一种纳米晶软磁传感器加工方法与流程

1.本发明涉及一种纳米晶软磁传感器加工方法。


背景技术：

2.目前市场霍尔电流传感器，大多采用硅刚片，铁铝合金片，镍合金片，由于这些材料特性影响，要么力磁大、磁导率低、要么有一定初始磁导，但受制于bs值和最大磁导，所以现有霍尔电磁传感器中，高响应度高灵敏度传感器缺乏，也使得一些高端需求呈现空白现象。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明提供了一种纳米晶软磁传感器加工方法。
4.本发明通过以下技术方案得以实现。
5.本发明提供的一种纳米晶软磁传感器加工方法，其具体步骤为：
6.1使用成分为：fe为83.5～85.5wt％，si为7～9wt％，b为1.4～2.1wt％，cu为1.2～1.5wt％，p为0.1～0.7wt％，nb为2.5～4wt％，v为1～2wt％的配料，在高温炉中加热后熔炼，在将熔炼融态的合金喷射到高速旋转的铜辊上，制成非晶合金的铁基纳米晶带材；
7.2筛选均衡的铁基纳米晶带材，制作为磁芯的形状尺寸，并将其放入高温炉中晶化退火，得到高磁导性的磁芯；
8.3在磁芯上绕制线包并接好引线；
9.4放入集成电器中完成制作。
10.所述晶化的具体步骤为：
11.2.1将铁基纳米晶带材放入高温炉中，并通入氩气作为保护气体；
12.2.2在温度390～430℃下，恒温30～50min；
13.2.3在降温速率为100℃/min速率下降温至200～260℃温度后冷却至室温。
14.所述磁芯上绕制线包的方法为：将磁芯划分为第一绕制区域和第二绕制区域，所述第一绕制区域和所述第二绕制区域首尾相接，所述第一绕制区域的一端设有第一信号极点，所述第二绕制区域的一端设有第二信号极点；
15.使用多芯绝缘导线或漆包线自第一信号极点向第一绕制区域的另一端均匀缠绕一定的圈数，然后以相同的绕制圈数自第一绕制区域的另一端绕回至第一绕制区域的一端；
16.将所述第一绕制区域一端的所述多芯绝缘导线或漆包线自第二绕制区域的一端向第二绕制区域的另一端均匀缠绕一定的圈数，然后以相同的绕制圈数自第二绕制区域的另一端绕回至所述第二信号极点。
17.所述第一信号极点和所述第二信号极点外接绝缘屏蔽双绞线，其中：线圈套接在变压器或母线接地线上，耦合生成的行波信号由于所述第一信号极点和第二信号极点输出。
18.所述多芯绝缘导线或漆包线在所述第一绕制区域和在所述第二绕制区域上缠绕匝数的总和为4的倍数。
19.所述多芯绝缘导线或漆包线的直径取值在0.5mm
‑
1.5mm之间。
20.所述行波传感器的磁芯的使用频率大于500千赫。
21.本发明的有益效果在于：满足了高的初始磁导辛同又减少励磁电流，并且有很强的工作磁密，减少了外界杂散磁场的干扰，同时增加了传感器的磁增益系数，使得传感器输出的灵敏度得到了很大的提高，而且使得测量精度得以大大提高。
具体实施方式
22.下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
23.一种纳米晶软磁传感器加工方法，其具体步骤为：
24.1使用成分为：fe为83.5～85.5wt％，si为7～9wt％，b为1.4～2.1wt％，cu为1.2～1.5wt％，p为0.1～0.7wt％，nb为2.5～4wt％，v为1～2wt％的配料，在高温炉中加热后熔炼，在将熔炼融态的合金喷射到高速旋转的铜辊上，制成非晶合金的铁基纳米晶带材；
25.2筛选均衡的铁基纳米晶带材，制作为磁芯的形状尺寸，并将其放入高温炉中晶化退火，得到高磁导性的磁芯；
