【技术实现步骤摘要】
一种高信噪比宽带激发的弱磁测量装置与方法
[0001]本专利技术属于微弱磁场测量领域，具体涉及一种高信噪比宽带激发的弱磁测量装置，还涉及一种高信噪比宽带激发的弱磁测量方法
。
技术介绍
[0002]在包括地磁场在内的微弱磁场测量领域中，
Overhauser
磁力仪广泛地用于矿产勘探
、
铁磁目标探测等磁测任务，它基于
Overhauser
效应的超极化技术，通过电子顺磁共振（
ESR
）使自由基样品中的自由电子饱和跃迁，获得高极化度，再利用自由电子和溶剂核之间的耦合作用，通过交叉弛豫将自由电子的高极化度转移给溶剂核，从而显著地提高溶剂核在超低场下的灵敏度
。
[0003]由于需要借助自由电子的高旋磁比来获得极化增强，因此
Overhauser
磁力仪传感器中的样品需要包含自由基作为极化剂
。
氮氧自由基
TEMPO
是一类常用的
DNP
极化剂，因其高稳定性
、
不反应性和短相关时间带来的高耦合因子，也通常被用作
Overhauser
磁力仪传感器中的极化剂
。Overhauser
磁力仪工作过程涉及三个磁场，分别为被测磁场
、
预极化磁场和射频磁场，三者两两相互正交
。
其中射频磁场的作用是使电子发生顺磁共振，获得高极化度，预极化磁场用来将宏观磁化矢量偏离被测磁场方向，从而使宏观磁化矢...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种高信噪比宽带激发的弱磁测量装置，包括主控模块（
101
），其特征在于，还包括发射模块（
102
）
、
传感器（
103
）
、
以及接收模块（
104
），发射模块（
102
）包括依次连接的宽带射频脉冲发生器（
102a
）
、
射频开关（
102b
）
、
和射频功率放大器（
102c
），发射模块（
102
）还包括直流极化电路（
102d
），传感器（
103
）包括直流极化检测线圈（
103a
）和电子极化器（
103b
），主控模块（
101
）分别与宽带射频脉冲发生器（
102a
）
、
射频开关（
102b
）
、
直流极化电路（
102d
）以及接收模块（
104
）连接，射频功率放大器（
102c
）与电子极化器（
103b
）连接，直流极化电路（
102d
）与直流极化检测线圈（
103a
）连接，直流极化检测线圈（
103a
）还与接收模块（
104
）连接
。2.
根据权利要求1所述一种高信噪比宽带激发的弱磁测量装置，其特征在于，所述接收模块（
104
）包括依次连接的调谐电路（
104a
）
、
放大和滤波电路（
104b
）以及采样电路（
104c
），调谐电路（
104a
）与直流极化检测线圈（
103a
）连接，采样电路（
104c
）和主控模块（
101
）连接
。3.
一种高信噪比宽带激发的弱磁测量方法，利用权利要求2所述一种高信噪比宽带激发的弱磁测量装置，其特征在于，包括以下步骤：步骤
S201、
测量信号增强带宽
B
，并根据信号增强带宽
B
调节电子极化器（
103b
）的品质因数；步骤
S202、
设置系统工作时序，系统工作时序包括射频功率信号和直流极化电流信号施加的起始和持续时间
、FID
信号接收的起始和持续时间以及重复测量的间隔时间；步骤
S203、
配置宽带射频脉冲发生器（
102a
）的射频激发组合脉冲参数，包括脉冲频率
、
脉冲幅度
、
脉冲持续时间
、
包络形状和脉冲个数；步骤
S204、
主控模块（
101
）根据射频激发组合脉冲参数控制射频脉冲发生器（
102a
）输出相应的射频激发组合脉冲，射频功率放大器（
102c
）对射频激发组合脉冲进行功率放大，输出射频功率信号至电子极化器（
103b
），并在样品区域产生能激发目标频带内电子跃迁的射频磁场，直流极化电路（
102d
）输出直流极化电流信号至直流极化检测线圈（
103a
），在样品区域产生使磁化矢量偏转的预极化磁场，在射频磁场和预极化磁场的作用下，样品被极化；步骤
S205、
对来自直流极化检测线圈（
103a
）探测到的
FID
信号进行滤波和放大后进一步通过采样电路（
104c
）获得信号采样数据；步骤
S206、
将信号采样数据送入主控模块（
101
）进行频率计算，并基于以下公式换算为待测磁场强度大小：，式中，
B
m
为待测磁场强度大小，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘朝阳，李文帅，陈俊飞，匡澳元，冯继文，陈方，
申请(专利权)人：湖北光谷实验室，
类型：发明
国别省市：
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