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专利名称：一种光泵三线圈补偿法测量磁感应强度三分量的方法
技术领域：
本发明属磁感应强度测量技术领域，具体涉及一种采用光泵三线圈补偿法测量磁感应强度三分量的方法。
背景技术：
磁传感器广泛应用于石油探测、航空航天、地质勘探、水中兵器等领域，主要用来对铁磁性物体进行探测和用于磁场测量。而不管是对磁源进行探测和定位，还是对地磁场的高精度测量，其对分辨力的要求越来越高，分辨力越高探测和定位越精准，测量也越精密。但是目前最常使用的矢量磁传感器基本都是基于磁通门原理的，其分辨力约为2nT左右。而目前的标量磁传感器——光泵磁传感器的分辨力则能够很容易的达到0. InT，这就为磁场的高精度测量带来了希望。但是光泵是标量磁传感器，只能测量磁场的总场大小，不能测分量，但是在很多应用场合都需要知道磁场的分量信息，尤其是磁场的竖直分量。于是， 如何利用光泵磁传感器来测量磁场的分量就具有很重要的工程应用价值。

发明内容
本发明解决的技术问题是如何利用测量总场的高分辨力光泵磁传感器来测量地磁场的三分量。本发明的目的是这样实现的一种光泵三线圈补偿法测量磁感应强度三分量的方法，包括以下步骤
(1)地磁场X分量补偿将光泵放在补偿线圈的均勻区内，调节X方向线圈的电流，当光泵的输出最小时表明X分量补偿完毕；
(2)地磁场y分量补偿将光泵放在补偿线圈的均勻区内，调节y方向线圈的电流，当光泵的输出最小时表明y分量补偿完毕；
(3)此时光泵的输出就是地磁场ζ分量。
本发明提供的光泵三线圈补偿法测量磁感应强度三分量的方法，以补偿线圈为辅助手段，通过地磁场χ分量以及y分量的补偿，用测量总场的光泵实现了高精度的磁场三分量测量，具有分辨力高、结构组合简单、操作方便、使用灵活的优点。


下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图1是光泵三线圈补偿法测量磁感应强度三分量示意图。图2是光泵三线圈补偿法测量磁感应强度的分辨力测试图。图中，a为光泵所在位置，Xl — )(5代表X方向线圈；Yl — W代表Y方向线圈；Zl — M代表Z方向线圈。
具体实施方式
本发明由主要由三线圈补偿系统和光泵系统组成。光泵置于三线圈补偿系统的均勻
区中。三线圈补偿系统用于抵消两个分量，光泵的输出用于测量另外一个分量。本发明测量过程如下
(1)地磁场X分量补偿将光泵放在补偿线圈的均勻区内，调节X方向线圈的电流，由
于光泵的输出=^K2+y2+Z2，当光泵的输出最小时表明X分量补偿完毕；
(2)地磁场y分量补偿将光泵放在补偿线圈的均勻区内，调节y方向线圈的电流，由于光泵的输出=如2，当光泵的输出最小时表明y分量补偿完毕；
(3)此时光泵的输出就是地磁场ζ分量，其测量精度可达到光泵的标称精度。(4)在补偿时无需将两个分量补偿到精确的零值即，只需将X分量和y分量补偿到IOnT以内，即可实现ζ分量的高精度测量。以某次地磁场ζ分量的实际测量过程为例，说明操作步骤
1)调节水平磁场线圈的电流使得地磁场的水平分量被完全抵消，此时光泵的输出就是地磁场的竖直分量(参见说明书附图中的图2)，取其一个磁场数据为36515. 68nT。2)在竖直磁场线圈上施加3μ A的电流，在已知线圈常数为42. 3nT/mA时，对应的磁场为3μΑ X 42. 3nT/mA =0. 1269nT 0. 13ηΤ，此时光泵的输出变为 36515. 56ηΤ。3)光泵的输出变化为36515. 68-36515. 56=0. 12nT,与线圈施加的磁场数值吻合。由附图2中的数据和图形，可以看出光泵三线圈补偿法测量磁感应强度的方法可达到优于0. InT的分辨力。
权利要求
1. 一种光泵三线圈补偿法测量磁感应强度三分量的方法，其特征在于包括以下步骤(1)地磁场X分量补偿将光泵放在补偿线圈的均勻区内，调节X方向线圈的电流，当光泵的输出最小时表明X分量补偿完毕；(2)地磁场y分量补偿将光泵放在补偿线圈的均勻区内，调节y方向线圈的电流，当光泵的输出最小时表明y分量补偿完毕；(3)此时光泵的输出就是地磁场ζ分量。
全文摘要
一种光泵三线圈补偿法测量磁感应强度三分量的方法，主要采用三线圈补偿系统和光泵系统组成测量设备主体，光泵置于三线圈补偿系统的均匀区中，三线圈补偿系统用于抵消两个分量，光泵的输出用于测量另外一个分量。本发明以补偿线圈为辅助手段，通过地磁场x分量以及y分量的补偿，用测量总场的光泵实现了高精度的磁场三分量测量，具有分辨力高、结构组合简单、操作方便、使用灵活的优点。
文档编号G01V3/40GK102298161SQ20111013567
公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月25日 优先权日2011年5月25日
发明者卢俊杰, 李伟, 王秀, 石超, 陈正想 申请人:中国船舶重工集团公司第七一○研究所