原子磁力计以及磁场检测设备制造技术

本申请提供了一种原子磁力计以及磁场检测设备，其中原子磁力计包括：多个磁力计探头和主控装置，其中每个磁力计探头包括，碱金属气室、检测光发射单元、气室加热单元、磁场调制单元和光检测单元。主控装置分别连接多个磁力计探头，配置成同步控制多个磁力计探头，以使得多个磁力计探头的气室加热单元以相同频率和相位的加热电流对碱金属气室进行加热，并且使得多个磁力计探头的磁场调制单元以相同频率和相位的调制电流产生调制磁场。本公开的原子磁力计通过利用一个主控装置对多个磁力计探头进行同步控制，有效避免了多个磁力计探头中产生多种频率的感应磁场，进而避免或减轻了不同磁力计探头之间串扰的问题，提高了原子磁力计的整体稳定性。力计的整体稳定性。力计的整体稳定性。

【技术实现步骤摘要】
原子磁力计以及磁场检测设备


[0001]本申请涉及磁场检测领域，尤其涉及原子磁力计以及磁场检测设备。

技术介绍

[0002]心磁图(MCG，Magnetocardiography)、脑磁图(MEG，Magnetoencephalography)等磁图像是使用非常敏感的传感器检测人体器官产生的磁场的图像，以心磁图为例，在胸部上方无创性记录心动周期中由心脏电活动产生的磁场的图像。心磁图起源于20世纪60年代初期。经过多年的发展，MCG技术已逐步走向成熟并进入临床，目前，MCG检查已在美国、德国、日本、芬兰、中国等国家进行临床应用。
[0003]制作心磁图的一个主流方法是使用基于原子磁力计的心磁图仪，这种制作心磁图的方法成本低廉，并且几乎不需要任何维护，使得MCG的大范围应用成为可能。
[0004]目前市面上存在的心磁图仪所使用的原子磁力计通常会使用多个磁力计探头同时对目标进行检测。由于每个磁力计探头内部都具有用电器件，并且各个用电器件在工作时会产生微弱的磁场，因此这种磁力计的多个探头之间会产生磁场的相互串扰，影响磁力计的检测精度。然而，目前还没有能够有效解决上述串扰问题的方案。

