[发明专利]一种基于铷谱灯光泵磁力仪的数字化测量装置

说明书

本发明公开了一种基于铷谱灯光泵磁力仪的数字化测量装置，通过采用微处理器根据磁力仪的工作温度控制对磁力仪的加热过程，能够提高磁力仪工作的稳定性，同时，微处理器根据测量需要控制信号发生器产生磁力仪工作所需的扫频信号，提高了磁力仪工作的效率。

技术领域

本发明属于磁场测量技术领域，具体涉及一种基于铷谱灯光泵磁力仪的数字化测量装置。

背景技术

由于高精度磁场测量技术在各个领域广泛需求，磁力仪的灵敏度也不断提高。随着激光技术的发展，原子磁力仪已成为灵敏度最高的磁场测量手段。其中铷光泵磁力仪是利用铷原子受激发后，在外磁场作用下超精细能级的塞曼效应来测量外部磁场的。在加热或电激发作用下的铷原子，以满足能级跃迁频率的光束照射，原子吸收光能量，将由低能级跃迁到高能级，处于高能级的铷原子在磁场下会产生能级分裂，分裂后的原子两相邻能级间的能量差可用塞曼跃迁频率f₀来表示，f₀大小与外磁场成正比。因此，设法测得f₀，就可测得外磁场。但是，现有技术中，主要是在磁力仪工作过程中人工调整相关参数进行测量，所以，通常会出现由磁力仪工作温度控制不当导致的磁力仪工作不稳定的问题，从而导致测量效率不高、测量结果不够精确。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于铷谱灯光泵磁力仪的数字化测量装置，通过采用数字化电路对铷谱灯光泵磁力仪的工作参数进行设置，实现了磁力仪的高效、精确测量。

本发明提供的一种基于铷谱灯光泵磁力仪的数字化测量装置，包括电源模块、信号发生器、微处理器、加热模块、磁力仪、温度传感器和计算机；

所述电源模块为信号发生器和微处理器提供电源；所述信号发生器在微处理器的控制下为磁力仪提供设定频率及幅度的扫频信号；所述温度传感器贴附于磁力仪的铷谱灯泡的外表面测量铷谱灯泡的工作温度，温度传感器将所述工作温度发送至微处理器；所述加热模块在微处理器的控制下将磁力仪中的铷谱灯泡加热到设定温度；所述磁力仪将测量得到的磁场值发送至微处理器；

所述微处理器接收所述计算机的指令，根据计算机的指令确定所述设定的频率及幅度，所述微处理器将所述磁场值发送至计算机进行处理。

进一步地，所述加热模块包括AD采样电路、继电器输出电路和加热电路，所述AD采样电路用于采集所述工作温度和设定温度，所述继电器输出电路用于控制加热电路的启动和停止；所述加热电路用于加热铷谱灯泡，所述加热电路包括全功率加热电路和半功率加热电路；

所述加热模块在微处理器的控制下将磁力仪中的铷谱灯泡加热到设定温度的方式为：当工作温度低于阈值时，启动全功率加热电路将铷谱灯泡加热到上限温度，关闭全功率加热电路，使铷谱灯泡自然冷却，当工作温度等于设定温度时，启动半功率加热电路进行加热。

进一步地，所述微处理器通过串口通信电路与所述计算机进行通信。

有益效果：

本发明通过采用微处理器根据磁力仪的工作温度控制对磁力仪的加热过程，能够提高磁力仪工作的稳定性，同时，微处理器根据测量需要控制信号发生器产生磁力仪工作所需的扫频信号，提高了磁力仪工作的效率。

附图说明

图1为本发明提供的一种基于铷谱灯光泵磁力仪的数字化测量装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种基于铷谱灯光泵磁力仪的数字化测量装置，如图1所示，包括电源模块、信号发生器、微处理器、加热模块、磁力仪、温度传感器和计算机。