專利名稱：一種低頻磁波動分析儀傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳感器，特別涉及一種低頻磁波動分析儀傳感器。
背景技術(shù)：
由于星載磁波動分析儀具備較高靈敏度，其傳感器天線需要遠(yuǎn)離干擾源特別是衛(wèi)星星體的設(shè)備干擾，因此星上傳感器通常安裝在垂直伸出衛(wèi)星主體表面之外的ー根約3米以上長伸桿的頂端，伸桿的長度L與直徑D之比通常大于50。測量矢量波的傳感器天線由三個相互正交的螺線管線軸構(gòu)成，波傳感器天線不僅有測量帶寬、信噪比、分辨率及測量精度等要求，螺線管間還有電氣參數(shù)相互匹配和結(jié)構(gòu)安裝精度等要求，以及傳感器結(jié)構(gòu)強度等，因為在火箭起飛的振動會加倍放大到天線一伸桿系統(tǒng)上，特別在系統(tǒng)共振頻率處有超 過40g的加速度和加倍放大的振動幅度。這樣的加速度和振幅會損壞傳感器天線結(jié)構(gòu)和表面熱絕緣膜等部件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在干，為解決上述問題，提供一種不僅能在低溫、真空、抗靜電、強輻射或照射等惡劣的空間環(huán)境中長期穩(wěn)定地工作，也能承受諸如衛(wèi)星發(fā)射時的受到振動加速度達40g強烈震動的星低頻磁波動分析儀傳感器。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，提出一種低頻磁波動分析儀傳感器，包括中空的正六面體
11、波傳感器天線和絕熱膜外罩8 ；所述的正六面體11的相對面上對應(yīng)開有三對螺紋孔30 ;所述的波傳感器天線為分別穿設(shè)于三對螺紋孔30中形成相互正交的三個線圈套管13及其中的線軸總成件3 ;所述的線軸總成件3與所述的線圈套管13同軸布置；其特征在于，所述的每一根線圈套管13上設(shè)有兩道限位環(huán)39，該兩道限位環(huán)39是兩個直徑不同的圓環(huán)，分別位于線圈套管13上兩道安裝螺紋24的兩外側(cè)，對應(yīng)地，所述的正六面體11的ー對螺紋孔30內(nèi)分別設(shè)有兩個直徑不同的限位環(huán)，用于使三個線圈套管13形成相互垂直正交結(jié)構(gòu)；所述的絕熱膜外罩8由六塊套管絕熱膜和六片正方形正六面體絕熱膜縫制而成，分別包敷在線圈套管13和正六面體11的外表面；所述的套管絕熱膜由包覆在套管端帽22上的圓盤形膜塊6和包覆在套管本體外卷成的筒形膜塊28縫制而成；所述的每塊正方形膜塊10對應(yīng)于螺紋孔30設(shè)有孔洞。所述的低頻磁波動分析儀傳感器還包括帶有盤形底座19的支架7 ；所述的支架7沿正六面體11的對角線設(shè)置于正六面體11的一個頂角端。所述的正六面體11的每個面上均開設(shè)有梯形斷面的通孔21。所述的線軸總成件3包括由內(nèi)而外同軸布置的磁芯2、線軸I、探測線圈35和線圈保護層5，其中，所述的線軸I包括線軸中段38和位于兩端的管段29，所述的探測線圈35和線圈保護層5套設(shè)于線軸中段38上，所述的線軸中段38的兩端處分別設(shè)有線軸擋片37，所述的磁芯2長度與所述的線軸I長度相等。所述的線軸中段38的長度小于線軸全長的95%。所述的線圈套管13包括線圈套管中段31和位于兩端的圓錐段26 ;所述的圓錐段26的外端設(shè)有套管端帽22。所述的套管端帽22，用于通過圓錐段26外端的端部螺紋23固定線軸總成件3在所述的套管本體33中。所述的低頻磁波動分析儀傳感器還包括固定片17 ；所述的固定片17，用于將線圈套管13和正六面體支架11固定在一起。 所述的限位環(huán)39的母線長度為2. Omm 3. 5mm ;所述的位于固定片17和安裝螺紋24之間的限位環(huán)39的直徑比安裝螺紋24處的套管直徑大Omm I. Omm ;所述的位于安裝螺紋24和圓錐段26之間的另一個限位環(huán)39的直徑比安裝螺紋24處的套管直徑小Omm I. 5mm。