一種磁場(chǎng)梯度檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于磁傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種磁場(chǎng)梯度檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 磁傳感器在諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用：在醫(yī)療領(lǐng)域，核磁共振被應(yīng)用到腫瘤的發(fā) 現(xiàn)和治療；在軍事領(lǐng)域，磁傳感器更被用于軍事目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)和探測(cè)；航天領(lǐng)域則用于地空 間磁場(chǎng)測(cè)量，行星磁場(chǎng)觀測(cè)等；而在民用領(lǐng)域，磁傳感器的應(yīng)用更為廣泛，如機(jī)械結(jié)構(gòu)的無 損探測(cè)、地下電纜的位置確定等。這些應(yīng)用，對(duì)磁傳感器的精度和靈敏度提出了更高的要 求。因此，研制出高靈敏度的磁傳感器是非常必要的。
[0003] 為了對(duì)磁場(chǎng)的特征進(jìn)行良好的測(cè)量和判定，就需要進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，而磁場(chǎng)梯度 作為磁場(chǎng)的重要特征之一，含有非常豐富的信息，通過測(cè)量磁場(chǎng)梯度，可以獲得磁場(chǎng)的變化 情況。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，測(cè)量磁場(chǎng)的梯度，有著重要的意義。磁場(chǎng)是一種矢量場(chǎng)，在空間 中沿著各個(gè)方向都有磁場(chǎng)存在，因此就需要對(duì)磁場(chǎng)沿著各個(gè)方向的梯度進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)前還 無法測(cè)量三維空間磁場(chǎng)梯度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例期望提供一種磁場(chǎng)梯度檢測(cè)裝置，至少能解決無法測(cè)量 三維空間磁場(chǎng)梯度技術(shù)問題。
[0005] 本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種磁場(chǎng)梯度檢測(cè)裝置，所述裝置包括：
[0007] 磁場(chǎng)梯度檢測(cè)單元，用于檢測(cè)三維空間的磁場(chǎng)梯度信息；
[0008] 電力保護(hù)單元，用于為所述磁場(chǎng)梯度檢測(cè)單元提供電力保護(hù)；
[0009] 數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集所述磁場(chǎng)梯度信息。
[0010] 上述方案中，所述磁場(chǎng)梯度檢測(cè)單元包括：
[0011] 第一磁場(chǎng)梯度檢測(cè)子單元，用于檢測(cè)X軸方向上的第一磁場(chǎng)梯度信息；
[0012] 第二磁場(chǎng)梯度檢測(cè)子單元，用于檢測(cè)y軸方向上的第二磁場(chǎng)梯度信息；
[0013] 第三磁場(chǎng)梯度檢測(cè)子單元，用于檢測(cè)z軸方向上的第三磁場(chǎng)梯度信息；
[0014] 第四磁場(chǎng)梯度檢測(cè)子單元，用于檢測(cè)原點(diǎn)上的第四磁場(chǎng)梯度信息。
[0015] 上述方案中，所述第一磁場(chǎng)梯度檢測(cè)子單元包括第一三軸探頭和第二三軸探頭， 所述第一三軸探頭和第二三軸探頭分別位于X軸的正半軸和負(fù)半軸。
[0016] 上述方案中，所述第二磁場(chǎng)梯度檢測(cè)子單元包括第三三軸探頭和第四三軸探頭， 所述第三三軸探頭和第四三軸探頭分別位于y軸的正半軸和負(fù)半軸。
[0017] 上述方案中，所述第三磁場(chǎng)梯度檢測(cè)子單元包括第五三軸探頭和第六三軸探頭， 所述第五三軸探頭和第六三軸探頭分別位于z軸的正半軸和負(fù)半軸。
[0018] 上述方案中，所述第四磁場(chǎng)梯度檢測(cè)子單元包括第七三軸探頭，所述第七三軸探 頭位于原點(diǎn)上。
[0019] 上述方案中，所述第一三軸探頭、第二三軸探頭、第三三軸探頭、第四三軸探頭、第 五三軸探頭、第六三軸探頭和第七三軸探頭分別包括第一巨磁阻芯片和第二巨磁阻芯片； 所述第一巨磁阻芯片的磁軸和第二巨磁阻芯片的磁軸垂直。
