專利名稱：鐵磁物質(zhì)檢測傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種檢測微量鐵磁性物質(zhì)量的傳感器，這種微量鐵磁性物質(zhì)一般是微小顆粒狀的，可以被包含于某種液體中(例如軸承或其他機(jī)器另件被磨損，其顆粒被包含在潤滑油中，也可以沉積或附著在某種固體基片上，如玻璃，塑料等)，本實(shí)用新型主要(但非唯一)用于測量微量鐵磁性物質(zhì)的含量的儀器上，作為其檢測的傳感器。
目前公知的用于檢測鐵磁性物質(zhì)量的傳感器有多種，有利用半導(dǎo)體磁阻效應(yīng)的磁敏電阻式傳感器，電感式傳感器，霍爾元件式磁敏傳感器，以及變壓器型磁敏傳感器。其中以英國斯明西大學(xué)發(fā)明的顆粒定量儀(Pavticle Quantifier)較為先進(jìn)，其傳感器采用變壓器形傳感器，結(jié)構(gòu)為

圖1所示在一個(gè)柱形磁芯(1)上繞上勵(lì)磁線圈(2)，線圖由1KHz～50KHz的某一特定頻率的正弦信號(hào)激勵(lì)，在磁芯中產(chǎn)生一個(gè)交變磁場，在磁芯的上下兩端附近，即出現(xiàn)相同分布的發(fā)散磁場，將兩個(gè)感應(yīng)線圈(3，4)與磁芯同軸排列在柱形磁芯兩端等距離的對稱位置上，感應(yīng)出信號(hào)相等，將感應(yīng)線圖3、4相聯(lián)結(jié)，其輸出信號(hào)抵消，從而輸出為零。當(dāng)含有微量鐵磁性物質(zhì)的試樣(5)放置于測試平面(6)上時(shí)，其中的鐵磁性物質(zhì)導(dǎo)致磁芯上端面的發(fā)散磁場發(fā)生變形，中央的磁場增強(qiáng)了，這樣感應(yīng)線圈(3)中感應(yīng)信號(hào)變大，從而導(dǎo)致兩個(gè)線圈的輸出不平衡，產(chǎn)生一個(gè)與鐵磁物質(zhì)含量有關(guān)的輸出信號(hào)。
在這種傳感器中，兩個(gè)感應(yīng)線圈3，4是最關(guān)鍵的部分，必須保證它們完全一致，以保證在非檢測狀態(tài)下取得平衡，輸出為零?，F(xiàn)有技術(shù)是采用在骨架上繞制而成的，這種方式的問題是從工藝上難以保證各線圖完全一致。另一個(gè)問題是可能會(huì)因線圈變形導(dǎo)致輸出信號(hào)變化，從而干擾傳感器的正常工作。
為此本實(shí)用新型提出了感應(yīng)線圈的新型式，有兩點(diǎn)區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，其特征是1、兩個(gè)感應(yīng)線圈是各自印制在電路板上，2、其形狀為從中心出發(fā)的平面螺旋線，中心一端的引線是穿過基板從背面引環(huán)邊緣，便于焊接，另一端則在電路板的正面邊緣上，兩個(gè)電路板的感應(yīng)線圈大小與形狀都完全一致的。
本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的螺旋線型感應(yīng)線圈的形狀可以是圓形，還可以是橢圓形、矩形、多邊形，所用的電路基板應(yīng)為剛性較好的絕緣體不易變形、其材料應(yīng)為非鐵磁性的材料、本實(shí)用新型是采用的印刷電路工藝制成的螺旋感應(yīng)線圈電路板，也可采用激光蝕刻工藝制成高密度的線圈。為著提高其靈敏度本實(shí)用新型還可以采用多層感應(yīng)線圈電路板結(jié)構(gòu)。
