[发明专利]一种同频共振极化同步磁场测量装置

权利要求书

1.一种同频共振极化同步磁场测量装置，其特征在于，所述磁场测量装置包括探头、极化电路、高精度的频率发生电路、高分辨率的ADC采集电路和MCU处理器；

所述探头，为质子磁场测量探头，探头内包括极化线圈和接收线圈，所述极化线圈连接极化电路，所述接收线圈连接ADC采集电路；

所述极化电路，使用线性稳压源进行恒压驱动，并通过控制开关电路产生所需极化频率的方波信号，以通过极化线圈对探头内的质子进行极化；

所述频率发生电路，产生的信号发生频率在800HZ～4000HZ之间；

所述ADC采集电路，对接收线圈的接收信号进行ADC数据采集。

所述MCU处理器，分别与所述频率发生电路和ADC采集电路连接，通过所述频率发生电路发送所需的对质子进行极化的频率信号，以驱动极化电路发送方波至所述探头内的极化线圈，在发送频率信号的同时进行ADC数据采集和积分计算，以达到同步整周期采集，计算出有效幅值，最终通过对应最大幅值的极化频率确定磁场频率。

2.根据权利要求1所述的同频共振极化同步磁场测量装置，其特征在于，所述接收线圈与极化线圈的参数相同，且线圈都呈“8”字形反向绕制。

3.根据权利要求2所述的同频共振极化同步磁场测量装置，其特征在于，所述极化线圈与接收线圈密封在探头内部的煤油介质中。

4.根据权利要求1所述的同频共振极化同步磁场测量装置，其特征在于，所述频率发生电路中使用DDS发生器或CPLD作为频率发生电路，所述MCU处理器为STM32F4系列单片机，所述线性稳压源的恒定电压为12V。

5.根据权利要求1所述的同频共振极化同步磁场测量装置，其特征在于，所述ADC采集电路中具体使用ADS1271对信号进行采集。

6.根据权利要求1所述的同频共振极化同步磁场测量装置，其特征在于，所述MCU处理器通过对接收信号的整周期进行积分，每次频率扫描频率步进依次按照20Hz，0.1Hz，0.0001Hz进行扫描时，每个频率5个周期，对5个整周期进行积分采集，并做归一化处理。

7.根据权利要求1所述的同频共振极化同步磁场测量装置，其特征在于，所述接收线圈和ADC采集电路之间不需设置调谐放大电路。

8.根据权利要求1所述的同频共振极化同步磁场测量装置，其特征在于，在测量极化频率时，采用二分法快速扫描方式，即在全球磁场范围内选择相应频率进行极化，同时记录幅值，且先进行粗略的频率扫描，在先确定的粗略的频率区间内，再进行精细的频率扫描，从而获得对应最大幅值的极化频率。

9.根据权利要求1所述的同频共振极化同步磁场测量装置，其特征在于，所述极化电路产生的方波信号替换为正弦波信号。