CN105074487A - 用于测量磁场的屏蔽装置、屏蔽方法及消磁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于测量微弱磁场的屏蔽装置和屏蔽方法。更具体地，本发明涉及其中具有精密磁传感器的屏蔽装置，用于屏蔽包括用于激励样本的磁场生成装置的微弱磁场测量装置中的外部磁场，用于测量微弱磁场的屏蔽装置包括：屏蔽墙，设置有具有高导电性并且被分割为多个部分以及具有高频屏蔽特性的高导电性金属层和与高导电性金属层间隔开预定距离的闭合的高磁导率软磁层，以密封测量空间。

Description

用于测量磁场的屏蔽装置、屏蔽方法及消磁

技术领域

本发明涉及用于测量微弱磁场的屏蔽装置和屏蔽方法。更具体地，本发明涉及用于测量微弱磁场的屏蔽装置和屏蔽方法，其中构成屏蔽装置的屏蔽墙形成为被分割成多个部分的高导电性金属层，并且分别贯穿角部的多个线圈单元设置在每个屏蔽墙中，因此，可以防止沿着屏蔽装置流动的涡电流，并且可以使屏蔽墙消磁(demagnetize，又称为去磁或者退磁)。

背景技术

基于使用高磁导率的软磁材料得到的磁场屏蔽效应和使用高导电性的金属而得到的涡电流屏蔽效应，构成屏蔽装置的屏蔽室有效地屏蔽高频磁场以及直流(DC)低频磁场。为了增强屏蔽效果，通常将这种屏蔽室制造为双层墙或三层墙，并且每一层墙都被形成为软磁层和高导电率金属层的双层。

图1是示出根据现有技术的屏蔽装置1的立体图，该装置设置有具有多层墙的屏蔽室2，并且图2是示出根据现有技术的设置有具有多层墙的屏蔽室2的屏蔽装置1的截面图。即，图2是沿着图1的线A-A截取的截面图。如图1和图2所示，现有技术中的具有多层墙的屏蔽室2将磁材料(诸如包含镍的高导磁合金(Mu-metal)、坡莫合金(permalloy)等)作为用于所有内层的高磁导率材料，而不考虑空间中的磁场强度。然后，各墙之间的距离约为10cm至30cm，并且由具有高导电率的铝形成的金属层4被安装为每个墙的外层。

在现有技术的屏蔽装置1中，通过精密磁传感器(未示出)来测量由设置在内部测量空间7中的样本所生成的微弱磁场。然而，当在屏蔽装置1内应用强磁场以激励样本时，在现有技术的屏蔽装置1中，在屏蔽室2的高导电率金属层处生成涡电流，或者软磁层被激励磁场磁化。如图1和图2所示，由于构成屏蔽室2的每一层都形成为完全连接的闭合表面结构，所以在屏蔽室2中生成涡电流。即，如果在屏蔽墙处生成感应磁场，则涡电流沿着闭合电路持续流动一段时间，因此存在如下问题：由于由连续的涡电流生成的强磁场，不能精确地测量设置在测量空间的样本的微弱磁场。

另外，当构成屏蔽装置1的屏蔽室2被激励磁场磁化时，在现有技术中，多个线圈单元6插入式安装在软磁层的表面上，该软磁层是屏蔽墙的内层，并且使用通过对线圈单元6施加电流使软磁层消磁的方法。图3是示出了根据现有技术包括插入屏蔽墙的线圈单元6的屏蔽装置的立体图。然而，这种方法具有如下问题：难以在制造屏蔽装置的过程中将多个线圈插入屏蔽室，因此增大屏蔽装置的制造成本。此外，当如图3所示将线圈单元6插入屏蔽墙时，通过对线圈单元6施加电流而生成的感应磁场不能到达屏蔽室2的角部，因此限制了对屏蔽室2的正面的消磁。

因此，为了解决现有技术的屏蔽装置的问题，需要一种能够减小通过在屏蔽装置的测量空间中生成的激励磁场而生成的涡电流以及使磁化的屏蔽室有效地消磁的屏蔽装置及其方法。

发明内容

技术问题

因此，鉴于以上问题做出了本发明，并且根据本发明的实施例，提供了一种屏蔽装置及其方法，其中由于将每个屏蔽墙的高导电性金属层配置为不同的分区，所以可以切断由屏蔽室内部生成的激励磁场在高导电率金属层处感应的涡电流的流动，因此使由磁场生成的涡电流效应最小化。

