磁力仪

摘要： 针对弱磁目标检测中的磁干扰大、探测距离近的问题,首先对磁力仪采集的磁场数据进行小波分析,采用卡尔曼滤波器对磁场数据进行预测滤波,通过设计合理的卡尔曼滤波参数,获取较为真实的环境磁场;然后设计带通滤波器和磁目标检测算法,实现磁目标检测;最后将弱磁目标检测所有算法在Matlab软件中编程实现,利用外场实验数据进行分析与验证。实验结果证明基于卡尔曼滤波的弱磁目标检测算法处理磁目标信号结果有效,可明显提高弱磁目标探测距离,提升弱磁目标检测能力。

摘要： 我国首台自主研发的量子磁力仪载荷——“CPT原子磁场精密测量系统”于2022年7月27日搭载空间新技术试验卫星(SATech-01)发射。2022年11月7日,国产量子磁力仪载荷的无磁伸展臂在轨展开,载荷进入在轨长期工作阶段,目前已获取五天的有效探测数据,实现了全球磁场测量,推进了我国量子磁力仪的空间应用研究。CPT原子磁场精密测量系统由CPT原子/量子磁力仪、AMR磁阻磁力仪、NST星敏感器、无磁伸展臂组成。

摘要： 为了在地面准确标定卫星地磁测量系统中的磁力仪与星敏感器间的安装矩阵,设计了基于单轴无磁转台的标定系统,该系统由无磁转台、地磁场监测设备等组成.首先分析了系统中的误差源,建立了相应的坐标系进行误差传递,结合磁力仪的误差模型得到磁力仪的输出方程.据此提出了一种利用单轴立式无磁转台标定安装矩阵的方法.该方法采用谐波分析法辨识出磁力仪的输出方程中各误差系数,并得到了初始位置下磁力仪坐标系在地理坐标系下的姿态,通过星敏感器观星确定星敏感器坐标系在惯性空间的姿态,并根据当地经纬度与格林尼治恒星时,得出了初始位置下星敏感器坐标系在地理坐标系的姿态.最后以地理坐标系为桥梁,解算出了磁力仪与星敏感器之间的安装矩阵.结合Monte Carlo方法和不确定度合成公式对该方法进行仿真试验与误差分析,研究结果表明,在磁力仪观测误差为1 nT,星敏感器测量精度为1"下的安装矩阵各个元素不确定度在1.14×10-5rad以内,验证了标定方法的正确性.

摘要： 磁梯度张量是目前磁信息应用领域的研究热点,尤其在探测未爆弹(UXO)方面,具有更好的反演能力.本文提出了一种基于旋转装置的磁梯度张量测量方法,基于该方法的测量系统包含两个单轴磁力仪和一个旋转装置,两个磁力仪在相互平行的两个平面上,它们的敏感轴共线,但方向相反,且与平面存在固定夹角.测量时,两个磁力仪饶与平面垂直的同一个轴旋转,旋转半径相同,利用磁力仪的输出可解算得到磁梯度张量.该方法可减少磁梯度张量测量系统的磁力仪数量,从而节约成本,降低系统误差.仿真结果表明,基于该方法的测量系统可有效测得磁梯度张量,且测量精度优于十字形轴向差分测量阵列.

摘要： 本文将详细介绍瞬变电磁法的基本工作原理,通过专业的研究与分析,找出电磁参数与数据的计算过程,借助金属矿产的开采试验,掌握项目特征、内部测线的布置方式、电异常现象的解释及异常形态的区分方案,利用瞬变电磁法加强了金属矿产勘察的应用效果.

摘要： 针对磁力仪传感器,文中设计了以S3C2440微控制器为核心的数据采集与发送系统,实现了三维空间磁场数据的低功耗采集与实时显示.简要介绍磁力仪的原理与数据采集和发送系统电路结构,重点阐述数据采集与发送系统中硬件模块选型,分析系统软件设计思路和重要模块实现细节.通过实验验证,系统将数据采集后得到的磁场信号实时显示在液晶显示屏上,并通过网络模块将磁力仪进行联网,将采集到的数据通过网络发送给上位机处理.同时S3C2440微控制器通过蓝牙模块将采集数据发送给手机终端,用户能够在移动设备上观测磁场实时数据进行相应处理.

