面向埋地未爆弹的专用铯光泵探测器制造技术

本发明专利技术公开了一种面向埋地未爆弹的专用铯光泵探测器，包括抽运光生成模块、第一光学模块、磁共振模块、光电检测模块、信号处理模块。信号处理模块包括依次连接的放大滤波单元、自激振荡单元、磁共振频率测量单元、计算单元。放大滤波单元包括第一带通滤波器和第二带通滤波器。第一带通滤波器用于粗测电信号频率。第二带通滤波器用于精测电信号频率。自激振荡单元还包括第一移相器和第二移相器。第一移相器与第一带通滤波器连接。第二移相器与第二带通滤波器连接。通过第一带通滤波器和第一移相器以粗测电信号频率的值。再通过第二带通滤波器和第二移相器进一步得到所述电信号频率的精确测量值，以提高探测效率和探测精度。

【技术实现步骤摘要】
面向埋地未爆弹的专用铯光泵探测器
本专利技术涉及探测领域，特别是涉及一种面向埋地未爆弹的专用铯光泵探测器。
技术介绍
目前在中国的黑龙江、吉林、辽宁、内蒙、山西、河北、北京、天津、安徽、江苏、浙江、江西、河南、湖北、湖南、广东、广西等17个省市100多个地点已经发现埋地的未爆弹。未爆弹不仅分布广泛、数量众多，而且埋藏点情况各异，居民区、林区、田地、隧道、江河里都发现了未爆弹。未爆弹又具有体积小、质量少的特点。所以未爆弹探测情况复杂，困难。为彻底销毁未爆弹，保护环境，维护公民人身安全，提供安全、准确、可靠、高效的未爆弹探测技术非常必要。未爆弹具有铁质金属外壳，是铁磁性物体，在地磁场的作用下被磁化，局部区域内产生磁异常，用磁力仪进行观测，就能发现磁异常的范围和强度情况，通过对观测数据的反演解释，即可推测得到未爆弹的埋藏位置、大小等参数。然而，经过多年的掩埋，未爆弹往往锈蚀严重，其外壳不再以铁为主要物质，取而代之的是氧化铁和四氧化三铁。但是传统的设备对氧化铁和四氧化三铁的探测精度差、探测时间长，这都影响了探测的精度和效率。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的探测设备探测精度差、探测时间长的问题，提供一种面向埋地未爆弹的专用铯光泵探测器。一种面向埋地未爆弹的专用铯光泵探测器，包括：抽运光生成模块，用于输出近红外光；第一光学模块，用于将所述近红外光转换为圆偏振光；磁共振模块，包括：射频线圈，用于产生射频磁场；铯吸收室，包括铯单质，在所述射频磁场、被测磁场和所述圆偏振光的共同作用下使所述铯单质产生光磁共振以输出调制近红外信号；光电检测模块，用以接收所述调制近红外信号，并将所述调制近红外信号转换成电信号；信号处理模块，与所述光电检测模块连接，包括：依次连接的放大滤波单元、自激振荡单元、磁共振频率测量单元、计算单元；所述放大滤波单元，包括：第一带通滤波器，用于粗测所述电信号的频率；第二带通滤波器，用于精测所述电信号的频率；所述自激振荡单元还与所述射频线圈连接，用于激励所述射频线圈输出所述射频磁场，包括：第一移相器，与所述第一带通滤波器连接；第二移相器，与所述第二带通滤波器连接。在其中一个实施例中，所述第二带通滤波器包括至少两个第一频率波段选择元件，所述第二移相器包括至少两个第二频率波段选择元件，所述第一频率波段选择元件和所述第二频率波段选择元件一一对应设置，用以通过选择不同的工作波段精测所述电信号的频率。在其中一个实施例中，所述放大滤波单元还包括依次连接的前级放大器和后级放大器，所述后级放大器还与所述第一带通滤波器、所述第二带通滤波器连接。在其中一个实施例中，还包括温度控制模块，与所述磁共振模块连接，用于控制所述铯吸收室内的温度。在其中一个实施例中，所述温度控制模块还包括模糊PID控制器。在其中一个实施例中，还包括第二光学模块，所述第二光学模块设置于所述铯吸收室和所述光电检测模块之间，用以将所述调制近红外信号聚焦于所述光电检测模块。