另外，根据本发明的另一个实施例，提供了一种屏蔽装置及其方法，其中由于提供了通过缠绕线圈以穿过构成屏蔽室的高磁导率软磁层的每个角部而形成的多个线圈单元，所以通过电源单元对线圈单元施加电流来使构成屏蔽室的高磁导率软磁层的正面消磁。

本发明的其他的目的、具体优势以及新的特征还将通过参考附图所进行的下文详细的描述以及优选实施例进行说明。

技术问题的解决方法

可以通过其中具有精密磁传感器的屏蔽装置来完成本发明的第一个目的，为了屏蔽微弱磁场测量装置中的包括用于激励样本的磁场生成装置的的外部磁场，用于测量微弱磁场的屏蔽装置包括屏蔽墙，该屏蔽墙设置有：高导电率金属层，具有高导电率并且被分割为多个部分以及具有高频屏蔽特性；和闭合的高磁导率软磁层，与高导电率金属层间隔开预定距离，以密封测量空间，其中，屏蔽了外部磁场，并且切断了通过由磁场生成装置生成的激励磁场而感应的涡电流的流动，使得由涡电流生成的磁场不干扰对微弱磁场的测量。

屏蔽墙形成为多层墙，并且构成最外部屏蔽墙的高导电率金属层的所有表面都是闭合的。

屏蔽墙包括可以打开和关闭的门，以放入样本以及输入和输出其他装置，并且当门关闭时，最外部屏蔽墙的高导电性金属层的所有表面都是闭合的。

由于最外部屏蔽墙的高导电性金属层的所有表面都是闭合的，并且当其屏蔽墙位于更内侧处时，围绕测量空间的高导电性金属层进一步被分割，所以减小了高导电性金属层的面积。

高导电性金属层由铝、铜、黄铜、银和金中的至少一种形成。

高磁导率软磁层由高导磁合金、坡莫合金、超导磁合金(hypernom)、镍锌铁氧体(ferrite)、镍铁钼超导磁合金(Magnifer)7904中的至少一种形成。

可以通过使用根据权利要求1的屏蔽装置测量微弱磁场的屏蔽方法来完成本发明的第二个目的，该方法包括如下步骤：将样本置于屏蔽墙的测量空间中，该屏蔽墙设置有高导电性金属层和封闭的高磁导率软磁层，以密封测量空间，其中，高导电性金属层具有高导电性并且被分割为多个部分以及具有高频屏蔽特性，封闭的高磁导率软磁层与高导电性金属层间隔开预定距离；通过屏蔽墙来屏蔽外部磁场；通过设置在测量空间中的磁场生成装置来生成激励磁场，以激励样本；以及通过设置在测量空间中的精密磁传感器来测量由样本生成的微弱磁场，其中在生成激励磁场和测量微弱磁场的步骤中，由于被分割为多个部分的高导电性金属层的各部分的端面彼此间隔开预定距离，所以切断了流经高导电性金属层的涡电流，涡电流由磁场生成装置生成的激励磁场而生成，因此精密磁传感器避免测量不必要的感应磁场。

屏蔽墙形成为多层墙，并且由于最外部屏蔽墙的高导电性金属层的所有表面是闭合的，并且当屏蔽装置的屏蔽墙位于更内侧时，围绕测量空间的高导电性金属层进一步被分割，所以减小了高导电性金属层的面积。

通过其中具有精密磁传感器的屏蔽装置来完成本发明的第三个目的，为了屏蔽用于测量样本的微弱磁场的装置中的外部磁场，用于测量微弱磁场的屏蔽装置包括：密封的屏蔽室，设置有屏蔽墙和屏蔽墙中的测量空间，屏蔽墙包括高导电性金属层和高磁导率软磁层，其中，高导电性金属层具有高导电性并且具有高频屏蔽特性，高磁导率软磁层具有高磁导率，朝向高导电性金属层内侧与高导电性金属层间隔开预定距离以及具有低频磁场屏蔽特性；多个孔，分别形成在高磁导率软磁层的每个顶点处；多个线圈单元，通过将线圈插入孔以及与该孔相邻的另一孔并且围绕高磁导率软磁层的每个角部缠绕线圈来分别形成该多个线圈单元；以及电源单元，被配置为对线圈单元施加电流。

当将在六面体的高磁导率软磁层的长度、高度和深度方向的三个独立轴方向中的每一个方向上彼此平行地缠绕的四个线圈限定为线圈组时，线圈单元具有电气布线，该电气布线通过串联或并联连接限定的线圈组来配置三个独立线圈组，并且当将电流施加于特定线圈组时，沿着构成高磁导率软磁层的六面体的四个表面创建相同方向的磁通量闭合电路。

