阅读说明：本技术 原子磁强计温度可调稳场测试系统 (Temperature-adjustable stable field test system of atomic magnetometer ) 是由 秦杰 刘栋苏 郭宇豪 于 2019-09-12 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种原子磁强计温度可调稳场测试系统,该原子磁强计温度可调稳场测试系统包括：原子磁强计,用于待测环境的稳场测试；保温装置,原子磁强计位于保温装置内,保温装置用于维持原子磁强计的环境温度恒定；磁屏蔽桶,保温装置位于磁屏蔽桶内,磁屏蔽桶用于屏蔽外界磁场干扰；温度调节组件,温度调节组件位于磁屏蔽桶外部,温度调节组件用于调节原子磁强计的环境温度。应用本发明的技术方案,以解决现有技术中原子磁强计测试装置的温度不可控导致的不能在高温或低温环境下进行稳场测试的技术问题。(The invention provides a temperature-adjustable stable field test system of an atomic magnetometer, which comprises: the atomic magnetometer is used for the stable field test of the environment to be tested; the atomic magnetometer is positioned in the heat preservation device, and the heat preservation device is used for maintaining the ambient temperature of the atomic magnetometer to be constant; the heat preservation device is positioned in the magnetic shielding barrel, and the magnetic shielding barrel is used for shielding external magnetic field interference; the temperature regulation subassembly, the temperature regulation subassembly is located the magnetism shielding bucket outside, and the temperature regulation subassembly is used for adjusting the ambient temperature of atomic magnetometer. By applying the technical scheme of the invention, the technical problem that the stable field test cannot be carried out in a high-temperature or low-temperature environment due to the uncontrollable temperature of the atomic magnetometer testing device in the prior art is solved.)

原子磁强计温度可调稳场测试系统

技术领域

本发明涉及磁强计测试技术领域，尤其涉及一种原子磁强计温度可调稳场测试系统。

背景技术

在磁强计测试领域，原子磁强计的性能测试需要在一个高精度高稳定度的磁场中进行，目前大部分稳场装置仅能够实现在不可控的常温下的磁强计测试。随着工程化应用的多样化，常常需要在高温或低温环境下进行稳场测试。而现有技术中的原子磁强计测试装置的温度不可控，无法实现在高温或低温环境下的稳场测试。

发明内容

本发明提供了一种原子磁强计温度可调稳场测试系统，能够解决现有技术中原子磁强计测试装置的温度不可控导致的不能在高温或低温环境下进行稳场测试的技术问题。

本发明提供了一种原子磁强计温度可调稳场测试系统，该原子磁强计温度可调稳场测试系统包括：原子磁强计，用于待测环境的稳场测试；保温装置，原子磁强计位于保温装置内，保温装置用于维持原子磁强计的环境温度恒定；磁屏蔽桶，保温装置位于磁屏蔽桶内，磁屏蔽桶用于屏蔽外界磁场干扰；温度调节组件，温度调节组件位于磁屏蔽桶外部，温度调节组件用于调节原子磁强计的环境温度。

进一步地，原子磁强计温度可调稳场测试系统还包括管路，温度调节组件包括温度调节介质和温度调节单元，温度调节单元用于调节温度调节介质的温度，温度调节介质通过管路进入保温装置内以调节原子磁强计的环境温度。

进一步地，原子磁强计温度可调稳场测试系统包括第一管路和第二管路，第一管路的第一端连接温度调节组件，第一管路的第二端连接保温装置，第二管路的第一端连接温度调节组件，第二管路的第二端连接保温装置；温度调节组件、第一管路、保温装置和第二管路形成温度调节介质的流通回路。

进一步地，温度调节介质包括气体或液体。

进一步地，保温装置还包括温度传感器，温度传感器位于保温装置内，温度传感器用于实时采集保温装置内原子磁强计的环境温度并将采集的温度值反馈至温度调节组件。

进一步地，温度调节组件还包括温度控制单元，温度控制单元用于根据温度传感器实时采集并反馈的温度值控制温度调节单元调节温度调节介质的温度。

进一步地，保温装置的材质包括耐高低温无磁材料。

进一步地，管路包括耐高低温聚酯软管。

进一步地，原子磁强计温度可调稳场测试系统还包括保温层，保温层位于保温装置和管路的至少一个的外表面。

进一步地，保温层的材质包括低导热系数保温材料。

应用本发明的技术方案，提供了一种原子磁强计温度可调稳场测试系统，该测试系统通过配置保温装置和温度调节组件实现了原子磁强计稳场测试装置的温度可调，使得能够在高温或低温环境下进行原子磁强计的稳场测试。与现有技术相比，本发明能够解决现有技术中原子磁强计测试装置的温度不可控导致的不能在高温或低温环境下进行稳场测试的技术问题。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明的具体实施例提供的原子磁强计温度可调稳场测试系统的结构示意图；

