本实用新型专利技术公开了一种超导量子干涉器本征噪声的标定装置，超导量子干涉器本征噪声的标定装置包括：磁通锁定环、控制器、动态信号分析仪、超导量子干涉器、磁屏蔽保温装置和电源；超导量子干涉器设置于磁屏蔽保温装置中；超导量子干涉器、磁通锁定环、控制器和动态信号分析仪顺序串联电连接；电源分别与磁通锁定环、控制器和动态信号分析仪电连接；本装置能够对超导量子干涉器的本征噪声进行准确的标定，从而帮助提升地磁勘探系统测量的信噪比、分辨率等指标的准确率，提高地磁勘探仪的性能。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及超导地磁勘探仪器
，特别涉及一种超导量子干涉器本征噪声的标定装置。
技术介绍
近年来，基于超导量子干涉器(superconducting quantum interference device,SQUID)技术的地磁勘探仪已成功地应用于地球物理探测领域，超导地磁勘探仪是磁法勘探用以观测和采集地球磁场及其异常数据的仪器设备，超导量子干涉器作为超导地磁勘探仪的核心探测器件，可以测量出10-11高斯的微弱磁场，比常规的磁强计灵敏度提高几个数量级；但是，超导量子干涉器的本征噪声会直接影响勘探系统的信噪比、分辨率等性能指标，当本征噪声远大于有用信号时，有用信号将会被淹没在噪声中，很难测出有用信号的真实值；因此，超导量子干涉器的本征噪声的标定对提高测量数据质量和设计高性能超导地磁勘探仪具有十分重要的意义。
技术实现思路
为此，本技术提供了一种超导量子干涉器本征噪声的标定装置，用于解决地磁勘探仪中的超导量子干涉器本征噪声对测量勘探系统影响的问题；为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：所述超导量子干涉器本征噪声的标定装置包括：磁通锁定环1、控制器2、动态信号分析仪3、超导量子干涉器4、磁屏蔽保温装置5和电源6；所述超导量子干涉器4设置于所述磁屏蔽保温装置5中；所述超导量子干涉器4、所述磁通锁定环1、所述控制器2、所述动态信号分析仪3顺序串联电连接；所述电源6分别与所述磁通锁定环1、所述控制器2、所述动态信号分析仪3电连接。所述磁屏蔽保温装置5包括无磁杜瓦51、磁屏蔽筒52，所述无磁杜瓦51设置于所述磁屏蔽筒52内部。所述无磁杜瓦51采用内外双层结构，材料为无磁玻璃钢。所述磁屏蔽筒52的材料为坡莫合金，能够屏蔽外源性磁场对所述超导量子干涉器4产生磁噪声干扰。所述动态信号分析仪3通过双向通信线与所述控制器2电连接，能够将计算结果反馈给所述控制器2，还能够通过所述控制器2自动控制所述磁通锁定环1。所述动态信号分析仪3的低频最低可达0.1Hz信号的显示分析，推荐频宽范围为：64μHz～40KHz。本技术的优点和有益效果：通过使用本技术超导量子干涉器本征噪声的标定装置，能够对本征噪声进行准确的标定，从而帮助提升地磁勘探系统测量的信噪比、分辨率等指标的准确率，提高地磁勘探仪的性能。附图说明图1是超导量子干涉器本征噪声的标定装置的结构示意图；图2是超导量子干涉器本征噪声的标定的流程图。附图标记：1-磁通锁定环， 2-控制器，3-动态信号分析仪， 4-超导量子干涉器，5-磁屏蔽保温装置， 51-无磁杜瓦，52-磁屏蔽筒， 6-电源。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细描述。如图1所示，超导量子干涉器本征噪声的标定装置包括：磁通锁定环1、控制器2、动态信号分析仪3、超导量子干涉器4、磁屏蔽保温装置5和电源6；超导量子干涉器4设置于磁屏蔽保温装置5中，能够为超导量子干涉器4提供其所需要的无磁、低温的环境；其中，磁屏蔽保温装置5由无磁杜瓦51和磁屏蔽筒52两部分组成，超导量子干涉器4设置于无磁杜瓦51中，无磁杜瓦51设置于磁屏蔽筒52中；由于金属磁性材料易对超导量子干涉器4产生强磁干扰信号，因此，无磁杜瓦51采用磁化率低于10-5Gs/Oe的无磁玻璃钢，无磁玻璃钢具有耐高温、强度高、隔热等优点，同时无磁杜瓦51采用内外壁双层无磁玻璃钢结构，且内外壁之间抽成真空，降低了无磁杜瓦51内外的热交换，无磁杜瓦51的内部加注液氦作为制冷剂，以保持内部液氦的低蒸发率，为超导量子干涉器4提供无磁干扰的低温环境；此外，针对外源性恒定磁场和低频磁场的干扰问题，磁屏蔽筒52使用高磁导率材料坡莫合金(坡莫合金指铁镍合金)研制而成屏蔽体，坡莫合金具有很高的弱磁场导磁率，能够有效屏蔽外源性磁场对超导量子干涉器4产生磁噪声干扰，提升本征噪声标定准确性；磁通锁定环1、控制器2、动态信号分析仪3、电源6放置于磁屏蔽筒52的外部，电源6分别为磁通锁定环1、控制器2和动态信号分析仪3供电，保证设备正常工作；根据信号流的传输顺序，所述磁通锁定环1的第一端与所述超导量子干涉器4连