[發明專利]一種磁體磁場測量方法及測量系統

有效

• 申請號: 202110309634.5
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113075597B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 楊剛;陳一民
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01R33/10
• 分類號: G01R33/10;G01R33/12;G01R33/06
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國勝

1.一種磁體磁場測量方法，其特征在于，對設定環境內待測磁體的磁場進行測量，設定環境為50K以下的真空環境，包括以下步驟：

在設定環境內，向待測磁體的中心磁場區域配置緊挨設置的信號探頭和加熱單元，其中信號探頭和加熱單元均與待測磁體分離設置，加熱單元僅用于加熱信號探頭，信號探頭具有LC振蕩電路和諧振材料的組合；

通過置于設定環境外的控制器，控制加熱單元加熱信號探頭至目標溫度后，將LC振蕩電路中的探測線圈設置為諧振狀態，然后令探測線圈接收預設時間段的射頻信號，將諧振材料激發為諧振狀態，之后探測線圈采集到自旋回波信號，根據自旋回波信號，確定待測磁體的磁場值；

其中自旋回波信號為探測線圈被射頻信號激發后，諧振材料在磁場下產生的信號。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據自旋回波信號，確定待測磁體的磁場值，包括：

ω＝Υ*B

其中，ω為自旋回波信號的頻率；Υ為諧振材料的磁旋比；B為待測磁體的磁場值。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，待測磁體包括超導磁體。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：采集預設次數自旋回波信號，根據每一次自旋回波信號確定的磁場值，獲得待測磁體的最終磁場值。

5.一種磁體磁場測量系統，其特征在于，用于測量設定環境內待測磁體的磁場，設定環境為50K以下的真空環境，該系統包括置于設定環境內的加熱單元(1)和信號探頭(2)，以及置于設定環境外的計算機(3)、控制器(4)、電源(5)、射頻放大器(6)和信號接收裝置(7)；

信號探頭(2)具有LC振蕩電路和諧振材料的組合，加熱單元(1)緊挨信號探頭設置，信號探頭(2)和加熱單元(1)均與待測磁體分離設置，加熱單元(1)僅用于加熱信號探頭(2)；

計算機(3)分別與控制器(4)、射頻放大器(6)和信號接收裝置(7)電線連接，加熱單元(1)與控制器(4)電線連接，信號接收裝置(7)與控制器(4)電線連接，射頻放大器(6)與控制器(4)電線連接，信號探頭(2)與控制器(4)電線連接，電源(5)為計算機(3)、控制器(4)、加熱單元(1)、信號探頭(2)、射頻放大器(6)和信號接收裝置(7)提供電能。

6.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，還包括置于設定環境外的開關裝置(8)，開關裝置(8)與計算機(3)電線連接，開關裝置(8)與控制器(4)電線連接。

7.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，還包括射頻轉換頭(9)、前置放大器及信號轉接盒(10)，信號探頭依次通過前置放大器及信號轉接盒(10)、射頻轉換頭(9)與控制器(4)電線連接。

8.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，加熱單元包括加熱器和溫度傳感器，加熱器緊挨信號探頭(2)設置，溫度傳感器緊挨信號探頭(2)設置；

加熱器通過加熱線纜與控制器(4)連接，溫度傳感器通過溫度信號反饋線纜與控制器(4)連接。

9.一種采用如權利要求5至8任一項所述系統對磁體磁場進行測量的方法，其特征在于，包括以下步驟：

將信號探頭(2)和加熱單元(1)置于待測磁體的中心磁場區域；

計算機(3)通過控制器(4)、加熱單元(1)和信號接收裝置(7)，控制信號探頭(2)的溫度達到目標溫度后，計算機(3)通過控制器(4)，將LC振蕩電路中的探測線圈設置為諧振狀態，然后令射頻放大器(6)發射預設時間段的射頻信號至探測線圈，將諧振材料激發為諧振狀態；之后計算機(3)通過控制器(4)，令信號接收裝置(7)接收探測線圈采集到的自旋回波信號，信號接收裝置(7)對自旋回波信號進行模數轉換后發送至計算機(3)；

計算機(3)根據自旋回波信號，確定待測磁體的磁場值；

其中自旋回波信號為探測線圈被射頻信號激發后，諧振材料在磁場下產生的信號。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述計算機(3)通過控制器(4)，將LC振蕩電路中的探測線圈設置為諧振狀態，然后令射頻放大器(6)發射預設時間段的射頻信號至探測線圈，將諧振材料激發為諧振狀態，包括：

計算機(3)通過開關裝置(8)切換控制器(4)為發射模式，控制器(4)將LC振蕩電路中的探測線圈設置為諧振狀態，然后令射頻放大器(6)發射預設時間段的射頻信號至探測線圈，將諧振材料激發為諧振狀態；

所述計算機(3)通過控制器(4)，令信號接收裝置(7)接收探測線圈采集到的自旋回波信號，包括：

計算機(3)通過開關裝置(8)切換控制器(4)為接收模式，控制器(4)令信號接收裝置(7)接收探測線圈采集到的自旋回波信號。