图2示出了根据本发明的具体实施例提供的主磁场电流闭环控制系统示意图；

图3示出了根据本发明的具体实施例提供的磁场补偿闭环控制系统示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、原子磁强计；20、保温装置；30、磁屏蔽桶；40、温度调节组件；50、管路；51、第一管路；52、第二管路；60、温度传感器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1所示，根据本发明的具体实施例提供了一种原子磁强计温度可调稳场测试系统，该原子磁强计温度可调稳场测试系统包括原子磁强计10、保温装置20、磁屏蔽桶30和温度调节组件40。原子磁强计10用于待测环境的稳场测试；原子磁强计10位于保温装置20内，保温装置20用于维持原子磁强计10的环境温度恒定；保温装置20位于磁屏蔽桶30内，磁屏蔽桶30用于屏蔽外界磁场干扰；温度调节组件40位于磁屏蔽桶30外部，温度调节组件40用于调节原子磁强计10的环境温度。

应用此种配置方式，提供了一种原子磁强计温度可调稳场测试系统，该测试系统通过配置保温装置和温度调节组件实现了原子磁强计稳场测试装置的温度可调，使得能够在高温或低温环境下进行原子磁强计的稳场测试。与现有技术相比，本发明能够解决现有技术中原子磁强计测试装置的温度不可控导致的不能在高温或低温环境下进行稳场测试的技术问题。

作为本发明的一个具体实施例，为了实现保温装置20对内部原子磁强计10环境的保温效果的同时避免保温装置20的材质对原子磁强计10的稳场测试造成磁场干扰，保温装置20的材质可配置为包括耐高低温无磁材料。

进一步地，在本发明中，为了便于温度调节组件40对原子磁强计10的环境温度的调节，原子磁强计温度可调稳场测试系统还可配置为包括管路50，并将温度调节组件40配置为包括温度调节介质和温度调节单元。温度调节单元用于调节温度调节介质的温度，温度调节介质通过管路50进入保温装置20内以调节原子磁强计10的环境温度。原子磁强计10的环境温度可在-40℃至70℃之间进行调节。

作为本发明的一个具体实施例，为了适应稳场测试的高温或低温环境，管路50可配置为包括耐高低温聚酯软管。

此外，在本发明中，为了实现温度调节介质的循环使用以减少资源浪费，将原子磁强计温度可调稳场测试系统配置为包括第一管路51和第二管路52，第一管路51的第一端连接温度调节组件40，第一管路51的第二端连接保温装置20，第二管路52的第一端连接温度调节组件40，第二管路52的第二端连接保温装置20；温度调节组件40、第一管路51、保温装置20和第二管路52形成温度调节介质的流通回路。

作为本发明的一个具体实施例，第一管路51的第一端连接温度调节组件40的出口，第一管路51的第二端穿过磁屏蔽桶30径向中心的孔连接保温装置20相应的管路接口，第二管路52的第一端连接温度调节组件40的进口，第二管路52的第二端穿过磁屏蔽桶30径向中心的孔连接保温装置20相应的管路接口，温度调节介质循环流通于温度调节组件40、第一管路51、保温装置20和第二管路52组成的回路。

应用此种配置方式，在温度调节组件40内通过温度调节单元调节循环使用的温度调节介质的温度，具有一定温度的温度调节介质从温度调节组件40出发，沿第一管路51流通至保温装置20内，进而调节置于保温装置20内的原子磁强计10的环境温度，随后，温度调节介质沿第二管路52返回温度调节组件40。

进一步地，在本发明中，可根据稳场测试的实际情况选择合适的温度调节介质。作为本发明的一个具体实施例，温度调节介质包括气体或液体。

此外，在本发明中，为了能够实时监控保温装置20内原子磁强计10的环境温度，将保温装置20配置为还包括温度传感器60，温度传感器60位于保温装置20内，温度传感器60用于实时采集保温装置20内原子磁强计10的环境温度并将采集的温度值反馈至温度调节组件40。作为本发明的一个具体实施例，温度传感器60可选择常规的PT100温度传感器60。

