恒定磁场测量仪器的分辨率检测系统和时变磁场屏蔽装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及磁场测量仪器检测技术领域，特别涉及一种恒定磁场测量仪器的分辨率检测系统和一种时变磁场屏蔽装置。
【背景技术】
[0002]—些低噪声和高分辨率的恒定磁场测量仪器(例如，光栗磁传感器和超导量子干涉磁测量仪表)的内部噪声和分辨率可达皮特斯拉量级。然而，检测其是否真正可以达到这么高的分辨率，无论对一般用户还是仪器检测计量部门都很难实现。
[0003]因为很难建立或找到一个磁场值在仪器的量程范围内(一般为地磁场量级)且变化如此小的恒定磁场作为被测对象。考虑到在仪器测量时间段内可认为地磁场基本是恒定不变的，可以将地磁场作为被测磁场对象来检测测量仪器的灵敏度。但是，由于空间中各种磁场信号和场源产生的背景干扰磁场太大，在空旷的野外也会达到0.1nT量级，因此很难找到只存在地磁场的空间。如果没有高稳定性的恒定磁场环境或被测对象，则无法检测高灵敏度和高准确度的仪器。
[0004]相关技术中建立恒定磁场的一种方法是屏蔽掉背景干扰磁场来建立恒定磁场测量室。但是低频变化的磁场很难屏蔽掉，由于此类测量仪器的最小量程一般在ΙΟμΤ左右，与地磁场在同一个级别，因此在屏蔽时变干扰磁场的同时却不能将地磁场屏蔽掉，否则磁场会小于仪器的最小量程就不能实现测量与检测了。然而，这种仅屏蔽低频磁场而不屏蔽恒定地磁场分量的屏蔽就更难实现了，并且利用一般的材料很难实现理想的屏蔽。
【发明内容】
[0005]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0006]为此，本发明的一个目的在于提出一种恒定磁场测量仪器的分辨率检测系统，能够屏蔽空间任意方向、任意变化特性的背景磁场，从而可以得到时变分量很小的恒定磁场区域，进而可以为提供低噪声和高分辨率恒定磁场测量仪器的检测，提供环境和被测磁场对象。
[0007]本发明的另一个目的在于提出一种时变磁场屏蔽装置。
[0008]为实现上述目的，本发明一方面实施例提出了一种恒定磁场测量仪器的分辨率检测系统，包括:时变磁场屏蔽装置和恒定磁场测量仪器，其中，所述时变磁场屏蔽装置，用于屏蔽所述时变磁场屏蔽装置周围的时变干扰磁场以形成恒定磁场环境空间，所述时变磁场屏蔽装置包括:球面骨架，所述球面骨架上绕制至少一组超导线圈，每组超导线圈分别绕制在所述球面骨架的不同层面上，所述每组超导线圈的首尾相连，且所述每组超导线圈在绕制于所述球面骨架时所形成的球形的轴线相互垂直正交;所述恒定磁场测量仪器与所述时变磁场屏蔽装置相连，用于检测所述时变磁场屏蔽装置中的磁场值，并根据所述磁场值以实现对所述恒定磁场测量仪器的分辨率检测。
[0009]根据本发明实施例的恒定磁场测量仪器的分辨率检测系统，通过时变磁场屏蔽装置形成恒定磁场环境空间，且恒定磁场测量仪器与时变磁场屏蔽装置相连，恒定磁场测量仪器通过检测时变磁场屏蔽装置中的磁场值，并根据磁场值以实现对恒定磁场测量仪器的分辨率检测。因此，该系统能够屏蔽空间任意方向、任意变化特性的背景磁场，从而可以得到时变分量很小的恒定磁场区域，进而可以为提供低噪声和高分辨率恒定磁场测量仪器的检测，提供环境和被测磁场对象。
[0010]另外，根据本发明上述恒定磁场测量仪器的分辨率检测系统还可以具有如下附加的技术特征:
[0011 ]在本发明的一个实施例中，所述球面骨架具有外球壳、内球壳和安装腔，所述安装腔是由所述外球壳与所述内球壳所形成的空间，所述至少一组超导线圈分别绕制于所述安装腔。
[0012]在本发明的一个实施例中，所述安装腔内还绕制罐装液氮冷却液，所述罐装液氮冷却液用于对所述超导线圈进行低温冷却。
[0013]在本发明的一个实施例中，所述外球壳具有第一开口，所述内球壳具有第二开口，其中，所述第一开口与所述第二开口径向相对以形成所述时变磁场屏蔽装置的开口。
