[发明专利]一种开放式全频段调节的磁场屏蔽装置及其磁场屏蔽方法

说明书

本发明公开了属于电磁兼容技术领域的涉及一种开放式全频段调节的磁场屏蔽装置，该磁场屏蔽装置由磁场探测线圈、磁场检测线圈、驱动电路，磁场调节线圈和相应配套的样品台构成；磁场探测线圈负责监测环境磁场变化，经过驱动电路功率放大后驱动磁场调节线圈对外磁场进行抵消，其中磁场探测线圈放在正上方，样品台置于磁场调节线圈中心，磁场检测线圈和磁场检测探头连接，并放在样品台面上，驱动电路放在磁场调节线圈外侧，被屏蔽磁场在驱动电路上方。本发明提供的全频段调节的磁场屏蔽装置更有利于工程实践。

技术领域

本发明涉及电磁兼容领域，特别涉及一种开放式全频段调节的磁场屏蔽装置，具体涉及一种开放式交、直流全频段调节的磁场屏蔽装置。

背景技术

随着人类文明的不断发展，电磁环境也日益恶化。在高压线，大型用电器，大型钢结构建筑周围，电磁噪音尤其严重，磁场抵消是许多精密科学的通用保障性技术，在一些极端测量环境：如高精密原子钟电子束成像装置，质谱仪，中微子探测中得到广泛引用。在某些生物磁测量中，待测信号多处于10pT(1×10^-11) 量级甚至更低。而环境噪音磁场要大3-6个数量级。去除噪音信号成为这类测量必不可少的环节。

目前普遍采用的磁场屏蔽方式有两种：被动屏蔽式和主动抵消式。其中被动屏蔽式应用历史最为悠久，屏蔽系统采用高磁导率材料构建封闭腔体将被保护对象封闭其内，搭建屏蔽腔的材料的磁导率愈高，腔壁愈厚，屏蔽效果就愈显著。常用高磁导率材料如软铁、硅钢、坡莫合金等。这种屏蔽质量大，重量沉，屏蔽磁场方向光学不透明。其次，就是一些抵消式的屏蔽系统，比如，现有技术提供了一种基于闭合超导线圈组结构的屏蔽装置，其基本结构是由特定半径比和匝数比的超导线圈组电连接形成。如专利200910237483.6，201310318660.X， 201310318686.4，201510128739.5。但这些专利设计的磁场调节器无法对直流磁场进行调节；其次，由于至少需要两个线圈，造成体积比大，不利于工程实践。

发明内容

本发明的目的是提供一种开放式全频段调节的磁场屏蔽装置，其特征在于，该磁场屏蔽装置由磁场探测线圈、磁场检测线圈、驱动电路，磁场调节线圈和相应配套的样品台构成；磁场探测线圈负责监测环境磁场变化，经过驱动电路功率放大后驱动磁场调节线圈对外磁场进行抵消，但是，磁场调节线圈必须由超导线圈构成；其中磁场探测线圈1放在磁场调节线圈5的正上方，样品台6置于磁场调节线圈5中心，磁场检测线圈2放在样品台6面上，磁场检测探头3位于磁场检测线圈2附近，磁场探测线圈1接收磁场检测探头3的信号；驱动电路4放在磁场调节线圈5外侧，被屏蔽磁场7在驱动电路4上方。

所述驱动电路由直流放大偏置模块8、功率放大模块9构成。

所述磁场调节线圈为亥姆霍兹(Helmholtz)线圈，采用三组5X、5Y、5Z线圈正交的方式构成磁场调节线圈组；该磁场调节线圈组形成一个能够屏蔽三个方向磁场的开放式全频段磁场屏蔽装置。