[发明专利]绝对磁场测量设备及所适用的绝对磁场测量方法

权利要求书

1.一种绝对磁场测量设备，其特征在于，包括：

设置在超导环境中的三轴超导量子干涉器磁强计，包括：沿三个不同轴向设置的超导量子干涉器磁传感器；

与所述三轴超导量子干涉器磁强计处于同一磁场环境且设置在常温环境中的三轴磁通门计，其中，所述三轴磁通门计的每个轴向与所对应的超导量子干涉器磁传感器感应同一轴向的磁场；

与所述三轴超导量子干涉器磁强计和三轴磁通门计相连的数据采集处理装置，用于利用各轴向的所述超导量子干涉器磁传感器所测得的相对测量值来拟合所述磁场环境的绝对测量拟合值，以便所述磁场拟合值与所述三轴磁通门计所测得的绝对磁场值的均方误差最小，并根据所述三轴超导量子干涉器磁强计所测得的相对测量值和所拟合的各绝对测量拟合值中的直流分量来确定所述磁场环境的绝对值。

2.根据权利要求1所述的绝对磁场测量设备，其特征在于，所述三轴磁通门计的各轴向和所对应的各轴向的超导量子干涉器磁传感器彼此平行。

3.根据权利要求1所述的绝对磁场测量设备，其特征在于，所述超导量子干涉器磁传感器沿彼此正交的轴向设置。

4.根据权利要求1所述的绝对磁场测量设备，其特征在于，所述三轴超导量子干涉器磁强计放置在盛放液氮或液氦的杜瓦中。

5.根据权利要求4所述的绝对磁场测量设备，其特征在于，所述三轴磁通门计放置在所述杜瓦的上盖。

6.根据权利要求1所述的绝对磁场测量设备，其特征在于，所述数据采集处理装置包括：

与所述三轴超导量子干涉器磁强计和三轴磁通门计相连的采集单元，用于采集多组所述三轴超导量子干涉器磁强计所输出的相对测量值，及多组所述三轴磁通门计所输出的绝对测量值，其中，每组中包含多次同步采集的相对测量值和绝对测量值；

与所述采集单元相连的数据处理单元，用于利用公式和所述采集单元所采集的各组所述三轴超导量子干涉器磁强计在各轴向的相对测量值来拟合所述磁场环境的绝对测量拟合值，使得所述磁场拟合值与所述三轴磁通门计所测得的绝对磁场值的均方误差最小，并利用公式(M_sx+K_x)、(M_sy+K_y)、(M_sz+K_z)分别得到三个轴的磁场绝对值；

其中，为X、Y、Z轴向中一个轴向的绝对测量拟合值，M_sx、M_sy、M_sz分别为三个轴向的超导量子干涉器磁传感器所测得的相对测量值，α_i、β_i、γ_i分别为X、Y、Z轴向中同一轴向的拟合系数，K_i为X、Y、Z轴向中一个轴向的直流分量，M为所得到的绝对值，K_x、K_y、K_z分别为所拟合的三个轴向的直流分量。

7.根据权利要求1所述的绝对磁场测量设备，其特征在于，所述拟合方式为最小二乘拟合法。

8.一种利用如权利要求1-7中任一所述的绝对磁场测量设备来进行绝对磁场测量的方法，其特征在于，包括：

1）采集所述三轴超导量子干涉器磁强计所输出的相对测量值，及所述三轴磁通门计所输出的绝对测量值；

2）利用各轴向的所述超导量子干涉器磁传感器所测得的相对测量值来拟合所述磁场环境的绝对测量拟合值，以便所述磁场拟合值与所述三轴磁通门计所测得的绝对磁场值的均方误差最小；

3）根据所述三轴超导量子干涉器磁强计所测得的相对测量值和所拟合的各绝对测量拟合值中的直流分量来确定所述磁场环境的绝对值。