[0014]在本发明的一个实施例中，所述第一开口上具有沿所述第一开口周长的外球壳延伸圆柱，所述第二开口上具有沿所述第二开口周长的内球壳延伸圆柱，其中，所述外球壳延伸圆柱与所述内球壳延伸圆柱彼此嵌套以形成液氮添加口。
[0015]在本发明的一个实施例中，所述恒定磁场测量仪器具有磁场探头，所述恒定磁场测量仪器通过所述磁场探头与所述时变磁场屏蔽装置相连，其中，所述磁场探头通过所述开口伸入所述时变磁场屏蔽装置内。
[0016]在本发明的一个实施例中，所述超导线圈至少为一组。
[0017]为实现上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种时变磁场屏蔽装置，包括:球面骨架，所述球面骨架上绕制至少一组超导线圈，每组超导线圈分别绕制在所述球面骨架的不同层面上，所述每组超导线圈的首尾相连，且所述每组超导线圈在绕制于所述球面骨架时所形成的球形的轴线相互垂直正交。
[0018]根据本发明实施例的时变磁场屏蔽装置，通过在球面骨架上绕制至少一组超导线圈，每组超导线圈分别绕制在球面骨架的不同层面上，每组超导线圈的首尾相连，且每组超导线圈在绕制于球面骨架时所形成的球形的轴线相互垂直正交，以形成恒定磁场环境空间。因此，该装置统能够屏蔽空间任意方向、任意变化特性的背景磁场，从而可以得到时变分量很小的恒定磁场区域，进而可以为提供低噪声和高分辨率恒定磁场测量仪器的检测，提供环境和被测磁场对象。
[0019]上述时变磁场屏蔽装置还可以具有如下附加的技术特征:
[0020]在本发明的一个实施例中，所述球面骨架具有外球壳、内球壳和安装腔，所述安装腔是由所述外球壳与所述内球壳所形成的空间，所述至少一组超导线圈分别绕制于所述安装腔。
[0021]在本发明的一个实施例中，所述安装腔内还绕制罐装液氮冷却液，所述罐装液氮冷却液用于对所述超导线圈进行低温冷却。
[0022]在本发明的一个实施例中，所述外球壳具有第一开口，所述内球壳具有第二开口，其中，所述第一开口与所述第二开口径向相对以形成所述时变磁场屏蔽装置的开口；所述第一开口上具有沿所述第一开口周长的外球壳延伸圆柱，所述第二开口上具有沿所述第二开口周长的内球壳延伸圆柱，其中，所述外球壳延伸圆柱与所述内球壳延伸圆柱彼此嵌套以形成液氮添加口。
[0023]本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0024]图1是根据本发明一个实施例的恒定磁场测量仪器的分辨率检测系统的结构示意图。
[0025]图2是根据本发明一个实施例的球面骨架的结构示意图。
[0026]图3是根据本发明另一个实施例的球面骨架的结构示意图。
[0027]图4是根据本发明又一个实施例的球面骨架的结构示意图。
[0028]图5根据本发明另一个实施例的恒定磁场测量仪器的分辨率检测系统的结构示意图。
[0029]图6是根据本发明一个实施例的时变磁场屏蔽装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0031]下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的恒定磁场测量仪器的分辨率检测系统和时变磁场屏蔽装置。
[0032]图1是根据本发明一个实施例的恒定磁场测量仪器的分辨率检测系统的结构示意图。
[0033]如图1所示，该恒定磁场测量仪器的分辨率检测系统包括:时变磁场屏蔽装置100和恒定磁场测量仪器200。
[0034]其中，时变磁场屏蔽装置100，用于屏蔽时变磁场屏蔽装置100周围的时变干扰磁场以形成恒定磁场环境空间。
[0035]其中，上述时变干扰磁场可以为由空间中各种磁场信号和场源产生的背景干扰磁场。
[0036]在