磁检测设备和磁检测方法技术

本公开提供了一种磁检测设备，包括：传输线组，其具有传输线，该传输线包括线性第一导体，该线性第一导体包含磁性材料；以及检测器，其从传输线组的第一端输入脉冲信号作为第一入射波，并在第一端处检测第一入射波的第一反射波，从与第一端相对的第二端输入脉冲信号作为第二入射波，并在第二端处检测第二入射波的第二反射波，并且基于第一反射波和第二反射波的合成来检测施加于传输线组的磁场的强度。的合成来检测施加于传输线组的磁场的强度。的合成来检测施加于传输线组的磁场的强度。

【技术实现步骤摘要】
磁检测设备和磁检测方法


[0001]总体而言，本专利技术涉及一种磁检测设备和磁检测方法。

技术介绍

[0002]传统上已知用于检测磁场的设备。
[0003]例如，专利文献1公开了一种磁场检测设备，其中磁性材料被布置在分布常数电路内。当施加磁场时，该磁性材料的磁导率改变。专利文献1中教导的磁场检测设备通过使用振荡器来激励分布常数电路并通过生成行波和反射波，在分布常数电路中生成驻波。专利文献1中教导的磁场检测设备可以检测分布常数电路中的电磁场分布变化，并且通过检测在分布常数电路中生成的驻波的电压来检测磁场。
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：JP H5
‑
151535A
[0006]即便如此，行波和反射波可能通过在分布常数电路中传播而衰减。当行波和反射波衰减时，磁场检测设备可能无法准确检测磁场。

