KR102662736B1

KR102662736B1 - Multi-layer core type flux gate sensor device

Info

Publication number: KR102662736B1
Application number: KR1020220095145A
Authority: KR
Inventors: 강희복
Original assignee: 주식회사 에프램
Priority date: 2022-07-31
Filing date: 2022-07-31
Publication date: 2024-04-30
Also published as: KR20240017291A

Abstract

제2연철심-단층코일의 제2 내부 구동 단자(Drive Node)인 다른 쪽 단자 ND1과 제4연철심-단층코일의 제4 내부 구동 단자(Drive Node)인 다른 쪽 단자 ND4에는 외부 구동 회로(Drive Circuit)가 연결된다.
상기 외부 구동 회로(Drive Circuit)는 플럭스 게이트(Flux Gate)의 동작을 수행하기 위해 특정 밴드 주파수의 구동 전류(Drive Current)를 공급하는 기능을 수행한다.
구동 전류(Drive Current)는 양과 음의 전류 극성을 특정 밴드 주파수로 반복하여 공급 구동하여, 제2 내부 연철심(Soft Iron Core) 및 제4 내부 연철심(Soft Iron Core)내의 자화 및 자속 밀도에서 포화 영역(Saturation Region)과 비포화 선형 영역(Unsaturated Linear Region) 형성을 특정 밴드 주파수로 반복함을 특징으로 한다.
플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치에서 제1코아층(Core Layer)부터 제8코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체를 1개 이상 복수개의 전력 혹은 계측 도체가 관통하도록 하여 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 동작을 수행한다.
첫 번째 PCB 층 (First Printed Circuit Board Layer), 두 번째 PCB 층 (Second Printed Circuit Board Layer), 및 세 번째 PCB 층 (Third Printed Circuit Board Layer) 으로 구성된 다층(Multi-Layer) PCB 구조의 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 동작을 수행하는 특징을 갖는다.The other terminal ND1, which is the second internal drive terminal (Drive Node) of the 2nd soft iron core-single-layer coil, and the other terminal ND4, which is the 4th internal drive terminal (Drive Node) of the 4th soft iron core-single-layer coil, have an external drive circuit (Drive Circuit). ) is connected.
The external drive circuit functions to supply a drive current of a specific band frequency to perform the operation of the flux gate.
The drive current is supplied and driven by repeatedly supplying positive and negative current polarities at a specific band frequency, and is in the saturation region in the magnetization and magnetic flux density within the second and fourth internal soft iron cores. It is characterized by repeating the formation of a saturation region and an unsaturated linear region at a specific band frequency.
In a flux gate sensor device, flux is generated by allowing one or more power or measurement conductors to penetrate the entire core layer from the first core layer to the eighth core layer. Performs the operation of the gate (flux gate) sensor device.
Flux gate (Multi-Layer PCB structure consisting of First Printed Circuit Board Layer, Second Printed Circuit Board Layer, and Third Printed Circuit Board Layer) Flux Gate) has the characteristic of performing the operation of a sensor device.

Description

Multilayer iron core type flux gate sensor device {MULTI-LAYER CORE TYPE FLUX GATE SENSOR DEVICE}

제2연철심-단층코일의 제2 내부 구동 단자(Drive Node)인 다른 쪽 단자 ND1과 제4연철심-단층코일의 제4 내부 구동 단자(Drive Node)인 다른 쪽 단자 ND4에는 외부 구동 회로(Drive Circuit)가 연결된다.The other terminal ND1, which is the second internal drive terminal (Drive Node) of the 2nd soft iron core-single-layer coil, and the other terminal ND4, which is the 4th internal drive terminal (Drive Node) of the 4th soft iron core-single-layer coil, have an external drive circuit (Drive Circuit). ) is connected.

외부 구동 회로(Drive Circuit)는 플럭스 게이트(Flux Gate)의 동작을 수행하기 위해 특정 밴드 주파수의 구동 전류(Drive Current)를 공급하는 기능을 수행한다.The external drive circuit functions to supply drive current of a specific band frequency to perform the operation of the flux gate.

구동 전류(Drive Current)는 양과 음의 전류 극성을 특정 밴드 주파수로 반복하여 공급 구동하여, 제2 내부 연철심(Soft Iron Core) 및 제4 내부 연철심(Soft Iron Core)내의 자화 및 자속 밀도에서 포화 영역(Saturation Region)과 비포화 선형 영역(Unsaturated Linear Region) 형성을 특정 밴드 주파수로 반복함을 특징으로 한다.The drive current is supplied and driven by repeatedly supplying positive and negative current polarities at a specific band frequency, and is in the saturation region in the magnetization and magnetic flux density within the second and fourth internal soft iron cores. It is characterized by repeating the formation of a saturation region and an unsaturated linear region at a specific band frequency.

첫 번째 PCB 층 (First Printed Circuit Board Layer), 두 번째 PCB 층 (Second Printed Circuit Board Layer), 및 세 번째 PCB 층 (Third Printed Circuit Board Layer) 으로 구성된 다층(Multi-Layer) PCB 구조의 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 동작을 수행하는 특징을 갖는다.Flux gate (Multi-Layer PCB structure consisting of First Printed Circuit Board Layer, Second Printed Circuit Board Layer, and Third Printed Circuit Board Layer) Flux Gate) has the characteristic of performing the operation of a sensor device.

전력 계통에 설치되는 전자기기들을 과도 외부 서지로부터 파괴, 또는 오동작하지 않도록 서지를 차단하기 위해서는 서지 보호 장치(Surge Protection Device: SPD, Voltage Transient Management System: VTMS, or Transient Voltage Surge Suppressor: TVSS)를 설치한다. 또한, 전력 계통에 설치되는 전자기기들은 이상 전류, 이상 전압, 아크 전류(Arc-Fault Current) 혹은 누설 전류(Residual Current)와 같은 각종 고장 사고에 의한 재해를 방지할 수 있는 감지(Sense) 보호 장치를 설치한다.Install a surge protection device (Surge Protection Device: SPD, Voltage Transient Management System: VTMS, or Transient Voltage Surge Suppressor: TVSS) to block surges to prevent electronic devices installed in the power system from being destroyed or malfunctioning due to excessive external surges. do. In addition, electronic devices installed in the power system are sensor protection devices that can prevent disasters caused by various faults such as abnormal current, abnormal voltage, arc-fault current, or residual current. Install.

일반적으로 자기검출센서로서는 홀 효과에 의한 자기를 검출하는 홀 소자 형태의 자기감응센서, 자성체의 자화에 따라 저항값이 변화하는 방법을 이용한 MR 소자 등의 자기저항센서가 널리 사용되고 있다.In general, as magnetic detection sensors, magnetic resistance sensors such as Hall element-type magnetic sensors that detect magnetism by the Hall effect and MR elements that use a method in which the resistance value changes according to the magnetization of a magnetic material are widely used.

또한, 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서는 강자성체 코어에 트로이달 코일과 x축, y축에 지자기를 검출할 수 있도록 코일이 감겨져 있어 측정이 가능한 센서이다.In addition, the Flux Gate sensor is a sensor that can measure as it has a toroidal coil wrapped around a ferromagnetic core and a coil to detect geomagnetism on the x and y axes.

상기와 같은 여러 가지 지자기센서는 자동차의 네비게이션이나 휴대단말장치, 기타 방향 표시가 필요한 부분에 응용되고 있다.Various geomagnetic sensors as described above are applied to car navigation, portable terminal devices, and other areas that require direction indication.

일반적으로 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서는 자기장의 세기를 측정하는 센서로, 외부 자계에 의해 두 측정 권선에 유도되는 기전력의 차분 신호에 포함되는 두 배 주파수 성분의 크기를 측정한다. 이러한 플럭스 게이트 센서가 강한 외부 자계에 노출될 경우, 히스테리시스로 인해 측정 특성이 특성 곡선상에서 이동하고, 센서의 선형성이 심하게 손상되어 측정이 불가능해진다. 이를 방지하기 위해 인가된 외부 자계에 상응하는 보상 자계를 센서에 인가하여 센서에 히스테리시스가 발생하는 것을 억제하는 보상형 플럭스 게이트 센서의 구조가 알려져 있다. 보상 자계는 외부 자계를 상쇄하는 방향으로 인가된다.In general, a flux gate sensor is a sensor that measures the strength of a magnetic field. It measures the size of the double frequency component included in the differential signal of electromotive force induced in the two measurement windings by an external magnetic field. When such a flux gate sensor is exposed to a strong external magnetic field, the measurement characteristics shift along the characteristic curve due to hysteresis, and the linearity of the sensor is severely damaged, making measurement impossible. To prevent this, the structure of a compensated flux gate sensor is known, which suppresses hysteresis from occurring in the sensor by applying a compensation magnetic field corresponding to the applied external magnetic field to the sensor. The compensating magnetic field is applied in a direction that cancels out the external magnetic field.

보상 범위를 넘는 강한 외부자계에 노출될 경우 히스테리시스가 발생하고 이로 인해 메모리 효과(Memory Effect) 혹은 퍼밍 효과(Perming Effect)가 발상하여 센서의 특성이 파괴되는 문제점이 발생한다.When exposed to a strong external magnetic field that exceeds the compensation range, hysteresis occurs, which causes a memory effect or perming effect, which destroys the sensor characteristics.

