SQUID二阶磁梯度计标定系统的空间位置优化

超导量子干涉器件(SQUID)是利用磁通量子化与约瑟夫森效应这两种特性而形成的超导器件,可以分辨极微弱磁场变化,在磁信号灵敏探测方面应用广泛。因此,为确保其输出映射的准确性与使用质量,对使用过程中其进行定期校准至关重要。本文针对SQUID二阶磁梯度计在使用过程中的标定系统优化问题展开讨论,以标定线圈圆心为中心点建立笛卡尔坐标系,固定Y轴方向的相对位置,首先从Z轴方向移动标定线圈找到电流灵敏度最大位置范围,之后进一步精确标定位置,在X轴方向找到对Z轴方向移动最不敏感的相对位置,为标定中可能出现的人为误差提供更大的容错范围。并通过解析模型与有限元仿真模型相互验证,为后续实验提供了理论依据与先行性。利用解析模型与有限元模型及实测数据确定SQUID二阶磁梯度计在使用中的校准系数均为1.107,并对所提出的标定方法所产生的不确定度进行分析,为梯度计在低噪声环境条件下进行标定提供了更大的鲁棒性。

用于金属磁微量能计信号读出的两级SQUID放大电路研究

金属磁微量能计(Metallic Magnetic Calorimeter,MMC)是一种具有极高能量分辨率的低温光子探测器。它通过顺磁材料磁化率在低温下随温度急剧变化的特性来实现对光子能量的精确测量。金属磁微量能计通常使用超导量子干涉器进行信号读出。研究介绍了一种用于金属磁微量能计信号读出的两级超导量子干涉器电路。初级放大器的设计采用了二阶梯度计构型,测试结果显示该设计方案有效的抑制了环境噪声的干扰。在液氦温度下,两级放大电路在磁通锁定环模式下实现了27400 V/A的跨阻增益,白噪声水平达到11.5 pA/Hz^(1/2)。

高温超导磁梯度仪测控系统的设计与实现

针对高温超导磁梯度仪手动调节控制器操作繁琐,工作效率低的问题,设计并实现了一种高温超导磁梯度仪的自动测量控制系统;通过实时采集和分析超导量子干涉器输出的调制三角波信号,自动调整其工作点参数,实现高温超导磁梯度仪的自动调试功能。通过微处理器控制前置放大器内的锁相环路的闭合,实现高温超导磁梯度仪信号输出;设置大容量Flash存储器实现仪器工作点参数和测量数据的存储;采用光电隔离技术,降低了测量控制系统对仪器前端工作电路的噪声干扰;实验结果表明,设计的测量控制系统在野外可稳定可靠工作,效率高,方便了高温超导磁梯度仪在地球物理磁法勘探中的应用。

航空磁力梯度张量测量——航空磁测技术的最新进展

评介了澳大利亚BHP比利顿矿产勘查公司和矿产发现技术公司的航空矢量磁测,美国地质调查所研制的地面张量磁梯度仪(用磁通门磁力仪),德国耶拿物理学高技术研究所的航空全张量磁力梯度仪系统(用LTS—SQUID),美国橡树岭国家实验室和特瑞斯坦技术公司(Tristan Technologies,Inc．)研究和开发的航空全张量磁力梯度仪系统(用HTS—SQUID),澳大利亚联邦科学工业研究组织(CSIRO)正在研制的航空张量磁梯度仪GETMAG和MAGSAFE(用HTS—SQUID),后者由CSIRO和澳大利亚国防科学与技术组织(DSTO)共同研制。提出了关于研究和开发我国航空磁测技术的建议．

若干物探技术的最新进展

评介了若干物探技术的惊人的或革命性的进展,这些进展是航空重力张量测量,航空时间域电磁法系统(特别是直升机时间域电磁法系统),航空磁力全张量SQUID梯度仪系统以及高温SQUID在地面时间域电磁法(瞬变电磁法)中的应用。

全张量SQUID磁梯度计在航空磁测方面的应用研究

航空磁测在矿产资源勘探、地球物理、科学研究以及军事应用等方面应用甚广。文中对超导量子磁力仪在航空磁测的应用研究情况进行了综述,简要介绍了SQUID磁强计与梯度计的差别。最后介绍了构成全张量超导磁探仪的两种方法,分析了两种方法的磁梯度不平衡度以提高航空磁测的实用性。

超导磁梯度张量探头结构优化方法研究

针对传统超导磁梯度张量探头中多个磁梯度计间的噪声互扰会降低系统灵敏度的问题,本文提出了一种基于二维傅里叶变换的磁梯度张量探头结构优化方法。通过二维傅里叶变换及逆变换将磁场矢量Z分量沿着Z轴方向的二阶空间导数Bzzz转换为磁场矢量的3个分量以及一阶磁梯度张量的5个独立元素,把通常至少需要6个SQUID一阶平面磁梯度计的探头结构简化为只需要1个二阶SQUID磁梯度计的探头结构,消除了磁梯度计之间的噪声干扰,系统灵敏度提高了1个数量级。实验结果表明该探头具有良好的探测能力,证明了这种优化方法的可行性。