專利名稱：磁通門傳感器探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于測量弱磁場的磁通門傳感器。
背景技術(shù)：
在被測磁場中，磁芯在交變磁場的飽和激勵下，感應線圈中的電壓將發(fā)生“非對稱性”變化，磁通門傳感器正是利用這一機理對弱磁場矢量的分量進行測量。磁通門傳感器用于測量地磁場、地下管道及鐵磁物體探測、地質(zhì)勘探、電力線探測、車輛控制等，探頭是其核心部件，種類有單磁芯探頭、雙磁芯探頭，基本結(jié)構(gòu)為漆包線繞制在骨架上形成螺線管線圈，帶狀高導磁率磁芯放在骨架通孔內(nèi)。
目前，為便于探頭與傳感器電路板上的電連接，線圈的很細的漆包線線頭需要轉(zhuǎn)接為較粗的探頭引出線，通常做法是，在繞最外層線圈的最后一段時，先用絕緣紙包住引出線并放在線圈上，繼續(xù)繞完最外層線圈的最后一段并壓緊引出線，然后再焊接，工藝較復雜，可靠性低，線圈局部突起，磁場畸變且對稱度不高；探頭與電路板固定需加工另外的安裝架和緊固件，增加了整個傳感器的體積和復雜性；探頭骨架通孔一般為圓的細孔，由于探頭要求使用強度高形變小的材料，長的細孔加工困難，因此無法制作長的磁探頭，探頭靈敏度難以進一步提高。另一方面，由于印制電路板制作工藝的不斷提高，將這一工藝應用于制作磁探頭的嘗試正在進行并具有成果，如美國專利US 20030173962A1等，但采用腐蝕和金屬化孔及多層板的方法所制作的線圈匝數(shù)很少，探頭功耗大且靈敏度低，采用鍍膜方式制作的磁芯性能也較低，所以，這種磁探頭目前尚未達到實用要求，但這種嘗試是一個很好的啟示，本實用新型正是采用印制電路板工藝對探頭結(jié)構(gòu)進行改進的。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種探頭引線工藝簡單、磁場對稱度高、探頭與電路可直接焊接、探測靈敏度高的磁探頭。
本實用新型為解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是采用印制電路板制作工藝(包括覆銅板腐蝕、金屬化、數(shù)控設(shè)備銑等)制作探頭骨架，骨架縱軸上開有縱槽，縱軸兩端有擋線翼，翼外側(cè)有焊槽，焊槽為一金屬化孔的一部分，阻焊區(qū)與焊槽相連。阻焊區(qū)的作用是增加焊槽的強度，防止焊槽在多次焊接的過程中脫落，磁芯放在縱槽內(nèi)用硅橡膠固定，縱槽的形狀與磁芯的截面形狀相適應，擋線翼的作用是防止線圈兩端散脫，在骨架縱軸上繞線圈，線圈用直焊型漆包線繞制，線圈線頭直接焊在焊槽內(nèi)，如需探頭引出線，則引出線線頭亦焊在焊槽內(nèi)。探頭引出線及線圈線頭均在焊槽內(nèi)直接焊接，簡化了制作探頭引出線的工藝，提高了探頭引出線的可靠性；線圈無局部突起，在結(jié)構(gòu)上保證了線圈及磁場對磁芯的對稱性；在縱軸上利用現(xiàn)有工藝能夠加工出長的縱槽，從而可以制作長的探頭，可探頭靈敏度提高；在電路板上加工適當?shù)拈_口和焊接部位，就可將探頭上的四個焊槽直接焊接在電路板上，這樣，無須探頭引出線、安裝架及緊固件就能夠?qū)崿F(xiàn)探頭與傳感器電路板的機械及電連接，簡化了傳感器裝配結(jié)構(gòu)。
本實用新型的有用效果是，磁探頭引出線連接工藝簡單、可靠性高，線圈無局部突起，磁場對稱性高，可制作長的探頭提高靈敏度，整個磁探頭無須輔助部件可直接焊在傳感器電路板上。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步介紹。


圖1是高導磁率低矯頑力磁芯示意圖。
圖2是探頭骨架結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是單磁芯探頭結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是已繞1/2激勵線圈的探頭骨架結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是雙磁芯探頭結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6單磁芯探頭在傳感器電路板上的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1.磁芯，2.縱軸，3.擋線翼，4.縱槽，5.焊槽，6.阻焊區(qū)，7.單磁芯線圈，8.單磁芯線圈線頭I，9.單磁芯線圈線頭II，10.單磁芯探頭引出線I，11.單磁芯探頭引出線II，12.雙磁芯激勵線圈I，13.雙磁芯激勵線圈II，14.雙磁芯探頭感應線圈，15.雙磁芯探頭激勵線圈引出線I，16.雙磁芯探頭激勵線圈引出線II，17.雙磁芯探頭感應線圈引出線I，18.雙磁芯探頭感應線圈引出線II，19.雙磁芯感應線圈線頭I，20.雙磁芯感應線圈線頭II，21.傳感器電路板焊槽，22.傳感器電路板開口，23.傳感器電路板。
