本發(fā)明屬于電磁屏蔽技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種屏蔽電場(chǎng)的磁場(chǎng)探針。

背景技術(shù)：

線圈在變化的磁場(chǎng)中可以感應(yīng)出電壓，因此我們可以利用線圈測(cè)量空間中的磁場(chǎng)。pcb線圈可用來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)。

電場(chǎng)屏蔽可利用法拉第籠實(shí)現(xiàn)：將需屏蔽元件包圍在法拉第籠中，同時(shí)法拉第籠良好接地，籠上電位與地相同而不隨電場(chǎng)干擾變化，以此達(dá)到屏蔽電場(chǎng)的目的。

磁場(chǎng)屏蔽可利用渦流消耗實(shí)現(xiàn)：變化的磁場(chǎng)在屏蔽殼上感應(yīng)出渦流，渦流以熱量的形式損耗掉，進(jìn)而損耗了磁場(chǎng)能量，以此達(dá)到屏蔽磁場(chǎng)的目的。

在測(cè)量磁場(chǎng)時(shí)，線圈容易受到電場(chǎng)的干擾，即電場(chǎng)通過(guò)耦合電容在線圈中感應(yīng)出電壓，進(jìn)而影響磁場(chǎng)測(cè)量。因此，在利用線圈測(cè)量空間中的磁場(chǎng)時(shí)，需要對(duì)電場(chǎng)進(jìn)行屏蔽。通常情況下，電場(chǎng)可以通過(guò)法拉第籠進(jìn)行有效的屏蔽；但是在法拉第籠屏蔽電場(chǎng)的同時(shí)，變化的磁場(chǎng)會(huì)在籠上產(chǎn)生感應(yīng)渦流，進(jìn)而屏蔽掉部分磁場(chǎng)，尤其是高頻磁場(chǎng)，進(jìn)而影響了磁場(chǎng)的測(cè)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種屏蔽電場(chǎng)的磁場(chǎng)探針，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中磁場(chǎng)探針在屏蔽電場(chǎng)時(shí)會(huì)影響磁場(chǎng)測(cè)量的問(wèn)題。

本發(fā)明提供了一種屏蔽電場(chǎng)的磁場(chǎng)探針，包括：從外到內(nèi)依次設(shè)置的絕緣殼、屏蔽盒和pcb線圈，所述屏蔽盒為封閉的銅盒結(jié)構(gòu)，且在所述銅盒上均勻設(shè)置有多道細(xì)密的槽使得所述銅盒由多條銅條構(gòu)成，任意不同銅條上的兩點(diǎn)之間都是連通的，且兩點(diǎn)之間不能形成環(huán)路。

更進(jìn)一步地，還包括：pcb線圈的信號(hào)線和屏蔽盒的接地線；pcb線圈的信號(hào)線從線圈頭尾兩端引出，屏蔽盒的接地線與pcb線圈信號(hào)線一起引出屏蔽盒和絕緣殼，并在外部接地。

更進(jìn)一步地，相鄰兩個(gè)銅條之間的間隙小于等于2mm。

更進(jìn)一步地，在所述絕緣殼和所述pcb線圈之間填充有硅橡膠；所述硅橡膠用于將屏蔽盒、pcb線圈以及信號(hào)線和接地線引出之前的部分進(jìn)行包裹，實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)固定和絕緣。

更進(jìn)一步地，絕緣殼可以為由6塊環(huán)氧板拼接成長(zhǎng)方體盒結(jié)構(gòu)。

通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于銅盒上所開(kāi)的槽將銅盒切割成沒(méi)有環(huán)路但整體相連的形狀，沒(méi)有環(huán)路即阻斷了渦流產(chǎn)生的通道，能夠取得避免屏蔽磁場(chǎng)的有益效果。

附圖說(shuō)明

圖1是絕緣殼的結(jié)構(gòu)示意圖。為了方便展示，圖中僅顯示了5塊環(huán)氧板。

圖2是屏蔽盒的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各銅條互相連通，但僅通過(guò)一點(diǎn)連通，各銅條的端點(diǎn)和邊緣不能接觸。

圖3是屏蔽盒另一種形式的示意圖。相對(duì)于圖2所示的屏蔽盒，圖3的上側(cè)銅條由左右方向改變?yōu)榍昂蠓较颉?/p>

圖4是屏蔽盒另一種形式的示意圖。相對(duì)于圖2所示的屏蔽盒，圖3的左右兩側(cè)銅條由前后方向改變?yōu)樯舷路较颉?/p>

圖5是pcb線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。外部正方形表示基板，內(nèi)部螺旋狀長(zhǎng)條是銅質(zhì)線圈。

圖6是圖2所示屏蔽盒的平面展開(kāi)圖。將一塊完整銅片剪切成圖6的形狀，即可彎折制作出圖2所示屏蔽盒。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供了一種既可以有效屏蔽電場(chǎng)，又不影響磁場(chǎng)測(cè)量的磁場(chǎng)探針。磁場(chǎng)探針包括：絕緣殼、屏蔽盒、pcb線圈，另外包括pcb線圈的信號(hào)線和屏蔽盒的接地線，以及填充在絕緣殼和pcb線圈之間的硅橡膠。

其中，絕緣殼是最外層結(jié)構(gòu)，由6塊環(huán)氧板組成，拼接成一個(gè)長(zhǎng)方體盒，如圖1所示。環(huán)氧板用硅橡膠(硅橡膠有防水絕緣導(dǎo)熱密封耐溫的特性)粘接，起到絕緣和保護(hù)的作用。

