本發明專利技術公開了一種感應式磁傳感器噪聲校準裝置，本發明專利技術在現有磁屏蔽筒的基礎上，增加主動磁屏蔽裝置和磁屏蔽室，通過將三者有效的組合，形成組合式磁屏蔽系統，該系統能夠有效的消除了外界環境干擾磁場的影響。同時采用動態信號分析儀，能夠精準的測量出感應式磁傳感器的靈敏度和電壓噪聲互相關功率譜密度，完成校準。該裝置能夠將環境磁場降低到感應式磁傳感器校準要求的水平，無需相同頻率特性的多個探頭同時校準，在實驗室即可開展校準工作便于校準的工作實施，具有環境磁場噪聲低、校準方法簡單、可操作性強的效果。可操作性強的效果。可操作性強的效果。
【技術實現步驟摘要】
一種感應式磁傳感器噪聲校準裝置
[0001]本專利技術屬于弱磁計量
，涉及一種感應式磁傳感器噪聲校準裝置。
技術介紹
[0002]感應式磁強計是利用法拉第電磁感應原理精密測量交變微弱磁場的儀器，通常包括感應式磁強計探頭、感應式磁強計主機和屏蔽電纜，感應式磁強計探頭通常由磁芯、檢測線圈、反饋線圈和前置放大電路構成。感應式磁強計主要應用于地球資源勘探、地震預報、潛艇超低頻通訊、電磁環境觀測、深空磁場探測等諸多領域。
[0003]本底噪聲是感應式磁強計的核心指標，需要進行校準，感應式磁強計具有極低的磁場噪聲，比如德國Metronix公司的GMS
?
06e磁強計，其噪聲指標達到了100pT/Hz1/2@0.001Hz、11pT/Hz1/2@0.01Hz、10fT/Hz1/2@100Hz和1fT/Hz1/2@1kHz，這就對本底噪聲的校準環境磁場提出了極高的要求。
[0004]為了實現對感應式磁強計極低的本底噪聲進行校準，國內外研制和使用單位通常使用常規磁屏蔽筒法和野外差分法。
[0005]對于常規的磁屏蔽筒校準法，雖然可以通過屏蔽的方式降低外界環境干擾磁場，在實驗室開展噪聲校準，但是實際上由于磁屏蔽筒在工頻及以下低頻段屏蔽系數較小(一般為30dB以下)，屏蔽筒內環境很容易受外界低頻干擾磁場影響，不能達到感應式磁傳感器極低噪聲的校準要求，即在典型頻點的環境磁場噪聲不大于被校感應式磁傳感器噪聲的三分之一。
[0006]野外差分法在具有低磁場噪聲的野外環境下使用雙探頭差分信號進行磁場噪聲的計算分析，理論上，采用該方法可以有效消除環境干擾磁場影響，獲得準確磁場噪聲，但是方法需要對至少兩個探頭同時進行校準，而且必須確保兩個探頭的靈敏度傳遞函數高度一致，實際校準過程中被校對象數量大多情況是單套，即使有多套，也難以確保磁電轉換系數的傳遞函數一致，因此該方法用于計量校準的實用性不強。
技術實現思路
[0007]有鑒于此，本專利技術提供了一種感應式磁傳感器噪聲校準裝置，能夠將環境磁場降低到感應式磁傳感器校準要求的水平，無需相同頻率特性的多個探頭同時校準，在實驗室即可開展校準工作便于校準的工作實施，具有環境磁場噪聲低、校準方法簡單、可操作性強的效果。
[0008]一種感應式磁傳感器噪聲校準裝置，包括交變弱磁場系統和組合式磁屏蔽系統；其中交變弱磁場系統采用動態信號分析儀，獲得感應式磁傳感器靈敏度；所述組合式磁屏蔽系統，用于屏蔽環境干擾磁場，包括主動磁屏蔽裝置、磁屏蔽室和磁屏蔽筒；主動磁屏蔽裝置中的三軸主動磁屏蔽線圈環繞在磁屏蔽室外，磁屏蔽筒嵌套在磁屏蔽室內；采用所述動態信號分析儀測量感應式磁傳感器的電壓噪聲互相關功率譜密度，進而獲得磁場噪聲的功率譜密度，完成校準。
[0009]較佳地，所述主動磁屏蔽裝置包括主動磁屏蔽控制器、三軸磁傳感器和三軸主動磁屏蔽線圈；所述主動磁屏蔽控制器放置于磁屏蔽室外，與三軸磁傳感器連接；三軸磁傳感器的三個探頭分別布置在磁屏蔽室相互垂直的三面墻體外表面中心；所述三軸主動磁屏蔽線圈沿磁屏蔽室的12條邊布線。
[0010]較佳地，所述磁屏蔽筒嵌套在磁屏蔽室內，磁屏蔽筒的工作區和磁屏蔽室工作區重合，且磁屏蔽筒的開口方向與磁屏蔽室開門方向一致。
[0011]較佳地，在使用時，感應式磁傳感器放置在組合磁屏蔽系統工作區，所述動態信號分析儀與所述感應式磁傳感器連接，獲得感應式磁傳感器的電壓噪聲互相關功率譜密度。
[0012]較佳地，所述交變弱磁場系統，用于產生標準交變磁場，包括順次串聯的交流電流源、交直流分流器和交變磁場線圈，以及與所述交直流分流器連接的動態信號分析儀；其中，交流電流源、交直流分流器和動態信號分析儀置于磁屏蔽室外，交變磁場線圈位于磁屏蔽筒內，且交變磁場線圈均勻區位于磁屏蔽筒工作區內；在使用時，感應式磁傳感器放置在交變弱磁場系統均勻區，調整感應式傳感器姿態使探頭敏感軸與交變磁場線圈磁軸平行，動態信號分析儀與感應式磁傳感器連接；獲得測量的交直流分流器輸出電壓和感應式磁傳感器輸出電壓，并最終獲得感應式磁傳感器靈敏度。
