一种磁场梯度检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于磁传感器技术领域，尤其涉及一种磁场梯度检测装置。
【背景技术】
[0002] 磁传感器在诸多领域有着广泛的应用：在医疗领域，核磁共振被应用到肿瘤的发 现和治疗；在军事领域，磁传感器更被用于军事目标的发现和探测；航天领域则用于地空 间磁场测量，行星磁场观测等；而在民用领域，磁传感器的应用更为广泛，如机械结构的无 损探测、地下电缆的位置确定等。这些应用，对磁传感器的精度和灵敏度提出了更高的要 求。因此，研制出高灵敏度的磁传感器是非常必要的。
[0003] 为了对磁场的特征进行良好的测量和判定，就需要进行准确的测量，而磁场梯度 作为磁场的重要特征之一，含有非常丰富的信息，通过测量磁场梯度，可以获得磁场的变化 情况。因此，在实际应用中，测量磁场的梯度，有着重要的意义。磁场是一种矢量场，在空间 中沿着各个方向都有磁场存在，因此就需要对磁场沿着各个方向的梯度进行测量，当前还 无法测量三维空间磁场梯度。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明实施例期望提供一种磁场梯度检测装置，至少能解决无法测量 三维空间磁场梯度技术问题。
[0005] 本发明实施例的技术方案是这样实现的：
[0006] 本发明实施例提供了一种磁场梯度检测装置，所述装置包括：
[0007] 磁场梯度检测单元，用于检测三维空间的磁场梯度信息；
[0008] 电力保护单元，用于为所述磁场梯度检测单元提供电力保护；
[0009] 数据采集模块，用于采集所述磁场梯度信息。
[0010] 上述方案中，所述磁场梯度检测单元包括：
[0011] 第一磁场梯度检测子单元，用于检测X轴方向上的第一磁场梯度信息；
[0012] 第二磁场梯度检测子单元，用于检测y轴方向上的第二磁场梯度信息；
[0013] 第三磁场梯度检测子单元，用于检测z轴方向上的第三磁场梯度信息；
[0014] 第四磁场梯度检测子单元，用于检测原点上的第四磁场梯度信息。
[0015] 上述方案中，所述第一磁场梯度检测子单元包括第一三轴探头和第二三轴探头， 所述第一三轴探头和第二三轴探头分别位于X轴的正半轴和负半轴。
[0016] 上述方案中，所述第二磁场梯度检测子单元包括第三三轴探头和第四三轴探头， 所述第三三轴探头和第四三轴探头分别位于y轴的正半轴和负半轴。
[0017] 上述方案中，所述第三磁场梯度检测子单元包括第五三轴探头和第六三轴探头， 所述第五三轴探头和第六三轴探头分别位于z轴的正半轴和负半轴。
[0018] 上述方案中，所述第四磁场梯度检测子单元包括第七三轴探头，所述第七三轴探 头位于原点上。
[0019] 上述方案中，所述第一三轴探头、第二三轴探头、第三三轴探头、第四三轴探头、第 五三轴探头、第六三轴探头和第七三轴探头分别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轴和第二巨磁阻芯片的磁轴垂直。
[0020] 上述方案中，所述第一巨磁阻芯片包括第一磁轴和第二磁轴；所述第一磁轴和第 二磁轴垂直。
[0021] 上述方案中，所述第二巨磁阻芯片包括第三磁轴；所述第三磁轴分别与所述第一 磁轴和第二磁轴垂直。
[0022] 上述方案中，所述电力保护单元包括：
[0023] 稳压子模块，用于稳定输入电压；
[0024] 供电子模块；用于为所述磁场梯度检测单元供电；
[0025] 置位复位子模块，用于对所述磁场梯度检测单元进行置位或复位操作；
[0026] 所述稳压子模块与所述供电子模块连接；所述供电子模块和置位复位子模块分别 与所述磁场梯度检测单元连接。
[0027] 本发明实施例所提供的磁场梯度检测装置，通过分别检测三维空间坐标轴的每个 坐标轴上的磁场梯度，然后根据每个坐标轴上的磁场梯度就可得到三维空间的磁场梯度。
【附图说明】
[0028] 图1为实施例1的一种磁场梯度检测装置的组成结构图；
[0029] 图2为实施例2的稳压子模块的电路图；
[0030] 图3为实施例2的置位复位子模块的电路图；
[0031] 图4为实施例2的供电子模块的电路图；
[0032]图5为实施例2的数据采集模块的电路图；
[0033] 图6为实施例2的巨磁阻芯片的电路图；
[0034] 图7为实施例2的三维骨架的示意图。
[0035] 为了能明确实现本发明的实施例的结构，在图中标注了特定的尺寸、结构和器件， 但这仅为示意需要，并非意图将本发明限定在该特定尺寸、结构、器件和环境中，根据具体 需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或 者修改仍然包括在后附的权利要求的范围中。
