基于九個三軸矢量磁傳感器的磁性目標磁矩測量裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種基于九個三軸矢量磁傳感器的磁性目標磁矩測量裝置，該裝置主要由九個三軸矢量磁傳感器組成測量陣列來測量磁性目標的三軸磁矩，同時還包括數據采集模塊，數據處理模塊，在需要的情況下還存在磁矩顯示模塊。利用九個矢量磁傳感器組成磁測量陣列測量磁性目標周圍某點處的磁感應強度，然后通過數據采集模塊對27路磁信號進行數據采集，然后將采集到的數據送入數據處理與分析模塊進行磁矩解算，從而得出磁性目標的三軸磁矩。采用該裝置進行磁性目標的磁矩測量，能夠進行單點實時測量，測量精度高且可以達到較高的測量精度。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

基于九個三軸矢量磁傳感器的磁性目標磁矩測量裝置
本技術涉及一種高精度的磁性目標磁矩測量裝置，具體涉及一種基于九個三軸矢量磁傳感器的磁性目標磁矩測量裝置，屬于磁測量領域。
技術介紹
磁性目標的磁矩是一個重要物理量，廣泛應用于各種理論推導和實際工程中，例如通過推導磁性體的磁矩可以進行磁性目標體的反演、通過磁矩可以對艦船磁場進行外推從而進行艦船消磁或者艦船磁隱身，而在磁探測定位應用領域磁矩這一物理量更是顯得尤為重要。目前還沒有一種能夠實時測量磁性目標磁矩的方法。現有的磁性目標磁矩測量方法都是一種事后處理分析方法，并且精度不高，其中最常用的就是根據所建立的復雜的磁性目標磁場模型推導出相應的磁矩求解方程組，然后再根據所測量的大量的磁場數據進行反演，這一過程，涉及到求解非線性方程組，常見的求解方法有神經網絡法，逐次回歸法，遺傳算法搜索求解，POffELL法，遺傳算法和單純形法聯合求解等。上述這種傳統的目標磁矩確定方法的存在數據量大，計算復雜，求解結果不穩定， 實時性差，測量誤差大等缺點。
技術實現思路
有鑒于此，本技術提出一種基于九個三軸矢量磁傳感器的磁性目標磁矩測量裝置，該裝置利用由九個三軸矢量磁傳感器組成磁梯度張量測量陣列來測量磁性目標的磁矩，能夠進行單點實時測量，測量精度高。該測量裝置包括磁梯度張量測量陣列、數據采集模塊和數據處理模塊。所述磁梯度張量測量陣列由九個三軸矢量磁傳感器組成，布置磁梯度張量測量陣列時，位于探測點處的三軸矢量磁傳感器為基準傳感器，其它三軸矢量磁傳感器分布在基準傳感器周圍，為參考傳感器。設基準傳感器的三個敏感軸方向分別為X向、y向和Z向， 建立坐標系xyz。布置磁梯度張量測量陣列時在其中任意兩個方向各布置四個參考傳感器；當在某個方向上布置參考傳感器時，保證該方向上正向和負向的參考傳感器對稱布置； 每個方向上任意兩相鄰三軸矢量磁傳感器之間的距離均相等；所有三軸矢量磁傳感器對應的三個敏感軸均相互平行。所述數據采集模塊同時對九個三軸矢量磁傳感器的27路磁信號進行數據采集。所述數據處理模塊與數據采集模塊相連，數據采集模塊將采集到的數據發送給數據處理模塊，數據處理模塊依據接收到的數據進行磁矩解算，從而得出磁性目標的三軸磁矩。為了直觀的顯示測量結果，該裝置進一步包括磁矩顯示模塊，用于顯示數據處理模塊輸出的三軸磁矩。有益效果該裝置利用由九個三分量矢量磁傳感器組成測量陣列進行磁性目標的磁矩測量， 能夠進行單點實時測量，測量精度高，且計算過程簡單。附圖說明圖I為該裝置的原理框圖；圖2為九個三軸矢量磁傳感器組成的磁測陣列的結構示意圖。具體實施方式以下結合附圖并舉實施例，對本技術進行詳細描述。本實施例提供一種基于九個三軸矢量磁傳感器的磁性目標磁矩測量裝置，該裝置利用九個三軸矢量磁傳感器組成的磁梯度張量測量陣列來測量磁性目標的磁矩。