一种单通道DCSQUID信号收录装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术为一种单通道DC SQUID信号收录装置，在液氮环境中的超导量子干涉器内设置一个反馈线圈，通过测试电路产生一个变化的磁场进行找寻工作点；在液氮环境中的超导量子干涉器内一个加热电阻，通过控制开关SW3，对超导量子干涉器的环境加热；与超导量子干涉器连接有信号处理电路；设置一复位开关，控制超导量子干涉器恢复正常工作状态；设置一主控制器，连接复位开关的开关控制器、信号处理电路、加热电路以及测试电路。本新型调试SQUID时无需外接接口引入调试信号，实验中无需人员实时观测，可监测失锁并自行复位，摆脱人工经验影响，更易于进行开展实验，解决了磁场测量前实验人员繁杂的设备调试工作以及受人工经验差别的影响，并且电路简单，成本低且精度高。成本低且精度高。成本低且精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种单通道DC SQUID信号收录装置


[0001]本技术属于高温超导磁测装置，尤其是高温超导磁测装置中的一种单通道DC SQUID信号收录装置。

技术介绍

[0002]超导量子干涉器(Superconducting Quantum Interference Device，SQUID)作为目前已知的灵敏度最高的弱磁传感器，它工作于液氮环境(77K)中，可以检测到10
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T量级的极弱磁场，其在磁法勘探、生物磁测量以及无损探伤等领域具有非常广阔的应用前景。
[0003]当高温超导DC SQUID采用经典的零磁通锁定式测量原理进行测量时，需要先调试SQUID处于最佳工作点锁定后才能进行磁场测量，保证SQUID正常稳定的工作。外界干扰和装置运动测量存在SQUID发生失锁情况，影响测量的数据质量，需要及时发现并复位SQUID。测量数据实时传输至上位机，实验人员实时观察输出波形，监测运行状况。以上情况都需要实验人员肉眼观察和动手操作，工作繁复并受人员经验影响，最终测量结果一致性不好。
[0004]CN2473670Y公开了一种超导量子干涉仪自动控制接口装置，采取以MCS51微处理器为核心的多功能电路，此多功能电路包含一个或者两个以上(含两个)完全相同的分电路，每个分电路由单片机与数字模拟(D/A)转换电路、模拟数字(A/D)转换电路和三角波发生器电路相连接组成。该技术的有益之处是：对超导量子干涉仪测量装置的操作从手动改为由PC机作主控的方式完成，同时还可以通过一台计算机对两台以上(含两个)超导量子干涉仪进行切换控制操作。但该技术所述的超导量子干涉仪自动控制接口装置需要实验人员肉眼实时观察计算机显示界面上的输出波形，根据经验来判断是否达到最佳工作点，容易造成误判，再加上整个调节过程仍需人工介入，耗时耗力。
[0005]CN104808156A公开了一种SQUID磁传感器及最佳工作点锁定方法，包括被测磁通信号放大并转换为响应磁通信号的SQUID磁通放大电路；将响应磁通信号线性转换为检测电压信号的SQUID磁通检测电路；根据磁通检测电压信号输出与所述被测磁通信号成比例的响应电压信号，并将响应电压信号转换为磁通信号耦合至SQUID磁通放大电路的第一SQUID磁通锁定环路；控制所述第二SQUID磁通锁定环路稳定在预设工作点上，之后控制信号控制所述第一SQUID磁通锁定环路无冲击锁定的最佳工作点锁定电路。该专利技术引入了自动锁定电路，能使整个双极SQUID电路锁定在最佳工作点上，且由电路自动完成锁定，无需人为选择工作点和锁定时机，操作简单，使得高性能的双极SQUID磁传感器得以实用化。但该专利技术所述的SQUID磁传感器及最佳工作点锁定方法采用两个SQUID传感器，传感器价格昂贵且易坏，不适用简单实验测量。
[0006]CN 211669350 U公开了一种八通道SQUID磁通锁定环工作点自动调节装置，是由全张量磁梯度探头经八通道SQUID读出电路与NI测控单元连接，NI测控单元通过网线与笔记本相连，NI测控单元通过RS485通讯总线经单片机与多通道DAC连接，多通道DAC经多路选择器与八通道SQUID读出电路相连接构成。采用八通道SQUID磁通锁定环，结构上繁琐并且精度低。