高磁导率软磁层由高导磁合金、坡莫合金、镍锌铁氧体、超导磁合金、镍铁钼超导磁合金7904中的至少一种形成。

当高磁导率软磁层被磁化时，电源单元将幅值随时间不断减小的AC电流施加于配置线圈组的电气布线，以在磁化的高磁导率软磁层处形成感应磁场，因此对高磁导率软磁层进行消磁。

通过使用根据权利要求9的屏蔽装置测量微弱磁场的屏蔽方法来完成本发明的第四个目的，该方法包括如下步骤：将样本置于密封的屏蔽室的测量空间，该屏蔽室设置有分别形成在每一个顶点处的多个孔、具有高磁导率并且具有低频屏蔽特性的高磁导率软磁层以及具有高导电性并且具有高频屏蔽特性的高导电性金属层；通过屏蔽室来屏蔽外部磁场；通过安装的磁场生成装置来生成激励磁场以激励样本；通过设置在测量空间中的精密磁传感器来测量由样本生成的微弱磁场；以及通过施加具有不断减小的幅值并且流经多个线圈单元的AC电流来对被激励磁场磁化的高磁导率软磁层进行消磁，其中通过将线圈插入孔以及与该孔相邻的另一孔并且围绕每个角部缠绕线圈来分别形成该多个线圈单元。

通过使用根据权利要求12的屏蔽装置测量微弱磁场的消磁方法来完成本发明的第五个目的，该方法包括如下步骤：当具有高磁导率并且具有低频屏蔽特性以及配置密封的屏蔽室的高磁导率软磁层被磁化时，通过电源单元对多个线圈单元施加特定电流，其中通过将线圈插入分别设置在高磁导率软磁层的每一个顶点处的多个孔以及与该孔相邻的其他孔内并且围绕每个角部缠绕线圈来分别形成该多个线圈单元；通过特定电流在高磁导率软磁层处创建磁通量闭合电路；以及通过改变特定电流的值对高磁导率软磁层进行消磁。

发明的有益效果

因此，根据如上所述的本发明的实施例，有益效果在于：由于将每一个屏蔽墙的高导电性金属层都配置为分割成多个不同的部分，所以可以有效切断由屏蔽室中生成的激励磁场在高导电性金属层处感应的涡电流的流动，因此可以使由磁场生成的涡电流效应最小化。

另外，根据本发明的另一个实施例，有益效果在于：由于提供了通过缠绕线圈穿过形成屏蔽室的高磁导率软磁层的每个角部而形成的多个线圈单元，所以通过由电源单元对线圈单元施加电流来对形成屏蔽室的高磁导率软磁层的正面进行消磁。

