专利名称：磁异常探测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁异常探测系统，尤其是一种基于高温超导量子干涉器 的磁异常探测系统。
背景技术：
航空磁测(Airborne Magnetometry)是一种由于探测潜水艇的需要而发 M来的。用于普查石油和天然气以及其他矿产，在地质调查、矿产普查和 地球科学研究工作中发挥着重要的作用，是航空地球物理的一种主要的方法。 最初采用磁通闸门磁力仪探测潜水艇。直到现在，航空磁测是探测潜7JC艇的 重要方法之一，磁异常探测MAD (Magnetic Anomaly Detection ， MAD)系纟克 是必备的装置。磁力异常探测仪(Magnetic Anomaly Detector, MAD)即磁
力仪就是地质勘探中的航空磁力仪。
因此研究和开发先进的MAD仪器，使探测距离更远，探测结果更准确可 靠，是当前MAD的研究目标，也是推动航空磁测技术向前发展的一股动力。 对于地质勘探来说，使用先进的MAD仪器，可以探测得更深、更精细。
发明内容
本发明的目的是针对现有的磁异常探测系统的缺陷，提供一种测量具体 远，并且探测结果准确可靠的磁异常探测系统。
为实现上述目的，本发明提供了一种磁异常探测系统，包括 三轴超导量子干涉器子系统，用于采集磁信号； 驱动电路，与所述三轴超导量子干涉器子系统相连接；
3标量补偿装置，与所述驱动电路相连接，用于合成所述三轴超导量子干
涉器子系统的测量结果；
矢量补偿装置，与所述标量补偿装置相连接，用于对所述经过标量补偿 的测量结果进^f于适量补偿。
还包括平台噪声补偿装置，与所述矢量补偿装置相连接，用于噪声补 偿。所述三轴超导量子千涉器子系统为低温超导Ni膜直流超导量子干涉器磁 强计。所述驱动电路具体为高转换速度的驱动电路。所述三轴超导量子千涉 器子系统至于杜瓦中。所述杜瓦的材质为有枳破璃。所迷杜瓦内装有液氦。
因此，本发明的磁异常探测系统测量具体远，并且探测结果准确可靠。
图1为本发明磁异常探测系统的结构示意图。
图2为本发明磁异常探测系统的三轴超导量子干涉器子系统SQUID探头 和驱动电路(磁通锁定环电路)的示意图。
图3为本发明磁异常探测系统的矢量补偿示意图之一。 图4为本发明磁异常探测系统的矢量补偿示意图之二。 图5为本发明磁异常探测系统的标量补偿示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 基于现代高温超导量子干涉器(Superconducting QUantum Interference Device, SQUID)的发展，不仅能够非常精确地测量电磁场并具有很宽的动态 范围，而且探测器可以设计得非常精巧，在磁场测量中以其微型化、超高灵 敏度和高精度。这就促进了 SQUID技术的应用，包括地表、井中、航空的地 球物理测量和潜^^笨测中的应用。
如图1所示，为本发明磁异常探测系统的结构示意图，包括三轴超导量子干涉器子系统l,用于测量磁信号；驱动电路2，与三轴超导量子干涉器 子系统l相连接；标量补偿装置3，与驱动电路2相连接，用于合成三轴超导 量子千涉器子系统1的测量结果；矢量补偿装置4,与标量补偿装置3相连接， 用于对经过标量补偿的测量结果进行适量补偿；还包括一个平台噪声补偿装 置5，与矢量补偿装置4相连接，用于噪声补偿。
三轴超导量子干涉器子系统1可以为低温超导Ni膜直流超导量子干涉器 磁强计。而驱动电路可以具体为高转换速度的驱动电路，速度达到37000nT/s， 以适用每个轴矢量的振动。
三轴超导量子干涉器子系统至于杜瓦中，杜瓦设计成横式的，重量大约 12Kg，体积小以适用放在移动平台的测量伸杆上，杜瓦采用无磁有机玻璃制 作，杜瓦可装4升液氦工作5小时，三轴超导量子干涉器子系统直接泡在液 氦当中。
三轴超导量子干涉器子系统1采用3个SQUID分别测量X、 Y、 Z方向上 的^P兹场，每个SQUID都对应一个磁通锁定环电路，^J^通锁定环出来的信号 经过矢量补偿，增大SQUID的动态范围。然后再经过标量补偿，合成总场， 最后通过平台噪声补偿，减少平台噪声对SQUID的影响。