26.3在磁芯上绕制线包并接好引线；
27.4放入集成电器中完成制作。
28.所述晶化的具体步骤为：
29.2.1将铁基纳米晶带材放入高温炉中，并通入氩气作为保护气体；
30.2.2在温度390～430℃下，恒温30～50min；
31.2.3在降温速率为:90～120℃/min速率下降温至200～260℃温度后冷却至室温。
32.所述磁芯上绕制线包的方法为：将磁芯划分为第一绕制区域和第二绕制区域，所述第一绕制区域和所述第二绕制区域首尾相接，所述第一绕制区域的一端设有第一信号极点，所述第二绕制区域的一端设有第二信号极点；
33.使用多芯绝缘导线或漆包线自第一信号极点向第一绕制区域的另一端均匀缠绕一定的圈数，然后以相同的绕制圈数自第一绕制区域的另一端绕回至第一绕制区域的一端；
34.将所述第一绕制区域一端的所述多芯绝缘导线或漆包线自第二绕制区域的一端向第二绕制区域的另一端均匀缠绕一定的圈数，然后以相同的绕制圈数自第二绕制区域的另一端绕回至所述第二信号极点。
35.所述第一信号极点和所述第二信号极点外接绝缘屏蔽双绞线，其中：线圈套接在变压器或母线接地线上，耦合生成的行波信号由于所述第一信号极点和第二信号极点输出。
36.所述多芯绝缘导线或漆包线在所述第一绕制区域和在所述第二绕制区域上缠绕匝数的总和为4的倍数。
37.所述多芯绝缘导线或漆包线的直径取值在0.5mm
‑
1.5mm之间。
38.所述行波传感器的磁芯的使用频率大于500千赫。
39.实施例1：fe78b13si9母合金，在辊以40m/s的线速度旋转下快淬得到厚30微米的
同成分的非晶合金。在8
×
10
‑
5torr真空下退火，升降温速度为120℃/s左右。在390℃退火60分钟，得到的晶体经x
‑
射线衍射和电镜观察为纳米晶体，晶粒尺寸为25纳米。
40.实施例2：fe78b13si9母合金，在辊以40m/s的线速度旋转下快淬得到厚30微米地同成分的非晶合金。在2
×
10
‑
5torr真空下退火，升降温速度为100℃/s左右。在400℃退火50分钟，得到的晶体经x
‑
射线衍射和电镜观察为纳米晶体，晶粒尺寸为30纳米。
41.实施例3：fe75zr5b20母合金，在辊以40m/s的线速度旋转下快淬得到厚35微米的同成分的非晶合金。在6
×
10
‑
5torr真空下退火，升温速率为80℃/s左右。降温速度100℃/s。在420℃下退火58分钟，得到的晶体经x
‑
射线衍射和电镜观察为纳米晶体，晶粒尺寸为25纳米。
42.实施例4，将磁性制作为圆环状，第一绕制区域和第二绕制区域分别为两个半圆环，首尾相连。其中：对行波传感的磁芯进行区域划分的作用是，在磁芯的不同区域进行线圈绕制，以实现行波传感的抗差模干扰。第一信号极点a为设置在第一绕制区域上的焊盘，第二信号极点b为设置在第二绕制区域位置上的焊盘，使用线圈，也就是多芯绝缘导线或漆包线自第一信号极点a向第一绕制区域的一端均匀缠绕5圈，然后自第一绕制区域的另一端返回至第一绕制区域的一端缠绕的圈数为5圈；紧接着，将多芯绝缘导线或漆包线绕到第二绕制区域上，自第二绕制区域的一端向第二绕制区域的另一端均匀缠绕5圈，然后自第二绕制区域的另一端绕回至第二信号极点b。也就是说，在每个绕制区域上绕制的圈数均为10圈，整个磁芯仅需绕制20圈就可以满足需求。以较少的圈数实现线圈的功能基于磁芯使用上述铁氧体材料，在绕制20圈的情况下即可满足所需线圈电感值。此种缠绕方式，具有更好的抗差模干扰效果。