所述磁芯2是多層坡莫合金帶迭合成直棒形的磁芯。本發(fā)明的優(yōu)點在于，本發(fā)明的傳感器結(jié)構(gòu)合理,結(jié)構(gòu)整體性好,主要部件整體機加工成形，加工精度高誤差??；各部件及整體結(jié)構(gòu)強度高，可承受惡劣的發(fā)射振動過程；傳感器線圈總成件機械結(jié)構(gòu)合理，安裝精度尺寸受振動影響??；薄壁六面體框架型結(jié)構(gòu)有效地降低帶電粒子沉積，避免形成高壓放電的負(fù)面影響；包覆絕熱膜外罩的傳感器適合極端變化的空間環(huán)境，被動溫控效果好，罩內(nèi)溫度穩(wěn)定，溫度-時間變化平緩。


圖I是本發(fā)明的低頻磁波動分析儀傳感器的示意圖；圖2是本發(fā)明的低頻磁波動分析儀傳感器的線軸、磁芯和探測線圈的示意圖；圖3是本發(fā)明的低頻磁波動分析儀傳感器的線圈套管的示意圖。附圖標(biāo)識I、線軸2、磁芯3、線軸總成件4、通孔5、線圈保護層 6、圓盤形膜塊 7、支架8、絕熱屏蔽罩9、支架通孔 10、正方形膜塊 11、正六面體12、固定架13、線圈套管 14、固定孔15、安裝底面16、安裝面17、固定片18、接地樁螺栓 19、盤形底座20、絕熱膜縫合邊緣21、通孔22、套管端帽 23、端部螺紋24、安裝螺紋25、線圈套管內(nèi)孔26、圓錐段27、安裝孔28、筒形膜塊29、管段30、螺紋孔31、線圈套管中段32、棱邊33、套管本體 34、膜塊縫合邊緣35、探測線圈36、端帽孔37、線軸擋片 38、線軸中段 39、限位環(huán)40、支架桿
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行進一步說明。
本發(fā)明提供了星載磁波動分析儀采用的一種低頻磁波動分析儀傳感器，包括固定架12、磁芯2、線軸I、探測線圈35、線圈套管13、絕熱屏蔽罩8和絕熱罩接地線；所述固定架12由中空的正六面體11和帶有盤形底座19的支架7組成，正六面體11的三對相對平面上各開有三對相互正交的螺紋孔30，所述磁芯2由多層坡莫合金帶迭合成直棒形裝入線軸I孔內(nèi)，所述的線軸I是分為三段的中空管，線軸中段38的兩端設(shè)有線軸擋片37，夕卜表面環(huán)繞有由漆包線繞制的螺線管式的探測線圈35，探測線圈由感應(yīng)線圈和反饋線圈兩部分構(gòu)成，線軸兩端是同軸的中空型管段29部分，其內(nèi)、外徑與線軸中段相同，線軸與磁芯同長，帶有磁芯并繞制好探測線圈及線圈保護層5的線軸總成件3再插到套管本體33中，并由套管端帽22與套管本體端部的安裝螺紋24封裝，其中，套管本體33與線軸長度相同；套管端帽22帶有穿過線軸引線的端帽孔36，套管本體33在正六面體11之外的露出部分是外徑向端部變細(xì)的圓錐段26，線圈套管13整體再旋入并緊固在正六面殼體11上的螺紋 孔30中，并用銷釘將線圈套管固定片17與正六面體11對平面上的同心通孔鎖定；固定架12底部的支架7由正六面殼體一個頂角端伸出，支架7與中空的正六面體11成一體結(jié)構(gòu)，支架底部設(shè)有盤形底座19，盤形底座上設(shè)有安裝孔；所述的絕熱膜外罩8包敷在線圈套管
13和正六面殼體的外面，絕熱膜外罩由多塊裁剪成不同幾何形狀的絕熱膜塊縫制成一體構(gòu)成，每塊絕熱膜塊均由多層專用絕熱膜片與專用隔網(wǎng)相互迭合而成，再用寬度約25毫米的絕緣膠帶對稱地環(huán)繞壓緊的絕熱膜塊邊緣并包裹一圈，最后用絕緣線縫制時在組成絕熱膜外罩的每塊絕熱膜塊之間再沿接縫夾上電絕緣膠帶使絕熱膜塊相互之間均為千伏量級的電絕緣狀態(tài)，絕熱膜塊最外層是導(dǎo)電膜片，對于由正六面殼體伸出的線圈套管部分是由一塊蓋在線圈套管端部的圓盤形膜塊6和一塊卷成筒形膜塊28沿相互重疊的絕熱膜