플럭스 게이트(Flux Gate) 방식을 이용한 전류 측정방법에 따르면 두개의 코어에 교류 자화 방향이 서로 반대가 되도록 교류전류를 인가하고, 두개의 코어에 각각 권선한 코일에 발생하는 기전력 변화를 감지하여 도선에 흐르는 전류에 의한 직류 자속(Magnetic Flux)를 검출한다. 그리고, 도선의 전류에 의한 교류 자속은 별도의 코일을 이용하여According to the current measurement method using the flux gate method, alternating current is applied to the two cores so that the alternating current magnetization directions are opposite to each other, and the electromotive force change occurring in the coil wound on each of the two cores is detected to detect the electromotive force change in the conductor. Detects direct current magnetic flux caused by flowing current. And, the alternating magnetic flux caused by the current in the conductor is generated using a separate coil.

검출하고, 이와 같이 검출한 직류 자속 및 교류 자속에 대응되는 전류를 인가하여 도선에 흐르는 전류에 의한 전자기장을 상쇄하게 구성함으로써, 인가한 전류의 검출로 도선에 흐르는 전류를 측정한다.Detects and applies a current corresponding to the detected direct current magnetic flux and alternating current magnetic flux to cancel out the electromagnetic field caused by the current flowing in the conductor, thereby measuring the current flowing in the conductor by detecting the applied current.

이와 같이 플럭스 게이트(Flux Gate) 방식으로 전류를 계측하는 종래기술들로서, 공개특허 10-2003-0052550호, 공개특허 10-2011-0052499호, 공개특허 10-2012-0122450호, 공개특허 10-2011-0110909호, 공개특허 10-2005-0110949호, 공개특허 10-2005-0105056호, 공개특허 10-2011-7026808호, 공개특허 제10-2010-0001504호, 공개특허 제10-2004-0001535호 등이 있다.Conventional technologies that measure current using the flux gate method include, among others, Patent Publication No. 10-2003-0052550, Patent Publication No. 10-2011-0052499, Patent Publication No. 10-2012-0122450, and Patent Publication No. 10-2011. -0110909, published patent 10-2005-0110949, published patent 10-2005-0105056, published patent 10-2011-7026808, published patent 10-2010-0001504, published patent 10-2004-0001535 etc.

본 발명의 실시예는 다음과 같은 특징을 갖는다. Embodiments of the present invention have the following features.

첫째, 제2연철심-단층코일의 제2 내부 구동 단자(Drive Node)인 다른 쪽 단자 ND1과 제4연철심-단층코일의 제4 내부 구동 단자(Drive Node)인 다른 쪽 단자 ND4에는 외부 구동 회로(Drive Circuit)가 연결된다.First, an external drive circuit ( Drive Circuit) is connected.

외부 구동 회로(Drive Circuit)는 플럭스 게이트(Flux Gate)의 동작을 수행하기 위해 특정 밴드 주파수의 구동 전류(Drive Current)를 공급하는 기능 구현이 가능하게 하는 특징을 갖는다. The external drive circuit has the feature of enabling the implementation of a function of supplying a drive current of a specific band frequency to perform the operation of the flux gate.

둘째, 제1다층코일(Multi-Layer Coil)은 감지 코일(Sense Coil)로써, 다섯 개의 제1코아층(Core Layer)부터 제5코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체를 모두 감싸는 다층 코일(Multi-Layer Coil) 구조이다.Second, the first multi-layer coil is a sense coil, which monitors the entire core layer from the five first core layers to the fifth core layer. It is a multi-layer coil structure that surrounds everything.

제1다층코일(Multi-Layer Coil)은 다섯 개의 제1코아층(Core Layer)부터 제5코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체에서 형성되는 플럭스 게이트(Flux Gate) 신호를 감지(Sense) 하는 특징을 갖는다.The first multi-layer coil transmits the flux gate signal formed in all five core layers from the first core layer to the fifth core layer. It has the characteristic of sense.

셋째, 제1Test다층코일(Test Multi-Layer Coil)은 시험 구동 전류 코일(Test Drive Current Coil)로써, 다섯 개의 제1코아층(Core Layer)부터 제5코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체를 모두 감싸는 제1 시험 다층 코일(Multi-Layer Coil) 구조이다.Third, the 1st Test Multi-Layer Coil is a Test Drive Current Coil and consists of five core layers from the 1st Core Layer to the 5th Core Layer. This is the first test multi-layer coil structure that covers the entire core layer.

제1Test다층코일(Test Multi-Layer Coil)은 다섯 개의 제1코아층(Core Layer)부터 제5코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체에서 감지되는 플럭스 게이트(Flux Gate) 신호의 정상 동작 여부를 시험하기 위해 시험 전류(Test Current)를 구동(Drive)하는 특징을 갖는다.The 1st Test Multi-Layer Coil is a flux gate signal detected across all five core layers from the 1st core layer to the 5th core layer. It has the characteristic of driving a test current to test whether it operates normally.

넷째, 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치에서 제1코아층(Core Layer)부터 제8코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체를 1개 이상 복수개의 전력 혹은 계측 도체가 관통하도록 하여 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 동작을 수행하는 특징을 갖는다.Fourth, in the flux gate sensor device, one or more power or measurement conductors penetrate the entire core layer from the first core layer to the eighth core layer. Thus, it has the characteristic of performing the operation of a flux gate sensor device.

다섯째, 첫 번째 PCB 층 (First Printed Circuit Board Layer), 두 번째 PCB 층 (Second Printed Circuit Board Layer), 및 세 번째 PCB 층 (Third Printed Circuit Board Layer)으로 구성된 다층(Multi-Layer) PCB 구조의 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 동작을 수행하는 특징을 갖는다.Fifth, flux in a multi-layer PCB structure consisting of the First Printed Circuit Board Layer, the Second Printed Circuit Board Layer, and the Third Printed Circuit Board Layer. It has the characteristic of performing the operation of a gate (flux gate) sensor device.

제1다층코일(Multi-Layer Coil)은 감지 코일(Sense Coil)로써, 다섯 개의 제1코아층(Core Layer)부터 제5코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체를 모두 감싸는 다층 코일(Multi-Layer Coil) 구조이다.The first multi-layer coil is a sense coil that surrounds all five core layers from the first core layer to the fifth core layer. It has a multi-layer coil structure.

제1다층코일(Multi-Layer Coil)은 다섯 개의 제1코아층(Core Layer)부터 제5코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체에서 형성되는 플럭스 게이트(Flux Gate) 신호를 감지(Sense)한다.The first multi-layer coil transmits the flux gate signal formed in all five core layers from the first core layer to the fifth core layer. Sense.

제1Test다층코일(Test Multi-Layer Coil)은 시험 구동 전류 코일(Test Drive Current Coil)로써, 다섯 개의 제1코아층(Core Layer)부터 제5코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체를 모두 감싸는 제1 시험 다층 코일(Multi-Layer Coil) 구조이다.The 1st Test Multi-Layer Coil is a test drive current coil and consists of five core layers from the 1st Core Layer to the 5th Core Layer. ) This is the first test multi-layer coil structure that covers the entire structure.

제1Test다층코일(Test Multi-Layer Coil)은 다섯 개의 제1코아층(Core Layer)부터 제5코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체에서 감지되는 플럭스 게이트(Flux Gate) 신호의 정상 동작 여부를 시험하기 위해 시험 전류(Test Current)를 구동(Drive)하기 위한 것이다.The 1st Test Multi-Layer Coil is a flux gate signal detected across all five core layers from the 1st core layer to the 5th core layer. This is to drive the test current to test whether it operates normally.

플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치에서 제1코아층(Core Layer)부터 제8코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체를 1개 이상 복수개의 전력 혹은 계측 도체가 관통하도록 하여 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 동작을 수행한다.In a flux gate sensor device, flux is generated by allowing one or more power or measurement conductors to penetrate the entire core layer from the first core layer to the eighth core layer. Performs the operation of the gate (flux gate) sensor device.

첫 번째 PCB 층 (First Printed Circuit Board Layer), 두 번째 PCB 층 (Second Printed Circuit Board Layer), 및 세 번째 PCB 층 (Third Printed Circuit Board Layer) 으로 구성된 다층(Multi-Layer) PCB 구조의 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 동작을 수행한다.Flux gate (Multi-Layer PCB structure consisting of First Printed Circuit Board Layer, Second Printed Circuit Board Layer, and Third Printed Circuit Board Layer) Flux Gate) performs the operation of the sensor device.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예는 다음과 같은 효과를 갖는다. As described above, embodiments of the present invention have the following effects.

외부 구동 회로(Drive Circuit)는 플럭스 게이트(Flux Gate)의 동작을 수행하기 위해 특정 밴드 주파수의 구동 전류(Drive Current)를 공급하는 기능 구현이 가능하게 하는 효과를 제공한다. The external drive circuit provides the effect of enabling the implementation of a function that supplies a drive current of a specific band frequency to perform the operation of the flux gate.

제1다층코일(Multi-Layer Coil)은 다섯 개의 제1코아층(Core Layer)부터 제5코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체에서 형성되는 플럭스 게이트(Flux Gate) 신호를 감지(Sense) 하는 효과를 제공한다.The first multi-layer coil transmits the flux gate signal formed in all five core layers from the first core layer to the fifth core layer. Provides a sense effect.

제1Test다층코일(Test Multi-Layer Coil)은 다섯 개의 제1코아층(Core Layer)부터 제5코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체에서 감지되는 플럭스 게이트(Flux Gate) 신호의 정상 동작 여부를 시험하기 위해 시험 전류(Test Current)를 구동(Drive)하는 효과를 제공한다.The 1st Test Multi-Layer Coil is a flux gate signal detected across all five core layers from the 1st core layer to the 5th core layer. It provides the effect of driving a test current to test whether it operates normally.

