一种电磁-热组合消磁装置与方法制造方法及图纸

一种电磁

【技术实现步骤摘要】
一种电磁
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热组合消磁装置与方法


[0001]本专利技术涉及磁屏蔽消磁
，特别涉及一种电磁
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热组合消磁装置与方法，用于坡莫合金
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铁氧体磁屏蔽的低剩磁消磁。

技术介绍

[0002]被动磁屏蔽为实现基于原子自旋效应的超高灵敏的磁场和惯性测量提供稳定的磁场环境，磁屏蔽内部的剩余磁场和剩余磁场噪声与磁屏蔽使用的材料和结构相关。坡莫合金磁屏蔽有着较高的磁导率，以此为材料，使用多层结构可获得高达107的屏蔽系数，磁屏蔽内的剩磁可从地磁场的50000nT抑制到约为0.1nT。但根据涨落耗散定理可知，坡莫合金材料其高的电导率导致较大的磁噪声。通常在坡莫合金磁屏蔽内部加入一层铁氧体磁屏蔽，利用铁氧体的高磁导率与电阻率的特性降低磁噪声。被动磁屏蔽长时间在地磁场下，会被地磁场磁化，使内部的剩磁增加，使用前需要对其进行消磁。目前，消磁方法主要分为两种：热消磁方法和电磁消磁方法。针对被动坡莫合金
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铁氧体磁屏蔽系统之前通常使用一体化消磁的电磁消磁方法，但由于铁氧体材料相比于坡莫合金材料具有矫顽力大的缺点，导致铁氧体磁屏蔽不易消磁，消磁后组合磁屏蔽系统内部剩磁及剩磁梯度都较单独的坡莫合金磁屏蔽的大。较大的剩磁和剩磁梯度会影响基于原子自旋效应的超高灵敏的磁场和惯性测量的性能。针对坡莫合金屏蔽
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铁氧体组合磁屏蔽，传统的一体化电磁消磁方法不能满足基于原子自旋效应的超高灵敏磁场和惯性测量对磁场的需求，需要研究新的消磁装置和方法来解决上述问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种电磁
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热组合消磁装置与方法，用于坡莫合金
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铁氧体磁屏蔽的低剩磁消磁，通过对坡莫合金磁屏蔽电磁消磁后，再对铁氧体屏蔽进行热消磁，其优点是坡莫合金
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铁氧体组合磁屏蔽的剩磁和剩磁梯度接近于零。
[0004]本专利技术的技术解决方案如下：
[0005]一种电磁
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热组合消磁装置，用于坡莫合金
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铁氧体磁屏蔽的低剩磁消磁，其特征在于，包括缠绕在坡莫合金磁屏蔽内层和外层上的消磁线缆，在位于所述坡莫合金磁屏蔽内的铁氧体磁屏蔽由铁氧体磁屏蔽盖和铁氧体磁屏蔽侧壁拼接而成，所述铁氧体磁屏蔽盖顶面依次贴有铁氧体磁屏蔽盖导热层和铁氧体磁屏蔽盖加热膜，所述铁氧体磁屏蔽侧壁外周面依次贴有铁氧体磁屏蔽侧壁导热层和铁氧体磁屏蔽侧壁加热膜，所述铁氧体磁屏蔽侧壁加热膜上缠有水冷管，铁氧体磁屏蔽内部正中心设置有三轴磁强计探头，所述坡莫合金磁屏蔽外部设置有电磁消磁器，温控仪，循环水冷机，三轴磁强计数显系统，以及上位机，所述上位机通过所述三轴磁强计数显系统连接所述三轴磁强计探头，所述循环水冷机连接所述水冷管，所述温控仪分别连接所述铁氧体磁屏蔽侧壁加热膜和铁氧体磁屏蔽盖加热膜，所述电磁消磁器连接所述消磁线缆。
[0006]所述铁氧体磁屏蔽位于铁氧体磁屏蔽支撑座上，所述铁氧体磁屏蔽支撑座固定在所述坡莫合金磁屏蔽内底面上。
[0007]所述坡莫合金磁屏蔽为多层坡莫合金磁屏蔽。
[0008]所述铁氧体磁屏蔽盖与LCR表连接，所述LCR表用于测量铁氧体磁屏蔽盖的磁导率。
[0009]所述电磁消磁器对所述坡莫合金磁屏蔽进行电磁消磁后，所述温控仪将所述铁氧体磁屏蔽加热到居里温度以上，后降温到室温，利用电磁
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热组合消磁实现坡莫合金
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铁氧体磁屏蔽内部的剩磁和剩磁梯度接近于零。
[0010]一种电磁
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热组合消磁方法，其特征在于，包括采用上述电磁
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热组合消磁装置。
[0011]包括以下步骤：
[0012]步骤1，多层坡莫合金磁屏蔽上均匀绕制消磁线缆，消磁线与电磁消磁器连接，电磁消磁器产生50Hz随时间衰减的正弦电流信号，电磁消磁器产生最大电流信号对应的磁场大于坡莫合金的饱和磁化强度，电流信号衰减到零的时间为60s；
[0013]步骤2，将三轴磁强计探头放置于多层坡莫合金磁屏蔽中心位置，记录x，y，z三个方向的剩磁，剩磁大于1nT时，增加电磁消磁器电流，最终剩磁小于1nT；
[0014]步骤3，将铁氧体磁屏蔽盖上使用高温双面胶依次贴上铁氧体磁屏蔽盖导热层和铁氧体磁屏蔽盖加热膜，利用温控仪对铁氧体磁屏蔽盖进行加热，LCR表测量不同温度下的铁氧体磁屏蔽盖的磁导率，当磁导率接近于零时，记录温控仪此时的温度T1；
[0015]步骤4，铁氧体磁屏蔽侧壁依次贴上铁氧体磁屏蔽侧壁导热层和铁氧体磁屏蔽侧壁加热膜，最外面缠有水冷管，水冷管与循环水冷机连接，贴好后，铁氧体磁屏蔽侧壁和两个铁氧体磁屏蔽盖组合成完整的铁氧体磁屏蔽并放置在铁氧体磁屏蔽支撑座上，放入多层坡莫合金磁屏蔽中；
[0016]步骤5，使用温控仪对铁氧体磁屏蔽进行加热，加热到T1温度，保持两个小时以上，随后关掉温控仪，进行降温；