摘要： 针对用于原子磁力仪的895 nm VCSEL激光器,提出了一种电路结构简单,高稳定性的压控恒流源电路.此电路使用了一种巧妙的精密恒流源电路与一种常见的压控微电流源电路相并联,在保证高稳定性和一定精度的基础上,实现了低成本、小体积和低功耗.通过实验检测表明,恒流源的稳定性优于10-6A(最大波动0.35 μA),电流步进连续可调,电路面积为4.5 cm ×4.5 cm,最大功耗为468 mW,能够很好地满足小型激光泵浦的原子磁力仪对激光器的控制要求.

摘要： 基于相干粒子数捕获(Coherent Population Trapping,CPT)效应的磁力仪通过检测激光与原子作用后的透射光谱来实现对磁场的测量,具有结构简单、精度高、体积小、功耗低的优点,适合小卫星平台搭栽,有望实现空间磁场测量、地磁导航、地震预警等应用.本文介绍了CPT磁力仪的工作原理,并重点研究了相应的关键技术,如无磁电加热及保温技术、CPT微变信号检测及磁场追踪、激光器稳频技术,等等.测试结果表明CPT磁力仪的灵敏度优于2pT/Hz1/2,验证了CPT磁力仪实现地磁场测量的可行性.

摘要： 本文探讨了一种新型的磁力仪校准方法,并结合实际的测试数据,计算出了此校准装置的各项性能指标.以该方法为基础的磁力仪校准装置通过标准光泵磁力仪从磁感应强度的国家基准进行传递后,可以用来对各种地面磁力仪进行校准和性能测试.

摘要： 在高分辨率航空矢量地磁场测量中,联合使用高精度矢量磁力仪和姿态仪进行地磁场测绘.在去掉平台磁环境的影响后,矢量地磁场的测量精度取决于磁力仪的测量精度、姿态仪的测量精度和他们之间的安装姿态的标定精度.本文设计并实施了磁力仪与姿态仪的联合标定实验,通过在无磁转台上旋转磁力仪与姿态仪和他们的固联平台,并同时开展联合测量、环境磁场监测,通过测量数据标定固联平台内磁力仪与姿态仪的安装姿态,标定结果以欧拉角表示安装姿态并计算了安装姿态总误差的张角0.058°.该误差张角与当时的姿态仪测量误差和环境磁场漂移造成的误差张角大致相同,本文同时进行了标定实验的仿真实验,探讨了各种因素对安装姿态测量精度的影响.

摘要： 简要介绍了G-882磁力仪工作原理、并结合事例介绍了磁力仪的测线布设、目标探测、位置确定方法等,以便对从事同样的工作者有借鉴作用。

摘要： 我们提出一种新型的磁场测量方法,这一方法是从相干布局数囚禁(Coherent Population Trapping,CPT)方法拓展而来.该测量方法基于相干布局数拍频(Coherent Population Beating,CPB)现象,CPB发生在一个典型的三能级系统中,当两束泵浦光场的频率差与基态超精细分裂频率有一个小的弛豫时,CPB振荡频率将严格等于弛豫值.通过数字信号处理方法,可以探测随着外界磁场变化导致的拍频频移,因此可以测得赛曼频移,并因而精准地测量外界磁场强度.

摘要： 侧扫声纳、多波束测量系统和磁力仪是探测海底电缆的重要工具。本文介绍了上述三种探测技术的工作原理、研究现状和影响探测精度的主要因素。

摘要： 障碍物性质不同，采用的探测方法不同。介绍了侧扫声纳、多波束、磁力仪的工作原理，提出了障碍物探测的相关技术要求。实例分析了综合利用侧扫声纳、多波束进行沉船探测的方法，结合侧扫声图和多波束水深探明障碍物的精确位置，测得最浅点水深，全面获得障碍物信息，大大提高了探测质量。用磁力仪探测海底沉底水雷，未爆炸弹，是目前国内外海底探雷的首选方法，文中对铁磁性小目标探测能力进行评估，并用实例加以分析、佐证。

摘要： 从建立磁偶极子与地磁场合成磁场模型出发，根据球体磁力异常平面图特征，理论上分析了磁力仪相对于目标的不同方位、距离的探测条件下的磁异常样本曲线，以此为判断目标大概位置的标准。最后结合磁识别的影响因素，提出一些有利于水下小目标磁探测的建议。

