[实用新型]新型微弱磁场测量仪

说明书

技术领域

本实用新型属于微弱磁场测量技术领域，特别涉及一种基于劈尖干涉原理的微弱磁场测量仪。

背景技术

传统测量磁场的仪器中有利用通电线圈在磁场中受力偏转为原理制成的磁场测量仪，但是精确度不高，其他的测量方法如霍尔效应测量磁场，霍尔元件的制造工艺高，并且受温度影响大。

实用新型内容

为了精确测量磁场强度，本实用新型提供一种新型微弱磁场测量仪。

为了实现上述目的，其技术解决方案为：

一种新型微弱磁场测量仪，包括箱体、弹簧、线圈、电流供给装置、劈尖装置、钠光灯、支撑台、读数显微镜、摄像装置、计算机，所述电流供给装置电气连接线圈，线圈通过所述弹簧连接到箱体上，线圈设置在箱体内的支架上并可绕该支架转动，线圈与劈尖装置的上板接触连接，劈尖装置的下板固定在所述支撑台上，劈尖装置的上板与下板转动连接，所述钠光灯产生的定波长的光照射在劈尖装置上，所述读数显微镜设置在支撑台上，其物镜对准劈尖装置、目镜上设置所述摄像装置，摄像装置连接至计算机。线圈通电时在磁场中受力偏转，偏转过程中带动劈尖装置的上玻璃板转动使劈尖的角度改变，从而使干涉条纹产生变化。摄像装置记录经过读数显微镜放大后的干涉条纹和条纹的变化过程，并将记录的干涉条纹图像传给计算机，在计算机上安装的Imagej软件用来接收图像，并分析出干涉条纹的间距，再利用计算机上编写的软件分析干涉条纹的间距变化从而得出磁感应强度。

进一步，线圈通过设置在线圈上的指针与劈尖装置的上板接触。线圈转动时通过指针带动劈尖装置的上玻璃板转动从而改变劈尖的角度。

进一步，支撑台为高度可调节的升降台。通过调节升降台的高度使得线圈的指针和劈尖的上玻璃相接触。

本实用新型应用了光学放大原理，受材料性能和环境温度等因素影响较小，测量精度和灵敏度高，可以测量到10^-4T的微弱磁场，而且可连续测量。另外装置所需材料容易得到，使装置生产制作更加容易。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中涉及的电流供应装置原理图。

图3为本实用新型中涉及的矩形线圈在磁场中的受力情况。

图4为本实用新型中涉及的劈尖干涉原理图。

图5为本实用新型中涉及的干涉条纹图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型提供一种新型微弱磁场测量仪，包括箱体1、线圈 3、电流供给装置4、劈尖装置5、钠光灯6、支撑台7、读数显微镜8、摄像装置9、计算机10。

电流供给装置4由铅蓄电池、电阻和导线串联而成给线圈3提供恒定的直流电流，参见图2。铅蓄电池的额定电压为12V，定值电阻为10Ω。线圈的电阻很小可忽略不计，由一千匝数的漆包线绕成。

线圈3可为矩形线圈，其边长1.67cm，面积为2.79cm²、设置在箱体1内的支架11上并可绕该支架转动，线圈3与劈尖装置5的上板接触，劈尖装置5 的下板固定在所述支撑台7上，劈尖装置5的上板与下板为可微小转动的平板玻璃，钠光灯6连接220V电源、产生的定波长的光照射在劈尖装置5上。线圈3 通电时在磁场的作用下产生微小偏转，并带动劈尖装置5的上板相对下板转动，使劈尖夹角改变，从而使干涉条纹发生变化。

在一种优选的实施例中，线圈3与劈尖装置5可通过设置在线圈上的指针 12接触连接。该指针可为刚性铁丝，铁丝一段固定在矩形线圈的中间，另一段与劈尖装置5的平板接触连接，铁丝随着线圈3转动的过程中改变劈尖夹角，从而使干涉条纹发生变化。为了便于线圈3的指针与劈尖装置5接触，支撑台7 为升降台。

由于线圈通电之后偏转角度会比较大，为了削减偏转角度，在线圈3与箱体 1之间设有弹簧2。弹簧2弹性模量大致为1—3N.m，一端固定在箱体1上，另一端勾住线圈3，线圈3转动时，弹簧2在线圈3上产生一个回复力矩和安培力产生的力矩抵消。

为了放大和观察干涉条纹的变化，将放大倍率为30倍的读数显微镜8设置在支撑台7上，其物镜对准劈尖装置5、目镜上设置所述摄像装置9，摄像装置 9通过USB线连接至计算机10，摄像装置记录经过读数显微镜放大后的干涉条纹和条纹的变化过程，并将记录的干涉条纹图像传给计算机，在计算机上安装的 Imagej软件用来接收图像，并分析出干涉条纹的间距，再利用计算机上编写的软件根据干涉条纹的间距变化计算磁感应强度。

磁感应强度计算过程如下所示：