[0013]較佳地，根據獲得磁場噪聲的功率譜密度N
m
，完成校準；其中K
w
為感應式磁傳感器靈敏度，N
v
為磁傳感器的電壓噪聲互相關功率譜密度。
[0014]有益效果
[0015]本專利技術在現有磁屏蔽筒的基礎上，增加主動磁屏蔽裝置和磁屏蔽室，通過將三者有效的組合，形成組合式磁屏蔽系統，該系統能夠有效的消除了外界環境干擾磁場的影響。同時采用動態信號分析儀，能夠精準的測量出感應式磁傳感器的靈敏度和電壓噪聲互相關功率譜密度，完成校準。該裝置能夠將環境磁場降低到感應式磁傳感器校準要求的水平，無需相同頻率特性的多個探頭同時校準，在實驗室即可開展校準工作便于校準的工作實施，具有環境磁場噪聲低、校準方法簡單、可操作性強的效果。
[0016]主動磁屏蔽裝置用于屏蔽環境干擾磁場，磁屏蔽室同樣用于屏蔽環境干擾磁場，但二者之間的簡單環繞是不能夠實現屏蔽效應有效疊加的，為了解決該問題，將主動磁屏蔽裝置中的三軸主動磁屏蔽線圈沿磁屏蔽室的12條邊布線該結構既能保證主屏蔽系統與磁屏蔽室的屏蔽疊加效應，還能減少屏蔽線圈結構。
[0017]磁屏蔽筒用于屏蔽環境干擾磁場，磁屏蔽室同樣用于屏蔽環境干擾磁場，但二者之間的簡單嵌套是不能夠實現屏蔽效應有效疊加的，為了解決該問題，需要將磁屏蔽筒的工作區和磁屏蔽室工作區重合，且磁屏蔽筒的開口方向與磁屏蔽室開門方向一致，通過此結構限制，能夠有效增加屏蔽效應。
[0018]本專利技術采用動態信號分析儀由高速高精度數據采集器和數據處理分析軟件組成，能夠高速高精度采集數據，且具有幅值譜、互相關功率譜、互相關功率譜密度分析等功能，能夠對測量對接直接進行數據分析。
附圖說明
[0019]圖1交變弱磁場系統組成和連接框圖；
[0020]圖2組合式磁屏蔽系統結構圖；
[0021]圖3感應式磁傳感器噪聲校準示意圖
具體實施方式
[0022]下面結合附圖和實施例對本專利技術方法的實施方式做以說明。
[0023]本專利技術提供了一種感應式磁傳感器噪聲校準裝置，該裝置重點采用了組合式磁屏蔽系統，在現有磁屏蔽筒的基礎上，增加主動磁屏蔽裝置和磁屏蔽室，通過將三者有效的組合，有效的消除了外界環境干擾磁場的影響。另外該裝置的交變弱磁場系統采用了動態信號分析儀，能夠測量感應式磁傳感器的靈敏度和電壓噪聲。其具體結構為：
[0024]該校準裝置包括交變弱磁場系統和組合式磁屏蔽系統，其中：
[0025]如圖1所示，所述交變弱磁場系統，用于產生標準交變磁場，包括順次串聯的交流電流源、交直流分流器和交變磁場線圈，以及與所述交直流分流器連接的動態信號分析儀。
[0026]所述的交流電流源，用于產生交流電流，選擇能輸出幅值范圍1uA～100mA和頻率范圍1mHz～100kHz的低噪聲高精度交流電流，穩定性不大于2uA/本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種感應式磁傳感器噪聲校準裝置，其特征在于：包括交變弱磁場系統和組合式磁屏蔽系統；其中交變弱磁場系統采用動態信號分析儀，獲得感應式磁傳感器靈敏度；所述組合式磁屏蔽系統，用于屏蔽環境干擾磁場，包括主動磁屏蔽裝置、磁屏蔽室和磁屏蔽筒；主動磁屏蔽裝置中的三軸主動磁屏蔽線圈環繞在磁屏蔽室外，磁屏蔽筒嵌套在磁屏蔽室內；采用所述動態信號分析儀測量感應式磁傳感器的電壓噪聲互相關功率譜密度，進而獲得磁場噪聲的功率譜密度，完成校準。2.如權利要求1所述的噪聲校準裝置，其特征在于：所述主動磁屏蔽裝置包括主動磁屏蔽控制器、三軸磁傳感器和三軸主動磁屏蔽線圈；所述主動磁屏蔽控制器放置于磁屏蔽室外，與三軸磁傳感器連接；三軸磁傳感器的三個探頭分別布置在磁屏蔽室相互垂直的三面墻體外表面中心；所述三軸主動磁屏蔽線圈沿磁屏蔽室的12條邊布線。3.如權利要求1所述的噪聲校準裝置，其特征在于，所述磁屏蔽筒嵌套在磁屏蔽室內，磁屏蔽筒的工作區和磁屏蔽室工作區重合，且磁屏蔽筒的開口方向與磁屏蔽室開門方向一致。4.如權利要求3所述的噪聲校準裝置，其特征在于，在使用時，感應...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張海波，孫楚光，孟誠，吳新哲，李享，
申請(專利權)人：宜昌測試技術研究所，
類型：發明
國別省市：
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