넷째, 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치에서 제1코아층(Core Layer)부터 제8코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체를 1개 이상 복수개의 전력 혹은 계측 도체가 관통하도록 하여 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 동작을 수행하는 효과를 제공한다.Fourth, in the flux gate sensor device, one or more power or measurement conductors penetrate the entire core layer from the first core layer to the eighth core layer. This provides the effect of performing the operation of a flux gate sensor device.

다섯째, 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 구동 전압과 전력 소비를 줄이고, 최소 감지 전류 값을 낮추어 감도 성능을 향상하는 효과를 제공한다.Fifth, it reduces the driving voltage and power consumption of the flux gate sensor device and improves sensitivity performance by lowering the minimum detection current value.

여섯째, 첫 번째 PCB 층 (First Printed Circuit Board Layer), 두 번째 PCB 층 (Second Printed Circuit Board Layer), 및 세 번째 PCB 층 (Third Printed Circuit Board Layer) 으로 구성된 다층(Multi-Layer) PCB 구조의 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 동작을 수행하는 효과를 제공한다.Sixth, flux of a multi-layer PCB structure consisting of the first PCB layer (First Printed Circuit Board Layer), the second PCB layer (Second Printed Circuit Board Layer), and the third PCB layer (Third Printed Circuit Board Layer) Provides the effect of performing the operation of a gate (flux gate) sensor device.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. In addition, the preferred embodiments of the present invention are for illustrative purposes, and those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, substitutions, and additions through the technical spirit and scope of the appended claims, and such modifications and changes are subject to the following patent claims. It should be viewed as falling within the scope.

도 1은 종래 기술의 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 회로의 구성도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다층 연철심형 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다층 연철심형 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 구성도.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 다층 연철심형 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 구성도.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 다층 연철심형 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 구성도.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 다층 연철심형 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 구성도.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 다층 PCB 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 구성도.
도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 다층 PCB 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 구성도.
도 9는 본 발명의 제8 실시예에 따른 다층 연철심형 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 구성도.1 is a schematic diagram of a flux gate sensor circuit of the prior art.
Figure 2 is a configuration diagram of a multi-layer soft iron core type flux gate sensor device according to the first embodiment of the present invention.
Figure 3 is a configuration diagram of a multi-layer soft iron core type flux gate sensor device according to a second embodiment of the present invention.
Figure 4 is a configuration diagram of a multi-layer soft iron core type flux gate sensor device according to a third embodiment of the present invention.
Figure 5 is a configuration diagram of a multi-layer soft iron core type flux gate sensor device according to a fourth embodiment of the present invention.
Figure 6 is a configuration diagram of a multi-layer soft iron core type flux gate sensor device according to a fifth embodiment of the present invention.
Figure 7 is a configuration diagram of a multilayer PCB flux gate sensor device according to a sixth embodiment of the present invention.
Figure 8 is a configuration diagram of a multilayer PCB flux gate sensor device according to a seventh embodiment of the present invention.
Figure 9 is a configuration diagram of a multi-layer soft iron core type flux gate sensor device according to an eighth embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 종래 기술의 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 회로의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a flux gate sensor circuit of the prior art.

도 1은 종래 기술의 공개특허 제10-2012-0122450호의 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 회로의 구성도이다.Figure 1 is a configuration diagram of a flux gate sensor circuit of prior art patent publication No. 10-2012-0122450.

피측정 전류가 흐르는 도선(W0)을 각각 주회하게(내부 중공을 관통하게 하여 도선의 둘레를 에워싸게) 한 3개의 코어(M1, M2, M3), 각각의 코어에 권선한 코일(W1, W2, W3), 3개의 코어(M1, M2, M3)에 동시에 권선한 코일(W4), 3개의 코일 중에 2개의 코일(W1,W2)에 서로 반대되는 극성을 갖는 발진 전류를 인가하여 그 코일을 권선한 코어(M1, M2)을 서로 반대되는 방향의 자속으로 여자하는 발진부(10), 인가한 발진 전류와 3개의 코일 중에 나머지 한 개의 코일(W3)에 유도되는 전류에 대응되는 보상전류를 생성하는 보상전류생성부(20), 코어가 자기포화할 시에 이를 감지하여 탈자시키는 포화복귀부(30), 및 상기 보상전류를 3개의 코어에 동시에 권선한 코일(W4)에 인가하여 그 보상전류에 의한 전압을 측정함으로써 피측정 전류를 획득하는 검출부(40)를 포함하여 구성된다. Three cores (M1, M2, M3) each go around the conductor (W0) through which the current to be measured flows (surrounding the conductor by penetrating the internal hollow), and coils (W1, W2) wound around each core. , W3), a coil (W4) wound simultaneously on three cores (M1, M2, M3), and oscillating currents with opposite polarities are applied to two of the three coils (W1, W2) to The oscillator 10 excites the wound cores (M1, M2) with magnetic fluxes in opposite directions, and generates a compensation current corresponding to the applied oscillation current and the current induced in the remaining coil (W3) among the three coils. a compensation current generator 20 that detects and demagnetizes the core when it is magnetically saturated, and a compensation current that applies the compensation current to the coil W4 wound simultaneously on three cores to generate the compensation current. It is configured to include a detection unit 40 that obtains the current to be measured by measuring the voltage.

상기한 3개의 코어(M1, M2, M3)에 권선한 코일(W1, W2, W3)은, 상기 발진부(10)에 의해 발진한 교류 전류가 인가되는 제1 코일(W1), 상기 제1 코일(W1)에 인가되는 전류와 반대 극성을 갖는 전류가 상기 발진부(10)에 의해 인가되는 제2 코일(W2), 피측정 전류의 교류 성분에 의한 자속에 의해 유도되는 교류 전류를 검출하기 위한 제3 코일(W3)로 이루어진다.The coils W1, W2, and W3 wound on the three cores M1, M2, and M3 are a first coil W1 to which the alternating current oscillated by the oscillator 10 is applied, and the first coil A second coil (W2) to which a current having the opposite polarity to the current applied to (W1) is applied by the oscillator 10, a second coil (W2) for detecting an alternating current induced by a magnetic flux caused by the alternating current component of the current to be measured. It consists of 3 coils (W3).

상기 제1,2,3 코어(M1, M2, M3)는 각각 컷코어(cut core)로 구성되어서, 각각 분리 및 결합이 가능하여 분리한 상태에서 상기 도선(W0)을 넣은 후에 결합하여서 상기 도선(W0)이 내부를 관통하게 할 수 있으며, 이러한 구조는 클램프 타입의 전류 계측기에 사용된다.The first, second, and third cores (M1, M2, and M3) are each composed of cut cores, and can be separated and combined, so that the conductor (W0) is inserted in the separated state and then combined to form the conductor (W0). (W0) can penetrate the inside, and this structure is used in clamp-type current meters.

상기한 3개의 코어(M1, M2, M3)는, 상기 제1 코일(W1)을 권선한 제1 코어(M1), 상기 제2 코일(W2)을 권선한 제2 코어(M2), 상기 제3 코일(W3)을 권선한 제3 코어(M3)로 이루어지고, 서로 나란하게 배열되어 적층되는 형태로 구성되며, 피측정 전류가 흐르는 도선(W0)이 순차적으로 관통하게 한다.The three cores (M1, M2, M3) include a first core (M1) wound on the first coil (W1), a second core (M2) on which the second coil (W2) is wound, and the first core (M2) on which the first coil (W1) is wound. It is composed of a third core (M3) wound with three coils (W3), arranged in parallel with each other and stacked, and the conductor (W0) through which the current to be measured passes through sequentially.

제1 코일(W1)에 인가되는 전류에 의한 자속에 의해 상기 제1 코어(M1)가 여자되고, 상기 제2 코일(W2)에 인가되는 전류에 의한 자속에 의해 상기 제2 코어(M2)가 여자되는 데, 이때, 양측 전류가 상호 반대 극성을 가지므로 여자에 의한 자력선의 방향이 서로 반대가 된다. 이러한 상기 제1 코어(M1) 및 제2 코어(M1)는 보상전류 생성부(20)에 대해 상기 도선(W0)에 흐르는 전류의 직류 성분에 의한 DC 자속 성분을 검출할 수 있게 하는 코어이다.The first core (M1) is excited by the magnetic flux caused by the current applied to the first coil (W1), and the second core (M2) is excited by the magnetic flux caused by the current applied to the second coil (W2). When excited, the currents on both sides have opposite polarities, so the directions of the magnetic force lines due to the excitation are opposite to each other. The first core (M1) and the second core (M1) are cores that enable the compensation current generator 20 to detect the DC magnetic flux component due to the direct current component of the current flowing through the conductor W0.

상기 제3 코어(M3)는 상기 도선(W0)에 흐르는 전류의 교류 성분에 의한 AC 자속 성분을 검출하기 위한 코어로서, AC 자속 성분에 대응되는 전류가 상기 제3 코일(W3)에 유도된다.The third core M3 is a core for detecting the AC magnetic flux component caused by the alternating current component of the current flowing in the conductor W0, and a current corresponding to the AC magnetic flux component is induced in the third coil W3.

상기 도선(W0)에 흐르는 피측정 전류에 의한 AC 자속 성분 및 DC 자속 성분에 대응되는 보상전류는 보상전류 생성부(20)에 의해 제4 코일(W4)에 인가된다.The compensation current corresponding to the AC magnetic flux component and DC magnetic flux component of the measured current flowing through the conductor W0 is applied to the fourth coil W4 by the compensation current generator 20.

