[發明專利]一種提高SQUID磁傳感器測量靈敏度的方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 201410165907.3
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN105022005B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 王永良;孔祥燕;徐小峰;謝曉明
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: G01R33/035
• 分類號: G01R33/035
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙)31219
• 代理人: 徐秋平

1.一種提高SQUID磁傳感器測量靈敏度的方法，其特征在于，所述提高SQUID磁傳感器測量靈敏度的方法包括：

利用三軸磁強計將背景磁場轉換成電信號；所述背景磁場包括環境磁場和信號磁場；

對所述電信號進行調理后獲得反映所述環境磁場的主要電信號，具體實現過程包括：利用濾波器對所述電信號進行低頻提取；

將所述主要電信號轉換成環境抵扣磁場，具體實現過程包括：所述主要電信號包括XYZ三軸磁場對應的電壓信號；將所述XYZ三軸磁場對應的電壓信號通過電阻按預設比例轉換成對應的電流信號；將三路電流信號合成補償電流；將所述補償電流輸入至所述SQUID磁傳感器的反饋線圈中，在所述SQUID磁傳感器處產生所述環境抵扣磁場；所述預設比例與所述SQUID磁傳感器在環境磁場中的空間位置相對應；

將所述抵扣磁場輸入至所述SQUID磁傳感器，抵消所述環境磁場在所述SQUID磁傳感器處產生的磁通。

2.根據權利要求1所述的提高SQUID磁傳感器測量靈敏度的方法，其特征在于：所述濾波器為低通濾波器，所述低通濾波器的截止頻率根據所述環境磁場的波動情況和被探測信號所在頻段進行選取；所述低通濾波器的階數根據所述三軸磁強計的噪聲經過濾波后在被探測信號所在頻段被抑制到所述SQUID磁傳感器要求的噪聲水平進行選取；所述被探測信號為被所述SQUID磁傳感器測量的信號。

3.根據權利要求1所述的提高SQUID磁傳感器測量靈敏度的方法，其特征在于：所述SQUID磁傳感器在環境磁場中的空間位置即為所述SQUID磁傳感器在所述三軸磁強計的X、Y、Z三個正交軸坐標中的位置。

4.一種提高SQUID磁傳感器測量靈敏度的裝置，其特征在于，所述提高SQUID磁傳感器測量靈敏度的裝置包括：

三軸磁強計，將背景磁場轉換成電信號；所述背景磁場包括環境磁場和信號磁場；

低通濾波器，與所述三軸磁強計相連，對所述電信號進行調理后獲得反映所述環境磁場的主要電信號；所述主要電信號包括XYZ三軸磁場對應的電壓信號；

電流補償電路，與所述低通濾波器和所述SQUID磁傳感器分別相連，將所述主要電信號合成補償電流并輸入至所述SQUID磁傳感器的反饋線圈中，在所述SQUID磁傳感器處產生抵消所述環境磁場的環境抵扣磁場；具體包括：所述電流補償電路將所述XYZ三軸磁場對應的電壓信號通過電阻按預設比例轉換成對應的電流信號，將三路電流信號合成補償電流；將所述補償電流輸入至所述SQUID磁傳感器的反饋線圈中，在所述SQUID磁傳感器處產生所述環境抵扣磁場；所述預設比例與所述SQUID磁傳感器在環境磁場中的空間位置相對應。

5.根據權利要求4所述的提高SQUID磁傳感器測量靈敏度的裝置，其特征在于：所述電流補償電路包括至少1個電流合成模塊，每個電流合成模塊與一個SQUID磁傳感器相連；每個電流合成模塊以一種比例系數合并經過所述低通濾波器濾波的XYZ三軸磁場電信號；每個電流合成模塊的比例系數同與電流合成模塊自身相連的SQUID磁傳感器在環境磁場中的空間位置相對應。

6.根據權利要求5所述的提高SQUID磁傳感器測量靈敏度的裝置，其特征在于：所述電流合成模塊由3個并聯的可調電阻構成。

7.一種提高SQUID磁傳感器測量靈敏度的系統，其特征在于，所述提高SQUID磁傳感器測量靈敏度的系統包括：

三軸磁強計，將背景磁場轉換成電信號；所述背景磁場包括環境磁場和信號磁場；

低通濾波器，與所述三軸磁強計相連，對所述電信號進行調理后獲得反映所述環境磁場的主要電信號；

電流補償電路，與所述低通濾波器和所述SQUID磁傳感器分別相連，將所述主要電信號合成補償電流；所述電流補償電路包括至少1個電流合成模塊，每個電流合成模塊與一個SQUID磁傳感器相連；每個電流合成模塊以一種比例系數合并經過所述低通濾波器濾波的XYZ三軸磁場電信號；每個電流合成模塊的比例系數同與電流合成模塊自身相連的SQUID磁傳感器在環境磁場中的空間位置相對應；所述電流合成模塊由3個并聯的可調電阻構成；

至少1個SQUID磁傳感器，與所述電流補償電路相連，包括反饋線圈；所述反饋線圈將所述補償電流轉換為環境抵扣磁場，用以抵消所述SQUID磁傳感器感應到的環境磁場。