具體實施方式
實施例1-單磁芯探頭見圖2，先將覆銅板腐蝕并金屬化制作出阻焊區(qū)(6)及與其相連的金屬化孔，孔徑1mm，然后用數(shù)控設(shè)備銑掉金屬化孔的2/3，保留下來的1/3金屬化孔即為焊槽(5)，每個骨架上有四個焊槽，最后加工出骨架的其他部分，制作骨架所用覆銅板厚1.6mm，縱槽(4)深0.9mm，縱槽(4)寬2.1mm，縱軸(2)寬3.1mm，擋線翼(3)長1.5mm，寬1.2mm，將骨架安裝在夾具上繞單磁芯線圈(7)，線圈所用漆包線為直焊型，線徑0.07mm，線圈匝數(shù)為3000，單磁芯線圈線頭I(8)和II(9)及單磁芯探頭引出線I(10)和II(11)線頭分別焊在各自的焊槽內(nèi)，探頭引出線采用航空導線，包括外層護套在內(nèi)導線外徑為0.7mm，將單磁芯探頭引出線I(10)和II(11)焊接在電路板上，選擇磁芯(1)為高磁導率和低矯頑力的非晶態(tài)(坡莫合金也可)帶，寬度為2mm，長為20mm，放入骨架縱槽內(nèi)，調(diào)試，如傳感器輸出滿足要求，則用硅橡膠將磁芯固定在縱槽底部，這時，磁芯正好位于骨架中部，這樣，整個單磁芯探頭就制作完成了。圖6示出了單磁芯探頭與傳感器電路板的直接連接方法，在磁傳感器電路板(23)上加工出傳感器電路板開口(22)，傳感器電路板開口(22)的形狀及尺寸以探頭能放入為準，相應于探頭上的四個焊槽(5)位置，在傳感器電路板開口(22)邊沿同樣制作四個傳感器電路板焊槽(21)，在探頭放入傳感器電路板開口(22)后，將探頭上的四個焊槽(5)與傳感器電路板開口(22)邊沿上的四個傳感器電路板焊槽焊接相連；另一種安裝方案是將傳感器電路板開口中的的兩翼補齊，這時，開口減小成為矩形，相應的，傳感器電路板焊槽變?yōu)楹副P，將探頭放在開口上，這時，探頭下面的部分線圈進入傳感器電路板開口中，探頭上的四個焊槽(5)正好落在傳感器電路板的四個焊盤上，焊接這四個焊槽(5)與焊盤即可將探頭牢固地安裝在傳感器電路板上同時實現(xiàn)電連接；最后，通過在電路板上走線將電路板上的電子器件與探頭電連接，完成整個傳感器制作。
實施例2-雙磁芯探頭將圖2所示的兩骨架依次放在夾具上，用直徑為0.12mm的直焊型漆包線依次在兩骨架上密繞一層，形成雙磁芯激勵線圈I(12)和II(13)，取下骨架，將兩骨架相背(也可相向)對齊迭放，然后，將相鄰四對焊槽堆錫焊接(堆錫焊接處圖中未畫出)，形成四個長焊槽，激勵線圈兩線頭分別焊在各自的焊槽內(nèi)，這樣，就制作完成了帶激勵線圈的雙磁芯探頭骨架，并且，兩激勵線圈在電連接方式上自然形成串聯(lián)，產(chǎn)生的磁場方向相反。在激勵線圈外包絕緣紙，裝在夾具上繞雙磁芯探頭感應線圈(14)，感應線圈所用漆包線為直焊型，線徑0.07mm，感應線圈匝數(shù)為2500，雙磁芯感應線圈線頭I(19)和II(20)及雙磁芯探頭感應線圈引出線I(17)和II(18)線頭分別焊在各自的焊槽內(nèi)，引出線采用航空導線，包括外層護套在內(nèi)導線外徑為0.7mm，用同樣方式為激勵線圈焊接雙磁芯探頭激勵線圈引出線I(15)和II(16)，將探頭引出線焊接在電路板上，選擇磁芯(1)為高磁導率和低矯頑力的非晶態(tài)(坡莫合金也可)帶兩片，分別放入兩骨架縱槽內(nèi)，調(diào)試，如傳感器輸出滿足要求，則用硅橡膠將磁芯固定在縱槽底部，這樣，整個雙磁芯探頭就制作完成了。
權(quán)利要求1.一種磁通門傳感器探頭，包括磁芯、骨架、線圈、探頭引出線，在骨架縱軸上沿縱向開槽，線圈繞在縱軸上，磁芯放置在槽內(nèi)，其特征是骨架縱軸兩端有擋線翼，擋線翼上有焊槽，線圈線頭及探頭引出線線頭均焊接在焊槽內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁通門傳感器探頭，其特征是骨架由印制電路板制作，焊槽為一金屬化孔的內(nèi)壁的一部分，焊槽與阻焊區(qū)相接。
專利摘要一種磁通門傳感器探頭，包括磁芯、骨架、線圈、探頭引出線，在骨架縱軸上沿縱向開槽，線圈繞在縱軸上，磁芯放置在槽內(nèi)，其特征是骨架縱軸兩端有擋線翼，擋線翼上有焊槽，線圈線頭及探頭引出線線頭均焊接在焊槽內(nèi)。本實用新型所述磁探頭引出線連接工藝簡單、可靠性高，線圈無局部突起，磁場對稱性高，可制作長的探頭提高靈敏度，整個磁探頭無須輔助部件可直接焊在傳感器電路板上。
文檔編號G01R33/06GK2775674SQ20042011001
公開日2006年4月26日 申請日期2004年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月18日
發(fā)明者劉芭 申請人:劉芭