附图说明

图1是示出根据现有技术的设置有具有多层墙的屏蔽室的屏蔽装置的立体图。

图2是示出根据现有技术的设置有具有多层墙的屏蔽室的屏蔽装置的截面图。

图3是示出根据现有技术的包括插入屏蔽墙的线圈单元的屏蔽装置的立体图。

图4是示出根据本发明的第一实施例的具有被分割为多个部分的高导电性金属层的屏蔽装置的立体图。

图5是示出根据本发明的第一实施例的具有被分割为多个部分的高导电性金属层的屏蔽装置的截面图。

图6是示出根据本发明的第二实施例的具有被分割为多个部分的高导电性金属层的屏蔽装置的立体图。

图7是示出根据本发明的第二实施例的具有被分割为多个部分的高导电性金属层的屏蔽装置的立体图。

图8是示出根据本发明的实施例的使用具有被分割为多个部分的高导电性金属层的屏蔽装置的屏蔽方法的流程图。

图9是示出根据本发明的第一实施例的包括分别形成在每个角部处的线圈单元的屏蔽装置的立体图。

图10是示出根据本发明的第二实施例的包括分别形成在每个角部处的线圈单元并且具有多层屏蔽墙的屏蔽装置的截面图。

图11是示出根据本发明的第三实施例的包括分别形成在每个角部处的线圈单元并且具有多层屏蔽墙的屏蔽装置的截面图。

图12是示出根据本发明的实施例的使用包括分别形成在每个角部处的线圈单元的屏蔽装置的屏蔽方法的流程图。

图13是示出根据本发明的实施例的使用包括分别形成在每个角部处的线圈单元的屏蔽装置的消磁方法的流程图。

<符号的表述>

1：现有技术的屏蔽装置

2：现有技术的屏蔽室

3：外墙

4：金属层

5：内墙

6：现有技术的线圈单元

7：测量空间

20：高导电性金属层

21：分割的高导电性金属层

22：分割的第一高导电性金属层

23：分割的第二高导电性金属层

30：高磁导率软磁层

40：屏蔽墙

100：具有被分割为多个部分的高导电性金属层(多个分割的高导电性金属层)的屏蔽装置

200：具有线圈单元的屏蔽装置

210：屏蔽室

220：线圈单元

230：孔

本发明的最佳实施方式

下文中将参考附图详细地描述本领域的普通技术人员可以很容易地实践的本发明的优选实施例。另外，如果与本发明相关的组成的已知功能或特定描述使本发明的构思不清楚，则将省略其详细描述。

在示出本发明的实施例的附图中，具有类似功能的元件通过相同的参考标号进行标注并且不再重复其细节。在通篇说明书中，当一元件连接至另一元件时，包括通过另一元件插入其间间接地连接元件的情况，和直接连接元件的情形。另外，包括组成元件的概念意味着还包括其他组成元件，只要没有具体指出相反的描述，就不排除其他组成元件。

在下文中，将描述根据本发明的实施例的具有被分割为多个部分的高导电性金属层21的屏蔽装置100的结构和作用。首先，图4是示出了根据本发明的第一实施例具有被分割为多个部分的高导电性金属层21的屏蔽装置100的立体图。另外，图5是示出了根据本发明的第一实施例的具有被分割为多个部分的高导电性金属层21的屏蔽装置100的截面图。即，图5是沿着图4的线B-B截取的截面图。

如图4和图5所示，根据本发明的实施例的具有被分割为多个部分的高导电性金属层21的屏蔽装置100包括具有高导电性金属层和高磁导率软磁层的屏蔽墙40，其中，该高磁导率软磁层被设置为朝向该高导电性金属层内侧与高导电性金属层间隔开预定距离，并且应该理解，屏蔽墙40形成为双层墙。

具体地，安装在外侧的屏蔽墙40包括具有密封的六面体形状(不限于这种六面体形状)的高导电性金属层20和具有密封的六面体形状的高磁导率软磁层30，其中，该高磁导率软磁层30被设置为朝向高导电性金属层的内侧与高导电性金属层间隔开预定距离。另外，安装在内侧的屏蔽墙40具有被分割为多个部分的高导电性金属层21和具有密封的六面体形状的高磁导率软磁层30。

通过外部屏蔽墙40和设置在内侧的屏蔽墙40来密封根据本发明的第一实施例的屏蔽装置100，其中该设置在内侧的屏蔽墙具有被分割为多个部分的高导电性金属层21，并且具有位于其内部的测量空间7。因此，将样本置于测量空间7中，并且通过设置在测量空间7中的精密磁传感器来测量由样本所生成的微弱磁场。由于包括这种经过分割的高导电性金属层21，所以切断了由强激励磁场感应的涡电流的流动，其中通过用于激励设置在测量空间7中的样本的磁场生成装置生成该强激励磁场。

在本发明的第一实施例中，具有高频屏蔽特性的高导电性材料用于高导电性金属层20和分割的高导电性金属层21。例如，它们可以由铝、铜、黄铜、银、金等形成。然而，这种配置仅是实施例的一个建议，如果金属具有良好的导电性，则权利的范围不应该被解释为限于这些材料。另外，根据本发明的第一实施例的高磁导率软磁层30由高导磁合金、坡莫合金、超导磁合金、铁氧体、镍铁钼超导磁合金7904等形成，并且如果它是具有高磁导率的软磁材料，则高磁导率软磁层30不限于特定材料。

另外，应该理解，将根据本发明的第一实施例的高导电性金属层21配置为分割成如图4和图5所示的六个部分并且安装在高磁导率软磁层30之间，以彼此间隔开预定距离。因此，高导电性金属层21的各分割部分的端部彼此间隔开预定距离并且形成间隙。由于具有特定距离的间隙形成在高导电性金属层21的各分割部分之间，所以切断了由激励磁场所生成的涡电流的流动，其中通过用来激励样本的磁场生成装置生成该激励磁场。

即，由于在传统的屏蔽装置100的情况下连接所有的表面，所以由于在屏蔽装置100的测量空间7中生成的激励磁场而形成的涡电流流经金属层。然而，由于根据本发明的第一实施例具有分割的高导电性金属层21的屏蔽装置100在高导电性金属层21的各分割部分之间形成具有特定距离的间隙，所以切断了涡电流的流动。