由于采用上述方案，工藝制造上有特點(diǎn)，線圈之間可做到極高的一致性，并且基本上不存在線圈的變形，更重要的是，這種感應(yīng)線圈可以對端面上任何部位有微小的鐵磁物質(zhì)都能被感應(yīng)線圈檢測出來，靈敏度很高，這是因?yàn)榫€圈采用從中心出發(fā)的螺旋線形全面積分布的結(jié)果，而原先形成的線圈僅在大于半徑r的柱面上繞制，這樣僅能對在小于半徑r內(nèi)的磁場總變形進(jìn)行檢測，靈敏度就差多了。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明圖1是變壓器型傳感器原理圖圖2是感應(yīng)線圈印刷電路板構(gòu)造圖圖中1、柱形磁芯；2、勵(lì)磁線圖；3，4、感應(yīng)線圈；5、試樣；6、測試平面。
圖1的原理已如上述圖2為本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例，感應(yīng)線圈可采用在基板上雙面敷銅片腐蝕制成，正面為螺旋形線圈，中心一端的引線是穿過基板從背面引到邊緣，便于焊接，這種形式工藝較簡單，作為本實(shí)用新型第二個(gè)實(shí)施例，感應(yīng)線圈還可采用激光蝕刻工藝制成高密度的線圈，使總?cè)?shù)達(dá)到非常高的數(shù)值。
作用本實(shí)用新型第三個(gè)實(shí)施例，感應(yīng)線圈還可采用多層螺旋線圈首尾銜接而成，這可采用多層電路板工藝制作，這樣可增加總圖數(shù)，提高感應(yīng)系數(shù)和靈敏度。
權(quán)利要求1.一種鐵磁物質(zhì)檢測傳感器由柱形磁芯(1)勵(lì)磁線圈(2)及兩個(gè)感應(yīng)線圈(3、4)所組成，勵(lì)磁線圈繞在柱形磁芯上，由外部的交流信號(hào)激勵(lì)，兩個(gè)感應(yīng)線圈與柱形磁芯同軸排列在柱形磁芯兩端等距離的對稱位置上，其特征是(1)兩個(gè)感應(yīng)線圈是各自印制在印刷電路板上，(2)兩個(gè)感應(yīng)線圈的形狀為從中心出發(fā)的平面螺旋線形、中心一端的引線是穿過基板從背面中心引到邊緣，便于焊接，另一端則在電路板正面的邊緣上，兩個(gè)電路板的感應(yīng)線圈大小與形狀都是完全一致的。
2.按照權(quán)利要求1所述的鐵磁物質(zhì)檢測傳感器，其特征在于所述的螺旋線形的感應(yīng)線圈的形狀為圓形、還可以是橢圓形、矩形、多邊形。
3.按照權(quán)利要求1所述的鐵磁物質(zhì)檢則傳感器，其特征在于所說的電路基板應(yīng)為剛性較好的絕緣體，并應(yīng)為非鐵磁性材料。
4.按照權(quán)利要求1所述的鐵磁物質(zhì)檢則傳感器，其特征在于所述的感應(yīng)線圈采用印刷電路板工藝制成螺旋形感應(yīng)線圈電路板，還可采用激光蝕刻工藝制成高密度的線圈。
5.按照權(quán)利要求1所述的物質(zhì)檢測傳感器，其特征在于所述的感應(yīng)線圈電路板，有一層的，也可以有多層的相聯(lián)結(jié)而構(gòu)成的。
專利摘要一種鐵磁物質(zhì)檢測傳感器，由柱形磁芯(1)、勵(lì)磁線圈(2)及兩個(gè)感應(yīng)線圈(3、4)所組成，兩個(gè)感應(yīng)線圈是各自印制在電路板上、其形狀為從中心出發(fā)的平面螺旋線形、還可以用激光蝕刻工藝制成高密度的線圈，還可以制成多層電路板的線圈、這種傳感器，檢測準(zhǔn)確，靈敏度高。
文檔編號(hào)G01N27/72GK2135152SQ9223201
公開日1993年6月2日 申請日期1992年9月4日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月4日
發(fā)明者楊志伊, 王曉雷, 朱煜, 王照香, 姚志昌, 高宏, 唐小行 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)