상기 제4 코일(W4)은 상기 제1,2,3 코어(M1, M2, M3)를 한 묶음으로 하여 권선되며, 상기한 보상전류가 흐름에 따라 보상전류에 의한 자속이 상기 도선(W0)에 흐르는 피측정 전류에 의한 자속을 상쇄하여서, 총자속이 '0'이 되게 한다. 상기한 보상전류는 피측정 전류를 계측하기 시작하는 시점에서 총자속이 '0'이 되게 하는 전류로 수렴하도록 회로구성된다.The fourth coil W4 is wound with the first, second, and third cores M1, M2, and M3 as a bundle, and as the compensation current flows, magnetic flux due to the compensation current flows through the conductor W0. The magnetic flux caused by the current to be measured flowing through is canceled out so that the total magnetic flux becomes '0'. The above-described compensation current is configured as a circuit to converge to a current that causes the total magnetic flux to become '0' at the time when the current to be measured begins to be measured.

수렴한 상태에서 보상전류를 측정하여 피측정 전류를 검출할 수 있는 것이며, 이를 위한 상기 발진부(10), 보상전류생성부(20), 포화복귀부(30) 및 검출부(40)로 구성된다.It is possible to detect the measured current by measuring the compensation current in a converged state, and for this purpose, it is composed of the oscillator 10, the compensation current generator 20, the saturation return unit 30, and the detection unit 40.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다층 연철심형 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 구성도이다.Figure 2 is a configuration diagram of a multi-layer soft iron core type flux gate sensor device according to the first embodiment of the present invention.

본 발명의 제1 실시예에 따른 다층 연철심형 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치는 복수개의 다층(Multi-Layer) 연철심(Soft Iron Core) 구조를 특징으로 한다.The multi-layer soft iron core type flux gate sensor device according to the first embodiment of the present invention is characterized by a plurality of multi-layer soft iron core structures.

투자율(Permeability)이 높은 합금(Alloy)인 니켈철합금 퍼멀로이(Permalloy) 혹은 투자율이 매우 높고 주파수 응답특성 및 온도특성이 매우 우수한 나노크리스탈(Nanocrystal) 자성체의 연철심(Soft Iron Core) 재료는 매우 강한 자기적 특성을 가지고 있어 고정밀도 및 고선형성의 우수한 성능으로 전류를 감지할 수 있는 특성을 지닌다.Nickel-iron alloy Permalloy, which is an alloy with high permeability, or Soft Iron Core, a nanocrystal magnetic material with very high permeability and excellent frequency response and temperature characteristics, has very strong magnetic properties. It has characteristics that allow it to sense current with excellent performance of high precision and high linearity.

첫 번째 제1코아층(Core Layer)인 제1연철심(Soft Iron Core)은 1개 이상의 순수 연철심(Pure Soft Iron Core)으로 구성된다. 즉, 제1연철심(Soft Iron Core)에 특정 구동 코일(Drive Coil) 이나 혹은 특정 감지 코일(Sense Coil)이 감겨 있지 않은 순수 연철심(Pure Soft Iron Core)으로 구성됨을 특징으로 한다.The first core layer, the first soft iron core, consists of one or more pure soft iron cores. In other words, it is characterized by being composed of a pure soft iron core in which no specific drive coil or specific sensing coil is wound around the first soft iron core.

두 번째 제2코아층(Core Layer)인 제2연철심-단층코일은 1개 이상의 제2 내부 연철심(Soft Iron Core) 및 상기 제2 내부 연철심(Soft Iron Core)을 감싸는 제2 내부 단층코일(Single Layer Coil)로 구성된다.The second core layer, the second soft iron core-single layer coil, consists of one or more second inner soft iron cores and a second inner single layer coil (single layer) surrounding the second inner soft iron core. It is composed of Layer Coil.

상기 제2 내부 단층코일(Single Layer Coil)은 제2 내부 구동코일(Drive Coil)로써 제2 내부 구동 단자(Drive Node)인 2개의 ND1 및 ND2로 구성된다.The second internal single layer coil is a second internal drive coil and is composed of two second internal drive terminals (Drive Node), ND1 and ND2.

세 번째 제3코아층(Core Layer)인 제3연철심(Soft Iron Core)은 1개 이상의 순수 연철심(Pure Soft Iron Core)으로 구성된다. The third soft iron core, the third core layer, is composed of one or more pure soft iron cores.

즉, 제3연철심(Soft Iron Core)에 특정 구동 코일(Drive Coil) 이나 혹은 특정 감지 코일(Sense Coil)이 감겨 있지 않은 순수 연철심(Pure Soft Iron Core)으로 구성됨을 특징으로 한다.In other words, it is characterized by being composed of a pure soft iron core without a specific drive coil or a specific sense coil wound around the third soft iron core.

상기 3연철심(Soft Iron Core)은 2개의 순수 연철심(Pure Soft Iron Core)으로 구성된 구조의 한가지 실시예를 보여준다.The three soft iron cores show one example of a structure composed of two pure soft iron cores.

또한, 상기 2개의 순수 연철심(Pure Soft Iron Core) 중 1개는 생략 가능함을 특징으로 한다.In addition, one of the two pure soft iron cores can be omitted.

네 번째 제4코아층(Core Layer)인 제4연철심-단층코일은 1개 이상의 제4 내부 연철심(Soft Iron Core) 및 상기 제4 내부 연철심(Soft Iron Core)을 감싸는 제4 내부 단층코일(Single Layer Coil)로 구성된다.The fourth core layer, the fourth soft iron core-single layer coil, is composed of one or more fourth inner soft iron cores and a fourth inner single layer coil (single layer) surrounding the fourth inner soft iron core. It is composed of Layer Coil.

상기 제4 내부 단층코일(Single Layer Coil)은 제4 내부 구동코일(Drive Coil)로써 제4 내부 구동 단자(Drive Node)인 2개의 ND3 및 ND4로 구성된다.The fourth internal single layer coil is a fourth internal drive coil and is composed of two fourth internal drive terminals (Drive Node), ND3 and ND4.

제2연철심-단층코일의 제2 내부 구동 단자(Drive Node)인 한쪽 단자 ND2과 제4연철심-단층코일의 제4 내부 구동 단자(Drive Node)인 한쪽 단자 ND3는 제1연결선을 통해 직렬로 연결된다.One terminal ND2, which is the second internal drive terminal (Drive Node) of the 2nd soft iron core-single-layer coil, and one terminal ND3, which is the 4th internal drive terminal (Drive Node) of the 4th soft iron core-single-layer coil, are connected in series through the first connection line. do.

제2연철심-단층코일의 제2 내부 구동코일(Drive Coil) 및 제4연철심-단층코일의 제4 내부 구동코일(Drive Coil) 권선 방향 극성은 서로 반대로 직렬 연결하거나 혹은 동일하게 직렬 연결할 수 있다.The winding direction polarity of the second internal drive coil of the second soft iron core-single-layer coil and the fourth internal drive coil of the fourth soft iron core-single-layer coil may be connected in series opposite to each other or the same in series.

제2연철심-단층코일의 제2 내부 구동코일(Drive Coil) 및 제4연철심-단층코일의 제4 내부 구동코일(Drive Coil) 권선 방향의 실시예는 '●'으로 표시한다.Examples of the winding directions of the second internal drive coil of the second soft iron core-single-layer coil and the fourth internal drive coil of the fourth soft iron core-single-layer coil are indicated by '●'.

상기 외부 구동 회로(Drive Circuit)는 플럭스 게이트(Flux Gate)의 동작을 수행하기 위해 특정 밴드 주파수의 구동 전류(Drive Current)를 공급하는 기능을 수행한다.The external drive circuit functions to supply a drive current of a specific band frequency to perform the operation of the flux gate.

상기 구동 전류(Drive Current)는 양과 음의 전류 극성을 특정 밴드 주파수로 반복하여 공급 구동하여, 상기 제2 내부 연철심(Soft Iron Core) 및 상기 제4 내부 연철심(Soft Iron Core)내의 자화 및 자속 밀도에서 포화 영역(Saturation Region)과 비포화 선형 영역(Unsaturated Linear Region) 형성을 특정 밴드 주파수로 반복함을 특징으로 한다.The drive current is supplied and driven by repeatedly supplying positive and negative current polarities at a specific band frequency, so that the magnetization and magnetic flux density within the second internal soft iron core and the fourth internal soft iron core are supplied. It is characterized by repeating the formation of a saturation region and an unsaturated linear region at a specific band frequency.

다섯 번째 제5코아층(Core Layer)인 제5연철심(Soft Iron Core)은 1개 이상의 순수 연철심(Pure Soft Iron Core)으로 구성된다. 즉, 제5연철심(Soft Iron Core)에 특정 구동 코일(Drive Coil) 이나 혹은 특정 감지 코일(Sense Coil)이 감겨 있지 않은 순수 연철심(Pure Soft Iron Core)으로 구성됨을 특징으로 한다.The fifth core layer, the 5th soft iron core, is composed of one or more pure soft iron cores. In other words, it is characterized by being composed of a pure soft iron core without a specific drive coil or a specific sense coil wound around the fifth soft iron core.

제1다층코일(Multi-Layer Coil)은 감지 코일(Sense Coil)로써, 다섯 개의 상기 제1코아층(Core Layer)부터 제5코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체를 모두 감싸는 다층 코일(Multi-Layer Coil) 구조이다.The first multi-layer coil is a sense coil, and covers all five core layers from the first core layer to the fifth core layer. It is a surrounding multi-layer coil structure.