在下文中，将描述根据本发明的第二实施例的具有被分割为多个部分的高导电性金属层21的屏蔽装置100的结构和作用。首先，图6是示出根据本发明的第二实施例的具有被分割为多个部分的高导电性金属层21的屏蔽装置100的立体图。另外，图7是示出根据本发明的第二实施例的具有被分割为多个部分的高导电性金属层21的屏蔽装置100的截面图。即，图7是沿着图6的线C-C截取的截面图。应该理解，屏蔽墙40形成了如图7所示的三层墙。

如图6和图7所示，在根据本发明的第二实施例的屏蔽装置100中，最外部屏蔽墙40具有均完全密封的高导电性金属层20和高磁导率软磁层30；并且安装在中间的屏蔽墙40具有第一高导电性金属层22和密封的高磁导率软磁层30，其中，该第一高导电性金属层被分割为分别具有截面形状的三个部分，该密封的高磁导率软磁层被安装为朝向第一分割的高导电性金属层的内测与第一分割的高导电性金属层间隔开预定距离。另外，最内部屏蔽墙40具有第二高导电性金属层23和密封的高磁导率软磁层30，其中，该第二高导电性金属层被分割为分别具有“—”截面形状的六个部分，该密封的高磁导率软磁层被安装为朝向第二分割的高导电性金属层的内侧与第二分割的高导电性金属层间隔开预定距离。因此，设置在最外部屏蔽墙中的高导电性金属层被配置为密封的形式，并且由于该配置使得更内部位置处的屏蔽墙具有进一步分割的高导电性金属层，所以减小了高导电性金属层的面积。

根据本发明的第二实施例的屏蔽装置100通过三重屏蔽墙40进行密封并且该屏蔽装置中具有测量空间7。因此，将样本置于测量空间7中，并且通过设置在测量空间7中的精密磁传感器来测量由样本生成的微弱磁场。

在本发明的第二实施例中，与本发明的第一实施例一样，具有高磁导率的软磁材料用于高磁导率软磁层30。另外，高导电性金属层20、分割的第一高导电性金属层22和分割的第二高导电性金属层23可以被形成为具有高导电性的金属层，诸如铝层、铜层、银层、金层等。

因此，在彼此间隔开特定距离的第一高导电性金属层22的各部分之间形成间隙。由于间隙形成在第一高导电性金属层22的各部分之间，所以防止在第一高导电性金属层22处形成由激励磁场生成的涡电流，其中该激励磁场通过用于激励样本的磁场生成装置生成。另外，应该理解，根据本发明的第二实施例的第二高导电性金属层23总共具有六个部分并且第二高导电性金属层23的各部分彼此间隔开特定距离。

因此，由于根据本发明的第二实施例的第一高导电性金属层22和第二高导电性金属层23的多个分割的部分分别形成具有特定距离的间隙，所以可以切断由测量空间7中生成的激励磁场而形成的涡电流的流动。

在以上描述的第一和第二实施例中提及的具有被分割为多个部分的高导电性金属层21的屏蔽装置100仅是优选实施例，显然，本发明的权利范围不限于这些实施例。另外，在一些情况下，屏蔽墙40可以形成为四层或五层墙，并且如果可能在高导电性金属层21的各部分之间形成具有预定距离的间隙，由此可以切断涡电流的流动，则高导电性金属层21可以被分割为各种形式和形状。

下文中，将描述根据以上所述的本发明的实施例的使用具有被分割为多个部分的高导电性金属层21的屏蔽装置100的屏蔽方法。图8是示出根据本发明的实施例的使用具有被分割为多个部分的高导电性金属层21的屏蔽装置100的屏蔽方法的流程图。

首先，在步骤S1中，将样本置于屏蔽墙40内的测量空间7，该屏蔽墙具有被分割为多个部分的高导电性金属层21。然后，分割的高导电性金属层21可以具有如上所述的多种形式。然后，在步骤S2中，通过屏蔽墙40来屏蔽外部磁场。由于屏蔽墙40可以形成为多层墙，所以切断了屏蔽墙外部的高频和低频磁场。

然后，在步骤S3中，通过用于激励样本的磁场生成装置生成强激励磁场。接下来，在步骤S4中，设置在测量空间7内的精密磁传感器测量由样本生成的微弱磁场。在步骤S5中，由于分割的高导电性金属层21的各部分彼此间隔开特定距离，所以切断了由激励磁场生成的流经分割的高导电性金属层21的涡电流，同时测量微弱磁场，并且该微弱磁场由样本生成。因此，在结构上切断了流经屏蔽墙40的涡电流。

