本发明专利技术揭示了一种三维磁源反演装置及系统，包括：磁屏蔽桶、激励线圈、补偿线圈、支撑杆、若干磁性探测器及移动台。其中，激励线圈，沿磁屏蔽桶轴向固定安装于磁屏蔽桶中，用于产生位于激励线圈内部空间的激励磁场和位于激励线圈外部空间的外围磁场；补偿线圈，固定安装于磁屏蔽桶中，用于产生补偿磁场以抵消外围磁场及地磁场对激励线圈内部空间的影响；支撑杆，至少部分沿磁屏蔽桶轴向穿设于激励线圈内部空间中，支撑杆的端部固定安装有磁性载体；若干磁性探测器，设于磁屏蔽桶内壁上，用于探测磁性载体的三维磁场信号；移动台，移动台包括与支撑杆联动安装的直线驱动机构。本发明专利技术提供可使得磁性探测器探测采集到的磁场信号数据更加准确。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于磁源反演，具体涉及一种三维磁源反演装置及系统。
技术介绍
1、通过已知磁场的空间分布，确定其对应的地下或生物体内场源分布状态(如磁性体位置、形状、产状)及磁性参数(如磁化率、磁化强度大小和方向)的过程称为磁异常反演。其基本原理是通过实测重磁异常及其导数的数值大小、空间分布和变化规律，并结合给定的函数和特殊约束来定性和定量推断地下客观磁性物质的形状、产状和剩余磁性、磁场强度的分布。
2、三维磁场强度反演逐步成为磁异常定量解释中的一种重要方法，在已有的研究成果中弱磁场的精确测量有许多重要的应用价值，在脑磁成像领域、核磁共振ct、肺磁诊断均发挥着重要的作用，这些领域均通过弱磁信号的强弱来反演人体器官的内部的结构，从而发现病变区域做出相应的干预。
3、传统的磁源反演装置是通过数据采集卡以及超导量子干涉装置来对磁性载体的磁学特性进行表征，设备的搭建和维护操作十分冗杂，给磁性载体的磁源反演研究发展带来了一定的阻碍。同时，传统的三维磁源反演方法通常假设场源的磁化方向已知且与地磁场方向一致。然而，由于实际考虑情况的复杂性，当强剩磁存在时，场源的磁化方向往往与地磁场方向大不相同，此时采用传统的反演方法会得到错误的结果。
4、因此，针对上述技术问题，有必要提供一种三维磁源反演装置及系统。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种三维磁源反演装置及系统。
2、为了实现上述目的，本专利技术一实施例提供的技术方案如下：
>3、一种三维磁源反演装置，所述三维磁源反演装置包括：4、磁屏蔽桶；
5、激励线圈，沿所述磁屏蔽桶轴向固定安装于所述磁屏蔽桶中，用于产生位于所述激励线圈内部空间的激励磁场和位于所述激励线圈外部空间的外围磁场；
6、补偿线圈，固定安装于所述磁屏蔽桶中，用于产生补偿磁场以抵消所述外围磁场及地磁场对所述激励线圈内部空间的影响；
7、支撑杆，至少部分沿所述磁屏蔽桶轴向穿设于所述激励线圈内部空间中，所述支撑杆的端部固定安装有磁性载体；
8、若干磁性探测器，设于所述磁屏蔽桶内壁上，用于探测所述磁性载体的三维磁场信号；
9、移动台，所述移动台包括与所述支撑杆联动安装的直线驱动机构，用于驱动所述支撑杆带动磁性载体沿所述磁屏蔽桶轴向往复运动。
10、一实施例中，所述激励线圈包括多个首尾依次连接的线圈，两相邻线圈之间相抵，第一个线圈和最后一个线圈分别与所述磁屏蔽桶的两端面相抵。
11、一实施例中，所述磁屏蔽桶包括外桶和固定安装于外桶中的内桶，所述内桶外壁上设有螺旋延伸的安装槽，所述激励线圈固定安装于所述安装槽中，所述外桶和内桶之间形成有收容腔，所述补偿线圈固定安装于所述收容腔中。
12、一实施例中，所述补偿线圈包括沿所述磁屏蔽桶轴向相对设置的第一补偿线圈和第二补偿线圈、沿第一方向相对设置的第三补偿线圈和第四补偿线圈、及沿第二方向相对设置的第五补偿线圈和第六补偿线圈，所述第一方向垂直于所述磁屏蔽桶轴向，所述第二方向与所述磁屏蔽桶轴向及第一方向均相垂直。
13、一实施例中，所述磁性探测器设有多个，所述磁性探测器沿所述磁屏蔽桶周向设置。
14、一实施例中，所述三维磁源反演装置还包括：
15、支撑架，可转动安装于所述磁屏蔽桶中，所述磁性探测器设有一个且固定安装于所述支撑架上；
16、旋转驱动机构，与所述支撑杆或支撑架联动安装，用于驱动所述支撑杆或支撑架绕所述所述磁屏蔽桶轴向转动。
17、一实施例中，所述磁性探测器为原子磁强计或磁通门磁强计；和/或，