摘要： 简要介绍了侧扫声纳、地层剖面仪和磁力仪的工作原理以及利用它们开展港珠澳大桥桥轴线水下结构物的探测方法和过程,并将探测的结果与调查收集的资料比较,分析水下结构物的分布情况,不同探测方法得出的结果也可以相互印证。

摘要： 从实际的海洋磁探工作出发，阐述了适合进行磁探项目的条件、磁性物体判读的基础、探测过程中的要点，简单总结了磁性物体加密测量及定位方式。

摘要： 本发明涉及一种采用CPT磁力仪进行弱磁场测量的方法及CPT磁力仪，该CPT磁力仪整体是由电子箱和探头两部分组成，电子箱内包括各种电路控制模块，探头内集成了原子气室，电子箱与探头之间通过光纤进行信号传输；在原子气室气配比确定的情况下，调节激光光功率、激光光束直径、原子气室温度参数压窄EIT信号的线宽，测量相邻EIT信号的频差，可以实现CPT磁力仪的弱磁场测量。本发明压窄EIT信号线宽至700～7000Hz，能够实现100～1000nT弱磁场的测量，拓宽了CPT磁力仪的应用领域，为CPT磁力仪的产品化奠定了基础。

摘要： 本发明涉及地震技术领域，公开了一种磁通门磁力仪的信号检测电路及该磁通门磁力仪。所述信号检测电路包括从传感探头获取磁场信号的信号通道和向所述传感探头输出激励信号的激励通道，且信号通道包括依次连接的探头输入电路、选频放大电路、相敏检波电路、积分电路和反馈电路，其中反馈电路包括：第一反馈通路，被配置为线性反馈电路；以及第二反馈通路，与第一反馈通路并联，被配置为非线性反馈电路，且该第二反馈通路在传感探头检测的磁场信号达到相对观测的最大测量范围时工作。本发明采用了非线性负反馈方法，在小信号输入和大信号输入时转换不同的反馈支路，解决了传统信号检测电路存在不能兼顾保证信号的分辨率和容许大信号输入的问题。

摘要： 本发明提供一种用于磁力仪的原子磁传感器，包括在一激光光路上依次布置的：两个相互空间垂直的往返光学回路及一第三方向的原子气室，所述往返光学回路分别具有一光轴，并各包括一原子气室，用以将垂直其光轴方向传播的一束激光转换为沿其光轴方向传播的圆偏振光，并使所述圆偏振光对原子气室内原子进行光泵浦后，重新沿垂直其光轴方向传播；一光电探测器，一光信号通过所述三个相互空间垂直的往返光学回路及第三方向的原子气室汇聚至所述光电探测器，并转化为电信号。本发明能够消除激光光泵原子磁力仪在磁探测中的盲区问题，同时实现高灵敏度的磁场测量。本发明还提供一种消除磁力仪探测盲区的方法。

摘要： 本发明公开了一种具有磁力仪延伸杆的水下机器人及磁力仪磁干扰的海上校正方法，所述水下机器人包括水下机器人本体和磁力仪，磁力仪固定在磁力仪延伸杆上，所述磁力仪延伸杆固定在水下机器人本体的艉部，所述磁力仪的电子舱在磁力仪延伸杆靠近水下机器人本体端，磁探头在远离水下机器人本体端。本发明提出的延伸杆大大的减小了水下机器人的磁干扰，即由几千上万纳特的磁干扰减小到一千纳特以内；其次提出的海上磁校正方法，即基于水平转圈磁数据的磁校正公式参数拟合法，使近千纳特的磁干扰减小到60nT以内。因此，本发明为水下机器人获取高精度的近底磁数据提供了有力保障。

摘要： 本发明涉及一种采用CPT磁力仪进行弱磁场测量的方法及CPT磁力仪，该CPT磁力仪整体是由电子箱和探头两部分组成，电子箱内包括各种电路控制模块，探头内集成了原子气室，电子箱与探头之间通过光纤进行信号传输；在原子气室气配比确定的情况下，调节激光光功率、激光光束直径、原子气室温度参数压窄EIT信号的线宽，测量相邻EIT信号的频差，可以实现CPT磁力仪的弱磁场测量。本发明压窄EIT信号线宽至700～7000Hz，能够实现100～1000nT弱磁场的测量，拓宽了CPT磁力仪的应用领域，为CPT磁力仪的产品化奠定了基础。