在下文中，根据本发明的实施例，将描述包括分别形成在每个角部处的线圈单元220的屏蔽装置200的结构和作用。图9是示出根据本发明的第一实施例的包括分别形成在高磁导率软磁场30的每个角部处的线圈单元220的屏蔽装置200的立体图。

如图9所示，根据本发明的实施例，包括分别形成在每个角部处的线圈单元220的屏蔽装置200包括：具有屏蔽功能的高磁导率的高磁导率软磁层30、其内设置有测量空间7的屏蔽室210、分别形成在屏蔽室210的每个顶点处的多个孔230、和通过将线圈插入两个相邻的孔内并且围绕环绕屏蔽室220的角部缠绕线圈而分别形成的多个线圈单元220。另外，屏蔽装置200可以包括被配置为对线圈施加电流的电源单元。

构成屏蔽室210的高磁导率软磁层30可以由高导磁合金、坡莫合金、超导磁合金、铁氧体、镍铁钼超导磁合金7904等形成。因此，当高磁导率软磁层30被由设置在测量空间中的用于激励样本的磁场生成装置所生成的激励磁场磁化时，如果电源单元对线圈单元施加电流，则由于在特定的方向上建立磁通量闭合电路，所以高磁导率软磁层30被消磁。

具体地，可以通过配置分别具有四个线圈的三个线圈组的电气布线来形成线圈单元。即，如图9所示，在x轴、y轴和z轴方向中的每一个方向上彼此平行缠绕的四个线圈可以被限定为线圈组。通过串联或并联连接线圈组来形成电气布线。因此，当通过电源单元对特定线圈组施加电流时，沿着构成高磁导率软磁层30的四个表面在相同方向上创建磁通量闭合电路。例如，当平行于x轴方向的四个线圈被限定为特定线圈组并且对四个线圈施加电流时，沿着构成高磁导率软磁层30的四个表面在y轴方向上创建磁通量闭合电路。另外，如果电源单元对配置线圈组的电气布线施加幅值随时间不断减小的AC电流并且形成感应磁场时，可以对已磁化的高磁导率软磁层30进行消磁。

另外，屏蔽室210可以形成为多层。例如，屏蔽室210可以包括：六面体形状的高磁导率软磁层30，形成在内部并且具有高磁导率的六个闭合表面；和六面体形状的高导电性金属层20，形成在外部并且具有高导电性的六个闭合表面，该高导电性金属层具有高频屏蔽特性并且在各墙40之间间隔开预定距离。另外，高磁导率软磁层30可以被形成为包括高导磁合金、坡莫合金、铁氧体、超导磁合金、镍铁钼超导磁合金7904等中的至少一种，并且高导电性金属层20可以由铝、铜、黄铜、银、金等形成。

图10是示出根据本发明的第二实施例的屏蔽装置200的截面图，该屏蔽装置包括分别形成在高磁导率软磁层30的每个角部处的线圈单元220并且具有位于高磁导率软磁层外部的高导电性金属层20。如图10所示，应该理解，通过围绕高磁导率软磁层30的每个角部缠绕线圈来形成线圈单元220。另外，配置根据本发明的第二实施例的具有线圈单元220的屏蔽装置200，使得当高磁导率软磁层30被磁化时，可以通过由电源单元对线圈施加电流对磁化的高磁导率软磁层30进行消磁。

图11是示出根据本发明的第三实施例的包括分别形成在高磁导率软磁层30的每个角部处的线圈单元220的屏蔽装置200的截面图。如图11所示，第三实施例的屏蔽室形成为四层墙。具体地，高磁导率软磁层30设置在最内侧，并且线圈单元220形成在高磁导率软磁层30的每个角部处。然后，高导电性金属层20设置在高磁导率软磁层30的外部，并且高磁导率软磁层30再次设置在高导电性金属层的外部。然后，线圈单元220形成在高磁导率软磁层30的每个角部处，并且导电性金属层20设置在高磁导率软磁层30的外部。通过围绕高磁导率软磁层30的每个角部缠绕线圈来形成线圈单元220，并且当高磁导率软磁层30被磁化时，通过由电源单元对线圈施加电流对磁化的高磁导率软磁层30进行消磁。