18、所述磁性探测器的体积为6cm3～10cm3。
19、一实施例中，所述磁屏蔽桶为高磁导率坡莫合金磁屏蔽桶。
20、一实施例中，所述移动台包括位置传感器，所述三维磁源反演装置还包括与所述位置传感器和磁性探测器通信连接的上位机。
21、本专利技术另一实施例提供的技术方案如下：
22、一种三维磁源反演系统，所述三维磁源反演系统包括：
23、驱动芯片；
24、功率放大器，所述功率放大器的输入端与驱动芯片相连；
25、如前述的三维磁源反演装置，所述三维磁源反演装置的激励线圈与所述功率放大器的输出端相连。
26、本专利技术具有以下有益效果：
27、本专利技术提供一种三维磁源反演装置和系统，通过激励线圈和补偿线圈的共同作用使磁性载体达到磁化饱和状态，使得磁性探测器探测采集到的磁场信号数据更加精确，且该磁场信号数据可直接使用，避免二次处理，简化了操作，便于快速准确地形成磁性载体的三维空间分布成像图；三维磁源反演装置和系统的占用空间小，操作简单，成本较低，维护方便，有利于推广使用。
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【技术保护点】
1.一种三维磁源反演装置，其特征在于，所述三维磁源反演装置包括：
2.根据权利要求1所述的三维磁源反演装置，其特征在于，所述激励线圈包括多个首尾依次连接的线圈，两相邻线圈之间相抵，第一个线圈和最后一个线圈分别与所述磁屏蔽桶的两端面相抵。
3.根据权利要求1所述的三维磁源反演装置，其特征在于，所述磁屏蔽桶包括外桶和固定安装于外桶中的内桶，所述内桶外壁上设有螺旋延伸的安装槽，所述激励线圈固定安装于所述安装槽中，所述外桶和内桶之间形成有收容腔，所述补偿线圈固定安装于所述收容腔中。
4.根据权利要求1所述的三维磁源反演装置，其特征在于，所述补偿线圈包括沿所述磁屏蔽桶轴向相对设置的第一补偿线圈和第二补偿线圈、沿第一方向相对设置的第三补偿线圈和第四补偿线圈、及沿第二方向相对设置的第五补偿线圈和第六补偿线圈，所述第一方向垂直于所述磁屏蔽桶轴向，所述第二方向与所述磁屏蔽桶轴向及第一方向均相垂直。
5.根据权利要求1所述的三维磁源反演装置，其特征在于，所述磁性探测器设有多个，所述磁性探测器沿所述磁屏蔽桶周向设置。
6.根据权利要求1所述的三维磁源反演装置，其特征在于，所述三维磁源反演装置还包括：
7.根据权利要求1所述的三维磁源反演装置，其特征在于，所述磁性探测器为原子磁强计或磁通门磁强计；和/或，
8.根据权利要求1所述的三维磁源反演装置，其特征在于，所述磁屏蔽桶为高磁导率坡莫合金磁屏蔽桶。
9.根据权利要求1所述的三维磁源反演装置，其特征在于，所述移动台包括位置传感器，所述三维磁源反演装置还包括与所述位置传感器和磁性探测器通信连接的上位机。
10.一种三维磁源反演系统，其特征在于，所述三维磁源反演系统包括：
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【技术特征摘要】
1.一种三维磁源反演装置，其特征在于，所述三维磁源反演装置包括：
2.根据权利要求1所述的三维磁源反演装置，其特征在于，所述激励线圈包括多个首尾依次连接的线圈，两相邻线圈之间相抵，第一个线圈和最后一个线圈分别与所述磁屏蔽桶的两端面相抵。
3.根据权利要求1所述的三维磁源反演装置，其特征在于，所述磁屏蔽桶包括外桶和固定安装于外桶中的内桶，所述内桶外壁上设有螺旋延伸的安装槽，所述激励线圈固定安装于所述安装槽中，所述外桶和内桶之间形成有收容腔，所述补偿线圈固定安装于所述收容腔中。
4.根据权利要求1所述的三维磁源反演装置，其特征在于，所述补偿线圈包括沿所述磁屏蔽桶轴向相对设置的第一补偿线圈和第二补偿线圈、沿第一方向相对设置的第三补偿线圈和第四补偿线圈、及沿第二方向相对设置的第五补偿线圈和第六补偿线圈，所述第一方向垂直于所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴东岷，刘宇，荀宇洁，王逸群，姜春宇，曾中明，张宝顺，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：
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