一种电容式磁场探测器的制作方法

本发明涉及磁场探测领域，具体涉及一种电容式磁场探测器。

背景技术：

随着技术进步，磁场的应用越来越广泛，在矿藏探测、地震预测、医疗成像、电气工程等领域具有重要的应用。对磁场进行精确测量具有的重要意义。传统的磁场探测方法有电磁感应法、霍尔效应法、磁阻效应法等。探索其他原理的磁场探测方法，提高磁场探测的灵敏度，拓展磁场探测器的应用场合，对磁场的应用具有重要的意义。

技术实现要素：

为解决以上问题，本发明提供了一种电容式磁场探测器，该电容式磁场探测器包括衬底、第一导电层、第一绝缘层、磁致伸缩材料层、第二绝缘层、第二导电层；衬底为绝缘材料，第一导电层置于衬底上，第一绝缘层置于第一导电层上，磁致伸缩材料层置于第一绝缘层上，第二绝缘层置于磁致伸缩材料层上，第二导电层置于第二绝缘层上；应用时，在待测磁场作用下，磁致伸缩材料层伸长，改变了第一导电层与第二导电层之间的电容，通过测量该电容的变化实现磁场的探测。

更进一步地，第一导电层与第二导电层平行。

更进一步地，第二绝缘材料为柔性绝缘材料。

更进一步地，第二导电层为柔性导电材料。

更进一步地，磁致伸缩材料层的厚度不均匀。

更进一步地，磁致伸缩材料层的一面为斜面。

更进一步地，磁致伸缩材料层为镍合金、铁基合金、铁氧体材料、tedyfe材料。

更进一步地，第一绝缘层、第二绝缘层和磁致伸缩材料层的长度小于第一导电层和第二导电层的长度。

更进一步地，磁致伸缩材料层的磁致伸缩方向和第一导电部与第二导电部的连线方向的夹角大于10度、小于80度。

更进一步地，第一导电层的材料为金、铜或铝。

本发明的有益效果：本发明提供了一种电容式磁场探测器，第一导电层置于衬底上，第一绝缘层置于第一导电层上，磁致伸缩材料层置于第一绝缘层上，第二绝缘层置于磁致伸缩材料层上，第二导电层置于第二绝缘层上；应用时，在待测磁场作用下，磁致伸缩材料层伸长，改变了第一导电层与第二导电层之间的电容，通过测量该电容的变化实现磁场的探测。因为电容器的电容对两极板之间的距离或两极板之间的介质分布非常敏感，所以本发明具有磁场探测灵敏度高的优点。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是电容式磁场探测器的示意图。

图2是又一种电容式磁场探测器的示意图。

图3是再一种电容式磁场探测器的示意图。

图中：1、衬底；2、第一导电层；3、第一绝缘层；4、磁致伸缩材料层；5、第二绝缘层、6、第二导电层。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1

本发明提供了一种电容式磁场探测器。如图1所示，该电容式磁场探测器包括衬底1、第一导电层2、第一绝缘层3、磁致伸缩材料层4、第二绝缘层5、第二导电层6。衬底1为绝缘材料。特别地，衬底1为二氧化硅材料。第一导电层2置于衬底1上。第一导电层2的材料为金、铜或铝。第一绝缘层3置于第一导电层2上。第一绝缘层3可以为柔性绝缘材料，也可以为非柔性绝缘材料。优选地，第一绝缘层3为柔性绝缘材料，第一绝缘层3的材料为纤维或有机聚合物。磁致伸缩材料层4置于第一绝缘层3上。磁致伸缩材料层4为镍合金、铁基合金、铁氧体材料、tedyfe材料。特别地，磁致伸缩材料层4可以为铁镓或铁硅硼材料。第二绝缘层5置于磁致伸缩材料层4上。第二导电层6置于第二绝缘层5上。

应用时，在待测磁场作用下，磁致伸缩材料层伸6长，改变了第一导电层2与第二导电层6之间的距离或其间介质分布，从而改变了第一导电层2与第二导电层6之间的电容，通过测量该电容的变化实现磁场的探测。因为电容器的电容对两极板之间的距离或两极板之间的介质分布非常敏感，所以本发明具有磁场探测灵敏度高的优点。

更进一步地，第一导电层2和第二导电层6为平板形，第一导电层2与第二导电层6平行。在正常无磁场情况下，形成平行板电容器。

更进一步地，第二绝缘层5为柔性绝缘材料。第二导电层6为柔性导电材料。第二绝缘层5的材料为纤维或有机聚合物。第二导电层6的材料为金属薄膜、石墨烯、碳纳米管。当第二绝缘层5和第二导电层6均为柔性时，便于磁致伸缩材料层4形貌变化时，更容易地改变第二导电层6的形貌或改变第一导电层2与第二导电层6之间的介质分布，从而更多地改变第一导电层2与第二导电层6之间的电容，提高磁场探测的灵敏度。

实施例2

在实施例1的基础上，磁致伸缩材料层4的厚度不均匀。这样一来，当磁致伸缩材料层4在磁场的作用下伸长时，磁致伸缩材料层4的不均匀性将进一步被扩大，更多地改变第一导电层2与第二导电层6之间的介质分布，更多地改变第一导电层2与第二导电层6之间的电容，提高磁场探测的灵敏度。

更进一步地，如图2所示，磁致伸缩材料层4的一面为斜面，另一面为平面。由于第一导电层2和第二导电层6在无磁场时是平行的，所以第一绝缘层3和第二绝缘层5需要相应的厚度设置，局部变薄或变厚，以保证第一导电层2和第二导电层6平行。本实施例中，也就是说，磁致伸缩材料层4的厚度逐渐变化，在某个侧面薄、在某个侧面厚。这样一来，当磁致伸缩材料层4在磁场的作用下伸长时，厚的地方将伸长更多，薄的地方将伸长较少。从而导致第二导电层6发生倾斜，导致第二导电层6中的电荷更多地集中在聚集第一导电层2近的地方，这样减小了第一导电层2和第二导电层6对电容的有效面积，除第一导电层2和第二导电层6之间的距离对电容带来的变化外，更进一步减小了第一导电层2和第二导电层6之间的电容，提高了磁场探测的灵敏度。

此外，磁致伸缩材料层4还可以为束腰形，束腰形的轴线与第一导电层2和第二导电层6的连线方向平行。这样一来，当磁致伸缩材料层4伸长时，轴线附近的磁致伸缩材料层4伸长更多，导致第二导电层6中间凸起，改变电荷在第二导电层6中的分布，改变第一导电层2和第二导电层6之间的电容。

实施例3

在实施例1的基础上，如图3所示，第一绝缘层3、第二绝缘层5和磁致伸缩材料层4的长度小于第一导电层2和第二导电层6的长度。第一绝缘层3、第二绝缘层5、磁致伸缩材料层4的长度可以相同。磁致伸缩材料层4的磁致伸缩方向和第一导电部2与第二导电部6的连线方向的夹角大于10度、小于80度。也就是说，磁致伸缩材料层4的磁致伸缩方向部与电容器极板连线的方向具有夹角、磁致伸缩方向为倾斜方向。当磁致伸缩材料层4在磁场的作用下伸长时，磁致伸缩材料层4不仅沿两极板的连线方向伸长，而且沿垂直于两极板的连线方向也伸长，这样一来，加剧了电容的变化，提高了磁场探测的灵敏度。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。