本實施例提供的測量裝置包括磁梯度張量測量陣列、數據采集模塊、數據處理模塊和磁矩顯示模塊，其原理如圖I所示。其中磁梯度張量測量陣列的布置方式如圖2所示，設九個三軸矢量磁傳感器的編號分別為I號 9號。將布置在探測點處的I號三軸矢量磁傳感器作為基準傳感器，其它三軸矢量磁傳感器作為參考傳感器。設基準傳感器的三個敏感軸方向分別為X向、y向和z 向，建立坐標系xyz，所有三軸矢量磁傳感器對應的三個敏感軸均相互平行。八個參考傳感器中2號和6號三軸矢量磁傳感器分別布置在X向的正向，4號和8號三軸矢量磁傳感器分別布置在X向的負向，3號和7號三軸矢量磁傳感器分別布置在y向的正向，5號和9號三軸矢量磁傳感器分別布置在y向的負向；同一方向上任意兩相鄰三軸矢量磁傳感器之間的距離均為d。數據采集模塊同時對九個三軸矢量磁傳感器的27路磁信號進行數據采集，九個三軸矢量磁傳感器輸出的數據分別為(Blx，Bly, Blz)，(B2x, B2y, B2z)、(B3x, B3y, B3z)、(B4x, B4y, B4z)、(B5x, B5y, B5z) (B6x, B6y, B6z) (B7x, B7y, B7z) (B8x, B8y, B8z) (B9x, B9y, B9z)其中 Bab 表不弟 a 個三軸矢量磁傳感器測得的在b方向上的磁感應強度，(a=l、2、3、4、5、7、8、9，b=x、y、z);其中磁性目標在探測點處的磁感應強度B即為基準傳感器輸出的磁信號(Bly，Bly，Blz)數據處理模塊與數據采集模塊相連，數據采集模塊將采集到的數據發送給數據處理模塊，數據處理模塊依據接收到的數據進行磁矩解算，從而得出磁性目標在當前坐標系下的三軸磁矩。數據處理模塊的解算過程為( I)計算磁性目標在探測點處的磁梯度張量G磁場是矢量場，在磁性目標周圍存在磁場，磁場的二階張量稱為磁梯度張量，記為 G0磁梯度張量G的表達式為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于九個三軸矢量磁傳感器的磁性目標磁矩測量裝置，其特征在于，包括磁梯度張量測量陣列、數據采集模塊和數據處理模塊；所述磁梯度張量測量陣列由九個三軸矢量磁傳感器組成，布置磁梯度張量測量陣列時，位于探測點處的三軸矢量磁傳感器為基準傳感器，其它三軸矢量磁傳感器分布在基準傳感器周圍，為參考傳感器；設基準傳感器的三個敏感軸方向分別為x向、y向和z向，建立坐標系xyz；布置磁梯度張量測量陣列時：在其中任意兩個方向各布置四個參考傳感器；當在某個方向上布置參考傳感器時，保證該方向上正向和負向的參考傳感器對稱布置；每個方向上任意兩相鄰三軸矢量磁傳感器之間的距離均相等；所有三軸矢量磁傳感器對應的三個敏感軸均相互平行；所述數據采集模塊同時對九個三軸矢量磁傳感器的27路磁信號進行數據采集；所述數據處理模塊與數據采集模塊相連，數據采集模塊將采集到的數據發送給數據處理模塊。

【技術特征摘要】
1.基于九個三軸矢量磁傳感器的磁性目標磁矩測量裝置，其特征在于，包括磁梯度張量測量陣列、數據采集模塊和數據處理模塊； 所述磁梯度張量測量陣列由九個三軸矢量磁傳感器組成，布置磁梯度張量測量陣列時，位于探測點處的三軸矢量磁傳感器為基準傳感器，其它三軸矢量磁傳感器分布在基準傳感器周圍，為參考傳感器；設基準傳感器的三個敏感軸方向分別為X向、y向和Z向，建立坐標系xyz ;布置磁梯度張量測量陣列時在其中任意兩個方向各布置四個參考傳感器；當在某個方向上布置參考傳...

【專利技術屬性】
技術研發人員：盧俊杰，王秀，陳正想，
申請(專利權)人：中國船舶重工集團公司第七一〇研究所，
類型：實用新型
國別省市：