[发明专利]一种磁体磁场测量方法及测量系统

说明书

本发明提供一种磁体磁场测量方法，对设定环境内待测磁体的磁场进行测量，设定环境为50K以下的真空环境，包括：在设定环境内，待测磁体的中心磁场区域配置信号探头和加热单元，其中信号探头具有LC振荡电路和谐振材料的组合；通过置于设定环境外的控制器，控制加热单元加热信号探头至目标温度后，将谐振材料设置为谐振状态，然后令LC振荡电路中的探测线圈接收预设时间段的射频信号，之后探测线圈采集到自旋回波信号，根据自旋回波信号，确定待测磁体的磁场值。能够对设定环境中磁体产生的磁场进行高精度测量。本发明还提供一种实现本发明磁体磁场测量方法的系统以及采用本发明磁体磁场测量系统对磁体磁场进行测量的方法。

技术领域

本发明涉及磁场测量技术领域，尤其涉及一种低温与真空环境下磁体磁场测量方法及测量系统。

背景技术

超导磁体磁场的测量，是超导磁体制造完成后必不可少的环节，也是验证超导磁体设计和制造是否满足使用要求的重要步骤。

超导线圈工作时需要处于极低的温度下，来保证超导线圈处于超导状态；低温超导磁体系统可提供高稳定度、高均匀度、高场强的磁场，是高性能MRI(核磁共振成像仪)等相关装置的首选磁体系统。当前低温与真空环境下超导磁体磁场测量通常使用低温霍尔片，但是受霍尔器件精度的限制，其在0.1T到3T测量范围内精度最大只能达到0.1高斯(10^-5T)。在一些特殊应用中也可以通过设计感应线圈来测量超导磁体磁场的变化，该方法一般通过自校准来完成其测量精度，对于捕捉快速变化的磁场有很好的效果，但局限在于不能测量静态磁场，不能适用于测量超导磁体产生的磁场。

因此，亟需一种低温与真空环境下超导磁体磁场测量方法及测量系统。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术中存在的问题，本发明至少从一定程度上进行解决。为此，本发明的一个目的在于提出了一种磁体磁场测量方法，能够对50K(开氏度)以下的真空环境中超导磁体产生的强磁场进行高精度测量。

本发明的第二个目的在于提出了一种实现本发明磁体磁场测量方法的系统。

本发明的第三个目的在于提出了一种采用本发明磁体磁场测量系统对磁体磁场进行测量的方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明一方面提供一种磁体磁场测量方法，对设定环境内待测磁体的磁场进行测量，设定环境为50K以下的真空环境，包括以下步骤：

在设定环境内，待测磁体的中心磁场区域配置信号探头和加热单元，其中信号探头具有LC振荡电路和谐振材料的组合；

通过置于设定环境外的控制器，控制加热单元加热信号探头至目标温度后，将LC振荡电路中的探测线圈设置为谐振状态，然后令探测线圈接收预设时间段的射频信号，将谐振材料激发为谐振状态，之后探测线圈采集到自旋回波信号，根据自旋回波信号，确定待测磁体的磁场值；其中自旋回波信号为探测线圈被射频信号激发后，谐振材料在磁场下产生的信号。

可选地，根据自旋回波信号，确定待测磁体的磁场值，包括：

ω＝Υ*B

其中，ω为自旋回波信号的频率；γ为谐振材料的磁旋比；B为待测磁体的磁场值。

可选地，待测磁体包括超导磁体。

可选地，磁体磁场测量方法还包括：采集预设次数自旋回波信号，根据每一次自旋回波信号确定的磁场值，获得待测磁体的最终磁场值。

本发明第二方面提供一种磁体磁场测量系统，用于测量设定环境内待测磁体的磁场，设定环境为50K以下的真空环境，该系统包括置于设定环境内的加热单元和信号探头，以及置于设定环境外的计算机、控制器、电源、射频放大器和信号接收装置；