一种全张量磁梯度测量组件及其优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110596619A(43)申请公布日2019.12.20(21)申请号201910872188.1(22)申请日2019.09.16(71)申请人中国科学院上海微系统与信息技术研究所地址200050上海市长宁区长宁路865号(72)发明人伍俊荣亮亮邱隆清张国锋裴易峰李宝清谢晓明(74)专利代理机构上海光华专利事务所(普通合伙)31219代理人余明伟(51)Int.Cl.G01R33/022(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图2页(54)发明名称一种全张量磁梯度测量组件及其优化方法(57)摘要本发明提供一种全张量磁梯度测量组件及其优化方法，所述测量组件包括：容器杜瓦，包括杜瓦瓶体及设于杜瓦瓶体内部的安装插塞，所述安装插塞固定于所述杜瓦瓶体顶部并向下延伸；平面梯度计组件，安装于安装插塞的下方，包括平面梯度计安装件及安装于所述平面梯度计安装件上的平面梯度计；磁强计组件，安装于所述安装插塞的下方，包括磁强计安装件及安装于所述磁强计安装件上的三轴磁强计；其中将各所述平面梯度计等效成立方体，并以各立方体的长、宽、高作为三维空间的三个正交轴，从而形成多个参考坐标系；此时各所述平面梯度计在其各自参考坐标系的三个正交轴方向上的不平衡度与磁场分量变化值的绝对值基于数值大小反序对应。CN110596619ACN110596619A权利要求书1/2页1.一种全张量磁梯度测量组件，其特征在于，所述全张量磁梯度测量组件包括：容器杜瓦，包括杜瓦瓶体及设于所述杜瓦瓶体内部的安装插塞，其中所述安装插塞固定于所述杜瓦瓶体顶部并向下延伸；平面梯度计组件，安装于所述安装插塞的下方，包括平面梯度计安装件及安装于所述平面梯度计安装件上的平面梯度计；磁强计组件，安装于所述安装插塞的下方，包括磁强计安装件及安装于所述磁强计安装件上的三轴磁强计；其中，将各所述平面梯度计等效成立方体，并以各所述立方体的长、宽、高作为三维空间的三个正交轴，从而形成多个参考坐标系；此时各所述平面梯度计在其各自参考坐标系的三个正交轴方向上的不平衡度与磁场分量变化值的绝对值基于数值大小反序对应，其中不平衡度为施加变幅值均匀磁场后所述平面梯度计在对应参考坐标系的三个正交轴方向上的输出变化值与所施加变幅值均匀磁场的变化值的比值，磁场分量变化值的绝对值为待测环境的磁场在对应参考坐标系的三个正交轴方向上分量变化值的绝对值。2.根据权利要求1所述的全张量磁梯度测量组件，其特征在于，所述平面梯度计安装件的形状包括六棱台，所述平面梯度计的数量包括6个，其中6个所述平面梯度计分别安装于所述六棱台的6个倾斜面上；所述磁强计安装件的形状包括立方体，所述三轴磁强计包括3个SQUID磁强计，其中3个所述SQUID磁强计分别安装于所述立方体的三个相互垂直的表面上。3.根据权利要求2所述的全张量磁梯度测量组件，其特征在于，所述平面梯度计中的反馈线圈安装于所述六棱台的底部。4.根据权利要求3所述的全张量磁梯度测量组件，其特征在于，所述六棱台以倒装方式安装。5.根据权利要求1至4任一项所述的全张量磁梯度测量组件，其特征在于，所述平面梯度计安装件通过第一连接件刚性连接于所述安装插塞的下方，所述磁强计安装件通过第二连接件刚性连接于所述平面梯度计安装件的下方。6.一种全张量磁梯度测量组件的优化方法，其特征在于，所述优化方法包括：提供容器杜瓦、平面梯度计安装件、磁强计安装件及三轴磁强计，其中所述容器杜瓦包括杜瓦瓶体及设于所述杜瓦瓶体内部的安装插塞，所述安装插塞固定于所述杜瓦瓶体顶部并向下延伸，所述平面梯度计安装件及所述磁强计安装件安装于所述安装插塞的下方，所述三轴磁强计安装于所述磁强计安装件上；提供若干平面梯度计，并对各所述平面梯度计进行不平衡度标定；获取待测环境的磁场，于所述平面梯度计安装件的各安装面上预安装一平面梯度计，将各预安装的平面梯度计等效成立方体，以各立方体的长、宽、高作为三维空间的三个正交轴从而形成多个参考坐标系，根据各所述参考坐标系分别对所述磁场进行分解，以获取所述磁场在各参考坐标系中的三个磁场分量变化值的绝对值，其中各参考坐标系中的三个磁场分量变化值的绝对值各不相等；根据各参考坐标系中三个磁场分量变化值的绝对值的大小，从完成不平衡度标定的所述平面梯度计中选取若干平面梯度计替换预安装的平面梯度计，安装于所述平面梯度计安装件的各安装面上，以使安装的各所述平面梯度计在其各自参考坐标系的三个正交轴方向2CN110596619A权利要求书2/2页上的不平衡度与磁场分量变化值的绝对值基于数值大小反序对应，其中不平衡度为施加变幅值均匀磁场后所述平面梯度计在对应参考坐标系的三个正交轴方向上的输出变化值与所施加变幅值均匀磁场的变化值的比值。7.根据权利