[0017]步骤6，降到室温时，将三轴磁强计探头放置于铁氧体磁屏蔽中心位置，记录x，y，z三个方向的剩磁和剩磁梯度，整个消磁过程完成。
[0018]所述多层坡莫合金磁屏蔽的屏蔽系数大于104。
[0019]导热层采用耐200℃高温材料，循环水冷机的温度设置为20℃。
[0020]所述步骤6中记录x，y，z三个方向的剩磁包括：将三轴磁强计数显系统和上位机相连，连续采集5分钟；记录剩磁梯度包括：每改变0.5cm记录一次磁场值大小，绘制磁场与距离曲线，通过多项式拟合，得到磁场梯度。
[0021]本专利技术的技术效果如下：本专利技术一种电磁
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热组合消磁装置与方法，克服现有坡莫合金
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铁氧体磁屏蔽一体化电磁消磁后剩磁与剩磁梯度较大的问题，对矫顽力较小的坡莫合金进行电磁消磁，为铁氧体磁屏蔽营造一个小的剩磁和剩磁梯度的磁场环境，针对矫顽力不容易电磁消磁的铁氧体磁屏蔽使用热消磁，将铁氧体磁屏蔽加热到材料居里温度以上，在进行冷却，利用电磁
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热消磁的组合消磁方法实现对坡莫合金
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铁氧体磁屏蔽的剩磁和剩磁梯度的极好的消磁效果。
[0022]本专利技术与现有技术相比：常规的坡莫合金
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铁氧体磁屏蔽使用一体化电磁消磁的方法受限于铁氧体磁屏蔽矫顽力大难以消磁，磁屏蔽内部的剩磁和梯度较大。本专利技术针对
坡莫合金
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铁氧体组合磁屏蔽系统，利用电磁
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热组合消磁方法，实现坡莫合金
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铁氧体磁屏蔽内部的剩磁和剩磁梯度接近于零，满足基于原子自旋效应的超高灵敏磁场和惯性测量对磁场的苛刻要求。
附图说明
[0023]图1是实施本专利技术一种电磁
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热组合消磁装置结构示意图。图1中电磁
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热组合消磁装置用于坡莫合金
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铁氧体磁屏蔽的低剩磁消磁。图1中包括连接电磁消磁器12的消磁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电磁
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热组合消磁装置，用于坡莫合金
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铁氧体磁屏蔽的低剩磁消磁，其特征在于，包括缠绕在坡莫合金磁屏蔽内层和外层上的消磁线缆，在位于所述坡莫合金磁屏蔽内的铁氧体磁屏蔽由铁氧体磁屏蔽盖和铁氧体磁屏蔽侧壁拼接而成，所述铁氧体磁屏蔽盖顶面依次贴有铁氧体磁屏蔽盖导热层和铁氧体磁屏蔽盖加热膜，所述铁氧体磁屏蔽侧壁外周面依次贴有铁氧体磁屏蔽侧壁导热层和铁氧体磁屏蔽侧壁加热膜，所述铁氧体磁屏蔽侧壁加热膜上缠有水冷管，铁氧体磁屏蔽内部正中心设置有三轴磁强计探头，所述坡莫合金磁屏蔽外部设置有电磁消磁器，温控仪，循环水冷机，三轴磁强计数显系统，以及上位机，所述上位机通过所述三轴磁强计数显系统连接所述三轴磁强计探头，所述循环水冷机连接所述水冷管，所述温控仪分别连接所述铁氧体磁屏蔽侧壁加热膜和铁氧体磁屏蔽盖加热膜，所述电磁消磁器连接所述消磁线缆。2.根据权利要求1所述的电磁
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热组合消磁装置，其特征在于，所述铁氧体磁屏蔽位于铁氧体磁屏蔽支撑座上，所述铁氧体磁屏蔽支撑座固定在所述坡莫合金磁屏蔽内底面上。3.根据权利要求1所述的电磁
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热组合消磁装置，其特征在于，所述坡莫合金磁屏蔽为多层坡莫合金磁屏蔽。4.根据权利要求1所述的电磁
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热组合消磁装置，其特征在于，所述铁氧体磁屏蔽盖与LCR表连接，所述LCR表用于测量铁氧体磁屏蔽盖的磁导率。5.根据权利要求1所述的电磁
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热组合消磁装置，其特征在于，所述电磁消磁器对所述坡莫合金磁屏蔽进行电磁消磁后，所述温控仪将所述铁氧体磁屏蔽加热到居里温度以上，后降温到室温，利用电磁
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热组合消磁实现坡莫合金
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铁氧体磁屏蔽内部的剩磁和剩磁梯度接近于零。6.一种电磁
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热组合消磁方法，其特征在于，包括采用上述权利要求1
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5之一所述的电磁
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【专利技术属性】
技术研发人员：马丹跃，孙博文，房秀杰，薛杨枝，陆吉玺，王坤，翟跃阳，全伟，韩邦成，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：