[0020] 上述方案中，所述第一巨磁阻芯片包括第一磁軸和第二磁軸；所述第一磁軸和第 二磁軸垂直。
[0021] 上述方案中，所述第二巨磁阻芯片包括第三磁軸；所述第三磁軸分別與所述第一 磁軸和第二磁軸垂直。
[0022] 上述方案中，所述電力保護(hù)單元包括：
[0023] 穩(wěn)壓子模塊，用于穩(wěn)定輸入電壓；
[0024] 供電子模塊；用于為所述磁場(chǎng)梯度檢測(cè)單元供電；
[0025] 置位復(fù)位子模塊，用于對(duì)所述磁場(chǎng)梯度檢測(cè)單元進(jìn)行置位或復(fù)位操作；
[0026] 所述穩(wěn)壓子模塊與所述供電子模塊連接；所述供電子模塊和置位復(fù)位子模塊分別 與所述磁場(chǎng)梯度檢測(cè)單元連接。
[0027] 本發(fā)明實(shí)施例所提供的磁場(chǎng)梯度檢測(cè)裝置，通過分別檢測(cè)三維空間坐標(biāo)軸的每個(gè) 坐標(biāo)軸上的磁場(chǎng)梯度，然后根據(jù)每個(gè)坐標(biāo)軸上的磁場(chǎng)梯度就可得到三維空間的磁場(chǎng)梯度。
【附圖說明】
[0028] 圖1為實(shí)施例1的一種磁場(chǎng)梯度檢測(cè)裝置的組成結(jié)構(gòu)圖；
[0029] 圖2為實(shí)施例2的穩(wěn)壓子模塊的電路圖；
[0030] 圖3為實(shí)施例2的置位復(fù)位子模塊的電路圖；
[0031] 圖4為實(shí)施例2的供電子模塊的電路圖；
[0032]圖5為實(shí)施例2的數(shù)據(jù)采集模塊的電路圖；
[0033] 圖6為實(shí)施例2的巨磁阻芯片的電路圖；
[0034] 圖7為實(shí)施例2的三維骨架的示意圖。
[0035] 為了能明確實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，在圖中標(biāo)注了特定的尺寸、結(jié)構(gòu)和器件， 但這僅為示意需要，并非意圖將本發(fā)明限定在該特定尺寸、結(jié)構(gòu)、器件和環(huán)境中，根據(jù)具體 需要，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以將這些器件和環(huán)境進(jìn)行調(diào)整或者修改，所進(jìn)行的調(diào)整或 者修改仍然包括在后附的權(quán)利要求的范圍中。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 在以下的描述中，將描述本發(fā)明的多個(gè)不同的方面，然而，對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技 術(shù)人員而言，可以僅僅利用本發(fā)明的一些或者全部結(jié)構(gòu)或者流程來實(shí)施本發(fā)明。為了解釋 的明確性而言，闡述了特定的數(shù)目、配置和順序，但是很明顯，在沒有這些特定細(xì)節(jié)的情況 下也可以實(shí)施本發(fā)明。在其他情況下，為了不混淆本發(fā)明，對(duì)于一些眾所周知的特征將不再 進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[0037] 實(shí)施例1
[0038] 為了解決無法測(cè)量三維空間磁場(chǎng)梯度的技術(shù)問題，本實(shí)施例提供了一種磁場(chǎng)梯度 檢測(cè)裝置，如圖1所示，所述裝置包括：
[0039] 磁場(chǎng)梯度檢測(cè)單元101，用于檢測(cè)三維空間的磁場(chǎng)梯度信息；本實(shí)施例的磁場(chǎng)梯 度檢測(cè)單元101分別檢測(cè)三維空間坐標(biāo)軸的每個(gè)坐標(biāo)軸上的磁場(chǎng)梯度；然后根據(jù)每個(gè)坐標(biāo) 軸上的磁場(chǎng)梯度得到三維空間的磁場(chǎng)梯度。
[0040] 電力保護(hù)單元102,用于為所述磁場(chǎng)梯度檢測(cè)單元提供電力保護(hù)；
[0041] 通常，外接的電源是交流電，而磁場(chǎng)梯度檢測(cè)單元101屬于直流用電器件，因此需 要對(duì)接入的交流電進(jìn)行處理，以滿足磁場(chǎng)梯度檢測(cè)單元101的用電要求。
[0042] 數(shù)據(jù)采集模塊103,用于采集所述磁場(chǎng)梯度信息。磁場(chǎng)梯度檢測(cè)單元101檢測(cè)到磁 場(chǎng)梯度信息后，需要將磁場(chǎng)梯度信息采集并保存，以備其他設(shè)備使用。如，通過磁場(chǎng)梯度信 息得到全張量G，將全張量G寫成矩陣形式如下公式所示：
