应用于重力测量的超导磁悬浮系统电磁特性分析

摘要

高精度重力测量是资源勘测、地球科学研究等领域研究的基础.与常规的机械式重力仪相比,超导重力仪具有极低的噪声和漂移率,并且测量精度高、工作寿命长、工作稳定性好,超导磁悬浮系统是它的核心部件.论文研究了超导重力仪磁悬浮系统结构,并对其原理及可行性进行了阐述.利用Ansoft及Opera软件对系统进行建模仿真分析,完成结构位置的优化选择.分析了系统正常运行时悬浮力、磁力梯度、电流值、间隙磁场分布等参量特征,并研究了超导球质量变化对系统测量灵敏度的间接影响.仿真结果表明,对于15g超导球磁悬浮系统,重力分辨率可以达到1nGal,且间隙磁场最大值小于超导材料临界磁场值.