제1다층코일(Multi-Layer Coil)은 다섯 개의 상기 제1코아층(Core Layer)부터 제5코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체에서 형성되는 플럭스 게이트(Flux Gate) 신호를 감지(Sense)한다.The first multi-layer coil is a flux gate signal formed in all five core layers from the first core layer to the fifth core layer. Sense.

제1다층코일(Multi-Layer Coil)의 제1 감지 단자(Sense Node)는 2개의 NS1 및 NS2 로 구성된다.The first sensing terminal (Sense Node) of the first multi-layer coil consists of two NS1 and NS2.

상기 제1 감지 단자(Sense Node)는 외부 감지 회로(Sense Circuit)에 연결되어 다섯 개의 상기 제1코아층(Core Layer)부터 제5코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체에서 형성되는 플럭스 게이트(Flux Gate) 감지 신호를 처리하게 된다.The first sensing terminal (Sense Node) is connected to an external sensing circuit (Sense Circuit) and is used in all five core layers from the first core layer (Core Layer) to the fifth core layer (Core Layer). The formed flux gate detection signal is processed.

다른 실시예로 3개의 상기 순수 코아층(Pure Core Layer)인 제1코아층(Core Layer), 제3코아층(Core Layer) 및 제5코아층(Core Layer) 중에서 1개의 순수 코아층(Pure Core Layer)을 제외한 나머지 일부 순수 코아층(Pure Core Layer)은 생략 가능함을 특징으로 한다.In another embodiment, one pure core layer (Pure Core Layer) among the three pure core layers (1st Core Layer, 3rd Core Layer, and 5th Core Layer) Except for the Core Layer, some Pure Core Layers can be omitted.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다층 연철심형 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 구성도이다.Figure 3 is a configuration diagram of a multi-layer soft iron core type flux gate sensor device according to a second embodiment of the present invention.

상기 구동 전류(Drive Current)는 양과 음의 전류 극성을 특정 밴드 주파수로 반복하여 공급 구동하여, 상기 제2 내부 연철심(Soft Iron Core) 및 상기 제4 내부 연철심(Soft Iron Core)내의 자화 및 자속 밀도에서 포화 영역(Saturation Region)과 비포화 선형 영역(Unsaturated Linear Region) 형성을 특정 밴드 주파수로 반복함을 특징으로 한다.The drive current is supplied and driven by repeatedly supplying positive and negative current polarities at a specific band frequency, so that the magnetization and magnetic flux density in the second internal soft iron core and the fourth internal soft iron core are It is characterized by repeating the formation of a saturation region and an unsaturated linear region at a specific band frequency.

제1Test다층코일(Test Multi-Layer Coil)은 시험 구동 전류 코일(Test Drive Current Coil)로써, 다섯 개의 상기 제1코아층(Core Layer)부터 제5코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체를 모두 감싸는 제1 시험 다층 코일(Multi-Layer Coil) 구조이다.The 1st Test Multi-Layer Coil is a test drive current coil, and consists of five core layers from the 1st Core Layer to the 5th Core Layer. It is the first test multi-layer coil structure that covers the entire layer.

제1Test다층코일(Test Multi-Layer Coil)은 다섯 개의 상기 제1코아층(Core Layer)부터 제5코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체에서 감지되는 플럭스 게이트(Flux Gate) 신호의 정상 동작 여부를 시험하기 위해 시험 전류(Test Current)를 구동(Drive)하기 위한 것이다.The 1st Test Multi-Layer Coil is a flux gate detected throughout the five core layers from the 1st core layer to the 5th core layer. It is used to drive a test current to test whether the signal operates normally.

제1Test다층코일(Test Multi-Layer Coil)의 제1 시험 단자(Test Node)는 2개의 NT1 및 NT2 로 구성된다.The first test terminal (Test Node) of the first Test Multi-Layer Coil consists of two NT1 and NT2.

상기 제1 시험 단자(Test Node)는 제1 외부 시험 회로(Test Circuit)에 연결되어 다섯 개의 상기 제1코아층(Core Layer)부터 제5코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체에 시험 전류(Test Current)를 구동(Drive)하기 위한 것이다.The first test terminal (Test Node) is connected to the first external test circuit (Test Circuit) and connects the five core layers from the first core layer (Core Layer) to the fifth core layer (Core Layer). This is to drive the test current throughout.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 다층 연철심형 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 구성도이다.Figure 4 is a configuration diagram of a multi-layer soft iron core type flux gate sensor device according to a third embodiment of the present invention.

여섯 번째 제6코아층(Core Layer)인 제6연철심(Soft Iron Core)은 1개 이상의 순수 연철심(Pure Soft Iron Core)으로 구성된다. 즉, 제6연철심(Soft Iron Core)에 특정 구동 코일(Drive Coil) 이나 혹은 특정 감지 코일(Sense Coil)이 감겨 있지 않은 순수 연철심(Pure Soft Iron Core)으로 구성됨을 특징으로 한다.The sixth core layer, the 6th soft iron core, is composed of one or more pure soft iron cores. In other words, it is characterized by being composed of a pure soft iron core without a specific drive coil or a specific sense coil wound around the sixth soft iron core.

또한, 상기 제6코아층(Core Layer)은 생략이 가능함을 특징으로 한다.In addition, the sixth core layer (Core Layer) can be omitted.

일곱 번째 제7코아층(Core Layer)인 제7연철심-단층코일은 1개 이상의 제7 내부 연철심(Soft Iron Core) 및 상기 제7 내부 연철심(Soft Iron Core)을 감싸는 제7 내부 단층코일(Single Layer Coil)로 구성된다.The seventh core layer, the 7th soft iron core-single layer coil, is composed of one or more 7th inner soft iron cores and a 7th inner single layer coil (single layer) surrounding the 7th inner soft iron core. It is composed of Layer Coil.

상기 제7 내부 단층코일(Single Layer Coil)은 제7 내부 교류감지코일(AC Sense Coil)로써 제7 내부 교류감지단자(AC Sense Node)인 2개의 NA1 및 NA2로 구성된다.The seventh internal single layer coil (Single Layer Coil) is a seventh internal AC Sense Coil and is composed of two NA1 and NA2, which are the seventh internal AC Sense Nodes.

상기 제7 내부 교류감지단자(AC Sense Node)는 외부 교류 감지 회로(AC Sense Circuit)에 연결되어 상기 제7코아층(Core Layer)에서 감지되는 교류 감지 신호를 처리하게 된다.The seventh internal AC Sense Node is connected to an external AC Sense Circuit to process the AC sensing signal detected in the seventh Core Layer.

여덟 번째 제8코아층(Core Layer)인 제8연철심(Soft Iron Core)은 1개 이상의 순수 연철심(Pure Soft Iron Core)으로 구성된다. 즉, 제8연철심(Soft Iron Core)에 특정 구동 코일(Drive Coil) 이나 혹은 특정 감지 코일(Sense Coil)이 감겨 있지 않은 순수 연철심(Pure Soft Iron Core)으로 구성됨을 특징으로 한다.The eighth soft iron core, the eighth core layer, consists of one or more pure soft iron cores. In other words, it is characterized by being composed of a pure soft iron core without a specific drive coil or a specific sense coil wound around the 8th soft iron core.

또한, 상기 제8코아층(Core Layer)은 생략이 가능함을 특징으로 한다.In addition, the eighth core layer (Core Layer) can be omitted.

제2다층코일(Multi-Layer Coil)은 감지 코일(Sense Coil)로써, 세 개의 상기 제6코아층(Core Layer)부터 제8코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체를 모두 감싸는 다층 코일(Multi-Layer Coil) 구조이다.The second multi-layer coil is a sense coil, and covers all core layers from the three sixth core layers to the eighth core layer. It is a surrounding multi-layer coil structure.

제2다층코일(Multi-Layer Coil)은 세 개의 상기 제6코아층(Core Layer)부터 제8코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체에서 형성되는 플럭스 게이트(Flux Gate) 신호를 감지(Sense)한다.The second multi-layer coil is a flux gate signal formed in all three core layers from the sixth core layer to the eighth core layer. Sense.

제2다층코일(Multi-Layer Coil)의 제2 감지 단자(Sense Node)는 2개의 NS3 및 NS4 로 구성된다.The second sensing terminal (Sense Node) of the second multi-layer coil consists of two NS3 and NS4.

제1다층코일(Multi-Layer Coil)의 제1 감지 단자(Sense Node)인 한쪽 단자 NS2과 제2다층코일(Multi-Layer Coil)의 제2 감지 단자(Sense Node)인 한쪽 단자 NS3는 제2연결선을 통해 직렬로 연결된다.One terminal NS2, which is the first sensing terminal (Sense Node) of the first multi-layer coil, and one terminal NS3, which is the second sensing terminal (Sense Node) of the second multi-layer coil, are connected to the second They are connected in series through a connection line.

제1다층코일(Multi-Layer Coil) 및 제2다층코일(Multi-Layer Coil) 권선 방향 극성은 서로 반대로 직렬 연결하거나 혹은 동일하게 직렬 연결할 수 있다.The winding direction polarity of the first multi-layer coil and the second multi-layer coil can be connected in series opposite to each other or the same in series.

제1다층코일(Multi-Layer Coil) 및 제2다층코일(Multi-Layer Coil) 권선 방향의 실시예는 '●'으로 표시한다.Examples of the winding directions of the first multi-layer coil and the second multi-layer coil are indicated by '●'.

