[发明专利]用于多通道超导量子干涉仪信号的数据采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据采集系统，且更具体地涉及一种用于多通道超导量子干涉仪(SQUID)信号的数据采集的系统和方法。

背景技术

SQUID(超导量子干涉仪)是由于磁通量的量子干扰效应而能够响应于磁场内的细微变化的装置，且用于高敏感磁通量计或用于心磁图(MCG)和脑磁图(MEG)测量的生物传感器。

SQUID传感器测量细磁场，且安置在位于磁屏蔽室(MSR)或射频屏蔽室(RFSR)内的液氦杜瓦瓶内，以对人体进行MCG或MEG测量。

由于由SQUID传感器感测到的信号是弱电压信号，它在磁通锁定环(FLL)电路中被放大及线性化，且传输到屏蔽室外。通过电线到达屏蔽室外的信号是适合于MCG或MEG分析的、由模拟信号处理器(ASP)处理的信号，且接着该处理的信号传输到数据采集(DAQ)板并输入计算机。

图1示出用于使用ASP和DAQ板采集多通道SQUID信号的数据的系统。

参照图1，用于采集多通道SQUID信号的数据的系统100包括：SQUID传感器单元110、FLL电路单元120、导线130、ASP 150、滤波器160、DAQ板170和计算机180。

SQUID传感器单元110安置在屏蔽室190内的液氦杜瓦瓶113内，且160个SQUID传感器在其中工作。FLL电路单元120包括10个FLL电路模块120-1到120-10。FLL电路模块120-1到120-10中的各FLL电路模块包括16个FLL电路和输出单元123。FLL电路121将SQUID传感器单元110在屏蔽室190内测量的信号放大及线性化，且通过输出单元123将该信号传送到线130。FLL电路121分别连接到SQUID传感器，且16个FLL电路121构成一个模块。为驱动160个SQUID传感器，需要10个FLL电路模块120-1到120-10，每一个电路模块具有16个通道。需要的线130的数量是170，相当于SQUID传感器的数量和各模块的地线的数量之和。

ASP 150安置在屏蔽室140内，且包括模拟信号处理模块151和直流(DC)供电电源153。模拟信号处理模块151在每一通道中包括高通滤波器(HPF)155、电压放大器156、低通滤波器(LPF)157和60Hz的陷波滤波器。ASP 150通过线130接收FLL电路单元120内放大且线性化的信号，且适当地处理所接收的信号用于MCG或MEG分析。直流供电电源153安装在屏蔽室140内，且防止外部噪声的流入。

ASP 150处理的信号经由滤波器160发送给多个DAQ板170。DAQ板170将输入的模拟信号转换成数字信号，且将该数字信号发送给计算机180。当160个SQUID传感器被驱动时，使用两个DAQ板，每个DAQ板具有80-通道电压输入，或使用三个DAQ板，每个DAQ板具有64-通道电压输入。

计算机180存储该数字信号或使用应用软件输出SQUID信号。

在用于使用ASP和DAQ板采集多通道SQUID信号的数据的系统中，SQUID传感器通过多达SQUID传感器的数量和地线的数量之和的线连接到包括SQUID传感器的屏蔽室外面的ASP。这导致外部噪声流入屏蔽室，且因此很难获得精确的数据。同时，在屏蔽室内外，多个线与地线连接以构成多环形电路，这成为另一噪声源。

由于自FLL电路单元输出的信号具有低电平，用于仅获得所需信号的模拟信号处理系统具有高生产成本和成为另一噪声源的增加的安装面积。同时，为增加电压采集通道的数量而增加的DAQ板使环形电路产生噪声。此外，随着使用的通道的数量增加，各通道的采样时间减少。

发明内容

本发明旨在提供一种用于采集多通道超导量子干涉仪(SQUID)信号的数据的系统，该系统不会由于多个线和地线之间的连接而引起外部噪声的流入或环形电路噪声的产生，且不需要模拟信号处理器(ASP)。

本发明的一个方面提供一种用于采集多通道SQUID信号的数据的系统，该系统包括：数字转换器，所述数字转换器连接到具有多个通道的SQUID传感器，且配置成接收自所述多个通道中输出的电压信号，及产生通道-电压串行数字信号，所述通道-电压串行数字信号具有关于输出所述电压信号的通道的信息和关于所述电压信号的信息；和光纤电缆，所述通道-电压串行数字信号自所述数字转换器通过所述光纤电缆传输。