[发明专利]一种光泵磁力仪梯度容限测量装置

说明书

本发明提供了一种光泵磁力仪梯度容限测量装置，主要包括水平底座、梯度发生线圈、水平连接杆、气泡水平仪、连接杆水平调节装置、光泵探头安装夹具、激光测距仪、精密电流源和测控模块；测控模块根据探头位置、探头尺寸、线圈匝数、线圈半径这些预设参数计算产生特定磁梯度所需输出的电流大小，并通过USB接口控制精密电流源输出特定电流给梯度发生线圈；梯度发生线圈安装在水平底座上并通过气泡水平仪A调节位置，梯度发生线圈在周围空间产生磁梯度；水平连接杆上设有光泵探头安装夹具，并通过气泡水平仪A、气泡水平仪和连接杆水平调节装置调节水平连接杆与梯度发生线圈轴线平行。

技术领域

本发明涉及光泵磁力仪的技术指标测量装置，尤其涉及一种光泵磁力仪梯度容限测量装置。

背景技术

光泵磁力仪是基于工作物质原子在外磁场中发生的塞曼能级分裂，结合光泵作用和磁共振现象研制成功的磁力仪，已被广泛地应用于地面物探、航空物探、航空反潜、铁磁性物质探测等领域。

光泵磁力仪的磁共振信号大小受外磁场梯度的影响，外磁场梯度越大共振信号越小，会导致磁力仪性能下降甚至工作不正常。梯度容限是反应光泵磁力仪对外磁场梯度承受能力的技术指标，是在大梯度矿区(如铁矿)开展磁法作业必须考虑的指标。部分磁力仪厂家的技术手册会提及梯度容限，但均未说明梯度容限的测试方法。

国内相关单位(计量院香山弱磁实验室、710所磁学一级计量站等)均没有针对梯度容限的专用测试方法和装置。剑桥大学Dmitry Budker的著作《Optical Magnetometry》中提及了光泵磁力仪梯度容限的定义，但未讲述具体测试方法及装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种光泵磁力仪梯度容限测量装置，其可以完成光泵磁力仪的梯度容限技术指标的测量，具有操作简单、自动化程度高等优点，填补了国内在该领域的空白。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种光泵磁力仪梯度容限测量装置，主要包括水平底座、梯度发生线圈、水平连接杆、气泡水平仪A、气泡水平仪B、连接杆水平调节装置、光泵探头安装夹具、激光测距仪、精密电流源和测控模块；测控模块根据探头位置、探头尺寸、线圈匝数、线圈半径这些预设参数计算产生特定磁梯度所需输出的电流大小，并通过USB接口控制精密电流源输出特定电流给梯度发生线圈；梯度发生线圈安装在水平底座上并通过气泡水平仪A调节位置，梯度发生线圈在周围空间产生磁梯度；水平连接杆上设有光泵探头安装夹具，并通过气泡水平仪A、气泡水平仪B和连接杆水平调节装置调节水平连接杆与梯度发生线圈轴线平行；待测光泵探头与待测磁力仪主机相连并安装在光泵探头安装夹具中，通过激光测距仪测量梯度发生线圈中心到待测光泵探头的距离。

所述测控模块根据输入参数包含线圈匝数N、线圈半径R、探头所在区域C(OA、r、OB)、设定梯度值dT₀，输出参数包含输出电流I、区域C内实际梯度范围dT₀、dT₁，最终保证区域C内的实际磁梯度最小值大于等于dT₀。

本发明的有益效果为：可以完成光泵磁力仪的梯度容限技术指标的测量，具有操作简单、自动化程度高等优点，填补了国内在该领域的空白。

附图说明

图1为光泵磁力仪梯度容限测量装置结构框图；

图2为梯度容限测量实施步骤；

图3为磁梯度计算模型；

图4为测控软件输入输出参数关系图。

图中，1表示水平底座，2表示梯度发生线圈、3表示水平连接杆、4表示气泡水平仪A、5表示连接杆水平调节装置、6表示光泵探头安装夹具、7表示激光测距仪、8表示精密电流源、9表示测控模块、10表示气泡水平仪B、11表示待测光泵探头、12表示待测磁力仪主机。

具体实施方式