磁通门传感器专利技术分析

刘钰薇 戴文韫

摘要：磁通门传感器是用来测试弱磁场大小和方向的设备。近几十年来，随着社会发展和科技进步，磁通门传感器取得了快速发展。本文以磁通门传感器的专利申请作为分析对象，重点研究并分析了磁通门传感器的技术分支，以及全球及中国范围内关于磁通门传感器的专利申请态势、重要申请人等信息，从而能够从专利角度更好地了解磁通门传感器的知识。

关键词：磁通门传感器；弱磁场；磁强计；专利

中图分类号：TP212.1 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）12-0054-03

Patent Analysis of Fluxgate Sensor

LIU Yuwei1 DAI Wenyun1

（Patent Examination Cooperation Sichuan Center，State Intellectual Property Office， Chengdu Sichuan 610213）

Abstract： Fluxgate sensor is a device to measure the size and direction of the weak magnetic field. In recent decades， with the development of the society and the progress of science and technology， the fluxgate sensor has made rapid development. In this paper， the patent application of the fluxgate sensor is used as the analysis object， and the branch of the magnetic gate sensors is studied and analyzed. The global and China's patent application situation on fluxgate sensors， important applicants and other information， so that the knowledge of fluxgate sensors can be better understood from the patent point of view.

Key words： fluxgate sensor； weak magnetic field； magnetometer， patent

磁通门传感器是用来敏感弱磁场大小和方向的设备，在室温下某些设计优良的设备分辨力能够达到0.1nT。磁通门技术在磁场测量领域具有诸多实用性，比如，空间测量、地理勘探与绘制、无损检测和各种军事应用，而磁通门技术在免疫分析技术中，能够与超导量子干涉仪相媲美，它甚至具有更高分辨力（低于0.1nT）。本文在中国专利检索系统文摘数据库（CPRSABS）和德温特世界专利数据（DWPI）中结合关键词和分类号对“磁通门传感器”技术领域的专利文献进行检索和分析[1]。

1 技术分解

通过检索并结合磁通门传感器的技术进行统计分析，确定了如下的技术分解表，其中数量是指该分支在中国专利检索系统文摘数据库（CPRSABS）和德温特世界专利数据（DWPI）中的专利数量。

2 申请态势

本文在CNABS和DWPI数据库对磁通门传感器的专利申请进行了检索和统计，检索时间截至2017年5月，国内的申请态势和全球的申请态势如图1所示。

由图1可以看出，就全球而言，磁通门传感器技术虽然起步较早，但在20世纪90年代以前都属于平稳的缓慢发展阶段，20世纪90年代至2000年左右进入一个平稳增长的发展阶段，2000年后进入快速发展时期，特别是2008年以后，发展迅速[2]。一方面，是由于加工技术的进步以及材料科学的发展，为磁通门传感器的发展带来了机遇并提供了技术支持；另一方面，随着人口的增加，对资源矿产的需求量日益增长，勘探开采更多的矿产资源成为选择之一。此外，各国对安检的重視日益增强、无人驾驶技术的发展等，都为磁通门传感器提供了越来越大的市场需求[3]。而2016年的下降趋势是因为专利申请从申请至公开还需要一段时间，2016年的申请数量并未统计完全，并不是真正的下降。

就国内而言，2000年以前都属于极其缓慢发展阶段，2000年之后申请量开始快速增长，2008年之后进入爆发式增长，这与中国大力推动科技发展和进步有关。并且由图1可以看出，最快的两次增长发生在2008年以及2011年以后，而在2008年发生了汶川大地震，2011年发生了日本福岛大地震，两次地震都带了巨大的灾难和损失，而磁通门传感器作为性能优良的磁场检测器件可以检测地磁场，从而为地震监测提供技术支持。因此，在两次大地震都促进了磁通门传感器的需求和发展[4，5]。

3 技术分支专利数据分析

磁通门传感器的技术构成如图2所示。由图2可知，磁通门传感器相关的专利申请中，55%都是应用领域，也就是说，磁通门传感器主要是以应用为导向，而在应用方面，探矿钻井和地磁场检测又是应用最多的方向，应用第三多的是航迹磁场监测，这也正好与前述申请态势曲线中最快的两次增长时间点相印证，都是由于应用需求进而促进了磁通门传感器的发展。

如图3所示，进一步对国内申请和国外申请的具体各技术分支进行了分析，由图可知，国内申请主要是以应用为主，且关于磁通门传感器应用的申请几乎快达到国外申请的两倍[6]。而除此之外，国内关于磁通门传感器探头、加工、数据处理以及其他方面（注：其他包括了激励电路）的申请均不及国外申请的量，而真正决定磁通门传感器的性能的，恰恰是探头、加工工艺以及激励电路等，这说明国内申请虽然数量较多，增长较快，但是在核心技术部分，还不及国外，这也是为什么国内很多磁通门传感器的探头都需要进口的原因，不过，我国磁通门传感器起步就较国外晚数十年，技术稍有滞后也在情理之中。

4 专利申请来源及目标国家/地区分析

如图4和图5所示，对磁通门传感器专利申请的技术来源国家/地区和技术目标国家/地区进行了统计分析，由图可知，中国、美国和日本是排名前三的技术来源国家/地区和技术目标国家/地区，也是磁通门传感器技术的主要市场，排名第四的技术来源国家/地区是韩国，但排名第四的技术目标国家/地区却是欧洲。

4 结束语

本文通过对磁通门传感器技术专利文献进行阅读分析和整理，在此基础上进行了相关的技术分解，并对磁通门传感器技术的专利申请态势、各技术分支详情、专利申请来源及目标国分析等进行了统计分析，对主要分支的技术演进路线以及本领域的重点专利进行了分析，结果表明磁通门传感器是以应用为导向，磁通门传感器在朝着微型化、高精度、高分辨率、高灵敏度、长寿命的方向发展，而其发展是通过探头形状设计、探头材料选择以及加工工艺相互融合的方式实现的。国内专利申请数量较多，增长较快，但是在核心技术如探头基数和加工工艺等方面，还不及国外，但国内的技术也在不断探索和发展。

参考文献：

[1] 姚远.弱磁场的检测与应用技术[D].武汉：武汉理工大学，2002.

[2] 郭博，刘诗斌，杨尚林.微型正交激励磁通门结构设计[J].传感技术学报，2014（7）：910-915.

[3] 杨理践，涂传宾，高松巍.基于磁通门传感器的弱磁场检测方法[J].仪表技术与传感器，2014（9）：84-87.

[4] 赖正喜.基于磁通门传感器的高精度弱磁场便携检测系统[D].太原：中北大学，2015.

[5] 支萌辉.数字磁通门传感器电子学单元研究[D].苏州：苏州大学，2014.

[6] 李梁.基于磁调制原理的正交磁通门技术研究[D].青岛：青岛大学，2014.

[7] （波）斯朗瓦莫.磁性测量手册[M].北京：机械工业出版社，2014.