用于原子干涉测量的多段圆柱形磁屏蔽装置性能分析及实验研究

发布时间：2022-01-23 22:39

　　地磁场和环境杂散磁场在原子干涉测量过程中会引入测量噪声和系统误差,一般采用将磁屏蔽材料薄板卷曲后焊接成的圆筒逐段拼接起来,以制成足够长度的圆柱形磁屏蔽装置。为了明确这种方法对磁屏蔽性能的影响,详细分析了磁屏蔽层数、轴向及横向焊缝、两端面加盖引起的屏蔽区域剩磁场分布的变化,结果发现4 mm宽的轴向焊缝影响不大,而4 mm宽、相对磁导率较低的水平焊缝会产生明显的漏磁,两端面加盖能降低剩磁场强度但不能增大均匀磁场区域。根据分析结果制作了上抛式冷原子干涉重力仪中干涉区所使用的双层圆柱形磁屏蔽装置,实测结果表明,经退磁后获得的长度为700 mm、不均匀度小于4 nT的均匀磁场区域满足原子干涉测量的需求,与仿真分析也有较好的一致性。 

【文章来源】：仪器仪表学报. 2020,41(05)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

不同相对磁导率的磁屏蔽装置在单方向背景磁场中的

不同相对磁导率的磁屏蔽装置在单方向背景磁场中的

在上述三维背景磁场环境下分别计算了不同相对磁导率的单、双层磁屏蔽对背景磁场的屏蔽效果,如图3所示。计算结果显示,对于三维磁场环境,单层磁场屏蔽装置的相对磁导率需达到5×105以上才能将磁场屏蔽至100 nT以下,而双层磁屏蔽装置需105以上即可达到等同的屏蔽效果。坡莫合金的相对磁导率一般在2×104～2×105之间,因此至少需要两层磁屏蔽才能满足实验需求,对于磁场环境要求更高的场合,可以进一步增加磁屏蔽的层数。此外,对比图2与3的计算结果可以发现,图3中三维磁场条件下的剩磁强度与图2中轴向磁场条件下的剩磁强度较为接近,也再次应证了理论结果。

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]原子干涉重力梯度测量原理性实验研究[D]. 段小春.华中科技大学 2011
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本文编号：3605290