縫合邊緣20縫制一體組合成外套管絕熱膜部分，正六面殼體11的每個表面則由一塊帶有可讓線圈套管穿過的圓孔洞的正方形膜塊10覆蓋，該正方形膜塊10再與對應(yīng)位置的外套管絕熱膜部分縫制成一體的1/6絕熱罩部件，最后再將對應(yīng)正六面殼體一線圈套管的6個1/6絕熱罩部件縫制成一個整體并完全包裹住除支架及接地樁螺栓18之外的整個傳感器結(jié)構(gòu)；此外，在每片多層絕熱膜塊的內(nèi)表面上均鉚接有一根與絕熱膜最外層的導(dǎo)電膜片作電連接的絕熱罩接地線，相鄰絕熱膜塊的絕熱罩接地線相連接，末端的接地線連接到波傳感器專用接地樁螺栓18上，但需使絕熱罩接地線的連接路線即對應(yīng)的系列電連接絕熱膜塊組構(gòu)成開放型的電回路。上述技術(shù)方案中，磁芯2是由相同厚度及一定寬度尺寸的多層坡莫合金片條迭壓形成具有矩形斷面的棒形體，并在成型模內(nèi)壓緊處理成直棒形。上述技術(shù)方案中，線圈套管13包括套管本體33和一個套管端帽22，其中套管端帽22通過套管本體33的端部螺紋23連接，線圈套管13用銷釘通過固定片17與正六面體11固定在一起，套管本體有同軸的圓柱形的線圈套管內(nèi)孔25，線圈套管內(nèi)孔的尺寸與線軸擋片37外徑配合，安裝螺紋與正六面體11上的螺紋孔30相配合，固定片17成偏心圓形并位于套管本體封閉一端緊鄰限位環(huán)39外側(cè)。線軸中段的長度不大于線軸全長的95%。上述技術(shù)方案中，固定片17設(shè)有固定孔14，通過銷釘與安裝面16上開設(shè)并對應(yīng)于固定孔14的鎖定通孔實現(xiàn)線圈套管13與正六面體11間的鎖定。上述技術(shù)方案中，帶有盤形底座19的支架7和接地樁螺栓18均伸出絕熱屏蔽罩8之外。上述技術(shù)方案中，固定架12的支架7部分由正六面殼體11的一個頂角端伸出，并處在與另一個對稱頂角的連線上，與盤形底座19連接的支架桿40部分有支架通孔9，支架底部的盤形底座上設(shè)有安裝孔27。上述技術(shù)方案中，感應(yīng)線圈和反饋線圈四根引線由線軸一端及經(jīng)端帽孔36引出。所述兩道限位環(huán)39是兩個直徑不同的圓環(huán)面，分別位于安裝螺紋24的兩側(cè)，緊鄰固定片17的限位環(huán)直徑比安裝螺紋大O. Omm I. Omm,另一個比安裝螺紋小O. Omm I. 5mm,限位環(huán)39寬度有2. Omm 3. 5mm,與之對應(yīng)的內(nèi)孔限位環(huán)有相同的大小尺寸。低頻磁波動分析儀傳感器主要由九種部件組成，它們是線軸I、磁芯2、探測線圈35、線圈套管13、固定線圈套管的固定架12、絕熱屏蔽罩8和絕熱罩接地線。
圖I為本發(fā)明的低頻磁波動分析儀傳感器的三維視圖，如圖I所示。線軸I、線圈套管13和固定架12均由工程塑料制成，代表三個波分量的三組螺線管形探測線圈35密繞在長徑比為30 I的線軸I上，探測線圈35包括感應(yīng)線圈和反饋線圈，線軸I總長度210毫米，與線軸I長度相同的坡莫合金磁芯2全部插入線軸I的孔內(nèi)，再將繞制好線圈接好引線并在線圈外包裹厚度約I毫米的絕緣材料制成的線圈保護層5最后將線軸總成件3插入并封裝到套管本體33內(nèi)，同時將感應(yīng)線圈和反饋線圈的四根引線由套管端帽22上的端帽孔36引出，端帽孔36直徑3毫米。三根套管均靠其中間段的安裝螺紋24擰進正六面體11上的三對相互正交的螺紋孔30中，并由兩側(cè)的限位環(huán)39及螺紋孔30內(nèi)對應(yīng)位置和尺寸的限位環(huán)來強制對正位置，安裝到位的套管本體靠限位環(huán)39和螺紋孔30內(nèi)對應(yīng)的限位環(huán)可達O. 01毫米量級的配合間隙和小于O. I度的同軸度，正六面體11的尺寸是72毫米X72毫米X 72毫米，安裝螺紋24與螺紋孔30均為M25 X I毫米，并由直徑5毫米的銷釘穿過固定片17上的固定孔14和正六面體11上對應(yīng)的孔將套管本體33鎖定。