[0044] 其中，5//、.、5,//、.和5__//y分別表示x軸方向上的磁場(chǎng)沿x軸方向、y軸方向和 Z軸方向上的梯度值；^ 和4",.分別表示y軸方向上的磁場(chǎng)沿X軸方向、y軸 方向和Z軸方向上的梯度值；//__、5和分別表示Z軸方向上的磁場(chǎng)沿X軸方 向、y軸方向和Z軸方向上的梯度值。要獲得全張量G的9個(gè)值，需要在每個(gè)軸上各設(shè)置兩 個(gè)磁場(chǎng)探頭，分別測(cè)量每個(gè)軸的兩個(gè)磁場(chǎng)值，需要臨近的兩處磁場(chǎng)值進(jìn)行差分，然后除以二 者間距即可得到磁場(chǎng)的梯度，兩者的距離越近，梯度值越精確。
[0045] 本實(shí)施例所述的裝置分別檢測(cè)三維空間坐標(biāo)軸的每個(gè)坐標(biāo)軸上的磁場(chǎng)梯度，然后 根據(jù)每個(gè)坐標(biāo)軸上的磁場(chǎng)梯度就可得到三維空間的磁場(chǎng)梯度。
[0046] 為了得到三維空間的磁場(chǎng)梯度，首先需要分別獲得三維空間坐標(biāo)軸的x軸、y軸和 z軸上的磁場(chǎng)梯度信息。所以，所述磁場(chǎng)梯度檢測(cè)單元101具體包括：
[0047] 第一磁場(chǎng)梯度檢測(cè)子單元，用于檢測(cè)x軸方向上的第一磁場(chǎng)梯度信息；第二磁場(chǎng) 梯度檢測(cè)子單元，用于檢測(cè)y軸方向上的第二磁場(chǎng)梯度信息；第三磁場(chǎng)梯度檢測(cè)子單元，用 于檢測(cè)z軸方向上的第三磁場(chǎng)梯度信息；第四磁場(chǎng)梯度檢測(cè)子單元，用于檢測(cè)原點(diǎn)上的第 四磁場(chǎng)梯度信息。這樣，基于三維空間坐標(biāo)軸就得到了三維空間磁場(chǎng)梯度信息。為了得到三 維空間的磁場(chǎng)梯度，至少需要測(cè)量三維空間某一方向上的兩個(gè)點(diǎn)上的磁場(chǎng)梯度信息。本實(shí) 施例分別在x軸、y軸和z軸的正負(fù)半軸上設(shè)置檢測(cè)點(diǎn)，以此得到每個(gè)軸上的磁場(chǎng)梯度，并最 終得到三維空間磁場(chǎng)梯度。具體的，所述第一磁場(chǎng)梯度檢測(cè)子單元包括第一三軸探頭和第 二三軸探頭，所述第一三軸探頭和第二三軸探頭分別位于x軸的正半軸和負(fù)半軸；所述第 二磁場(chǎng)梯度檢測(cè)子單元包括第三三軸探頭和第四三軸探頭，所述第三三軸探頭和第四三軸 探頭分別位于y軸的正半軸和負(fù)半軸；所述第三磁場(chǎng)梯度檢測(cè)子單元包括第五三軸探頭和 第六三軸探頭，所述第五三軸探頭和第六三軸探頭分別位于Z軸的正半軸和負(fù)半軸。為了 對(duì)X軸、y軸和z軸上檢測(cè)到的磁場(chǎng)梯度信息進(jìn)行標(biāo)記，還需要在空間坐標(biāo)軸的原點(diǎn)設(shè)置檢 測(cè)點(diǎn)，即所述第四磁場(chǎng)梯度檢測(cè)子單元包括第七三軸探頭，所述第七三軸探頭位于原點(diǎn)上。
[0048] 上述的七個(gè)三軸探頭能夠測(cè)量三軸探頭所在位置的三個(gè)方向上的磁場(chǎng)梯度，為了 便于將檢測(cè)到的三維空間磁場(chǎng)梯度應(yīng)用到其他數(shù)據(jù)處理或設(shè)備，本實(shí)施例的每個(gè)三維探頭 采用相同的部件。具體的，所述第一三軸探頭、第二三軸探頭、第三三軸探頭、第四三軸探 頭、第五三軸探頭、第六三軸探頭和第七三軸探頭分別包括第一巨磁阻芯片和第二巨磁阻 芯片；所述第一巨磁阻芯片的磁軸和第二巨磁阻芯片的磁軸垂直。本實(shí)施例的所述第一巨 磁阻芯片包括第一磁軸和第二磁軸；所述第一磁軸和第二磁軸垂直；所述第二巨磁阻芯片 包括第三磁軸；所述第三磁軸分別與所述第一磁軸和第二磁軸垂直，從而能夠測(cè)量三維空 間磁場(chǎng)梯度。
[0049] 此外，為了保證磁場(chǎng)梯度檢測(cè)單元101的正常工作，還需要對(duì)磁場(chǎng)梯度檢測(cè)單元 101的供電進(jìn)行處理，本實(shí)施例的所述電力保護(hù)單元102包括：穩(wěn)壓子模塊，用于穩(wěn)定輸入 電壓；供電子模塊；用于為所述磁場(chǎng)梯度檢測(cè)單元供電；置位復(fù)位子模塊，用于對(duì)所述磁場(chǎng) 梯度檢測(cè)單元進(jìn)行置位或復(fù)位操作；所述穩(wěn)壓子模塊與所述供電子模塊連接；所述供電子 模塊和置位復(fù)位子模塊分別與所述磁場(chǎng)梯度檢