磁異常探測系統的製作方法
2023-06-26 14:46:56
專利名稱：磁異常探測系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種磁異常探測系統，尤其是一種基於高溫超導量子幹涉器 的磁異常探測系統。
背景技術：
航空磁測(Airborne Magnetometry)是一種由於探測潛水艇的需要而發 M來的。用於普查石油和天然氣以及其他礦產，在地質調查、礦產普查和 地球科學研究工作中發揮著重要的作用，是航空地球物理的一種主要的方法。 最初採用磁通閘門磁力儀探測潛水艇。直到現在，航空磁測是探測潛7JC艇的 重要方法之一，磁異常探測MAD (Magnetic Anomaly Detection ， MAD)系糹克 是必備的裝置。磁力異常探測儀(Magnetic Anomaly Detector, MAD)即磁
力儀就是地質勘探中的航空磁力儀。
因此研究和開發先進的MAD儀器，使探測距離更遠，探測結果更準確可 靠，是當前MAD的研究目標，也是推動航空磁測技術向前發展的一股動力。 對於地質勘探來說，使用先進的MAD儀器，可以探測得更深、更精細。
發明內容
本發明的目的是針對現有的磁異常探測系統的缺陷，提供一種測量具體 遠，並且探測結果準確可靠的磁異常探測系統。
為實現上述目的，本發明提供了一種磁異常探測系統，包括 三軸超導量子幹涉器子系統，用於採集磁信號； 驅動電路，與所述三軸超導量子幹涉器子系統相連接；
3標量補償裝置，與所述驅動電路相連接，用於合成所述三軸超導量子幹
涉器子系統的測量結果；
矢量補償裝置，與所述標量補償裝置相連接，用於對所述經過標量補償 的測量結果進^f於適量補償。
還包括平臺噪聲補償裝置，與所述矢量補償裝置相連接，用於噪聲補 償。所述三軸超導量子千涉器子系統為低溫超導Ni膜直流超導量子幹涉器磁 強計。所述驅動電路具體為高轉換速度的驅動電路。所述三軸超導量子千涉 器子系統至於杜瓦中。所述杜瓦的材質為有枳破璃。所迷杜瓦內裝有液氦。
因此，本發明的磁異常探測系統測量具體遠，並且探測結果準確可靠。
圖1為本發明磁異常探測系統的結構示意圖。
圖2為本發明磁異常探測系統的三軸超導量子幹涉器子系統SQUID探頭 和驅動電路(磁通鎖定環電路)的示意圖。
圖3為本發明磁異常探測系統的矢量補償示意圖之一。 圖4為本發明磁異常探測系統的矢量補償示意圖之二。 圖5為本發明磁異常探測系統的標量補償示意圖。
具體實施方式
下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。 基於現代高溫超導量子幹涉器(Superconducting QUantum Interference Device, SQUID)的發展，不僅能夠非常精確地測量電磁場並具有很寬的動態 範圍，而且探測器可以設計得非常精巧，在磁場測量中以其微型化、超高靈 敏度和高精度。這就促進了 SQUID技術的應用，包括地表、井中、航空的地 球物理測量和潛^^笨測中的應用。
如圖1所示，為本發明磁異常探測系統的結構示意圖，包括三軸超導量子幹涉器子系統l,用於測量磁信號；驅動電路2，與三軸超導量子幹涉器 子系統l相連接；標量補償裝置3，與驅動電路2相連接，用於合成三軸超導 量子千涉器子系統1的測量結果；矢量補償裝置4,與標量補償裝置3相連接， 用於對經過標量補償的測量結果進行適量補償；還包括一個平臺噪聲補償裝 置5，與矢量補償裝置4相連接，用於噪聲補償。
三軸超導量子幹涉器子系統1可以為低溫超導Ni膜直流超導量子幹涉器 磁強計。而驅動電路可以具體為高轉換速度的驅動電路，速度達到37000nT/s， 以適用每個軸矢量的振動。
三軸超導量子幹涉器子系統至於杜瓦中，杜瓦設計成橫式的，重量大約 12Kg，體積小以適用放在移動平臺的測量伸杆上，杜瓦採用無磁有機玻璃制 作，杜瓦可裝4升液氦工作5小時，三軸超導量子幹涉器子系統直接泡在液 氦當中。
三軸超導量子幹涉器子系統1採用3個SQUID分別測量X、 Y、 Z方向上 的^P茲場，每個SQUID都對應一個磁通鎖定環電路，^J^通鎖定環出來的信號 經過矢量補償，增大SQUID的動態範圍。然後再經過標量補償，合成總場， 最後通過平臺噪聲補償，減少平臺噪聲對SQUID的影響。