下文中，根据本发明的实施例，将描述使用包括分别形成在每个角部处的线圈单元220的上述屏蔽装置200的屏蔽方法和消磁方法。图12是示出了根据本发明的实施例的使用包括分别形成在每个角部处的线圈单元220的屏蔽装置200的屏蔽方法的流程图。

首先，在步骤S10中，将样本置于屏蔽室210的测量空间7，该屏蔽室设置有分别形成在每一个顶点处的多个孔230；具有高磁导率并且具有屏蔽低频磁场功能的高磁导率软磁层30；以及高导电性的高导电率性金属层20，该高导电率性金属层被布置为与高磁导率软磁层30间隔开预定距离并且具有屏蔽高频磁场的功能。然后在步骤S20中，通过屏蔽室210来屏蔽外部磁场。如上所述，屏蔽室210可以形成为多层并且屏蔽高频和低频外部磁场。

然后，在步骤S30中，通过用于激励样本的磁场生成装置来生成强激励磁场。接下来，在步骤S40中，设置在测量空间7中的精密磁传感器测量由样本生成的微磁场。

然后，在步骤S50中，电源单元对形成在高磁导率软磁层30的每个角部处的线圈单元施加幅值随时间不断减小的AC电流，因此对磁化的高磁导率软磁层30进行消磁。

另外，图13是示出根据本发明的实施例的使用包括分别形成在每个角部处的线圈单元220的屏蔽装置200的消磁方法的流程图。在步骤S100中，当具有高磁导率并且具有低频屏蔽功能以及设置在密封的屏蔽室210中的高磁导率软磁层30被磁化时，电源单元对具有多个线圈单元220的特定线圈组施加特定电流，其中通过将线圈插入分别设置在高磁导率软磁层30的每个顶点处的多个孔230中和与该多个孔230相邻的其他孔230中并且围绕角部缠绕线圈来形成该多个线圈单元。

然后，在步骤S200中，沿着高磁导率软磁层30的四个表面在相同方向上通过特定电流创建磁通量闭合电路。然后，在步骤S300中，通过控制电源单元以改变并且减小施加给线圈单元220的特定电流的值对高磁导率软磁层30进行消磁。

尽管参考特别的示例性实施例描述了本发明，但是本发明的范围不是通过实施例进行限制而通过所附权利要求进行限制。本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围和精神的情形下，可以改变或修改实施例。

Claims (14)

1.一种屏蔽装置，其中具有精密磁传感器，用于屏蔽包括用于激励样本的磁场生成装置的微弱磁场测量装置中的外部磁场，用于测量微弱磁场的所述屏蔽装置包括：

屏蔽墙，被设置有：高导电性金属层，具有高导电性并且被分割为多个部分以及具有高频屏蔽特性；和闭合的高磁导率软磁层，与所述高导电性金属层间隔开预定距离，以密封测量空间，其中，屏蔽所述外部磁场，并且切断了通过由所述磁场生成装置生成的激励磁场感应的涡电流的流动，使得由所述涡电流生成的磁场不干扰测量所述微弱磁场。

2.根据权利要求1所述的屏蔽装置，其中，所述屏蔽墙被形成为多层墙，并且构成最外部屏蔽墙的高导电性金属层的所有表面都是闭合的。

3.根据权利要求2所述的屏蔽装置，其中，所述屏蔽墙包括可以打开或关闭的门，以放入所述样本并且输入和输出其他装置，并且当所述门关闭时，所述最外部屏蔽墙的高导电性金属层的所有表面都是闭合的。

4.根据权利要求2或3所述的屏蔽装置，其中，由于所述最外部屏蔽墙的高导电性金属层的所有表面都是闭合的，并且当所述屏蔽装置的屏蔽墙的位于更内侧处时，围绕所述测量空间的高导电性金属层进一步被分割，所以减小了所述高导电性金属层的面积。

5.根据权利要求1所述的屏蔽装置，其中，所述高导电性金属层由铝、铜、黄铜、银和金中的至少一种形成。

6.根据权利要求2或3所述的屏蔽装置，其中，所述高磁导率软磁层由高导磁合金、坡莫合金、超导磁合金、镍锌铁氧体、和镍铁钼超导磁合金7904中的至少一种形成。

7.一种屏蔽方法，用于使用根据权利要求1的屏蔽装置测量微弱磁场，所述方法包括如下步骤：

将样本置于屏蔽墙的测量空间中，所述屏蔽墙设置有：高导电性金属层，具有高导电性并被分割为多个部分以及具有高频屏蔽特性；和闭合的高磁导率软磁层，与所述高导电性金属层间隔开预定距离，以密封所述测量空间；