【具体实施方式】
[0036] 在以下的描述中，将描述本发明的多个不同的方面，然而，对于本领域内的普通技 术人员而言，可以仅仅利用本发明的一些或者全部结构或者流程来实施本发明。为了解释 的明确性而言，阐述了特定的数目、配置和顺序，但是很明显，在没有这些特定细节的情况 下也可以实施本发明。在其他情况下，为了不混淆本发明，对于一些众所周知的特征将不再 进行详细阐述。
[0037] 实施例1
[0038] 为了解决无法测量三维空间磁场梯度的技术问题，本实施例提供了一种磁场梯度 检测装置，如图1所示，所述装置包括：
[0039] 磁场梯度检测单元101，用于检测三维空间的磁场梯度信息；本实施例的磁场梯 度检测单元101分别检测三维空间坐标轴的每个坐标轴上的磁场梯度；然后根据每个坐标 轴上的磁场梯度得到三维空间的磁场梯度。
[0040] 电力保护单元102,用于为所述磁场梯度检测单元提供电力保护；
[0041] 通常，外接的电源是交流电，而磁场梯度检测单元101属于直流用电器件，因此需 要对接入的交流电进行处理，以满足磁场梯度检测单元101的用电要求。
[0042] 数据采集模块103,用于采集所述磁场梯度信息。磁场梯度检测单元101检测到磁 场梯度信息后，需要将磁场梯度信息采集并保存，以备其他设备使用。如，通过磁场梯度信 息得到全张量G，将全张量G写成矩阵形式如下公式所示：
[0044] 其中，5//、.、5,//、.和5__//y分别表示x轴方向上的磁场沿x轴方向、y轴方向和 Z轴方向上的梯度值；^ 和4",.分别表示y轴方向上的磁场沿X轴方向、y轴 方向和Z轴方向上的梯度值；//__、5和分别表示Z轴方向上的磁场沿X轴方 向、y轴方向和Z轴方向上的梯度值。要获得全张量G的9个值，需要在每个轴上各设置两 个磁场探头，分别测量每个轴的两个磁场值，需要临近的两处磁场值进行差分，然后除以二 者间距即可得到磁场的梯度，两者的距离越近，梯度值越精确。
[0045] 本实施例所述的装置分别检测三维空间坐标轴的每个坐标轴上的磁场梯度，然后 根据每个坐标轴上的磁场梯度就可得到三维空间的磁场梯度。
[0046] 为了得到三维空间的磁场梯度，首先需要分别获得三维空间坐标轴的x轴、y轴和 z轴上的磁场梯度信息。所以，所述磁场梯度检测单元101具体包括：
[0047] 第一磁场梯度检测子单元，用于检测x轴方向上的第一磁场梯度信息；第二磁场 梯度检测子单元，用于检测y轴方向上的第二磁场梯度信息；第三磁场梯度检测子单元，用 于检测z轴方向上的第三磁场梯度信息；第四磁场梯度检测子单元，用于检测原点上的第 四磁场梯度信息。这样，基于三维空间坐标轴就得到了三维空间磁场梯度信息。为了得到三 维空间的磁场梯度，至少需要测量三维空间某一方向上的两个点上的磁场梯度信息。本实 施例分别在x轴、y轴和z轴的正负半轴上设置检测点，以此得到每个轴上的磁场梯度，并最 终得到三维空间磁场梯度。具体的，所述第一磁场梯度检测子单元包括第一三轴探头和第 二三轴探头，所述第一三轴探头和第二三轴探头分别位于x轴的正半轴和负半轴；所述第 二磁场梯度检测子单元包括第三三轴探头和第四三轴探头，所述第三三轴探头和第四三轴 探头分别位于y轴的正半轴和负半轴；所述第三磁场梯度检测子单元包括第五三轴探头和 第六三轴探头，所述第五三轴探头和第六三轴探头分别位于Z轴的正半轴和负半轴。为了 对X轴、y轴和z轴上检测到的磁场梯度信息进行标记，还需要在空间坐标轴的原点设置检 测点，即所述第四磁场梯度检测子单元包括第七三轴探头，所述第七三轴探头位于原点上。
[0048] 上述的七个三轴探头能够测量三轴探头所在位置的三个方向上的磁场梯度，为了 便于将检测到的三维空间磁场梯度应用到其他数据处理或设备，本实施例的每个三维探头 采用相同的部件。具体的，所述第一三轴探头、第二三轴探头、第三三轴探头、第四三轴探 头、第五三轴探头、第六三轴探头和第七三轴探头分别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轴和第二巨磁阻芯片的磁轴垂直。本实施例的所述第一巨 磁阻芯片包括第一磁轴和第二磁轴；所述第一磁轴和第二磁轴垂直；所述第二巨磁阻芯片 包括第三磁轴；所述第三磁轴分别与所述第一磁轴和第二磁轴垂直，从而能够测量三维空 间磁场梯度。
[0049] 此外，为了保证磁场梯度检测单元101的正常工作，还需要对磁场梯度检测单元 101的供电进行处理，本实施例的所述电力保护单元102包括：稳压子模块，用于稳定输入 电压；供电子模块；用于为所述磁场梯度检测单元供电；置位复位子模块，用于对所述磁场 梯度检测单元进行置位或复位操作；所述稳压子模块与所述供电子模块连接；所述供电子 模块和置位复位子模块分别与所述磁场梯度检