[发明专利]一种高温超导全张量磁梯度探头的非正交误差校正方法

说明书

本发明为一种高温超导全张量磁梯度探头的非正交误差校正方法，在含有8个SQUID磁强计的高温超导全张量磁梯度探头中，对三个轴向布置的SQUID磁强计传感器之间的非正交误差角度进行测量并对磁梯度分量测量结果进行误差校正。利用三轴亥姆霍兹线圈产生已知参数的磁场与SQUID传感器实际测量值对比的方式从而分别求得8个SQUID磁强计传感器的拾取环敏感轴方向的矢量转换到高温超导全张量磁梯度探头正交直角坐标系的三个坐标轴上所需要知道的角度参数，完成了高温超导全张量磁梯度探头非正交误差的校正，本发明提高了非正交误差的校正精度，由于不需要像传统方法那样在运动过程中进行误差参数的求解从而避免了因为运动产生的磁干扰从而对误差校正结果造成的影响。

技术领域

本发明属于高温超导全张量磁梯度探头领域，具体地而言为一种高温超导全张量磁梯度探头的非正交误差校正方法。

背景技术

超导量子干涉器(SQUID)是一种基于超导约瑟夫森效应和磁通量子化原理的磁通传感器，当SQUID传感器中的约瑟夫森结流入一定的偏置电流时，约瑟夫森结两端的电压变化会呈现出一种宏观量子干涉现象，基于零磁通锁定原理的SQUID读出电路可以将SQUID传感器中的磁通变化转变为线性的电路输出电压变化，研究人员基于此将SQUID传感器应用到生物微弱磁信号探测、仪器无损探伤检测和矿产资源勘探的系统开发中。

为了获得磁场的梯度数据，研究人员最开始采用SQUID梯度计作为传感器敏感单元进行系统的搭建，但是SQUID梯度计中两个拾取环中间的基线距离由于加工工艺的限制，磁场梯度灵敏度的极值受限，所以为了增加基线距离，研究人员利用如图1所示的SQUID磁强计通过空间上的特殊布局构建成全张量磁梯度探头从而进行磁梯度场全张量9个分量中5个独立分量B_xx、B_xz、B_yx、B_yz、B_zz的测量。但是该方案存在的问题是由于探头上支撑SQUID传感器的支架本身的加工精度的限制以及SQUID传感器在支架上的安装误差共同导致了三个轴向布置的SQUID磁强计传感器的敏感轴互相之间不垂直，同时同轴向布置的SQUID磁强计传感器的敏感轴互相之间不平行，这两个问题可以统称为高温超导全张量磁梯度测量系统中的探头非正交误差。因此，求出非正交误差参数并对磁梯度数据进行校正就显得尤为必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种高温超导全张量磁梯度探头的非正交误差校正方法，解决在含有8个SQUID磁强计的高温超导全张量磁梯度测量系统中三个轴向布置的SQUID磁强计传感器的敏感轴互相之间不垂直，同时同轴向布置的SQUID磁强计传感器的敏感轴互相之间不平行的问题，对高温超导全张量磁梯度探头的非正交误差角度进行测量求解并对磁梯度数据进行校正。

本发明是这样实现的，

一种高温超导全张量磁梯度探头的非正交误差校正方法，该方法包括：

在含有8个SQUID磁强计的高温超导全张量磁梯度探头中，对高温超导全张量磁梯度探头坐标系三个轴向布置的SQUID磁强计传感器之间的非正交误差角度进行测量；

三轴亥姆霍兹线圈产生已知参数的磁场与SQUID传感器实际测量值对比，求得8个SQUID磁强计传感器的拾取环敏感轴方向的矢量转换到高温超导全张量磁梯度探头正交直角坐标系的三个坐标轴上所需要的角度参数，完成坐标转化；

采用转换后的温超导全张量磁梯度探头正交直角坐标系的三个坐标轴上所需要的角度参数，对磁梯度全张量的独立分量进行非正交误差的校正。

进一步地，具体包括：