图2为本发明磁异常探测系统的三轴超导量子干涉器子系统SQUID探头 和驱动电路(磁通锁定环电路)的示意图，它采用自动补偿的方法来测定磁 场，当待测磁场从零增大到B时，超导干涉器(SQUID)经过前放、乘法器、 积分器向调制反馈线圈产生等量的磁通，抵消原来的磁通，使量子干涉器内 的磁通保持不变。由于磁通锁定环输出的V-①特性在一个周期内是单值的， 在它上面加上一个磁通锁定环计数值，如图3所示，为本发明磁异常探测系 统的矢量补偿示意图之一，未进行矢量补偿时，实线表示的是SQUID输出量， 中间的虚线短表示磁通锁定环输出的量，下面的虚线表示磁通锁定环的计数 值，如图4所示，为本发明磁异常探测系统的矢量##示意图之二，为进行 适量补偿以后的示意图，矢量补偿后V-①特性在多个周期上都为单值。采用本发明能提SQUID的精度、动态范围。
标量补偿涉及到由三个矢量磁场计算出旋转不变的标量磁场的过程，这 使SQUID能够在相对于地i兹场移动的平台上工作，克服平台移动噪声。如图5 所示，为本发明磁异常探测系统的标量补偿示意图，对于标量补偿，SQUID的 V-①初始锁定值不知道，必须估测它的大小；并且通过3个正交的SQUID采 集来的矢量场精确计算标量场，这三个矢量场都含有增益，这些增益必须修 正；由于不可能使三个SQUID完全正交，为了精确计算标量场，必须采取寸'务 正。再标量补偿中，我们首先假设,场的绝对值是常量，通过旋转3轴SQUID 推算出决定它性能的参量。
采用矢量补偿装置使本系统的动态范围足够大，以适用没有磁屏蔽环境 的工作。采用标量补偿装置合成正交三轴SQUID的输出结果，克服移动噪声。
因此，本发明的磁异常探测系统测量具体远，并且探测结果准确可靠。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制， 尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当 理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技 术方案的精神和范围。
权利要求1、一种磁异常探测系统，其特征在于包括三轴超导量子干涉器子系统，用于采集磁信号；驱动电路，与所述三轴超导量子干涉器子系统相连接；标量补偿装置，与所述驱动电路相连接，用于合成所述三轴超导量子干涉器子系统的测量结果；矢量补偿装置，与所述标量补偿装置相连接，用于对所述经过标量补偿的测量结果进行适量补偿。
2、 根据权利要求1所述的磁异常探测系统，其特征在于还包括平台噪 声补偿装置，与所述矢量补偿装置相连接，用于噪声补偿。
3、 根据权利要求1所述的磁异常探测系统，其特征在于所述三轴超导量 子干涉器子系统为低温超导Ni膜直流超导量子干涉器磁强计。
4 、根据权利要求1所述的磁异常探测系统，其特征在于所述驱动电路具体为高转换速度的驱动电路。
5、 根据权利要求1所述的磁异常探测系统，其特征在于所述三轴超导量子干涉器子系统至于杜瓦中。
6、 根据权利要求5所迷的磁异常探测系统，其特征在于所迷杜瓦的材质为有机玻璃。
7、 根据权利要求5或6所述的磁异常探测系统，其特征在于所述杜瓦内 装有液氦。
专利摘要本实用新型涉及一种磁异常探测系统，包括三轴超导量子干涉器子系统；驱动电路，与所述三轴超导量子干涉器子系统相连接；标量补偿装置，与所述驱动电路相连接，用于合成所述三轴超导量子干涉器子系统的测量结果；矢量补偿装置，与所述标量补偿装置相连接，用于对所述经过标量补偿的测量结果进行适量补偿。还包括平台噪声补偿装置，与所述矢量补偿装置相连接，用于噪声补偿。所述三轴超导量子干涉器子系统为低温超导Ni膜直流超导量子干涉器磁强计。所述驱动电路具体为高转换速度的驱动电路。所述三轴超导量子干涉器子系统至于杜瓦中。杜瓦的材质为有机玻璃。杜瓦内装有液氦。因此，本实用新型的磁异常探测系统测量具体远，并且探测结果准确可靠。
文档编号G01V3/08GK201352262SQ200920105329
公开日2009年11月25日 申请日期2009年1月22日 优先权日2009年1月22日
发明者王延军, 阳运国, 洁 陈 申请人:北京老村科技发展有限公司