技术实现思路

[0007]本专利技术的一个或多个实施例提供了一种能够准确地检测磁场的磁检测设备和磁检测方法。
[0008]根据一个或多个实施例的磁检测设备包括检测设备(即，检测器)和具有至少一条传输线的传输线组，所述至少一条传输线包括线性第一导体，该线性第一导体包含磁性材料，并且所述检测设备从位于所述传输线组的一个端部上的第一端输入脉冲信号作为第一入射波，以检测来自所述第一端的第一反射波，从位于所述传输线组的另一个端部上的第二端输入脉冲信号作为第二入射波，以检测来自所述第二端的第二反射波，并且基于所述第一反射波和所述第二反射波的合成来检测施加于所述传输线组的磁场的强度。通过如此合成所述第一反射波和所述第二反射波，可以减小检测磁场时的噪声影响。通过如此配置，检测设备可以准确地检测磁场强度。
[0009]在根据一个或多个实施例的磁检测设备中，所述检测设备可以基于从输入所述第一入射波的时间点至检测到所述第一反射波的时间点的时间，检测施加于所述传输线组的所述磁场的位置。通过如此配置，检测设备可以同时检测施加于所述传输线的磁场强度以及施加所述磁场的位置。
[0010]在根据一个或多个实施例的磁检测设备中，所述至少一条传输线还包括电介质和第二导体，并且所述至少一条传输线可以是同轴电缆、平行双线、带状线、微带线、共面线和波导中的任何一种。将所述传输线配置为同轴电缆可以使所述传输线具有柔性。此外，将柔性基板配置为平行双线、带状线、微带线、共面线和波导，使得所述传输线具有柔性。由于所述传输线具有柔性，因此所述传输线的布置自由度可以增加。
[0011]在根据一个或多个实施例的磁检测设备中，所述磁性材料可以基本均匀地分布在
所述第一导体中，或者可以在所述第一导体的导体表面上形成包含所述磁性材料的磁膜。通过如此配置，在所述第一导体中可以不那么容易出现磁滞。由于在所述第一导体中不易发生磁滞，因此所述传输线可以以高灵敏度检测磁场。
[0012]在根据一个或多个实施例的磁检测设备中，所述至少一条传输线可以包括多个所述第一导体。通过如此配置，可以减少多个所述第一导体的总电阻损耗。
[0013]在根据一个或多个实施例的磁检测设备中，所述磁检测设备还可以包括在所述至少一条传输线上的线圈，该线圈能够施加偏置磁场。通过如此配置，所述磁检测设备不仅可以确定施加于所述传输线的磁场的强度，还可以确定是施加了正磁场还是施加了负磁场。
[0014]在根据一个或多个实施例的磁检测设备中，所述检测设备可以获取合成数据，并通过获取指示所述第一反射波的电压相对于第一时间的第一电压数据、获取指示所述第二反射波的电压相对于第二时间的第二电压数据并且使第一电压数据和第二电压数据中的一个以参考时间为对称轴进行反转，基于所述合成数据来检测施加于所述传输线组的磁场的强度，所述第一时间是从输入所述第一入射波的时间点至检测到所述第一反射波的时间点的时间，所述第二时间是从输入所述第二入射波的时间点至检测到所述第二反射波的时间点的时间，所述参考时间是脉冲信号在所述传输线组的中点和检测设备之间来回行进的时间。通过使所述第一电压数据和所述第二电压数据中的一个关于所述参考时间进行反转，可以使所述第一电压数据的电压的峰位置与所述第二电压数据的电压的峰位置彼此匹配。
[0015]在根据一个或多个实施例的磁检测设备中，所述检测设备可以使用所述合成数据的峰值来检测施加于所述传输线组的磁场的强度。通过如此配置，检测设备可以准确地检测磁场强度。
[0016]在根据一个或多个实施例的磁检测设备中，传输线组包括一条传输线，所述第一端位于所述一条传输线的一个端部，用作所述传输线组的一个端部，所述第二端位于所述一条传输线的另一端部，用作所述传输线组的另一端部，所述检测设备可以：扫描正弦脉冲信号作为所述第一入射波，将该第一入射波输入至所述第一端，并检测来自所述第一端的所述第一反射波；针对经过扫描并输入的所述第一入射波的每个频率，获取所述第一反射波相对于所述第一入射波的反射比和相位差，基于所获取的所述第一反射波相对于所述第一入射波的反射比，获取所述第一反射比的频域数据，并基于所获取的所述第一反射波相对于所述第一入射波的相位差，获取所述第一相位差的频域数据；通过对所述第一反射比的频域数据和所述第一相位差的频域数据进行傅立叶逆变换，获取所述第一反射波的时域数据作为所述第一电压数据；扫描正弦脉冲信号作为所述第二入射波，将该第二入射波输入至所述第二端，并检测来自所述第二端的所述第二反射波；针对经过扫描并输入的所述第二入射波的每个频率，获取所述第二反射波相对于所述第二入射波的反射比和相位差，基于所获取的所述第二反射波相对于所述第二入射波的反射比，获取所述第二反射比的频域数据，并基于所获取的所述第二反射波相对于所述第二入射波的相位差，获取所述第二相位差的频域数据；通过对所述第二反射比的频域数据和所述第二相位差的频域数据进行傅立叶逆变换，获取所述第二反射波的时域数据作为所述第二电压数据。通过如此配置，即使在所述入射波中存在波动的情况下，所述检测设备也能够消除波动并检测所述反射波相对于所述入射波的反射比和相位差。换句话说，所述检测设备可以移除所述入射波的抖动，
并且可以在信号不随时间波动的情况下执行同步测量。
[0017]在根据一个或多个实施例的磁检测设备中，所述检测设备可以：对所述第一反射比的频域数据和所述第一相位差的频域数据进行傅立叶逆变换，以获取所述第一反射波的时域数据作为脉冲响应，或者对经过傅里叶逆变换的所述第一反射比的频域数据和所述第一相位差的频域数据进行积分，以获取所述第一反射波的时域数据作为阶跃响应；并且对所述第二反射比的频域数据和所述第二相位差的频域数据进行傅里叶逆变换，以获取所述第二反射波的时域数据作为脉冲响应，或者对经过傅里叶逆变换的所述第二反射比的频域数据和所述第二相位差的频域数据进行积分，以获取所述第二反射波的时域数据作为阶跃响应。通过获取所述第一反射波的时域数据和所述第二反射波的时域数据作为脉冲响应或阶跃响应，所述检测设备可以准确地检测磁场强度。
[0018]在根据一个或多个实施例的磁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁检测设备，包括传输线组，其包括传输线，该传输线包括线性第一导体，该线性第一导体包含磁性材料；以及检测器，所述检测器：从所述传输线组的第一端输入脉冲信号作为第一入射波；在所述第一端处检测所述第一入射波的第一反射波；从与所述第一端相对的第二端输入脉冲信号作为第二入射波；并且在所述第二端处检测所述第二入射波的第二反射波；并且基于所述第一反射波和所述第二反射波的合成，检测施加于所述传输线组的磁场的强度。2.根据权利要求1所述的磁检测设备，其中，所述检测器基于从输入所述第一入射波的时间点至检测到所述第一反射波的时间点的时间段，检测施加于所述传输线组的所述磁场的位置。3.根据权利要求1或2所述的磁检测设备，其中，所述传输线还包括电介质和第二导体，并且所述传输线是同轴电缆、平行双线、带状线、微带线、共面线以及波导中的任何一种。4.根据权利要求1至3中任一项所述的磁检测设备，其中，所述磁性材料基本均匀地分布在所述线性第一导体中，或者在所述线性第一导体的导体表面上形成包含所述磁性材料的磁膜。5.根据权利要求1至4中任一项所述的磁检测设备，其中，所述传输线还包括一个或多个附加的第一导体。6.根据权利要求1至5中任一项所述的磁检测设备，还包括：在所述传输线上的线圈，其中所述线圈能够施加偏置磁场。7.根据权利要求1至6中任一项所述的磁检测设备，其中，所述检测器：在第一时间段之后获取指示所述第一反射波的电压的第一电压数据，其中，所述第一时间段是从输入所述第一入射波的时间点至检测到所述第一反射波的时间点；在第二时间段之后获取指示所述第二反射波的电压的第二电压数据，其中，所述第二时间段是从输入所述第二入射波的时间点至检测到所述第二反射波的时间点；在纵轴为电压且横轴为时间的图中，将所述第一电压数据和所述第二电压数据中的一个以垂直于所述横轴的参考时间为对称轴进行线对称反转，其中所述参考时间是所述脉冲信号在所述传输线组的中点和所述检测器之间来回行进的时间；获取合成数据，该合成数据是所述第一电压数据和所述第二电压数据中经过反转的一个和未经过反转的另一个的合成；并且基于所述合成数据检测所述磁场的强度。8.根据权利要求7所述的磁检测设备，其中，所述传输线是所述传输线组中唯一的传输线，所述第一端是所述传输线的端部，所述第二端是所述传输线的与所述传输线的所述端部相对的另一端部，并且
所述检测器：扫描正弦脉冲信号作为所述第一入射波，将所述第一入射波输入至所述第一端，并检测来自所述第一端的所述第一反射波；针对所输入的第一入射波的每个频率，获取所述第一反射波相对于所述第一入射波的第一反射比和第一相位差；基于所获取的所述第一反射波相对于所述第一入射波的第一反射比，获取所述第一反射比的频域数据；基于所获取的所述第一反射波相对于所述第一入射波的第一相位差，获取所述第一相位差的频域数据；...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹中一马，野口直记，
申请(专利权)人：横河电机株式会社，
类型：发明
国别省市：