在其中一个实施例中，还包括姿态补偿模块，相对于所述磁共振模块固定设置，用于监测从所述第一光学模块输出的所述圆偏振光与所述被测磁场磁力线的夹角。在其中一个实施例中，所述光电检测模块包括依次连接的光电二极管和光电转换电路。在其中一个实施例中，还包括：终端控制模块，分别与所述抽运光生成模块、磁共振模块、光电检测模块、信号处理模块连接。在其中一个实施例中，所述铯吸收室内层有石蜡涂层。本专利技术提供的面向埋地未爆弹的铯光泵探测器包括放大滤波单元。所述放大滤波单元包括第一带通滤波器和第二带通滤波器。所述第一带通滤波器用于粗测电信号的频率。所述第二带通滤波器用于精测所述电信号的频率。所述自激振荡单元还与所述射频线圈连接。所述自激振荡单元还包括第一移相器和第二移相器。所述第一移相器与所述第一带通滤波器连接。所述第二移相器与所述第二带通滤波器连接。通过所述第一带通滤波器和第一移相器、以粗测所述电信号的频率的值。再通过所述第二带通滤波器和第二移相器精测所述电信号的频率的值，以提高探测效率和探测精度。附图说明图1为本专利技术实施例提供的面向埋地未爆弹的专用铯光泵探测器模块图；图2为本专利技术实施例提供的放大滤波单元和自激振荡单元示意图；图3为本专利技术实施例提供的PID模糊控制器示意图。主要元件符号说明面向埋地未爆弹的专用铯光泵探测器10抽运光生成模块110第一光学模块120第一透镜121第一滤光片122线偏振片1231/4玻片124磁共振模块130射频线圈131铯吸收室132加热装置133光电检测模块140光电二极管141光电转换电路142信号处理模块150放大滤波单元151计算单元152自激振荡单元153磁共振频率测量单元154温度控制模块160模糊PID控制器161第二光学模块170第二透镜171第二滤光片172姿态补偿模块180终端控制模块190前级放大器191后级放大器192第一带通滤波器193第二带通滤波器194第一移相器195第二移相器196第一频率波段选择元件197第二频率波段选择元件198具体实施方式为了使本专利技术的专利技术目的、技术方案及技术效果更加清楚明白，以下结合附图对本专利技术的具体实施例进行描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参见图1-2，本专利技术实施例提供一种面向埋地未爆弹的专用铯光泵探测器10。所述面向埋地未爆弹的专用铯光泵探测器10包括：抽运光生成模块110、第一光学模块120、磁共振模块130、光电检测模块140、信号处理模块150。所述抽运光生成模块110用于输出近红外光。所述第一光学模块120用于将所述近红外光转换为圆偏振光。所述磁共振模块130包括铯吸收室132和射频线圈131。所述射频线圈131用于产生射频磁场。所述铯吸收室132包括铯单质。所述铯吸收室132中的铯单质在所述射频磁场、被测磁场和所述圆偏振光的共同作用下使所述铯单质产生光磁共振以输出调制近红外信号。所述光电检测模块140用以接收所述调制近红外信号，并将所述调制近红外信号转换成电信号。所述信号处理模块150与所述光电检测模块140连接。所述信号处理模块150用以通过所述电信号计算所述被测磁场信号。所述信号处理模块150还包括依次连接的放大滤波单元151、自激振荡单元153、磁共振频率测量单元154、计算单元152。所述放大滤波单元151包括第一带通滤波器193和第二带通滤波器194。所述第一带通滤波器193用于粗测所述电信号频率。所述第二带通滤波器194用于精测所述电信号频率。所述自激振荡单元153还与所述射频线圈131连接。所述自激振荡单元153用于激励所述射频线圈131。所述自激振荡单元153还包括第一移相器195和第二移相器196。