磁场成像系统的制作方法_2

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磁传感器阵列特性的信息。例如,跳线可用于设定阵列大小。这可使得一些传感器模块不被填充。
[0034]磁场分析电路116可被配置成从微控制器112接收多个数据值,所述多个数据值相应地对应于由多个磁传感器204、206、208中的每一个测得的磁场强度;并计算对应于所述多个数据值的磁图。例如,磁场分析电路116可包括被配置成运行磁场成像程序的通用计算机。通用计算机可包括平板电脑。
[0035]所述多个数据值中的每一个可包括对应于沿着一条轴的磁场强度的至少一个值。
[0036]除此之外和/或作为另外一种选择,所述多个数据值中的每一个可包括对应于沿着三条轴中的每一条的磁场强度的三个值。磁场分析电路116当计算磁图时可被配置成将形成所述多个数据值中的每一个的三个值合并,以生成对应于在整个阵列110上的磁场强度的对应多个矢量长度。例如,可将所述值各自形成为数据值bl、b2和b3。可将这些数据值平方并相加。可取二次方值的和的平方根,以产生对应于(标量)局域磁场强度的单个数据值B。根据一个可供选择的实施例,作为另外一种选择可将单个数据值B确定为数据值bl、b2和b3的点积。根据一个实施例,可将数据值bl、b2和b3中的每一个形成为三字节数据。
[0037]图3A是根据一个实施例的响应于第一近场磁场模式的图1的磁场分析电路116的第一磁图300输出。图3B是根据一个实施例的响应于第二近场磁场模式的图1的磁场分析电路116的第二磁图301输出。磁场分析电路116可被配置成使用矢量长度生成在整个阵列110上的磁场强度的表面图302a、302b。磁场分析电路116可被配置成使用样条函数以在矢量长度之间内插并使矢量长度平滑化而生成磁场强度的磁场图像302a、302b。
[0038]磁场分析电路116可被配置成生成在整个阵列110上的磁场强度的热图304a、304b ο
[0039]磁场分析电路116可被配置成输出对应于所计算的磁图的磁场图像302a、302b或热图 304a、304b。
[0040]图4是根据一个实施例的包括图像传感器402的磁场成像仪400的框图。磁场成像仪400可包括与磁传感器阵列配准并且可以可操作地耦合到磁场分析电路116的可见光、紫外线或红外线成像仪402。磁场分析电路116可被配置成输出与可见光、紫外线或红外线成像仪402所产生的可见光、紫外线或红外线图像配准的磁场图像。
[0041]图5是根据一个实施例的显示生成对应于磁场的图像的方法500的流程图。生成对应于磁场的图像的方法500包括步骤504:操作磁传感器阵列中的多个磁传感器以生成对应于与磁传感器中的每一个一致的局域磁场强度的相应多个数据值。在步骤506中,将所述多个数据值传递到磁场分析电路。继续步骤508,通过磁场分析电路生成对应于所述多个数据值的磁场图像。在步骤510中,输出磁场图像。
[0042]磁场分析电路可包括被配置成执行磁场分析计算机程序的通用计算机。
[0043]生成对应于磁场的图像的方法500还可以包括步骤502:可将磁传感器阵列中的多个磁传感器与操作磁传感器的微控制器磁屏蔽开。
[0044]将磁传感器阵列中的多个磁传感器与操作磁传感器的微控制器磁屏蔽开可包括将微控制器提供在磁传感器基板的第一侧上。将磁传感器阵列中的多个磁传感器与操作磁传感器的微控制器磁屏蔽开可包括与磁传感器基板的第一侧相邻提供耦合到磁传感器基板中的微控制器的信号层。将磁传感器阵列中的多个磁传感器与操作磁传感器的微控制器磁屏蔽开可包括在磁传感器基板的第二侧上或与之相邻提供磁传感器。在另一个实施例中,将磁传感器阵列中的多个磁传感器与操作磁传感器的微控制器磁屏蔽开可包括在磁传感器与信号层之间与磁传感器基板的第二侧相邻提供电源层或接地层中的至少一个。
[0045]在步骤502中,将磁传感器阵列中的多个磁传感器与操作磁传感器的微控制器磁屏蔽开可包括在微控制器与磁传感器之间提供磁屏蔽。在微控制器与磁传感器之间提供磁屏蔽可包括提供由mu-metal形成的磁屏蔽。
[0046]在步骤504中,操作磁传感器阵列中的多个磁传感器包括相继测量与多个磁传感器中的每一个一致的局域磁场。
[0047]生成对应于磁场的图像的方法500可包括向磁传感器阵列提供基本上由传导冷却、对流冷却、或传导冷却和对流冷却组成的冷却。在一些特定的实施例中,向磁传感器阵列提供冷却不包括提供低温冷却。
