일반기술

교류자장 탐지용 자기센서 설계 및 제작기술

고감도 광대역 응답 특성을 갖는 비정질 플럭스게이트 자기센서 설계/제작 기술 -기존의 정자장 탐지 자기센서에 비하여 교류자장 응답특성이 뛰어난 고감도 자기센서 설계 및 비정질 자성 물질의 저잡음 특성을 향상 시키기 위한 자기·열처리 기법군수분야 : 신관, 방향제어 및 자기표적 탐지 민수분야 : 상용 자기센서 / 비파괴 검사용 탐지센서, 차량 탐지 및 식별용 센서 / 보안장치용 센서 활용가능하다1. 비정질 플럭스게이트 자기센서 설계/제작기술 -자기탐지부 설계: 자기탐지부를 구성하는 자심의 형태, 탐지/보상코일의 형상 및 탐지 헤드의 구조에 따라서 센서의 성능이 다양하게 변화된다. 따라서, 사용 목적에 따라 감도, 선형성 등 센서의 특성이 요구 수준에 부합되도록 자심의 형상은 탐지신호가 왜곡되는 현상을 최소화하도록 그리고, 탐지용 코일은 자심을 균일하게 자화시킬 수 있는 조건으로 설계되어야 하며 보상용 코일은 탐지용 코일과 자기적 간섭이 최소화되도록 하여야 한다. 그밖에 근본적으로 대칭적인 코일 구조에 의하여 불필요한 자장 성분은 상호 보상이 되도록 구조가 설계되어야 한다. 특히 3축 탐지센서를 구성하는 경우 각 탐지축에서 형성되는 자장은 인접한 다른 탐지축에 잡음요인이 되므로 탐지축의 배열 및 탐지헤드의 구조에 의한 영향은 최소가 되도록 설계되어야 한다. 설계된 탐지헤드는 자심의 위치에서 균일한 형태의 자장이 발생되며, 잔류자장에 의해 발생되는 잡음의 크기는 센서 잡음수준의 1/100정도로 감소시켜 주어야 한다. - 신호처리부 설계: 신호처리부는 발진회로, 탐지회로, 필터회로, 샘플링회로 및 보상회로 등 5가지 회로로 구성되어 있다. 센서의 탐지주파수는 보자력 측정형 센서의 원리에 의하여 자화주파수(magnetizing frequency)의 1/10로 제한되는데, 기존 보자력 측정형 센서의 신호추출법인 1점샘플링(single point sampling)방식에서 자화의 한 주기동안 2점에서 신호 추출이 가능한 2점 샘플링(double point sampling) 방법을 적용하여 탐지 주파수 대역을 확장하였으며, 2점 샘플링시 발생되는 센서 출력신호의 오차성분은 보상회로를 구성하여 보정하였다. 2. 감지부 설계/ 제작용 시험장치 (자기열처리 장치): 광대역 고분해능의 센서를 위해서는 그에 상응하는 자심의 잡음 및 자기적 특성을 갖도록 하여야 한다. 가변 위상 자기-열처리법은 자심에 인가되는 자장의 위상을 변경시켜 주면서 열처리하는 방법으로 고주파 영역에서 자심의 특성이 개선되는 열처리법이다. 자기열처리장치를 이를 위해 고안된 장비로 센서에 적합한 최적 열처리 조건 도출 및 그에 따른 자심의 특성을 측정 분석한다.