进一步地，在本发明中，为了实现温度调节组件40的自动化调节，将温度调节组件40配置为还包括温度控制单元，温度控制单元用于根据温度传感器60实时采集并反馈的温度值控制温度调节单元调节温度调节介质的温度。

此外，在本发明中，为了减少稳场测试系统与外界的温度交换，原子磁强计温度可调稳场测试系统还配置为包括保温层，保温层位于保温装置20和管路50的至少一个的外表面。作为本发明的一个具体实施例，保温层的材质包括低导热系数保温材料。

进一步地，在本发明中，原子磁强计10和温度传感器60均可通过卡子固定在保温盒内部，保温盒底部设置有安装接口固定在磁屏蔽桶30内，上述部件之间的固定连接可以避免在稳场测试过程中各部件发生位移和碰撞。

此外，在本发明中，如图2和图3所示，为了给原子磁强计10提供一个高精度高稳定度的磁场，对主磁场电流进行闭环稳定控制，并采用补偿线圈通电进行磁场补偿。具体地，通过第一PID控制器、第一高精度电流源、主线圈和电流表形成主磁场电流的闭环稳定控制，通过第二PID控制器、第二高精度电流源、补偿线圈和光泵磁强计形成补偿磁场的闭环控制。通过上述两个闭环控制能够为原子磁强计10提供一个高精度高稳定度的磁场，磁场强度为10000nT至80000nT，静态峰峰值噪声低于8pT。

为了对本发明有进一步地了解，下面结合图1至图3对本发明的原子磁强计温度可调稳场测试系统进行详细说明。

如图1至图3所示，根据本发明的具体实施例提供了一种原子磁强计温度可调稳场测试系统，该原子磁强计温度可调稳场测试系统具体包括原子磁强计10、保温装置20、磁屏蔽桶30和温度调节组件40。原子磁强计10位于保温装置20内，保温装置20用于维持原子磁强计10的环境温度恒定，保温装置20位于磁屏蔽桶30内，温度调节组件40位于磁屏蔽桶30外部，温度调节组件40用于调节原子磁强计10的环境温度。

原子磁强计温度可调稳场测试系统还包括第一管路51和第二管路52，第一管路51的第一端连接温度调节组件40，第一管路51的第二端连接保温装置20，第二管路52的第一端连接温度调节组件40，第二管路52的第二端连接保温装置20。

温度调节组件40包括温度调节介质和温度调节单元，温度调节介质为气体。温度调节单元用于调节气体的温度，气体通过管路50进入保温装置20内以调节原子磁强计10的环境温度。温度调节组件40、第一管路51、保温装置20和第二管路52形成气体的流通回路。

保温装置20还包括温度传感器60，温度传感器60位于保温装置20内，温度传感器60用于实时采集保温装置20内原子磁强计10的环境温度并将采集的温度值反馈至温度调节组件40。

温度调节组件40还包括温度控制单元，温度控制单元用于根据温度传感器60实时采集并反馈的温度值控制温度调节单元调节气体的温度。

在该具体实施例中，首先在温度调节组件40中对气体进行温度调节，具有一定温度的气体沿第一管路51进入保温装置20内，进而调节置于保温装置20内的原子磁强计10的环境温度，随后，气体沿第二管路52返回温度调节组件40。保温装置20内的温度传感器60实时采集原子磁强计10的环境温度并反馈至温度调节组件40。当原子磁强计10的环境温度高于期望的稳场测试温度时，温度调节组件40内的温度调节单元通过降低气体的温度使得原子磁强计10的环境温度降低并维持在期望的稳场测试温度；当原子磁强计10的环境温度低于期望的稳场测试温度时，温度调节组件40内的温度调节单元通过升高气体的温度使得原子磁强计10的环境温度升高并维持在期望的稳场测试温度。

综上所述，本发明提供了一种原子磁强计温度可调稳场测试系统，该测试系统通过配置保温装置和温度调节组件实现了原子磁强计稳场测试装置的温度可调，使得能够在高温或低温环境下进行原子磁强计的稳场测试。与现有技术相比，本发明能够解决现有技术中原子磁强计测试装置的温度不可控导致的不能在高温或低温环境下进行稳场测试的技术问题。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。