[发明专利]一种用于极低频地磁场扰动监测的感应式磁场传感器

说明书

本发明公开了一种用于极低频地磁场扰动监测的感应式磁场传感器，包括磁芯组件，绕制在磁芯组件上的两组感应线圈和一组反馈线圈，两组感应线圈的输出和中间抽头连接到斩波放大电路，斩波放大电路的输出接入放大电路，放大电路的输出接入解调电路，解调电路的输出接入滤波电路，滤波电路的输出分两路，一路经反馈驱动电路接入反馈线圈，另一路接入50Hz陷波电路，50Hz陷波电路的输出接入30Hz低通滤波电路，30Hz低通滤波电路的输出接入驱动电路。本发明所公开用于极低频地磁场扰动监测的感应式磁场传感器，克服了0.1Hz—40Hz感应式磁传感器的频带范围比较窄，幅频响应特性不平坦的问题，解决了现有磁场传感器在极低频频段噪声过大的问题。

技术领域

本发明属于电子行业磁场传感器技术领域，特别涉及该领域中的一种用于极低频地磁场扰动监测的感应式磁场传感器。

背景技术

感应式磁力仪是地磁监测网分系统的重要设备，用于监测地磁脉动，为空间物理和地球物理研究提供基础数据，是我国子午工程和重要区域的地震台站的重要装备之一。用于极低频地磁场扰动监测的感应式磁场传感器是感应式磁力仪的核心部件，感应式磁场传感器的技术指标是衡量系统灵敏度、频带范围的核心指标。

《地震电磁前兆研究进展》等论文中认为地震电磁前兆已经成为地震短临预测的有效手段，并指出在提取地震电磁前兆时应采取消除与地震无关的各种干扰的方法和措施。

发明专利《感应式磁场传感器》（CN 103630853B）公开了一种用于接收地球深部磁场信号的磁场传感器。该传感器采用斩波放大技术，克服了1/f噪声对传感器的影响，解决了现有磁场传感器在极低频频段噪声过大的问题，设计的磁场传感器工作频率范围拓展到0.001Hz—1k Hz。但是只对感应式磁场传感器在低频地磁场监测中在极低频频段的宽频带设计技术进行了研究，未提出排除与低频地磁场监测无关的干扰因素的方法和措施。

中国地震局地震预测所论文《超低频段地震电磁场观测技术研究》提出了一种超低频段地震电磁场观测应用的感应式磁场传感器设计方法，研制出0.1Hz—40Hz感应式磁场传感器，在一定程度上克服了与地震无关的工频干扰因素，但传感器的频带范围比较窄，幅频响应特性不平坦。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种用于极低频地磁场扰动监测的0.001Hz—30Hz感应式磁场传感器，既满足了宽频带的探测范围，又有效克服了与地震无关的工频干扰、电气设备噪声等其他高频干扰因素。

本发明采用如下技术方案：

一种用于极低频地磁场扰动监测的感应式磁场传感器，其改进之处在于：包括磁芯组件，绕制在磁芯组件上的两组感应线圈和一组反馈线圈，两组感应线圈的输出和中间抽头连接到斩波放大电路，斩波放大电路的输出接入放大电路，放大电路的输出接入解调电路，解调电路的输出接入滤波电路，滤波电路的输出分两路，一路经反馈驱动电路接入反馈线圈，另一路接入50Hz陷波电路，50Hz陷波电路的输出接入30Hz低通滤波电路，30Hz低通滤波电路的输出接入驱动电路。

进一步的，磁芯组件包括高磁导率材料和玻璃钢管外壳，高磁导率材料放置在玻璃钢管外壳内，并胶注固定。

进一步的，高磁导率材料为铁氧体、纳米晶或坡莫合金。

进一步的，感应线圈为漆包线线圈，漆包线线圈绕制在骨架上，骨架被分成若干段，各段间由挡板隔开，形成若干个小线饼，小线饼个数为8—16，单个小线饼匝数为200—800，线径0.15mm—0.42mm。

进一步的，反馈线圈采用螺线管线圈，螺线管线圈绕制在外壳的刻线槽上，线圈匝数为30—100，线径0.45mm—0.9mm。

进一步的，放大电路分两级，第一级采用结型场效应管分立器件，第二级采用低噪声运算放大器。

进一步的，反馈驱动电路为运算放大器。