摘要： 本发明公开了一种具有磁力仪延伸杆的水下机器人及磁力仪磁干扰的海上校正方法，所述水下机器人包括水下机器人本体和磁力仪，磁力仪固定在磁力仪延伸杆上，所述磁力仪延伸杆固定在水下机器人本体的艉部，所述磁力仪的电子舱在磁力仪延伸杆靠近水下机器人本体端，磁探头在远离水下机器人本体端。本发明提出的延伸杆大大的减小了水下机器人的磁干扰，即由几千上万纳特的磁干扰减小到一千纳特以内；其次提出的海上磁校正方法，即基于水平转圈磁数据的磁校正公式参数拟合法，使近千纳特的磁干扰减小到60nT以内。因此，本发明为水下机器人获取高精度的近底磁数据提供了有力保障。

摘要： 本发明涉及地震技术领域，公开了一种磁通门磁力仪的信号检测电路及该磁通门磁力仪。所述信号检测电路包括从传感探头获取磁场信号的信号通道和向所述传感探头输出激励信号的激励通道，且信号通道包括依次连接的探头输入电路、选频放大电路、相敏检波电路、积分电路和反馈电路，其中反馈电路包括：第一反馈通路，被配置为线性反馈电路；以及第二反馈通路，与第一反馈通路并联，被配置为非线性反馈电路，且该第二反馈通路在传感探头检测的磁场信号达到相对观测的最大测量范围时工作。本发明采用了非线性负反馈方法，在小信号输入和大信号输入时转换不同的反馈支路，解决了传统信号检测电路存在不能兼顾保证信号的分辨率和容许大信号输入的问题。

摘要： 本发明提供一种激光光泵磁力仪的原子磁传感器，包括在一激光光路上依次布置的：两个相互空间垂直的往返光学回路及一第三方向的原子吸收气室，所述光学回路分别具有一光轴，并各包括一原子吸收气室，用以将垂直其光轴方向传播的一束激光转换为沿其光轴方向传播的圆偏振光，并使所述圆偏振光对原子吸收气室内原子进行光泵浦后，从新沿垂直其光轴方向传播；一光电探测器，一光信号通过所述三个相互空间垂直的往返光学回路及第三方向的原子气室汇聚至所述光电探测器，并转化为电信号。能够消除激光光泵原子磁力仪在磁探测中的盲区问题，同时实现高灵敏度的磁场测量。本发明的还提供一种消除磁力仪探测盲区的方法。

摘要： 本实用新型涉及勘探设备技术领域，提供一种磁力仪探杆装置及磁力仪。该磁力仪探杆装置包括：弹性部件和多段连接的探杆本体，多段连接的探杆本体为可伸缩结构，弹性部件连接于相邻探杆本体之间。本实用新型提供的一种磁力仪探杆装置及磁力仪，其采用了多段连接的探杆本体，并且多段连接的探杆本体为可伸缩结构，相邻探杆本体之间利用弹性部件连接，使用时探杆本体可以依次伸出，符合磁力探杆的长度要求，携带时探杆本体可以回收至一根探杆本体的长度，其具有携带方便，无需组装和拆卸的优势。

摘要： 本实用新型涉及地震技术领域，公开了一种磁通门磁力仪的信号检测电路及该磁通门磁力仪。所述信号检测电路包括从传感探头获取磁场信号的信号通道和向传感探头输出激励信号的激励通道，且信号通道包括依次连接的探头输入电路、选频放大电路、相敏检波电路、积分电路和反馈电路，其中反馈电路包括：第一反馈通路，被配置为线性反馈电路；以及第二反馈通路，与第一反馈通路并联，被配置为非线性反馈电路，且该第二反馈通路在传感探头检测的磁场信号达到相对观测的最大测量范围时工作。本实用新型采用了非线性负反馈方法，在小信号输入和大信号输入时转换不同反馈支路，解决了传统信号检测电路不能兼顾保证信号的分辨率和容许大信号输入的问题。