技术实现思路

[0005]根据本公开的一个方面，提供了一种原子磁力计，包括：多个磁力计探头，其中每个磁力计探头包括，碱金属气室，其内部包含碱金属气体，配置成用于接收待测磁场；检测光发射单元，配置成产生入射到碱金属气室的检测光；抽运光发射单元，配置成产生入射到碱金属气室的抽运光；气室加热单元，设置在碱金属气室的外侧，配置成利用交流电对碱金属气室进行加热；磁场调制单元，配置成利用交流电产生调制磁场，以对待测磁场进行调制；和光检测单元，配置成检测从碱金属气室出射的检测光的光信号，并基于光信号生成电流信号；和主控装置，分别连接多个磁力计探头，配置成同步控制多个磁力计探头，以使得多个磁力计探头的气室加热单元以相同频率和相位的加热电流对碱金属气室进行加热，并且使得多个磁力计探头的磁场调制单元以相同频率和相位的调制电流产生调制磁场。
[0006]本公开的原子磁力计包括多个磁力计探头，每个磁力计探头均为一个有效的检测点，因此该原子磁力计能够实现对复杂环境的磁场(尤其是人体心脏产生的微弱磁场)的精确检测。另外，本公开的主控装置分别连接多个磁力计探头，并同步控制多个磁力计探头。也就是说，多个磁力计探头仅由一个主控装置进行控制，因此每个磁力计探头的工作模式完全相同，进而每个磁力计探头的加热电流的频率和相位完全相同，并且调制电流的频率和相位也完全相同。本公开的原子磁力计通过利用一个主控装置对多个磁力计探头进行同步控制，有效避免了多个磁力计探头中产生多种频率的感应磁场，进而避免或减轻了不同磁力计探头之间串扰的问题，提高了原子磁力计的整体稳定性。
[0007]可选地，原子磁力计还包括：第一频率发生器，连接主控装置，配置成生成第一频率信号并发送至主控装置，以使得主控装置同步控制多个气室加热单元以第一频率的加热
电流对碱金属气室进行加热。
[0008]可选地，原子磁力计还包括：第二频率发生器，连接主控装置，配置成生成第二频率信号并发送至主控装置，以使得主控装置同步控制多个磁场调制单元以第二频率的调制电流产生调制磁场。
[0009]在本公开中，独立于主控装置另外设置第一频率发生器和第二频率发生器，使得多个磁力计探头的加热电流的信号和调制电流的信号均源于同一频率发生器，从而能够实现多个磁力计探头的加热电流的频率、相位的统一以及调制电流的频率、相位的统一，进一步避免了串扰问题的产生。
[0010]可选地，第一频率和第二频率均位于原子磁力计的工作带宽之外。
[0011]可选地，气室加热单元包括：电阻加热膜。
[0012]可选地，电阻加热膜采用电阻丝双层对向的方式制成，并包裹在所述碱金属气室上。
[0013]可选地，气室加热单元还包括：至少两片陶瓷片；其中电阻加热膜夹持在至少两片陶瓷片之间。
[0014]可选地，磁场调制单元包括：至少一个调制线圈。
[0015]可选地，磁场调制单元包括轴向方向正交的三组调制线圈，每组调制线圈还用于抵消碱金属气室所处环境的背景磁场的一个方向上的分量。
[0016]可选地，检测光发射单元包括：半导体激光光源，配置成产生激光光束；准直透镜，设置于激光光束的出射路径上，配置成将激光光束转变为准直光束；和四分之一波片，配置成将准直光束转变为椭圆偏振光，以作为入射到碱金属气室的检测光。
[0017]可选地，光检测单元包括：光电探测器。
[0018]可选地，上述原子磁力计还包括：数据转换单元，配置成接收光检测单元生成的模拟信号形式的电流信号，并将模拟信号转换为数字信号。
[0019]可选地，上述原子磁力计还包括：通信单元，连接数据转换单元，配置成将数字信号发送到用于收集检测数据的上位机。
[0020]根据本公开的另一个方面，还提供了一种磁场检测设备，包括：上述的原子磁力计；和上位机，与多个原子磁力计通信连接，配置成接收多个原子磁力计的检测数据以及向多个原子磁力计发送控制指令。
[0021]可选地，多个原子磁力计之间保持通信连接，以同步加热电流的信息和调制电流的信息。
[0022]可选地，多个原子磁力计包括第一原子磁力计，第一原子磁力计包括：第一频率发生器，连接第一原子磁力计的主控装置，配置成生成第一频率信号并发送至主控装置，以使得主控装置同步控制第一原子磁力计的多个气室加热单元以第一频率的加热电流对碱金属气室进行加热；和第二频率发生器，连接第一原子磁力计的主控装置，配置成生成第二频率信号并发送至主控装置，以使得主控装置同步控制第一原子磁力计的多个磁场调制单元以第二频率的调制电流产生调制磁场；其中多个原子磁力计中的至少一个原子磁力计的主控装置的输入端连接到第一原子磁力计的主控装置的输出端，以同步获取第一频率信息和第二频率信息。
[0023]可选地，多个原子磁力计中的至少一个原子磁力计用于检测周围环境磁场。
附图说明
[0024]在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。
[0025]图1示出了根据本公开一个实施例的原子磁力计的结构框图；
[0026]图2示出了根据本公开一个实施例的磁力计探头的内部结构的示意图；
[0027]图3示出了根据本公开一个实施例的原子磁力计的示意图；
[0028]图4示出了根据本公开一个实施例的磁场检测设备的示意图；
[0029]图5示出了根据本公开一个实施例的心磁图仪的结构示意图。
具体实施方式
[0030]在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本申请的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原子磁力计，其特征在于，包括：多个磁力计探头，其中每个所述磁力计探头包括，碱金属气室，其内部包含碱金属气体，配置成用于接收待测磁场；检测光发射单元，配置成产生入射到所述碱金属气室的检测光；抽运光发射单元，配置成产生入射到所述碱金属气室的抽运光；气室加热单元，设置在所述碱金属气室的外侧，配置成利用交流电对所述碱金属气室进行加热；磁场调制单元，配置成利用交流电产生调制磁场，以对待测磁场进行调制；和光检测单元，配置成检测从所述碱金属气室出射的所述检测光的光信号，并基于所述光信号生成电流信号；和主控装置，分别连接所述多个磁力计探头，配置成同步控制多个所述磁力计探头，以使得多个所述磁力计探头的气室加热单元以相同频率和相位的加热电流对所述碱金属气室进行加热，并且使得多个所述磁力计探头的磁场调制单元以相同频率和相位的调制电流产生调制磁场。2.根据权利要求1所述的原子磁力计，其特征在于，所述原子磁力计还包括：第一频率发生器，连接所述主控装置，配置成生成第一频率信号并发送至所述主控装置，以使得所述主控装置同步控制多个所述气室加热单元以第一频率的加热电流对所述碱金属气室进行加热。3.根据权利要求2所述的原子磁力计，其特征在于，所述原子磁力计还包括：第二频率发生器，连接所述主控装置，配置成生成第二频率信号并发送至所述主控装置，以使得所述主控装置同步控制多个所述磁场调制单元以第二频率的调制电流产生调制磁场。4.根据权利要求3所述的原子磁力计，其特征在于，所述第一频率和所述第二频率均位于所述原子磁力计的工作带宽之外。5.根据权利要求1所述的原子磁力计，其特征在于，所述气室加热单元包括：电阻加热膜。6.根据权利要求5所述的原子磁力计，其特征在于，所述电阻加热膜采用电阻丝双层对向的方式制成，并包裹在所述碱金属气室上。7.根据权利要求6所述的原子磁力计，其特征在于，所述气室加热单元还包括：至少两片陶瓷片；其中所述电阻加热膜夹持在所述至少两片陶瓷片之间。8.根据权利要求1所述的原子磁力计，其特征在于，所述磁场调制单元包括：至少一个调制线圈。9.根据权利要求8所述的原子磁力计，其特征在于，所述磁场调制单元包括轴向方向正交的三组调制线圈，每组调制线圈还用于抵消所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡宾，
申请(专利权)人：北京未磁科技有限公司，
类型：发明
国别省市：