通过所述屏蔽墙屏蔽外部磁场；

通过设置在所述测量空间中的磁场生成装置来生成激励磁场，以激励所述样本；以及

通过设置在所述测量空间中的精密磁传感器来测量由所述样本生成的微弱磁场，

其中，在生成所述激励磁场和测量所述微弱磁场的步骤中，由于被分割为多个部分的高导电性金属层的各部分的端面彼此间隔开预定距离，所以切断了流经所述高导电性金属层的涡电流，所述涡电流由所述磁场生成装置生成的激励磁场而生成，由此所述精密磁传感器避免测量不必要的感应磁场。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述屏蔽墙被形成为多层墙，由于最外部屏蔽墙的高导电性金属层的所有表面是闭合的，并且当所述屏蔽装置的屏蔽墙位于更内侧处时，围绕所述测量空间的高导电性金属层进一步被分割，所以减小了所述高导电性金属层的面积。

9.一种屏蔽装置，其中具有精密磁传感器，用于屏蔽测量样本的微弱磁场的装置中的外部磁场，用于测量所述微弱磁场的屏蔽装置包括：

屏蔽室，设置有屏蔽墙和其内部的测量空间，所述屏蔽墙包括：高导电性金属层，具有高导电性并且具有高频屏蔽特性；和高磁导率软磁层，具有高磁导率并且朝向所述高导电性金属层的内侧与所述高导电性金属层间隔开预定距离以及具有低频磁场屏蔽特性；

多个孔，分别形成在所述高磁导率软磁层的每一个顶点处；

多个线圈单元，通过将线圈插入孔和与所述孔相邻的其他孔内并且围绕所述高磁导率软磁层的每个角部缠绕所述线圈来分别形成；以及

电源单元，被配置为对线圈单元施加电流。

10.根据权利要求9所述的屏蔽装置，其中，当在六面体的所述高磁导率软磁层的长度、高度和深度方向的三个独立的轴方向中的每一个方向上彼此平行围绕四个线圈被限定为线圈组时，所述线圈单元具有通过串联或并联连接限定的线圈组来配置三个独立的线圈组的电气布线，并且当电流施加给特定线圈组时，沿着构成所述高磁导率软磁层的六面体的四个表面创建相同方向的磁通量闭合电路。

11.根据权利要求9所述的屏蔽装置，其中，所述高磁导率软磁层由高导磁合金、坡莫合金、铁氧体、超导磁合金、和镍铁钼超导磁合金7904中的至少一种形成。

12.根据权利要求9所述的屏蔽装置，其中，当所述高磁导率软磁层被磁化时，所述电源单元对配置所述线圈组的电气布线施加幅值随时间不断减小的AC电流，以在磁化的所述高磁导率软磁层处形成感应磁场，由此使所述高磁导率软磁层消磁。

13.一种屏蔽方法，用于使用根据权利要求9的屏蔽装置测量微弱磁场，所述方法包括如下步骤：

将样本置于密封的屏蔽室的测量空间中，所述密封的屏蔽室设置有：多个孔，分别形成在每一个顶点处；高磁导率软磁层，具有高磁导率并且具有低频屏蔽特性；和高导电性金属层，具有高导电性并且具有高频屏蔽特性；

通过所述屏蔽室屏蔽外部磁场；

通过安装的用于激励所述样本的磁场生成装置来生成消磁磁场；

通过设置在所述测量空间中的精密磁传感器来测量由所述样本生成的微弱磁场；以及

通过施加流经多个线圈单元且具有不断减小的幅值的AC电流对被激励磁场磁化的高磁导率软磁层进行消磁，通过将线圈插入孔和与所述孔相邻的其他孔内并且围绕每个角部缠绕所述线圈来分别形成所述多个线圈单元。

14.一种消磁方法，用于使用根据权利要求12的屏蔽装置测量微弱磁场，所述方法包括如下步骤：

当具有高磁导率并且具有低频屏蔽特性以及构成密封的屏蔽室的高磁导率软磁层被磁化时，通过电源单元对多个线圈单元施加特定电流，通过将线圈插入分别设置在所述高磁导率软磁层的每一个顶点处的多个孔和与所述孔相邻的其他孔内并且围绕每个角部缠绕所述线圈来分别形成所述多个线圈单元；

通过所述特定电流在所述高磁导率软磁层处创建磁通量闭合电路；以及

通过改变所述特定电流的值使所述高磁导率软磁层消磁。