제1다층코일(Multi-Layer Coil)의 제1 감지 단자(Sense Node)인 다른 쪽 단자 NS1과 제2다층코일(Multi-Layer Coil)의 제2 감지 단자(Sense Node)인 다른 쪽 단자 NS4에는 외부 감지 회로(Sense Circuit)가 연결된다.The other terminal NS1, which is the first sensing terminal (Sense Node) of the first multi-layer coil, and the other terminal NS4, which is the second sensing terminal (Sense Node) of the second multi-layer coil, An external sensing circuit is connected.

상기 NS1 과 NS4는 외부 감지 회로(Sense Circuit)에 연결되어 상기 여덟 개의 제1코아층(Core Layer)부터 제8코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체에서 형성되는 플럭스 게이트(Flux Gate) 감지 신호를 처리하게 된다.The NS1 and NS4 are connected to an external sense circuit and are a flux gate formed in all core layers from the eight first core layers to the eighth core layer. Flux Gate) detecting signals are processed.

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 다층 연철심형 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 구성도이다.Figure 5 is a configuration diagram of a multi-layer soft iron core type flux gate sensor device according to a fourth embodiment of the present invention.

제2Test다층코일(Test Multi-Layer Coil)은 시험 구동 전류 코일(Test Drive Current Coil)로써, 세 개의 상기 제6코아층(Core Layer)부터 제8코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체를 모두 감싸는 제2 시험 다층 코일(Multi-Layer Coil) 구조이다.The 2nd Test Multi-Layer Coil is a test drive current coil, and consists of three core layers from the 6th core layer to the 8th core layer. It is a second test multi-layer coil structure that covers the entire layer.

제2Test다층코일(Test Multi-Layer Coil)은 세 개의 상기 제6코아층(Core Layer)부터 제8코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체에서 감지되는 플럭스 게이트(Flux Gate) 신호의 정상 동작 여부를 시험하기 위해 시험 전류(Test Current)를 구동(Drive)하기 위한 것이다.The 2nd Test Multi-Layer Coil is a flux gate detected throughout the three core layers from the 6th core layer to the 8th core layer. It is used to drive a test current to test whether the signal operates normally.

제2Test다층코일(Test Multi-Layer Coil)의 제2 시험 단자(Test Node)는 2개의 NT3 및 NT4 로 구성된다.The second test terminal (Test Node) of the second Test Multi-Layer Coil consists of two NT3 and NT4.

상기 제2 시험 단자(Test Node)는 제2 외부 시험 회로(Test Circuit)에 연결되어 세 개의 상기 제6코아층(Core Layer)부터 제8코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체에 시험 전류(Test Current)를 구동(Drive)하기 위한 것이다.The second test terminal (Test Node) is connected to a second external test circuit (Test Circuit) and is connected to the three core layers from the sixth core layer (Core Layer) to the eighth core layer (Core Layer). This is to drive the test current throughout.

또한, 제1Test다층코일(Test Multi-Layer Coil)의 제1 시험 단자(Test Node) NT2 단자와, 제2Test다층코일(Test Multi-Layer Coil)의 제2 시험 단자(Test Node) NT3 단자는 직렬로 연결될 수 있다.In addition, the NT2 terminal of the first test terminal (Test Node) of the first Test Multi-Layer Coil and the NT3 terminal of the second test terminal (Test Node) of the second Test Multi-Layer Coil are connected in series. It can be connected to .

제1Test다층코일(Test Multi-Layer Coil)의 제1 시험 단자(Test Node) NT1 단자와, 제2Test다층코일(Test Multi-Layer Coil)의 제2 시험 단자(Test Node) NT4 단자에 통합 시험 전류(Test Current)를 구동(Drive)할 수 있다.Integrated test current at the NT1 terminal of the 1st Test Node of the 1st Test Multi-Layer Coil and the NT4 terminal of the 2nd Test Node of the 2nd Test Multi-Layer Coil (Test Current) can be driven.

제1Test다층코일(Test Multi-Layer Coil) 및 제2Test다층코일(Test Multi-Layer Coil)의 구동코일(Drive Coil) 권선 방향 극성은 서로 반대로 직렬 연결하거나 혹은 동일하게 직렬 연결할 수 있다.The drive coil winding direction polarity of the 1st Test Multi-Layer Coil and the 2nd Test Multi-Layer Coil can be connected in series opposite to each other or the same in series.

도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 다층 연철심형 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 구성도이다.Figure 6 is a configuration diagram of a multi-layer soft iron core type flux gate sensor device according to the fifth embodiment of the present invention.

본 발명의 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치는 상기 제1코아층(Core Layer)부터 제8코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체에 1개 이상 전력 혹은 계측 도체가 관통하도록 하여 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 동작을 수행함을 특징으로 한다.The flux gate sensor device of the present invention allows one or more power or measurement conductors to penetrate the entire core layer from the first core layer to the eighth core layer. It is characterized by performing a flux gate sensor operation.

상기 제1코아층(Core Layer)부터 제8코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체 형태는 관통형 코아층으로 원형 코아층(Ring Core Type Layer), 4각형 코아층 (Square Core Type Layer), 클램프형 코아층 (Clamp Core Type Layer), 혹은 비관통형 코아층으로 막대형 코아층 (Bar Core Type Layer) 및 기타 형태 등 중에서 선택적으로 사용 가능함을 특징으로 한다.The overall shape of the core layer from the first core layer to the eighth core layer is a through-type core layer, such as a circular core layer (Ring Core Type Layer) and a square core layer (Square Core Layer). It is characterized in that it can be selectively used among a Bar Core Type Layer, a Clamp Core Type Layer, or a non-penetrating core layer such as a Bar Core Type Layer and other forms.

도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 다층 PCB 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 구성도이다.Figure 7 is a configuration diagram of a multilayer PCB flux gate sensor device according to the sixth embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 제6 실시예에 첫 번째 PCB 층 (First Printed Circuit Board Layer)의 구조를 나타낸다.Figure 7 shows the structure of the first printed circuit board layer (PCB layer) in the sixth embodiment of the present invention.

첫 번째 PCB 층 (First Printed Circuit Board Layer)은 1개 이상의 제1 PCB (Printed Circuit Board)으로 구성된다.The first PCB layer (First Printed Circuit Board Layer) consists of one or more first PCBs (Printed Circuit Board).

상기 각각의 제1 PCB (Printed Circuit Board )구조는 5-Pin 혹은 복수 개 Pin 배치 플러그 형 (Plug Type) PCB 구조를 특징으로 한다.Each of the first PCB (Printed Circuit Board) structures is characterized by a 5-Pin or multiple Pin arrangement plug type PCB structure.

첫 번째 PCB 층 (First Printed Circuit Board Layer)의 각각 P1과 P2 Pin 단자에 연결되는 신호 선은 구동 혹은 감지 단자 신호 선을 특징으로 하고 예로 들면 다음과 같다.The signal lines connected to each P1 and P2 Pin terminal of the first PCB layer (First Printed Circuit Board Layer) are characterized as driving or sensing terminal signal lines, and examples are as follows.

첫 번째 PCB 층 (First Printed Circuit Board Layer)의 각각 P1과 P2 Pin 단자에 제2연철심-단층코일의 제2 내부 구동 단자(Drive Node)인 다른 쪽 단자 ND1과 제4연철심-단층코일의 제4 내부 구동 단자(Drive Node)인 다른 쪽 단자 ND4가 각각 연결될 수 있다.The P1 and P2 pin terminals of the first PCB layer (First Printed Circuit Board Layer) are connected to the other terminal ND1, which is the second internal drive terminal (Drive Node) of the second soft iron core-single-layer coil, and the fourth terminal of the fourth soft iron core-single-layer coil. The other terminal ND4, which is an internal drive terminal (Drive Node), can be connected to each other.

혹은, 첫 번째 PCB 층 (First Printed Circuit Board Layer)의 각각 P1과 P2 Pin 단자에 제1다층코일(Multi-Layer Coil)의 제1 감지 단자(Sense Node)는 2개의 NS1 및 NS2가 각각 연결될 수 있다.Alternatively, two NS1 and NS2 of the first sensing terminal (Sense Node) of the first multi-layer coil may be connected to the P1 and P2 pin terminals of the first PCB layer (First Printed Circuit Board Layer), respectively. there is.

혹은, 첫 번째 PCB 층 (First Printed Circuit Board Layer)의 각각 P1과 P2 Pin 단자에 상기 제7 내부 단층코일(Single Layer Coil)은 제7 내부 교류감지코일(AC Sense Coil)로써 제7 내부 교류감지단자(AC Sense Node)인 2개의 NA1 및 NA2 가 각각 연결될 수 있다.Alternatively, the 7th internal single layer coil (Single Layer Coil) at each P1 and P2 Pin terminal of the first PCB layer (First Printed Circuit Board Layer) detects the 7th internal AC as the 7th internal AC Sense Coil. Two terminals (AC Sense Node), NA1 and NA2, can be connected respectively.

혹은, 첫 번째 PCB 층 (First Printed Circuit Board Layer)의 각각 P1과 P2 Pin 단자에 제1다층코일(Multi-Layer Coil)의 제1 감지 단자(Sense Node)인 다른 쪽 단자 NS1과 제2다층코일(Multi-Layer Coil)의 제2 감지 단자(Sense Node)인 다른 쪽 단자 NS4 가 각각 연결될 수 있다.Alternatively, the other terminals NS1 and the second multi-layer coil, which are the first sensing terminals (Sense Node) of the first multi-layer coil, are connected to the P1 and P2 pin terminals of the first PCB layer (First Printed Circuit Board Layer), respectively. The other terminal NS4, which is the second sensing terminal (Sense Node) of the (Multi-Layer Coil), can be connected to each other.

