[发明专利]用于磁强计校准的双均匀区型磁场产生装置及校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁强计校准领域，具体用于磁强计校准的双均匀区型磁场产生装置及校准方法。

背景技术

目前，梯度磁强计采用梯度磁场装置进行校准，传统的梯度磁场装置一般以绕组方向相反的亥姆霍兹梯度磁场线圈为磁场发生装置，该装置产生的磁场为线性连续的梯度磁场，在需要对分辨力高的梯度磁强计进行磁感应强度校准时，由于传统的梯度磁场装置产生线性连续的梯度磁场，在校准时，磁探头位置的定位误差以及磁探头在校准过程中位置的轻微变化都会使得探头所处磁场发生变化，从而使得校准不准确。

此外，对于梯度测量距离在1m以上磁强计进行校准时，由于传统的梯度磁场装置的磁场区域的大小受到梯度磁场线圈的体积的限制，使得产生的梯度尺度存在局限，为了满足此类梯度磁强计检定的要求，传统的梯度磁场装置需要大幅度增加梯度磁场线圈的体积，但是大型线圈制作复杂、加工误差控制难。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于磁强计校准的双均匀区型磁场产生装置及校准方法，该装置解决了传统梯度磁场装置在校准过程中探头定位误差和位置微变对校准梯度磁强计校准结果的影响，能够产生任意梯度的磁场输出，且制造简单，能够提供大梯度的测量距离。

一种用于梯度磁强计校准的双均匀区型磁场产生装置，包括滑动式梯度磁场线圈装置和梯度磁场激励装置两部分，所述滑动式梯度磁场线圈装置包括匀强螺线管、无矩螺线管、滑台和基座；匀强螺线管固定在基座上，基座内部有一通道，滑台分为上下两层，无矩螺线管固定于滑台上层，滑台下层与通道配合，无矩螺线管与匀强螺线管的轴线重合，且通过滑台在匀强螺线管内部沿轴线方向调节位置，所述梯度磁场激励装置由一台双输出直流电流源和两个电流表组成，双输出直流电流源的I₁输出依次与电流表A、匀强螺线管的线圈串联，I₂输出依次与电流表B、无矩螺线管的线圈串联。

滑台的下层和基台的配合采用螺杆式推动机构，调节距离为0～1.2m，所述匀强螺线管的长度为4m，直径0.4m，绕组400匝，所述的无矩螺线管由内外两个同轴螺线管组成，内螺线管的长度为0.6m、直径为0.098m，绕组60匝，外螺线管的长度为0.596m、直径0.12m，绕组40匝。

双均匀区型磁场产生装置对梯度磁强计进行校准的方法，所述双均匀区型磁场产生装置包括滑动式梯度磁场线圈装置和梯度磁场激励装置两部分，所述滑动式梯度磁场线圈装置包括匀强螺线管、无矩螺线管、滑台和基座；匀强螺线管固定在基座上，基座内部有一齿条通道，滑台分为上下两层，无矩螺线管固定于滑台上层，滑台下层与齿条通道配合，无矩螺线管与匀强螺线管的轴线重合，且通过滑台在匀强螺线管内部沿轴线方向调节位置，所述梯度磁场激励装置由一台双输出直流电流源和两个电流表组成，双输出直流电流源的I₁输出依次与电流表A、匀强螺线管的线圈串联，I₂输出依次与电流表B、无矩螺线管的线圈串联；该方法具体包括下列步骤：

步骤一、调节滑台，使得待测梯度磁强计的一个探头置于所述匀强螺线管的内部且无矩螺线管以外的区域，另外一个探头位于无矩螺线管的内部区域；

步骤二、根据待测磁强计的梯度量确定匀强螺线管和无矩螺线管中线圈所通电流的大小，对磁强计进行校准。

有益效果：

1）首先，本发明采用梯度磁场激励装置通过改变匀强螺线管和无矩螺线管的线圈的电流值来改变两个均匀区型梯度磁场大小，能够产生满足梯度测试要求的两个磁场，与传统的采用梯度磁场线圈产生的磁场相比，只需要调节电流就可以实现任意梯度量的，能够用于梯度校准中需求的任意梯度的输出。

其次，本发明采用匀强螺线管和无矩螺线管分别产生两个不同大小的磁场信号，采用滑台调节两个磁场之间的距离，能够产生两个大小不同的均匀的磁场，使梯度磁强计的磁传感器能够各自处于一定均匀的磁场环境下，解决了校准过程中探头定位误差和位置微变对校准梯度磁强计的影响及梯度磁强计无法正常工作问题。

再次，本发明通过调节滑台来改变匀强螺线管和无矩螺线管的距离，产生任意尺度的磁场输出，解决了传统梯度磁场装置梯度测量距离的限制，且与传统的梯度磁场装置相比，不存在线圈制作和加工上的困难。