[实用新型]高灵敏氦光泵梯度探测仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及磁力勘探技术领域，尤其涉及一种高灵敏度的氦光泵探测装置。

背景技术

氦光泵磁力探测仪，是建立在物质原子“核磁共振”的理论基础上并且逐步改进，不断发展演变而成的新的探测技术。氦光泵核磁共振，顾名思义是利用光泵作用和磁共振技术，以氦原子能级在磁场中的塞曼效应为基础，利用光泵作用实现氦原子的光学取向，通过光学检测磁共振的方法实现对被测磁场的测量。由于氦光泵磁力探测仪采用光的探测方法，探测原子对光量子的吸收，而不是像一般的核磁共振直接探测原子对射频量子的吸收，因而大大提高了探测灵敏度，提高的倍数为光频与射频之比，约为6×10⁴。它能够以较高的灵敏度测量0.05～100nT的弱磁场和在运动条件下做快速连续测量等特点，自20世纪60年代以来，在地球物理、空间物理、军事工程及生物磁学等领域得到广泛应用。

现有技术中的氦光泵探测是“磁总场”探测方法，该方法测量深度浅，灵敏度和精度都差。再者，以往的氦光泵磁力探测仪，其整个系统磁测范围不广，当磁场变化较大时，跟踪测量系统容易失锁，造成失掉跟踪，需要重新调整等问题。随着现代军事技术、矿藏探测等领域对磁场测量的精度、稳定性和速度等指标的要求，现有的磁勘探系统已不能满足要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提出一种高灵敏氦光泵梯度探测仪，其采用梯度测量及频率自动跟踪方式，无论在灵敏度、精确度及探地深度上都得到较大幅度的提升。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种高灵敏氦光泵梯度探测仪，其包括：光源和氦光泵探头，所述光源采用氦激光源，氦光泵探头至少为三个，该氦光泵探头后端还依次电性连接有综合处理电路、相位频率自动跟踪电路、整形放大电路及输出匹配电路；所述光源和氦光泵探头一端电性连接有电源和探头射频电压发生器电路，相位频率自动跟踪电路一端还与氦光泵探头电性连接，相位频率自动跟踪电路与一频率计相连接。

其中，所述氦光泵探头包括有光学系统和磁场吸收室，该光学系统内包括有与光源相对设置的透镜、偏振片、1/4波长片和光敏元件，该磁场吸收室中间绕有射频线圈，相位频率自动跟踪电路一端与该射频线圈电性连接。

具体的，所述综合处理电路内包括电性连接的光敏放大器和带通放大器，该光敏放大器一端与光敏元件电性连接，带通放大器一端与相位频率自动跟踪电路电性连接。

本实用新型中，所述带通放大器的中心频率为1MHz。

再者，所述相位频率自动跟踪电路内包括有由1MHz为中心的信号发生器，该信号发生器一端与综合处理电路内的带通放大器电性连接，信号发生器另一端还与氦光泵探头内的射频线圈电性连接。

进一步地，所述输出匹配电路连接有外部处理设备。

选择性的，所述外部处理设备可以包括计算机，输出匹配电路通过电缆与该计算机电性连接。

本实用新型的高灵敏氦光泵梯度探测仪，其引入氦激光技术，使氦光照射的强度大大提高，强度比原来提高10倍；再者，其在电路中加入频率自动跟踪技术，使信号发生器的频率信号高低变化与外来磁场信号强弱变化相对应，可以进行自动跟踪，使一秒采样灵敏度达到0.005nT，比原来的最高灵敏度提高了一倍，同时避免了失掉跟踪，重新调整等问题；此外，其引入磁梯度测量方法，在灵敏度和精确度以及探地深度上都得到大幅度提升。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中高灵敏氦光泵梯度探测仪一种具体实施例的原理框图；

图2为本实用新型中综合处理电路一种具体实施例的原理框图；

图3为利用本实用新型的高灵敏氦光泵梯度探测仪实现高灵敏梯度探测的方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。