技术实现思路

[0007]本技术所要解决的技术问题在于提供一种单通道DC SQUID信号收录装置，解决常规试验中离不开实验人员实时操作且人员会对实验造成干扰，受人工经验影响较大且耗时耗力的问题。
[0008]本技术是这样实现的，一种单通道DC SQUID信号收录装置，包括：
[0009]在液氮环境中的超导量子干涉器内设置一个反馈线圈，通过测试电路产生一个变化的磁场；
[0010]在液氮环境中的超导量子干涉器旁内设置一个加热电阻，通过控制开关SW3，对超导量子干涉器的环境加热；
[0011]与超导量子干涉器连接有信号处理电路；
[0012]设置一复位开关，控制超导量子干涉器恢复正常工作状态；
[0013]设置一主控制器，连接复位开关的开关控制器、信号处理电路、加热电路以及测试电路。
[0014]进一步地，所述反馈电路包括信号发生器，所述信号发生器的输入端与所述主控制器连接，所述信号发生器的输出端连接一测试电阻后通过低温双绞线连接至反馈线圈。
[0015]进一步地，还包括偏置电路，所述偏置电路包括DAC数模转换器与主控制器连接，DAC数模转换器的一输出端连接偏置电阻，所述偏置电阻连接至超导量子干涉器的一端口。
[0016]进一步地，所述信号处理电路包括放大器、电阻R1以及积分器，所述放大器的一输入端连接至超导量子干涉器一端口，放大器的输出端通过电阻R1连接至积分器的一输入端，积分器的输出端通过ADC转换器连接至主控制器。
[0017]进一步地，所述放大器的输出端和电阻R1之间还连接至DAC数模转换器的另一输出端。
[0018]进一步地，所述积分器的输入端与输出端之间并联积分电容C1、复位开关SW1以及电阻R2，所述电阻R2连接一个双向开关SW2的一端，所述双向开关SW2的公共端连接至积分器的输出端，所述双向开关的另一端通过反馈电阻连接至反馈线圈上，所述双向开关SW2由开关控制器控制，所述积分电容C1与一积分开关SW4串联，所述积分开关SW4由开关控制器控制。
[0019]进一步地，所述开关SW3与开关控制器连接。
[0020]本技术与现有技术相比，有益效果在于：
[0021]本新型调试SQUID时无需外接接口引入调试信号，实验中无需人员实时观测，并可监测传感器状态以及失锁自动复位操作，摆脱人工经验影响，更易于进行开展实验，解决了磁场测量前实验人员繁杂的设备调试工作以及受人工经验差别的影响，并且电路简单，成本低且精度高。
附图说明
[0022]图1是本技术实施例提供的装置的电路结构示意图。
具体实施方式
[0023]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施
例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0024]图1为本技术的一种单通道DC SQUID信号收录装置的电路结构图，
[0025]一种单通道DC SQUID信号收录装置，包括：在液氮环境中的超导量子干涉器旁设置一个反馈线圈，通过反馈线圈产生一个变化的磁场；在液氮环境中的超导量子干涉器旁设置一个加热电阻，通过控制开关SW3，对超导量子干涉器的环境加热；与超导量子干涉器连接有信号处理电路；
[0026]设置一复位开关SW1，控制超导量子干涉器的信号读出恢复至正常工作状态；
[0027]设置一主控制器，连接复位开关SW1的开关控制器、信号处理电路、加热电路以及反馈电路。开关SW3与开关控制器连接，控制加热电阻加热传感器使其退出超导态。主控制器采用单片机。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单通道DC SQUID信号收录装置，其特征在于，包括：在液氮环境中的超导量子干涉器内设置一个反馈线圈，通过测试电路产生一个变化的磁场；在液氮环境中的超导量子干涉器旁内设置一个加热电阻，通过控制开关SW3，对超导量子干涉器的环境加热；与超导量子干涉器连接有信号处理电路；设置一复位开关，控制超导量子干涉器恢复正常工作状态；设置一主控制器，连接复位开关的开关控制器、信号处理电路、加热电路以及测试电路。2.如权利要求1所述的单通道DC SQUID信号收录装置，其特征在于，所述测试电路包括信号发生器，所述信号发生器的输入端与所述主控制器连接，所述信号发生器的输出端连接一测试电阻后通过低温双绞线连接至反馈线圈。3.如权利要求1所述的单通道DC SQUID信号收录装置，其特征在于，还包括偏置电路，所述偏置电路包括DAC数模转换器与主控制器连接，DAC数模转换器的一输出端连接偏置电阻，所述偏置电阻连接至超导量子干涉器的一端口。4.如权利要求3所述的单通道DC SQUI...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵静，张艳博，林君，岳良广，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：