[实用新型]瞬态磁场微分传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，特别涉及到一种瞬态磁场微分传感器。

背景技术

随着科技的进步，越来越多的电子设备能产生瞬态电磁场，该瞬态电磁场会对其它电子设备产生电磁干扰，成为干扰源。因此，如何检测这些干扰源及其强度从而采取保护和屏蔽措施就显得越来越迫切了。而利用瞬态磁场传感器探测瞬态磁场就可以实现这一目标。

根据不同的物理定律或物理现象，比如磁感应、电磁效应、核子运动、超导量子干涉、磁致效应和磁光效应等，可以制作出不同特点的磁场传感器。它们适用于探测的磁场强度有所不同、也有不同的灵敏度、频响特性和适用领域。这其中，用法拉第电磁感应定律制作的瞬态磁场微分传感器可以测量高频、高强度的磁场，是较理想的高功率瞬态磁场传感器。

这种传感器是利用变化的磁场感应出感生的电场，产生可测量的环向电势差。在满足感应线圈小尺寸，即远小于变化磁场的最高频率对应的波长的情况下，测量区域内的平均磁场变化率与其中心点的磁场变化率近似相等。所以可以用感应项圈产生的感应电压来间接测量出该区域中心处的磁场变化率，再通过对其进行积分处理就可以得到该点的磁场强度。但是，由于实际的磁场环境中均存在的电场会对感应的电压信号产生干扰作用，使得如何屏蔽电场的干扰作用成为了决定瞬态磁场微分传感器是否可以准确测量磁场信号的关键因素。

实用新型内容

为了克服电场的干扰作用对瞬态磁场微分传感器的影响，本实用新型提供了一种用同轴电缆作为磁场感应天线的高功率瞬态磁场微分传感器。它能够有效避免电场对磁场测量的影响，同时还能够获得较高高的带宽。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种瞬态磁场微分传感器，包括一环形天线支撑部、一电磁屏蔽管和一电磁屏蔽输出盒相互连接形成一壳体，该瞬态磁场微分传感器进一步包括两个同轴电缆，以及一具有一侧面开口的开环金属筒，所述两个同轴电缆环绕该开环金属筒对称设置，形成一半封闭环形线圈，所述开环金属筒与所述半封闭环形线圈设置于所述环形天线支撑部壳体中形成一感测天线，该两个同轴电缆的另一端穿过所述电磁屏蔽管进入电磁屏蔽输出盒，并从所述电磁屏蔽输出盒分离引出，在所述环形天线支撑部内，所述两个同轴电缆对称地围成一半封闭环形线圈且该两个同轴电缆的端点间隔设置，在所述两个同轴电缆的相互间隔设置的端点，任何一个线缆的同轴缆芯与另外一个同轴电缆的屏蔽层通过导电连接,所述开环金属筒的侧面开口具有两个间隔相对的边，分别于所述两个同轴电缆的屏蔽层电连接。

与现有技术比较，本实用新型高功率瞬态磁场微分传感器巧妙地利用了同轴电缆的屏蔽作用克服电场的干扰，把感应出的电压信号经过同轴电缆传输出来。同时，相比普通的小环天线，该瞬态磁场微分传感器的输出信号在与示波器等检测设备连接时，直接用SMA连接头即可，有效降低信号的衰减和防止信号发生畸变。而且，与一般的无源器件一样，这种传感器本身不存在测量的磁场强度的上限。

附图说明

图1为本实用新型瞬态磁场微分传感器的结构示意图。

图2为本实用新型瞬态磁场微分传感器的分解结构图。

图3为本实用新型瞬态磁场微分传感器的天线支撑部的结构示意图。

图4为本实用新型瞬态磁场微分传感器的天线支撑部的盖体的结构示意图。

图5为本新型瞬态磁场微分传感器的电磁屏蔽衔接头与电磁屏蔽管的结构示意图。

图6为本实用新型瞬态磁场微分传感器的电磁屏蔽输出盒的结构示意图。

图7为本实用新型瞬态磁场微分传感器的电磁屏蔽输出盒的分解结构示意图。

图8为本实用新型瞬态磁场微分传感器的电磁屏蔽输出盒与电磁屏蔽管之间的固定板的示意图。

图9为同轴电缆作磁场天线的电流分布示意图。

图10为本实用新型瞬态磁场微分传感器的感测天线的原理示意图。

图11为本使用新型瞬态磁场微分传感器的感测天线的开环金属筒的示意图。

图12为本实用新型瞬态磁场微分传感器的等效电路图。

图13为本实用新型瞬态磁场微分传感器的简化电路。

图14为本实用新型瞬态磁场微分传感器的磁场传感器输出电压波形（示波器显示）。

图15为本实用新型瞬态磁场微分传感器的输出信号积分后波形。

图16为本实用新型瞬态磁场微分传感器的图灵敏度校准曲线。

图17为本实用新型瞬态磁场微分传感器的输出信号积分前后波形放大图。

主要元件符号说明