圖2為本發明磁異常探測系統的三軸超導量子幹涉器子系統SQUID探頭 和驅動電路(磁通鎖定環電路)的示意圖，它採用自動補償的方法來測定磁 場，當待測磁場從零增大到B時，超導幹涉器(SQUID)經過前放、乘法器、 積分器向調製反饋線圈產生等量的磁通，抵消原來的磁通，使量子幹涉器內 的磁通保持不變。由於磁通鎖定環輸出的V-①特性在一個周期內是單值的， 在它上面加上一個磁通鎖定環計數值，如圖3所示，為本發明磁異常探測系 統的矢量補償示意圖之一，未進行矢量補償時，實線表示的是SQUID輸出量， 中間的虛線短表示磁通鎖定環輸出的量，下面的虛線表示磁通鎖定環的計數 值，如圖4所示，為本發明磁異常探測系統的矢量##示意圖之二，為進行 適量補償以後的示意圖，矢量補償後V-①特性在多個周期上都為單值。採用本發明能提SQUID的精度、動態範圍。
標量補償涉及到由三個矢量磁場計算出旋轉不變的標量磁場的過程，這 使SQUID能夠在相對於地i茲場移動的平臺上工作，克服平臺移動噪聲。如圖5 所示，為本發明磁異常探測系統的標量補償示意圖，對於標量補償，SQUID的 V-①初始鎖定值不知道，必須估測它的大小；並且通過3個正交的SQUID採 集來的矢量場精確計算標量場，這三個矢量場都含有增益，這些增益必須修 正；由於不可能使三個SQUID完全正交，為了精確計算標量場，必須採取寸'務 正。再標量補償中，我們首先假設,場的絕對值是常量，通過旋轉3軸SQUID 推算出決定它性能的參量。
採用矢量補償裝置使本系統的動態範圍足夠大，以適用沒有磁屏蔽環境 的工作。採用標量補償裝置合成正交三軸SQUID的輸出結果，克服移動噪聲。
因此，本發明的磁異常探測系統測量具體遠，並且探測結果準確可靠。
最後所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制， 儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當 理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技 術方案的精神和範圍。
權利要求1、一種磁異常探測系統，其特徵在於包括三軸超導量子幹涉器子系統，用於採集磁信號；驅動電路，與所述三軸超導量子幹涉器子系統相連接；標量補償裝置，與所述驅動電路相連接，用於合成所述三軸超導量子幹涉器子系統的測量結果；矢量補償裝置，與所述標量補償裝置相連接，用於對所述經過標量補償的測量結果進行適量補償。
2、 根據權利要求1所述的磁異常探測系統，其特徵在於還包括平臺噪 聲補償裝置，與所述矢量補償裝置相連接，用於噪聲補償。
3、 根據權利要求1所述的磁異常探測系統，其特徵在於所述三軸超導量 子幹涉器子系統為低溫超導Ni膜直流超導量子幹涉器磁強計。
4 、根據權利要求1所述的磁異常探測系統，其特徵在於所述驅動電路具體為高轉換速度的驅動電路。
5、 根據權利要求1所述的磁異常探測系統，其特徵在於所述三軸超導量子幹涉器子系統至於杜瓦中。
6、 根據權利要求5所迷的磁異常探測系統，其特徵在於所迷杜瓦的材質為有機玻璃。
7、 根據權利要求5或6所述的磁異常探測系統，其特徵在於所述杜瓦內 裝有液氦。
專利摘要本實用新型涉及一種磁異常探測系統，包括三軸超導量子幹涉器子系統；驅動電路，與所述三軸超導量子幹涉器子系統相連接；標量補償裝置，與所述驅動電路相連接，用於合成所述三軸超導量子幹涉器子系統的測量結果；矢量補償裝置，與所述標量補償裝置相連接，用於對所述經過標量補償的測量結果進行適量補償。還包括平臺噪聲補償裝置，與所述矢量補償裝置相連接，用於噪聲補償。所述三軸超導量子幹涉器子系統為低溫超導Ni膜直流超導量子幹涉器磁強計。所述驅動電路具體為高轉換速度的驅動電路。所述三軸超導量子幹涉器子系統至於杜瓦中。杜瓦的材質為有機玻璃。杜瓦內裝有液氦。因此，本實用新型的磁異常探測系統測量具體遠，並且探測結果準確可靠。
文檔編號G01V3/08GK201352262SQ200920105329
公開日2009年11月25日 申請日期2009年1月22日 優先權日2009年1月22日
發明者王延軍, 陽運國, 潔 陳 申請人:北京老村科技發展有限公司