The invention relates to an unshielded SERF atomic magnetometer is non magnetic field coil offset angle measuring device and method, is composed of three axis offset magnetic field coil 1 is arranged in the center of the scalar magnetometer probe 4, X coil driven by current source I excitation, y coil driven by current source of excitation, Z coil driven by current source of motivation 4, the scalar magnetometer probe output signal through the precision square arithmetic circuit 6 access lock-in amplifier 5. Different from the existing of magnetometer magnetic field modulation, and the output data are fitted, then the measuring method of the coil X and Y axis is non angle obtained by derivation, proposes a modulated magnetic field directly according to the data of a simple calculation method can measure the non positive angle. Because is not limited by the SERF magnetometer conditions without measured data fitting, and three non orthogonal angle can be measured on the coil, to solve the data problem in the experimental calibration of SERF magnetometer.
【技术实现步骤摘要】
非屏蔽SERF原子磁力仪磁场抵消线圈非正交角测量装置及测量方法
本专利技术涉及一种应用于三轴磁场线圈非正交角检测方法,尤其适用于SERF原子磁力仪在非屏蔽模式下磁场抵消线圈非正交角测量装置与方法。
技术介绍
采用高灵敏度磁力仪进行弱磁场测量作为获取磁场信息最新方式,广泛应用于诸多领域。在现代医学中可以利用弱磁场的探测进行胃磁诊断,心磁脑磁诊断等;在军事方面可以进行船只,飞行器等载体姿态的测量与控制。高灵敏度矢量磁传感器能够比标量磁传感器提供更多磁场信息,是测量弱磁场的重要手段。无自旋交换弛豫原子磁力仪(SpinExchangeRelaxationFreeRegime,SERF)是目前世界上最灵敏的磁力仪,理论灵敏度可达到阿特斯拉量级,应用前景十分广阔。SERF原子磁力仪是以超精细能级原子跃迁为基础,工作在弱磁环境下的精密磁场测量装置。由于无自旋交换弛豫的基本条件是原子的拉莫尔进动频率远小于原子自旋交换碰撞频率,这就要求原子气室必须工作在微弱磁场下。然而目前大部分SERF原子磁力仪的研究都是采用多层屏蔽筒达到弱磁场环境,磁屏蔽筒在屏蔽干扰磁场的同时也屏蔽掉了外部环境有用信号,另外由于体型庞大的屏蔽筒不易搬移,使其在野外实际应用受限。若要将SERF原子磁力仪的高灵敏优势应用于野外地学测量,甚至扩展到航空(机载)、海洋、深地等复杂环境,则必须消除屏蔽筒带来的不便。欲使SERF磁力仪摆脱屏蔽筒,则必须采用其他方式抵消环境磁场,三轴磁场线圈是必需的重要构件之一。三轴磁场线圈主要有两方面用途:一是补偿环境磁场,以使原子气室处于弱磁环境中;二是产生磁场调制信号。在生产过 ...
【技术保护点】
一种非屏蔽SERF原子磁力仪磁场抵消线圈非正交角测量装置,是由三轴磁场抵消线圈(1)中心设有标量磁力仪探头(4),x线圈由驱动电流源I激励,y线圈由驱动电流源Ⅱ激励,z线圈由驱动电流源Ⅲ激励,标量磁力仪探头(4)输出信号通过精密平方运算电路(6)接入锁相放大器(5)构成。
【技术特征摘要】
1.一种非屏蔽SERF原子磁力仪磁场抵消线圈非正交角测量装置,是由三轴磁场抵消线圈(1)中心设有标量磁力仪探头(4),x线圈由驱动电流源I激励,y线圈由驱动电流源Ⅱ激励,z线圈由驱动电流源Ⅲ激励,标量磁力仪探头(4)输出信号通过精密平方运算电路(6)接入锁相放大器(5)构成。2.按照权利要求1所述的非屏蔽SERF原子磁力仪磁场抵消线圈非正交角测量装置的检测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、任选三轴磁场抵消线圈(1)中两对待测线圈,如x线圈、y线圈;步骤二、开启x线圈和y线圈对应的驱动电流源I和驱动电流源Ⅱ,同时确保另一对z线圈对应的驱动电流源Ⅲ处于关闭状态;步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈晨,秦佳男,王言章,张雪,
申请(专利权)人:吉林大学,
类型:发明
国别省市:吉林,22
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