所述第一移相器195与所述第一带通滤波器193连接。所述第二移相器196与所述第二带通滤波器194连接。在所述铯吸收室132中，通过所述铯单质产生光磁共振以输出调制近红外信号，并输入所述光电检测模块140。所述调制近红外信号在所述光电检测模块140中转换为电信号后输入所述信号处理模块150。当铯原子发生光磁共振时，所述射频磁场的频率等于铯原子处于低能级壳层的电子跃迁到某一高能级壳层的跃迁频率f。所述跃迁频率与磁场强度B成正比，B＝(2π/γ)f。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向埋地未爆弹的专用铯光泵探测器，其特征在于，包括：抽运光生成模块(110)，用于输出近红外光；第一光学模块(120)，用于将所述近红外光转换为圆偏振光；磁共振模块(130)，包括：射频线圈(131)，用于产生射频磁场；铯吸收室(132)，包括铯单质，在所述射频磁场、被测磁场和所述圆偏振光的共同作用下，使所述铯单质产生光磁共振以输出调制近红外信号；光电检测模块(140)，用以接收所述调制近红外信号，并将所述调制近红外信号转换成电信号；信号处理模块(150)，与所述光电检测模块(140)连接，包括：依次连接的放大滤波单元(151)、自激振荡单元(153)、磁共振频率测量单元(154)、计算单元(152)；所述放大滤波单元(151)，包括：第一带通滤波器(193)，用于粗测所述电信号的频率；第二带通滤波器(194)，用于精测所述电信号的频率；所述自激振荡单元(153)还与所述射频线圈(131)连接，用于激励所述射频线圈(131)，包括：第一移相器(195)，与所述第一带通滤波器(193)连接；第二移相器(196)，与所述第二带通滤波器(194)连接。

【技术特征摘要】
1.一种面向埋地未爆弹的专用铯光泵探测器，其特征在于，包括：抽运光生成模块(110)，用于输出近红外光；第一光学模块(120)，用于将所述近红外光转换为圆偏振光；磁共振模块(130)，包括：射频线圈(131)，用于产生射频磁场；铯吸收室(132)，包括铯单质，在所述射频磁场、被测磁场和所述圆偏振光的共同作用下，使所述铯单质产生光磁共振以输出调制近红外信号；光电检测模块(140)，用以接收所述调制近红外信号，并将所述调制近红外信号转换成电信号；信号处理模块(150)，与所述光电检测模块(140)连接，包括：依次连接的放大滤波单元(151)、自激振荡单元(153)、磁共振频率测量单元(154)、计算单元(152)；所述放大滤波单元(151)，包括：第一带通滤波器(193)，用于粗测所述电信号的频率；第二带通滤波器(194)，用于精测所述电信号的频率；所述自激振荡单元(153)还与所述射频线圈(131)连接，用于激励所述射频线圈(131)，包括：第一移相器(195)，与所述第一带通滤波器(193)连接；第二移相器(196)，与所述第二带通滤波器(194)连接。2.如权利要求1所述的面向埋地未爆弹的专用铯光泵探测器，其特征在于，所述第二带通滤波器(194)包括至少两个第一频率波段选择元件(197)，所述第二移相器(196)包括至少两个第二频率波段选择元件(198)，所述第一频率波段选择元件(197)和所述第二频率波段选择元件(198)一一对应设置，用以通过选择不同的工作波段精测所述电信号的频率。3.如权利要求1所述的面向埋地未爆弹的专用铯光泵探测器，其特征在于，所述放大滤波单元(15...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑小平，史桂华，耿华，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11