕制在骨架上形成螺线管线圈，带状高导磁率磁芯放在骨架通孔内。目前，为便于探头与传感器电路板上的电连接，线圈的很细的漆包线线头需要转接为较粗的探头引出线，通常做法是，在绕最外层线圈的最后一段时，先用绝缘纸包住引出线并放在线圈上，继续绕完最外层线圈的最后一段并压紧引出线，然后再焊接，工艺较复杂，可靠性低，线圈局部突起，磁场畸变且对称度不高；探头与电路板固定需加工另外的安装架和紧固件，增加了整个传感器的体积和复杂性；探头骨架通孔一般为圆的细孔，由于探头要求使用强度高形变小的材料，长的细孔加工困难，因此无法制作长的磁探头，探头灵敏度难以进一步提高。另一方面，由于印制电路板制作工艺的不断提高，将这一工艺应用于制作磁探头的尝试正在进行并具有成果，如美国专利US 20030173962A1等，但采用腐蚀和金属化孔及多层板的方法所制作的线圈匝数很少，探头功耗大且灵敏度低，采用镀膜方式制作的磁芯性能也较低，所以，这种磁探头目前尚未达到实用要求，但这种尝试是一个很好的启示，本技术正是采用印制电路板工艺对探头结构进行改进的。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种探头引线工艺简单、磁场对称度高、探头与电路可直接焊接、探测灵敏度高的磁探头。本技术为解决技术问题所采取的技术方案是采用印制电路板制作工艺(包括覆铜板腐蚀、金属化、数控设备铣等)制作探头骨架，骨架纵轴上开有纵槽，纵轴两端有挡线翼，翼外侧有焊槽，焊槽为一金属化孔的一部分，阻焊区与焊槽相连。阻焊区的作用是增加焊槽的强度，防止焊槽在多次焊接的过程中脱落，磁芯放在纵槽内用硅橡胶固定，纵槽的形状与磁芯的截面形状相适应，挡线翼的作用是防止线圈两端散脱，在骨架纵轴上绕线圈，线圈用直焊型漆包线绕制，线圈线头直接焊在焊槽内，如需探头引出线，则引出线线头亦焊在焊槽内。探头引出线及线圈线头均在焊槽内直接焊接，简化了制作探头引出线的工艺，提高了探头引出线的可靠性；线圈无局部突起，在结构上保证了线圈及磁场对磁芯的对称性；在纵轴上利用现有工艺能够加工出长的纵槽，从而可以制作长的探头，可探头灵敏度提高；在电路板上加工适当的开口和焊接部位，就可将探头上的四个焊槽直接焊接在电路板上，这样，无须探头引出线、安装架及紧固件就能够实现探头与传感器电路板的机械及电连接，简化了传感器装配结构。本技术的有用效果是，磁探头引出线连接工艺简单、可靠性高，线圈无局部突起，磁场对称性高，可制作长的探头提高灵敏度，整个磁探头无须辅助部件可直接焊在传感器电路板上。以下结合附图和实施例对本技术作进一步介绍。附图说明图1是高导磁率低矫顽力磁芯示意图。图2是探头骨架结构示意图。图3是单磁芯探头结构示意图。图4是已绕1/2激励线圈的探头骨架结构示意图。图5是双磁芯探头结构示意图。图6单磁芯探头在传感器电路板上的安装结构示意图。图中1.磁芯，2.纵轴，3.挡线翼，4.纵槽，5.焊槽，6.阻焊区，7.单磁芯线圈，8.单磁芯线圈线头I，9.单磁芯线圈线头II，10.单磁芯探头引出线I，11.单磁芯探头引出线II，12.双磁芯激励线圈I，13.双磁芯激励线圈II，14.双磁芯探头感应线圈，15.双磁芯探头激励线圈引出线I，16.双磁芯探头激励线圈引出线II，17.双磁芯探头感应线圈引出线I，18.双磁芯探头感应线圈引出线II，19.双磁芯感应线圈线头I，20.双磁芯感应线圈线头II，21.传感器电路板焊槽，22.传感器电路板开口，23.传感器电路板。