发明名称 一种单光束非屏蔽原子磁强计及其检测方法
摘要 一种单光束非屏蔽原子磁强计及其检测方法,包括两组分别用于地磁场粗补偿与分频调制闭环的三轴正交线圈。单束抽运激光通过加热的碱金属气室后被光电探测器接收,先通过微控制单元(MCU)地磁场粗补偿算法反馈控制三轴线圈抵消地磁场,创造气室中微弱的磁场环境,之后通过分频调制闭环算法,完成对于剩余磁场的精确补偿,最后将两者的反馈量相加,得到外界磁场大小。本发明具有较高的集成度和灵敏度,在无屏蔽环境下能够同时得到三轴磁场矢量信息,在深空探测,矿产资源勘查等领域有着广泛的应用前景。
申请公布号 CN103412268A 申请公布日期 2013.11.27
申请号 CN201310342413.3 申请日期 2013.08.07
申请人 北京航空航天大学 发明人 董海峰;卓超;宣立峰
分类号 G01R33/032(2006.01)I 主分类号 G01R33/032(2006.01)I
代理机构 北京科迪生专利代理有限责任公司 11251 代理人 成金玉;卢纪
主权项 一种单光束非屏蔽原子磁强计,其特征在于包括:单束激光(10)和分频调制闭环算法模块(2),所述分频调制闭环算法模块(2)包括三组独立的单元(1)、MCU中的地磁场粗补偿算法模块(5)、地磁场粗补偿线圈(8)、分频调制闭环线圈(9)、三组电流源(7)、光电探测器(4)和带通滤波器(3);所述三组独立的单元(1)包括函数发生器、锁相放大器和控制器;单束激光(10)完成对于碱金属原子的抽运与信号的检测,由光电探测器(4)接收转化成电压信号,输入地磁场粗补偿算法模块(5)中,地磁场粗补偿算法模块(5)利用光电探测信号在三轴外磁场下的变化规律,控制三组电流源(7),通过依次在地磁场粗补偿线圈(8)的X,Y,Z三个轴上,每次施加三次磁场比较信号,循环判断磁场的零点位置,让外场迅速收敛到零点,抵消矢量地磁场,使和磁场快速收敛到零,为碱金属气室创造微弱磁场环境;在完成对于地磁场的粗补偿后,光电探测器信号经过带通滤波器(3)输入三组独立的单元(1)分别完成对于X,Y,Z三轴磁场的精补偿,由函数发生器为锁相放大器提供基准信号并输出调制信号,锁相放大器提取光电探测器(4)接收信号中对应的调制频率幅值信息,经由控制器产生控制信号并与调制信号叠加后,驱动分频调制闭环线圈(9),完成对于剩余微弱磁场的精确补偿;将电流源的输出与控制器的对应三轴输出经比例换算后相加,得到最终的外界矢量磁场值。
地址 100191 北京市海淀区学院路37号