絕緣殼內(nèi)部是屏蔽盒，屏蔽盒可以看作一種改造升級(jí)的法拉第籠：在一個(gè)完整的封閉銅盒上開(kāi)多道細(xì)密的槽，開(kāi)槽的形狀和細(xì)密程度有一定的要求。

開(kāi)槽形狀的要求比較復(fù)雜。開(kāi)槽后的屏蔽殼實(shí)際上由多條銅條組成，這些銅條以一定的方式連接：任意不同銅條上的兩點(diǎn)之間都是連通的，且兩點(diǎn)之間不能形成環(huán)路(即，任意不同銅條上的兩點(diǎn)之間都是連通的，且兩點(diǎn)之間不能形成環(huán)路。例如任意銅條a上的一點(diǎn)a和任意銅條b上的一點(diǎn)b，點(diǎn)a一定可以通過(guò)屏蔽盒上某條路線連通到點(diǎn)b，而且有且僅有這一條路線可以連通，即屏蔽盒上沒(méi)有環(huán)路)。要達(dá)到這種效果，屏蔽盒必須呈彎折的樹(shù)狀(或者稱放射狀)，且“樹(shù)枝”之間除了主干處的連接不能再有其他形式的接觸。屏蔽盒的開(kāi)槽方式可以有很多種，圖2至圖4列舉了三種可行的開(kāi)槽方式，它們都滿足以上所述的條件。任意不同銅條上的兩點(diǎn)之間都是連通的，實(shí)際上是要求屏蔽盒是一個(gè)完整的導(dǎo)體，它接地后即可滿足整個(gè)屏蔽盒與地等電位，從而達(dá)到屏蔽電場(chǎng)干擾的目的；任意不同銅條上的兩點(diǎn)之間不能形成環(huán)路，實(shí)際上切斷了交變磁場(chǎng)下屏蔽盒上產(chǎn)生的渦流的路徑，因而阻止了屏蔽盒上產(chǎn)生渦流，磁場(chǎng)能量就不會(huì)損耗在渦流中，從而達(dá)到不屏蔽磁場(chǎng)的目的，即不影響磁場(chǎng)測(cè)量。

開(kāi)槽細(xì)密程度的要求是盡量細(xì)密，細(xì)密到一定程度之后我們認(rèn)為達(dá)到了有效屏蔽電場(chǎng)的目的。為了闡明何種細(xì)密程度可達(dá)所需目的，我們制作了兩個(gè)磁場(chǎng)探針，一個(gè)磁場(chǎng)探針有屏蔽盒，另一個(gè)沒(méi)有，除此之外其他結(jié)構(gòu)都一樣，磁場(chǎng)探針的整體尺寸約4cm×4cm×1cm。其中，有屏蔽盒磁場(chǎng)探針的屏蔽盒，銅條和銅條之間縫隙均約為2mm。在相同的正弦電場(chǎng)干擾下，有屏蔽磁場(chǎng)探針?biāo)鶞y(cè)到的干擾信號(hào)約為無(wú)屏蔽磁場(chǎng)探針的7％；在相同的正弦磁場(chǎng)下，兩個(gè)探針?biāo)鶞y(cè)到的信號(hào)相等。因此，我們可以認(rèn)為開(kāi)槽細(xì)密程度達(dá)到2mm(銅條與銅條間間隙均為2mm)及以下時(shí)，達(dá)到了有效屏蔽電場(chǎng)同時(shí)不影響磁場(chǎng)測(cè)量的目的。

屏蔽盒包裹著的是探針主體：pcb線圈。pcb線圈的ns值(ns值為有效面積，等于線圈匝數(shù)與線圈所圍面積的乘積)足夠明顯檢測(cè)到所測(cè)磁場(chǎng)在線圈中感生的電壓即可，我們選擇了最簡(jiǎn)單的一種方式，即螺旋狀平鋪繞線。pcb線圈單層多層均可，多層更易得較大的ns值，便于測(cè)量信號(hào)的識(shí)別。pcb線圈如圖5所示。

pcb線圈的信號(hào)線從線圈頭尾兩端引出，供外部電壓測(cè)量裝置連接；屏蔽盒的接地線與pcb線圈信號(hào)線一起引出屏蔽盒和絕緣殼，在外部良好接地。另外，絕緣殼內(nèi)部用硅橡膠填充，將屏蔽盒、pcb線圈、以及信號(hào)線和接地線引出之前的部分包裹，以加強(qiáng)固定和絕緣。

制作磁場(chǎng)探針時(shí)，先將一塊完整銅片剪切成圖6的形狀，然后將其彎折，并包裹pcb線圈。pcb線圈的信號(hào)線穿過(guò)屏蔽盒縫隙引出，與屏蔽盒接地線固定到一起(注意二者不能短路)。然后，在屏蔽殼外部包裹環(huán)氧板(即絕緣殼)進(jìn)行絕緣處理；環(huán)氧板用防水絕緣導(dǎo)熱密封耐溫的硅橡膠粘接。絕緣殼內(nèi)部也用硅橡膠填充，將屏蔽盒、pcb線圈、以及信號(hào)線和接地線引出之前的部分包裹，以加強(qiáng)固定和絕緣。pcb信號(hào)線和屏蔽盒接地線一起穿出絕緣盒，信號(hào)線連接到信號(hào)電纜，接地線進(jìn)行良好接地。

使用時(shí)此磁場(chǎng)探針時(shí)，將連接pcb信號(hào)線的信號(hào)電纜連接到電壓測(cè)量裝置，同時(shí)注意屏蔽盒接地線良好接地，就能開(kāi)始探測(cè)空間中的磁場(chǎng)了。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。