具体实施方式实施例1-单磁芯探头见图2，先将覆铜板腐蚀并金属化制作出阻焊区(6)及与其相连的金属化孔，孔径1mm，然后用数控设备铣掉金属化孔的2/3，保留下来的1/3金属化孔即为焊槽(5)，每个骨架上有四个焊槽，最后加工出骨架的其他部分，制作骨架所用覆铜板厚1.6mm，纵槽(4)深0.9mm，纵槽(4)宽2.1mm，纵轴(2)宽3.1mm，挡线翼(3)长1.5mm，宽1.2mm，将骨架安装在夹具上绕单磁芯线圈(7)，线圈所用漆包线为直焊型，线径0.07mm，线圈匝数为3000，单磁芯线圈线头I(8)和II(9)及单磁芯探头引出线I(10)和II(11)线头分别焊在各自的焊槽内，探头引出线采用航空导线，包括外层护套在内导线外径为0.7mm，将单磁芯探头引出线I(10)和II(11)焊接在电路板上，选择磁芯(1)为高磁导率和低矫顽力的非晶态(坡莫合金也可)带，宽度为2mm，长为20mm，放入骨架纵槽内，调试，如传感器输出满足要求，则用硅橡胶将磁芯固定在纵槽底部，这时，磁芯正好位于骨架中部，这样，整个单磁芯探头就制作完成了。图6示出了单磁芯探头与传感器电路板的直接连接方法，在磁传感器电路板(23)上加工出传感器电路板开口(22)，传感器电路板开口(22)的形状及尺寸以探头能放入为准，相应于探头上的四个焊槽(5)位置，在传感器电路板开口(22)边沿同样制作四个传感器电路板焊槽(21)，在探头放入传感器电路板开口(22)后，将探头上的四个焊槽(5)与传感器电路板开口(22)边沿上的四个传感器电路板焊槽焊接相连；另一种安装方案是将传感器电路板开口中的的两翼补齐，这时，开口减小成为矩形，相应的，传感器电路板焊槽变为焊盘，将探头放在开口上，这时，探头下面的部分线圈进入传感器电路板开口中，探头上的四个焊槽(5)正好落在传感器电路板的四个焊盘上，焊接这四个焊槽(5)与焊盘即可将探头牢固地安装在传感器电路板上同时实现电连接；最后，通过在电路板上走线将电路板上的电子器件与探头电连接，完成整个传感器制作。实施例2-双磁芯探头将图2所示的两骨架依次放在夹具上，用直径为0.12mm的直焊型漆包线依次在两骨架上密绕一层，形成双磁芯激励线圈I(12)和II(13)，取下骨架，将两骨架相背(也可相向)对齐迭放，然后，将相邻四对焊槽堆锡焊接(堆锡焊接处图中未画出)，形成四个长焊槽，激励线圈两线头分别焊在各自的焊槽内，这样，就制作完成了带激励线圈的双磁芯探头骨架，并且，两激励线圈在电连接方式上自然形成串联，产生的磁场方向相反。在激励线圈外包绝缘纸，装在夹具上绕双磁芯探头感应线圈(14)，感应线圈所用漆包线为直焊型，线径0.07mm，感应线圈匝数为2500，双磁芯感应线圈线头I(19)和II(20)及双磁芯探头感应线圈引出线I(17)和II(18)线头分别焊在各自的焊槽内，引出线采用航空导线，包括外层护套在内导线外径为0.7mm，用同样方式为激励线圈焊接双磁芯探头激励线圈引出线I(15)和II(16)，将探头引出线焊接在电路板上，选择磁芯(1)为高磁导率和低矫顽力的非晶态(坡莫合金也可)带两片，分别放入两骨架纵槽内，调试，如传感器输出满足要求，则用硅橡胶将磁芯固定在纵槽底部，这样，整个双磁芯探头就制作完成了。权利要求1.一种磁通门传感器探头，包括磁芯、骨架、线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁通门传感器探头，包括磁芯、骨架、线圈、探头引出线，在骨架纵轴上沿纵向开槽，线圈绕在纵轴上，磁芯放置在槽内，其特征是：骨架纵轴两端有挡线翼，挡线翼上有焊槽，线圈线头及探头引出线线头均焊接在焊槽内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘芭，
申请(专利权)人：刘芭，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]