接，接收到的所述超导量子干涉器4的原始信号后转换为对应的电压信号；所述磁通锁定环1的第二端与所述控制器2连接，接收所述控制器2的控制指令或将电压信号传输给所述控制器2；所述动态信号分析仪3与所述控制器2电连接，用于计算和显示所述超导量子干涉器4的信号，当计算得到数值＞5％时，根据计算结果通过人员手动调整磁通锁定环1；所述动态信号分析仪3还能够通过双向通信线与所述控制器2电连接，用于将计算结果反馈给所述控制器2，通过所述控制器2自动调整所述磁通锁定环1；通过实际验证结果可知，动态信号分析仪3应满足低频最低可达0.1Hz信号的显示分析，推荐频宽范围为：64μHz～40KHz，可保证动态信号分析仪3能显示超导量子干涉器4本征噪声信号的全频段频谱信息，从而做到无失真显示本征噪声信号，为测量本征噪声的准确率提供可靠保障；装置结构简单，并且包含数据采集与处理、反馈环节，构成自动标定装置，提高标定效率和准确性。超导量子干涉器本征噪声的标定过程包含以下两步：1、标定条件：使用无磁杜瓦51和磁屏蔽筒52，为超导量子干涉器4提供良好的屏蔽且低温条件，不施加任何信号，并与磁通锁定环1连接，其他连接方式如图1所示；2、标定方法：在信号流末端使用动态信号分析仪3显示记录超导量子干涉器4自身输出的信号测量值，动态信号分析仪3每隔10秒采集记录一个测量值，若一分钟内采集记录到的前10秒测量值Vprev和后10秒测量值Vpost之间大小关系满足下式：则测量值(Vprev+Vpost/2)是超导量子干涉器4的本征噪声；若不满足式控制器2通过调整磁通锁定环1的激励电源，实现对磁通锁定环1的调整，直至满足式超导量子干涉器4本征噪声的标定流程图如图2所示，标定过程简单，自动反馈调整，提高标定效率和准确率。超导量子干涉器4结合了磁通量子化和约瑟夫森隧道效应两个物理现象，包含由一个射频超导量子干涉器(rf-SQUID)或两个直流超导量子干涉器(dc-SQUID)弱连结(即约瑟夫森结)的超导环构成。无磁杜瓦51具有内外壁双层结构，且内外壁之间抽成真空，降低了无磁杜瓦51内外的热交换，无磁杜瓦51内部加注液氦作为制冷剂，以保持内部液氦的低蒸发率，维持超导量子干涉器4正常工作所需的低温环境。磁通锁定环1的作用是精确测量所测对象磁场信号外磁通变化量，将外磁通变化量与电压关系线性化，其工作原理为：磁通锁定环1是由振荡器提供一个频率为f的交变电流，并加到调制线圈上，通过互感在超导环中产生一个交流调制磁通，由于调制的作用，输出电压成为时间的周期函数，振荡器同时向同步检波器输入频率为f的参考信号，同步检波器只把与参考信号频率相同的基频信号检波，产生一个直流检波输出。通过使用本技术超导量子干涉器本征噪声的标定装置，能够对本征噪声进行准确的标定，从而帮助提升勘探系统测量的信噪比、分辨率等指标的准确率，提高地磁勘探仪的性能。应该注本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超导量子干涉器本征噪声的标定装置，其特征在于：所述超导量子干涉器本征噪声的标定装置包括：磁通锁定环(1)、控制器(2)、动态信号分析仪(3)、超导量子干涉器(4)、磁屏蔽保温装置(5)和电源(6)；所述超导量子干涉器(4)设置于所述磁屏蔽保温装置(5)中；所述超导量子干涉器(4)、所述磁通锁定环(1)、所述控制器(2)和所述动态信号分析仪(3)顺序串联电连接；所述电源(6)分别与所述磁通锁定环(1)、所述控制器(2)和所述动态信号分析仪(3)电连接。
【技术特征摘要】
1.一种超导量子干涉器本征噪声的标定装置，其特征在于：所述超导量子干涉器本征噪声的标定装置包括：磁通锁定环(1)、控制器(2)、动态信号分析仪(3)、超导量子干涉器(4)、磁屏蔽保温装置(5)和电源(6)；所述超导量子干涉器(4)设置于所述磁屏蔽保温装置(5)中；所述超导量子干涉器(4)、所述磁通锁定环(1)、所述控制器(2)和所述动态信号分析仪(3)顺序串联电连接；所述电源(6)分别与所述磁通锁定环(1)、所述控制器(2)和所述动态信号分析仪(3)电连接。2.根据权利要求1所述的超导量子干涉器本征噪声的标定装置，其特征在于：所述磁屏蔽保温装置(5)包括无磁杜瓦(51)和磁屏蔽筒(52)，所述无磁杜瓦(51)设置于所述磁屏蔽筒(52)的内部。3.根据权利要求2所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：艾海明，米旺，张江伟，修仕全，帕乌罗·苏特科威奇，滕丽，王众，
申请(专利权)人：北京斯奎德量子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
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