혹은, 첫 번째 PCB 층 (First Printed Circuit Board Layer)의 각각 P1과 P2 Pin 단자에 제1Test다층코일(Test Multi-Layer Coil)의 제1 시험 단자(Test Node)는 2개의 NT1 및 NT2 가 각각 연결될 수 있다.Alternatively, two NT1 and NT2 are connected to the first test terminal (Test Node) of the first Test Multi-Layer Coil to the P1 and P2 Pin terminals of the first PCB layer (First Printed Circuit Board Layer), respectively. You can.

혹은, 첫 번째 PCB 층 (First Printed Circuit Board Layer)의 각각 P1과 P2 Pin 단자에 제2Test다층코일(Test Multi-Layer Coil)의 제2 시험 단자(Test Node)는 2개의 NT3 및 NT4 가 각각 연결될 수 있다.Alternatively, two NT3 and NT4 are connected to the second test terminal (Test Node) of the second Test Multi-Layer Coil to the P1 and P2 Pin terminals of the first PCB layer (First Printed Circuit Board Layer), respectively. You can.

첫 번째 PCB 층 (First Printed Circuit Board Layer)의 P3 Pin은 공통의 접지 단자인 GND에 연결될 수 있다.P3 Pin of the first PCB layer (First Printed Circuit Board Layer) can be connected to GND, a common ground terminal.

첫 번째 PCB 층 (First Printed Circuit Board Layer)의 P4 Pin은 입력 혹은 출력 신호와 연결될 수 있다.P4 Pin on the first PCB layer (First Printed Circuit Board Layer) can be connected to an input or output signal.

첫 번째 PCB 층 (First Printed Circuit Board Layer)의 P5 Pin은 제어 혹은 전원 공급 VDD에 연결될 수 있다.Pin P5 on the first PCB layer (First Printed Circuit Board Layer) can be connected to control or power supply VDD.

도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 다층 PCB 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 구성도이다.Figure 8 is a configuration diagram of a multilayer PCB flux gate sensor device according to the seventh embodiment of the present invention.

상기 두 번째 PCB 층 (Second Printed Circuit Board Layer)은 세 번째 PCB 층 (Third Printed Circuit Board Layer)에 해당하는 주 기판 (Main PCB)에 형성된 관통형 구멍(Slot) 구조에 삽입되어 납땜 패드(Soldering Pad)에 연결될 수 있음을 특징으로 한다.The second PCB layer (Second Printed Circuit Board Layer) is inserted into a through-hole (Slot) structure formed in the main PCB corresponding to the third PCB layer (Third Printed Circuit Board Layer) and soldering pad (Soldering Pad) ) is characterized in that it can be connected to.

두 번째 PCB 층 (Second Printed Circuit Board Layer)은 상기 첫 번째 PCB 층 (First Printed Circuit Board Layer)가 삽입되어 납땜 패드(Soldering Pad)에 연결될 수 있는 1개 이상의 관통형 구멍(Slot) 구조인 관통형 구멍(Slot) 구조-1, 관통형 구멍(Slot) 구조-2, 관통형 구멍(Slot) 구조-3, 혹은 관통형 구멍(Slot) 구조-4와, 5-Pin 혹은 복수 개 Pin 배치 플러그 형 (Plug Type) PCB 구조 실시 예를 특징으로 한다.The second PCB layer (Second Printed Circuit Board Layer) is a through-type structure with one or more through-type slots into which the first PCB layer (First Printed Circuit Board Layer) can be inserted and connected to the soldering pad. Slot structure-1, through-type slot structure-2, through-type slot structure-3, or through-type slot structure-4 and 5-Pin or multiple pin arrangement plug type (Plug Type) Features an embodiment of the PCB structure.

두 번째 PCB 층 (Second Printed Circuit Board Layer)의 T1 Pin은 공통의 접지 단자인 GND에 연결될 수 있다.T1 Pin of the second PCB layer (Second Printed Circuit Board Layer) can be connected to GND, a common ground terminal.

두 번째 PCB 층 (Second Printed Circuit Board Layer)의 T2 Pin은 전원 공급 VDD와 연결될 수 있다.T2 Pin of the second PCB layer (Second Printed Circuit Board Layer) can be connected to the power supply VDD.

두 번째 PCB 층 (Second Printed Circuit Board Layer)의 T3 Pin은 제1 출력 신호와 연결될 수 있다.T3 Pin of the second PCB layer (Second Printed Circuit Board Layer) can be connected to the first output signal.

두 번째 PCB 층 (Second Printed Circuit Board Layer)의 T4 Pin은 제2 출력 신호와 연결될 수 있다.T4 Pin of the second PCB layer (Second Printed Circuit Board Layer) can be connected to the second output signal.

두 번째 PCB 층 (Second Printed Circuit Board Layer)의 T5 Pin은 시험 제어(Test Control) 신호와 연결될 수 있다.T5 Pin of the second PCB layer (Second Printed Circuit Board Layer) can be connected to the Test Control signal.

첫 번째 관통형 구멍(Slot) 구조-1에는 상기 제2연철심-단층코일의 제2 내부 구동 단자(Drive Node)인 다른 쪽 단자 ND1과 제4연철심-단층코일의 제4 내부 구동 단자(Drive Node)인 다른 쪽 단자 ND4가 연결된 첫 번째 PCB 층 (First Printed Circuit Board Layer)가 삽입되어 납땜 패드(Soldering Pad)에 연결될 수 있는 관통형 구멍(Slot) 구조 실시 예를 특징으로 한다.The first through-hole (Slot) structure-1 has the other terminal ND1, which is the second internal drive terminal (Drive Node) of the second soft iron core-single-layer coil, and the fourth internal drive terminal (Drive Node) of the fourth soft iron core-single-layer coil. ) is characterized by an embodiment of a through-hole (Slot) structure in which the first PCB layer (First Printed Circuit Board Layer) to which the other terminal ND4 is connected can be inserted and connected to the soldering pad.

두 번째 관통형 구멍(Slot) 구조-2에는 상기 제1다층코일(Multi-Layer Coil)의 제1 감지 단자(Sense Node)는 2개의 NS1 및 NS2가 연결된 첫 번째 PCB 층 (First Printed Circuit Board Layer)가 삽입되어 납땜 패드(Soldering Pad)에 연결될 수 있는 관통형 구멍(Slot) 구조 실시 예를 특징으로 한다.In the second through-hole (Slot) structure-2, the first sensing terminal (Sense Node) of the first multi-layer coil is connected to the first PCB layer (First Printed Circuit Board Layer) where two NS1 and NS2 are connected. ) is characterized by an embodiment of a through-type slot structure that can be inserted and connected to a soldering pad.

세 번째 관통형 구멍(Slot) 구조-3에는 상기 제7 내부 단층코일(Single Layer Coil)은 제7 내부 교류감지코일(AC Sense Coil)로써 제7 내부 교류감지단자(AC Sense Node)인 2개의 NA1 및 NA2 가 연결된 첫 번째 PCB 층 (First Printed Circuit Board Layer)가 삽입되어 납땜 패드(Soldering Pad)에 연결될 수 있는 관통형 구멍(Slot) 구조 실시 예를 특징으로 한다.In the third through-hole (Slot) structure-3, the 7th internal single layer coil (Single Layer Coil) is the 7th internal AC Sense Coil and has two 7th internal AC Sense Nodes (AC Sense Nodes). The embodiment is characterized by a through-type slot structure in which the first PCB layer (First Printed Circuit Board Layer) where NA1 and NA2 are connected can be inserted and connected to the soldering pad.

네 번째 관통형 구멍(Slot) 구조-4에는 제1다층코일(Multi-Layer Coil)의 제1 감지 단자(Sense Node)인 다른 쪽 단자 NS1과 제2다층코일(Multi-Layer Coil)의 제2 감지 단자(Sense Node)인 다른 쪽 단자 NS4 가 연결된 첫 번째 PCB 층 (First Printed Circuit Board Layer)가 삽입되어 납땜 패드(Soldering Pad)에 연결될 수 있는 관통형 구멍(Slot) 구조 실시 예를 특징으로 한다.The fourth through-hole (Slot) structure-4 has the other terminal NS1, which is the first sensing terminal (Sense Node) of the first multi-layer coil, and the second terminal of the second multi-layer coil (Multi-Layer Coil). The first PCB layer (First Printed Circuit Board Layer) connected to the other terminal NS4, which is the sense node, is inserted and is characterized by a through-hole (slot) structure embodiment that can be connected to the soldering pad. .

상기 첫 번째 PCB 층 (First Printed Circuit Board Layer)와 상기 두 번째 PCB 층 (Second Printed Circuit Board Layer)은 5-Pin 혹은 기타 복수개의 Pin 배치 플러그 형 (Plug Type) PCB 구조 실시 예를 특징으로 한다.The first PCB layer (First Printed Circuit Board Layer) and the second PCB layer (Second Printed Circuit Board Layer) feature a 5-Pin or other multiple pin arrangement plug type PCB structure embodiment.

도 9는 본 발명의 제8 실시예에 따른 다층 연철심형 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치의 구성도이다.Figure 9 is a configuration diagram of a multi-layer soft iron core type flux gate sensor device according to the eighth embodiment of the present invention.