套管間的相互垂直間距為39毫米。三根套管的對稱中心位于正六面體11的安裝底面15中心垂直向上約78毫米處。正六面體11的一個頂角伸出的支架7的盤形底座19有3個安裝孔27，支架7長48毫米，盤形底座19直徑62毫米。圓錐段26錐度約2度。本發(fā)明的低頻磁波動分析儀傳感器的線軸I、磁芯2和探測線圈35的三維視圖，如圖2所示。線軸I的內(nèi)孔直徑9毫米，外徑12毫米，其繞線段長190毫米，螺線管線圈由直徑O. 12毫米的漆包線繞制，感應(yīng)線圈18500匝，反饋線圈750匝。套管本體33內(nèi)徑14. I毫米、深210毫米，套管本體33底部通孔4孔徑3毫米。本發(fā)明的低頻磁波動分析儀傳感器的線圈套管13的三維視圖，如圖3所示。套管本體33外徑和長度分別為Φ19毫米 Φ22毫米和213毫米。套管本體33的外徑分為3段，長約70毫米的線圈套管中間段31的直徑21毫米，中間段兩側(cè)的安裝螺紋24有10毫米長規(guī)格是M24X0. 75毫米，套管本體33兩側(cè)均有長約70毫米的圓錐段26，圓錐段26外徑從22毫米降到中間段端部的19毫米，端部螺紋23長5毫米、規(guī)格是M22X0. 5毫米；套管端帽22的內(nèi)螺紋、外徑、長度和內(nèi)螺紋孔深分別為M22X0. 75,22毫米、8毫米和5毫米。固定片17尺寸直徑40毫米、厚度2. 5毫米，固定孔14孔徑5毫米。螺紋孔30的尺寸是M24X0. 75毫米，螺紋孔30邊緣寬度不小于7毫米，通過距螺紋孔30壁邊緣約8毫米的固定孔14鎖定。絕熱屏蔽外罩8按傳感器的輪廓與尺度由6個1/6絕熱罩部件縫合成一個整體結(jié)構(gòu)，具有不對稱的六個錐型體絕熱罩部件構(gòu)成的凸出部分使絕熱罩整體的最大尺度達225毫米。
最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參 照實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種低頻磁波動分析儀傳感器，包括中空的正六面體(11)、波傳感器天線和絕熱膜外罩⑶； 所述的正六面體(11)的相對面上對應(yīng)開有三對螺紋孔(30);所述的波傳感器天線為分別穿設(shè)于三對螺紋孔(30)中形成相互正交的三個線圈套管(13)及其中的線軸總成件(3);所述的線軸總成件(3)與所述的線圈套管(13)同軸布置； 其特征在于， 所述的每一根線圈套管(13)上設(shè)有兩道限位環(huán)(39)，該兩道限位環(huán)(39)是兩個直徑不同的圓環(huán)，分別位于線圈套管(13)上兩道安裝螺紋(24)的兩外側(cè)，對應(yīng)地，所述的正六面體(11)的一對螺紋孔(30)內(nèi)分別設(shè)有兩個直徑不同的限位環(huán)，用于使三個線圈套管(13)形成相互垂直正交結(jié)構(gòu)； 所述的絕熱膜外罩(8)由六塊套管絕熱膜和六片正方形正六面體絕熱膜縫制而成，分別包敷在線圈套管(13)和正六面體(11)的外表面； 所述的套管絕熱膜由包覆在套管端帽(22)上的圓盤形膜塊(6)和包覆在套管本體外卷成的筒形膜塊(28)縫制而成； 所述的每塊正方形膜塊(10)對應(yīng)于螺紋孔(30)設(shè)有孔洞。