[0048]参见步骤504,操作磁阵列中的多个磁传感器包括操作多个传感器模块中的每一个以响应于沿着每个传感器模块至少三条轴的(矢量)磁场而感测相应的矢量磁场分量。在一个实施例中,操作多个传感器模块中的每一个以响应于沿着每个传感器模块至少三条轴的磁场而感测相应的局域磁场分量可包括针对每个传感器模块并在每个传感器模块上的三个磁传感器的每一个中测量固定极角铁磁层与感应极性铁磁层和/或顺磁层之间的电阻的变化。感应极性可响应于与每个相应磁传感器一致的沿着其相应轴的磁场强度。在其他实施例中,测量每个磁场分量(轴)可包括操作与每条轴对准的磁通门磁强计、操作与每条轴对准的磁感磁强计、操作与每条轴对准的磁阻磁强计、操作与每条轴对准的SERF磁强计或操作与每条轴对准的霍尔效应磁强计。针对传感器阵列中的每个位置重复测量,以提供与阵列中的每个传感器位置一致的局域磁场数据。
[0049]操作磁阵列中的多个磁传感器可包括操作多个X轴磁传感器、多个Y轴磁传感器和多个Z轴磁传感器。操作磁阵列中的多个磁传感器可包括操作相等数量的X轴磁传感器、Y轴磁传感器和Z轴磁传感器。除此之外和/或作为另外一种选择,操作磁阵列中的多个磁传感器可包括操作不等数量的X轴磁传感器、Y轴磁传感器和Z轴磁传感器。
[0050]操作磁阵列中的多个磁传感器可包括操作被配置成与对应于多个传感器模块中的每一个的多个磁传感器连接的专用集成电路(ASIC)和/或其他可编程电路。
[0051]操作磁传感器阵列中的多个磁传感器可包括操作布置在传感器模块中的多个磁传感器,每个传感器模块被配置成感测与每个传感器一致的在多条感测轴上的局域磁场。
[0052]操作磁传感器阵列中的多个磁传感器包括操作微控制器以一次仅使一个传感器模块操作以感测局域磁场。当传感器模块正在操作以感测局域磁场时,可通过微控制器暂停读写操作。当传感器模块正在操作时通过微控制器暂停读写操作可包括暂停读写操作直到正在操作的传感器模块切换接口针脚或直到发生超时。
[0053]磁成像仪可被配置成在约100毫秒或更短的时间内检测电磁图像。
[0054]方法500可包括当多个磁传感器正在操作时断开可操作地耦合到磁场分析电路的通用串行总线(usb端口)的数据线与从usb端口接收的电源或接地之间的导通。
[0055]参见步骤504,操作磁传感器阵列中的多个磁传感器可包括操作具有2X2或更大的阵列大小的磁传感器阵列中的多个磁传感器。操作具有2X2或更大的阵列大小的磁传感器阵列中的多个磁传感器可包括操作布置在2X2或更大阵列大小的模块中的磁传感器,而每个模块包括多条检测轴。在另一个实施例中,步骤504可包括操作具有4X4或更大的阵列大小的磁传感器阵列中的多个磁传感器。
[0056]参见步骤508,通过磁场分析电路生成对应于多个数据值的磁场图像可包括针对磁传感器阵列中的每个位置选择对应于沿着一条轴的磁场强度的至少一个值并使用所选的值作为磁场图像的输入。针对磁传感器阵列中的每个位置选择对应于沿着一条轴的磁场强度的至少一个值可包括选择对应于沿着三条轴中的每一条的磁场强度的三个值中的最大值。
[0057]在步骤508中,通过磁场分析电路生成对应于多个数据值的磁场图像可包括针对磁传感器阵列中的每个位置合并对应于沿着多条轴的一致磁场强度的数据值以独立于任一条轴确定磁场强度。在另一个实施例中,通过磁场分析电路生成对应于多个数据值的磁场图像可包括针对磁传感器阵列中的每个位置将对应于沿着三条轴中的每一条的磁场强度的值平方,对二次方值求和并取二次方值的和的平方根。二次方值的和的平方根可表示对应于磁场强度的矢量大小的数据值。
[0058]步骤508可包括针对磁传感器阵列中的每个位置作为一系列计算机可执行指令计算对应于对下式求解的磁场强度:
[0059]1)B = sqrt (bl**2+b2**2+b3**2);
[0060]其中:
[0061]B是对应于局域磁场强度的标量值,
[0062]bl是对应于沿着第一轴的局域磁场强度的标量值,
[0063]b2是对应于沿着与第一轴正交的第二轴的局域磁场强度的标量值,并且
[0064]b3是对应于沿着与第一和第二轴正交的第三轴的局域磁场强度的标量值。
[0065]值bl、b2和b3可各自基本上由从磁传感器108 (例如,正交传感器204、206和208中的每一个)在单个成像帧期间接收的数据值或转化数据值(例如,二进制或十六进制值的十进制等效值)组成。
[0066]作为另外一种选择,可计算值bl、b2和b3以补偿远场磁场。在一个实施例中,可通过在无可测对象处于对应于传感器阵列的范围的视野内时的间隔期间产生(计算)图像而建立参考系。“无可测对象”是指旨在进行磁成像的对象。在一些情况下,当测量参考系时,可存在基本上静态近场磁极。当呈现对象以进行磁成像时将存在基本上静态近场磁极时,这种布置是优选的。
[0067]当随后(或之前)在当被测对象处于对应于传感器阵列的范围的视野内
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