본 발명의 제8 실시예에 따른 다층 연철심형 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치는 복수개의 다층(Multi-Layer) 연철심(Soft Iron Core) 구조를 특징으로 한다.The multi-layer soft iron core type flux gate sensor device according to the eighth embodiment of the present invention is characterized by a plurality of multi-layer soft iron core structures.

첫 번째 제1코아층(Core Layer)인 제1연철심-단층코일은 1개 이상의 제1 내부 연철심(Soft Iron Core) 및 상기 제1 내부 연철심(Soft Iron Core)을 감싸는 제1 내부 단층코일(Single Layer Coil)로 구성된다.The first core layer, the first soft iron core-single layer coil, is composed of one or more first internal soft iron cores and a first internal single layer coil (single layer) surrounding the first internal soft iron core. It is composed of Layer Coil.

상기 제1 내부 단층코일(Single Layer Coil)은 제1 내부 구동코일(Drive Coil)로써 제1 내부 구동 단자(Drive Node)인 2개의 ND1 및 ND2로 구성된다.The first internal single layer coil is a first internal drive coil and is composed of two first internal drive terminals (Drive Node), ND1 and ND2.

상기 제2 내부 단층코일(Single Layer Coil)은 제2 내부 구동코일(Drive Coil)로써 제2 내부 구동 단자(Drive Node)인 2개의 ND3 및 ND4로 구성된다.The second internal single layer coil is a second internal drive coil and is composed of two second internal drive terminals (Drive Node), ND3 and ND4.

제1연철심-단층코일의 제1 내부 구동 단자(Drive Node)인 한쪽 단자 ND2과 제2연철심-단층코일의 제2 내부 구동 단자(Drive Node)인 한쪽 단자 ND3는 제1연결선을 통해 직렬로 연결된다.One terminal ND2, which is the first internal drive terminal (Drive Node) of the first soft iron core-single-layer coil, and one terminal ND3, which is the second internal drive terminal (Drive Node) of the second soft iron core-single-layer coil, are connected in series through the first connection line. do.

제1연철심-단층코일의 제1 내부 구동코일(Drive Coil) 및 제2연철심-단층코일의 제2 내부 구동코일(Drive Coil) 권선 방향 극성은 서로 반대로 직렬 연결하거나 혹은 동일하게 직렬 연결할 수 있다.The winding direction polarity of the first internal drive coil of the first soft iron core-single-layer coil and the second internal drive coil of the second soft iron core-single-layer coil may be connected in series opposite to each other or the same in series.

제1연철심-단층코일의 제1 내부 구동코일(Drive Coil) 및 제2연철심-단층코일의 제2 내부 구동코일(Drive Coil) 권선 방향의 실시예는 '●'으로 표시한다.The embodiment of the winding direction of the first internal drive coil (Drive Coil) of the first soft iron core-single-layer coil and the second internal drive coil (Drive Coil) of the second soft iron core-single-layer coil is indicated by '●'.

제1연철심-단층코일의 제1 내부 구동 단자(Drive Node)인 다른 쪽 단자 ND1과 제2연철심-단층코일의 제2 내부 구동 단자(Drive Node)인 다른 쪽 단자 ND4에는 외부 구동 회로(Drive Circuit)가 연결된다.The other terminal ND1, which is the first internal drive terminal (Drive Node) of the first soft iron core-single-layer coil, and the other terminal ND4, which is the second internal drive terminal (Drive Node) of the second soft iron core-single-layer coil, have an external drive circuit (Drive Circuit). ) is connected.

상기 구동 전류(Drive Current)는 양과 음의 전류 극성을 특정 밴드 주파수로 반복하여 공급 구동하여, 상기 제1 내부 연철심(Soft Iron Core) 및 상기 제2 내부 연철심(Soft Iron Core)내의 자화 및 자속 밀도에서 포화 영역(Saturation Region)과 비포화 선형 영역(Unsaturated Linear Region) 형성을 특정 밴드 주파수로 반복함을 특징으로 한다.The drive current is supplied and driven by repeatedly supplying positive and negative current polarities at a specific band frequency, so that the magnetization and magnetic flux density in the first internal soft iron core and the second internal soft iron core are It is characterized by repeating the formation of a saturation region and an unsaturated linear region at a specific band frequency.

제1다층코일(Multi-Layer Coil)은 감지 코일(Sense Coil)로써, 두 개의 상기 제1코아층(Core Layer)부터 제2코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체를 모두 감싸는 다층 코일(Multi-Layer Coil) 구조이다.The first multi-layer coil is a sense coil, and covers all core layers from the two first core layers to the second core layer. It is a surrounding multi-layer coil structure.

제1다층코일(Multi-Layer Coil)은 두 개의 상기 제1코아층(Core Layer)부터 제2코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체에서 형성되는 플럭스 게이트(Flux Gate) 신호를 감지(Sense)한다.The first multi-layer coil is a flux gate signal formed in the entire core layer from the two first core layers to the second core layer. Sense.

상기 제1 감지 단자(Sense Node)는 외부 감지 회로(Sense Circuit)에 연결되어 다섯 개의 상기 제1코아층(Core Layer)부터 제2코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체에서 형성되는 플럭스 게이트(Flux Gate) 감지 신호를 처리하게 된다.The first sensing terminal (Sense Node) is connected to an external sensing circuit (Sense Circuit) and is used in all five core layers from the first core layer (Core Layer) to the second core layer (Core Layer). The formed flux gate detection signal is processed.

본 발명의 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 장치는 상기 제1코아층(Core Layer)부터 제2코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체에 1개 이상 전력 혹은 계측 도체가 관통하도록 하여 플럭스 게이트(Flux Gate) 센서 동작을 수행함을 특징으로 한다.The flux gate sensor device of the present invention allows one or more power or measurement conductors to penetrate the entire core layer from the first core layer to the second core layer. It is characterized by performing a flux gate sensor operation.

상기 제1코아층(Core Layer)부터 제2코아층(Core Layer)까지의 코아층(Core Layer) 전체 형태는 관통형 코아층으로 원형 코아층(Ring Core Type Layer), 4각형 코아층 (Square Core Type Layer), 클램프형 코아층 (Clamp Core Type Layer), 혹은 비관통형 코아층으로 막대형 코아층 (Bar Core Type Layer) 및 기타 형태 등 중에서 선택적으로 사용 가능함을 특징으로 한다.The overall shape of the core layer from the first core layer to the second core layer is a through-type core layer, such as a circular core layer (Ring Core Type Layer) and a square core layer (Square Core Layer). It is characterized in that it can be selectively used among a Bar Core Type Layer, a Clamp Core Type Layer, or a non-penetrating core layer such as a Bar Core Type Layer and other forms.

W0 : 도선
W1,W2,W3,W4 : 코일
M1,M2,M3 : 코어
10 : 발진부
20 : 보상전류생성부
21 : 가산기
22 : 증폭기
23 : 전류드라이브
30 : 포화복귀부
40 : 검출부W0: conductor
W1,W2,W3,W4: coil
M1,M2,M3: Core
10: Oscillation unit
20: Compensation current generator
21: adder
22: amplifier
23: current drive
30: Saturation return unit
40: detection unit

Claims

In a flux gate sensor device with a multi-layer structure,
First core layer (Core Layer); and
It consists of a second core layer,
The first soft iron core-single layer coil, which is the first core layer, includes one or more first internal soft iron cores and a first internal single layer coil (Single Layer) surrounding the first internal soft iron core. Coil),
The first internal single layer coil is a first internal drive coil and is composed of two ND1 and ND2, which are first internal drive terminals (Drive Node),
The second soft iron core-single layer coil, which is the second core layer, includes one or more second internal soft iron cores and a second internal single layer coil (Single Layer) surrounding the second internal soft iron core. Coil),
The second internal single layer coil is a second internal drive coil and is composed of two second internal drive terminals (Drive Node), ND3 and ND4,
The terminal ND2, which is the first internal drive terminal (Drive Node) of the first soft iron core-single-layer coil, and the terminal ND3, which is the second internal drive terminal (Drive Node) of the second soft iron core-single-layer coil, are the first terminal. connected in series through a connection line,
The other terminal ND1, which is the first internal drive terminal (Drive Node) of the first soft iron core-single-layer coil, and the other terminal ND4, which is the second internal drive terminal (Drive Node) of the second soft iron core-single-layer coil, An external drive circuit is connected,
The external drive circuit performs the function of supplying a drive current of a specific band frequency to perform the operation of the flux gate,
The drive current is supplied and driven by repeatedly supplying positive and negative current polarities at a specific band frequency, so that the magnetization and magnetic flux density in the first internal soft iron core and the second internal soft iron core are Characterized by repeating the formation of a saturation region and an unsaturated linear region at a specific band frequency,
The first multi-layer coil is a sense coil, and covers all core layers from the two first core layers to the second core layer. It has a surrounding multi-layer coil structure,
The first sensing terminal (Sense Node) of the first multi-layer coil consists of two NS1 and NS2,
The first sensing terminal (Sense Node) is connected to an external sensing circuit (Sense Circuit) and is connected to the entire core layer from the two first core layers to the second core layer. Processes the formed flux gate detection signal,
A flux gate sensor operation is performed by allowing one or more power or measurement conductors to penetrate the entire core layer from the first core layer to the second core layer. Characteristically,
The overall shape of the core layer from the first core layer to the second core layer is a through-type core layer, such as a circular core layer (Ring Core Type Layer) and a square core layer (Square Core Layer). A flux gate with a multi-layer structure, characterized in that it includes a Bar Core Type Layer, a Clamp Core Type Layer, or a non-penetrating core layer. (Flux Gate) sensor device.