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低頻磁波動分析儀傳感器，其特征在于，所述的低頻磁波動分析儀傳感器還包括帶有盤形底座(19)的支架(7)； 所述的支架(7)沿正六面體(11)的對角線設(shè)置于正六面體(11)的一個頂角端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的低頻磁波動分析儀傳感器，其特征在于，所述的正六面體(11)的每個面上均開設(shè)有梯形斷面的通孔(21)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的低頻磁波動分析儀傳感器，其特征在于，所述的線軸總成件⑶包括由內(nèi)而外同軸布置的磁芯(2)、線軸(I)、探測線圈(35)和線圈保護層(5)，其中，所述的線軸(I)包括線軸中段(38)和位于兩端的管段(29)，所述的探測線圈(35)和線圈保護層(5)套設(shè)于線軸中段(38)上，所述的線軸中段(38)的兩端處分別設(shè)有線軸擋片(37)，所述的磁芯(2)長度與所述的線軸(I)長度相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的低頻磁波動分析儀傳感器，其特征在于，所述的線軸中段(38)的長度小于線軸全長的95%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的低頻磁波動分析儀傳感器，其特征在于，所述的線圈套管(13)包括線圈套管中段(31)和位于兩端的圓錐段(26);所述的圓錐段(26)的外端設(shè)有套管端帽(22)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低頻磁波動分析儀傳感器，其特征在于，所述的套管端帽(22)，用于通過圓錐段(26)外端的端部螺紋(23)固定線軸總成件(3)在所述的套管本體(33)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的低頻磁波動分析儀傳感器，其特征在于，所述的低頻磁波動分析儀傳感器還包括固定片(17)； 所述的固定片(17)，用于將線圈套管(13)和正六面體支架(11)固定在一起。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低頻磁波動分析儀傳感器，其特征在于，所述的限位環(huán)(39)的母線長度為2. Omm 3. 5mm ;所述的位于固定片(17)和安裝螺紋(24)之間的限位環(huán)(39)的直徑比安裝螺紋(24)處的套管直徑大0_ I. Omm ;所述的位于安裝螺紋(24)和圓錐段(26)之間的另一個限位環(huán)(39)的直徑比安裝螺紋(24)處的套管直徑小Omm I. 5_。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的低頻磁波動分析儀傳感器，其特征在于，所述磁芯(2)是多層坡莫合金帶迭合成直棒形的磁芯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低頻磁波動分析儀傳感器，正六面體相對面上對應(yīng)開有三對螺紋孔；波傳感器天線為分別穿設(shè)于三對螺紋孔中形成相互正交的三個線圈套管中的線軸總成件；線軸總成件與線圈套管同軸布置；其特征在于，每根線圈套管上設(shè)有兩道限位環(huán)，兩限位環(huán)是兩個直徑不同的圓環(huán)，分別位于線圈套管兩道安裝螺紋的兩外側(cè)，對應(yīng)地，正六面體的一對螺紋孔內(nèi)分別設(shè)有兩個直徑不同的限位環(huán)，使三個線圈套管形成相互垂直結(jié)構(gòu)；絕熱膜外罩由六塊套管絕熱膜和六片正方形絕熱膜縫制而成，分別包敷在線圈套管和正六面體的外表面；套管絕熱膜由包覆在套管端帽上的圓盤形膜塊和包覆在套管本體外卷成的筒形膜塊縫制而成；每塊正方形膜塊對應(yīng)于螺紋孔設(shè)有孔洞。
文檔編號G01V3/08GK102681016SQ201110058279
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者劉巍, 曹晉濱, 曾力, 王作桂, 董偉 申請人:中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心