CN105866712A - 一种超导量子干涉装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超导量子干涉装置，包括：第一探测模块和第二探测模块分别加载偏置电流；偏置电流使得第一探测模块和第二探测模块具有最大磁通电压传输率；磁通变换模块用于感应磁通信号，将磁通信号转换成第一电流，通过与第一探测模块和第二探测模块互感耦合，将第一电流再转换成第一磁通，并将第一磁通耦合至第一探测模块和第二探测模块；跨接在第一探测模块和第二探测模块之间的反馈模块，用于将第一探测模块和第二探测模块上加载的电压之间的压差转换成第二电流，将第二电流转换成第二磁通，并将第二磁通反馈至所述第一探测模块和第二探测模块。本发明所述的超导量子干涉装置增大了器件磁通-电压转换的电压响应幅度，提高了传感器的灵敏度。

Description

一种超导量子干涉装置

技术领域

本发明属于传感器技术领域，涉及一种量子干涉装置，特别是涉及一种超导量子干涉装置。

背景技术

超导量子干涉器(superconducting Quantum Interference Device，简称SQUID)是一种非常灵敏的磁通电压转换元件。采用SQUID制作的传感器具有极高的灵敏度，就其功能而言是一种磁通传感器，不仅可以用来测量磁通量的变化，还可以测量能转换为磁通的其他物理量，如电压、电流、电阻、电感、磁感应强度、磁场梯度、磁化率等。SQUID的基本原理是建立在磁通量子化和约瑟夫森效应的基础上的，根据偏置电流的不同，分为直流和射频两类。SQUID作为探测器，可以测量出10-11高斯的微弱磁场，仅相当于地磁场的一百亿分之一，比常规的磁强计灵敏度提高几个数量级，是进行超导、纳米、磁性和半导体等材料磁学性质研究的基本仪器设备，特别是对薄膜和纳米等微量样品是必需的。超导量子干涉器广泛应用于心磁、脑磁、极低场核磁共振以及地球物理磁探测等极微弱磁信号检测和极微弱磁场异常研究中，具有很好的应用前景。

SQUID将感应磁通转换成相应的电压信号是基于其磁通-电压转换特性曲线实现的。典型SQUID磁通电压传输特性曲线如图1所示。图1所示的SQUID磁通-电压转换特性曲线中，有两个重要参数表征SQUID的性能：

1)工作点(图中所示W点)处的磁通电压转换率，即图中的该转换率表示器件的灵敏度，器件灵敏度越高，则表示用其实现的传感器噪声越低，性能越好。

2)SQUID器件实现磁通-电压转换的最大幅度，即图中的V_PP，V_PP是SQUID感应磁通输出电压的最大摆幅。SQUID感应磁通输出电压的最大摆幅越大，表示SQUID传感器响应外磁通变化的容差越大，稳定性越好。

由于SQUID器件输出信号微弱，且工作在低温容器中，因此无论是磁通电压转换率还是信号的幅度都很小，且不能很好地与传感器放大电路匹配。

因此，如何提供一种超导量子干涉装置，以解决现有技术中传感器的超导量子干涉装置的磁通电压传输率低，也就是解决现有技术中SQUID器件的磁通电压传输率和磁通电压转换幅度等性能低的种种缺陷，实已成为本领域从业者亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种超导量子干涉装置，用于解决现有技术中传感器的超导量子干涉装置磁通电压传输率和磁通电压转换幅度等性能低而导致SQUID器件与电路配合工作后的工作点容差能力不高，传感器工作稳定性低等的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种超导量子干涉装置，用于探测磁通信号，包括：第一探测模块，与第二探测模块；所述第一探测模块和第二探测模块分别加载偏置电流；所述偏置电流使得所述第一探测模块和第二探测模块具有最大磁通电压传输率；磁通变换模块，用于感应所述磁通信号，将所述磁通信号转换成第一电流，通过与所述第一探测模块和第二探测模块互感耦合，将所述第一电流再转换成第一磁通，并将所述第一磁通耦合至所述第一探测模块和所述第二探测模块；及跨接在所述第一探测模块和第二探测模块之间的反馈模块，用于将所述第一探测模块和第二探测模块上加载的电压之间的压差转换成第二电流，将所述第二电流转换成第二磁通，并将所述第二磁通反馈至所述第一探测模块和第二探测模块。

可选地，所述超导量子干涉装置还包括用于调节所述第一探测模块和/或第二探测模块处于工作状态时的磁通量以调节加载在所述第一探测模块和第二探测模块的电压之间的压差达到最大的调节模块。

可选地，所述第二磁通以直接耦合方式或间接耦合方式耦合至所述第一探测模块和第二探测模块中。

可选地，当所述第二磁通以直接耦合方式耦合至所述第一探测模块和第二探测模块中时，所述磁通变换模块包括磁通信号感应单元、第一互感单元、及第二互感单元，其中所述磁通信号感应单元的一端与所述第一互感单元的一端相连接，第一互感单元的另一端与第二互感单元的一端相连接，第二互感单元的另一端与所述磁通信号感应单元的另一端相连接以形成闭合环路。

可选地，当所述第二磁通以间接耦合方式耦合至所述第一探测模块和第二探测模块中时，所述磁通变换模块包括磁通信号感应单元、第一互感单元、第二互感单元、及第三互感单元，其中所述磁通信号感应单元的一端与第一互感单元的一端相连接，第一互感单元的另一端与第三互感单元的一端相连接，第三互感单元的另一端与第二互感单元的一端相连接，第二互感单元的另一端与磁通信号感应单元的另一端相连接以形成闭合环路。

可选地，所述反馈模块包括第四互感单元，当所述第一探测模块和第二探测模块上加载的电压之间的压差转换成第二电流时，所述第二电流通过第四互感单元与所述磁通转换模块中的第三互感单元互感，将所述第二电流产生的磁通转换到所述磁通转换模块中，再通过所述磁通转换模块中的第一互感单元和第二互感单元将所述第二电流产生的磁通分配至所述第一探测模块和第二探测模块。

可选地，所述第一互感单元和第二互感单元以同相耦合或反向耦合方式与所述第一探测模块和第二探测模块进行耦合。

可选地，所述第一探测模块和第二探测模块包括N个超导量子干涉器，其中，N大于等于1。

如上所述，本发明所述的超导量子干涉装置，具有以下有益效果：

1、本发明所述的超导量子干涉装置通过两个并联的探测模块对外加磁通极性相反的响应，形成差模电压输出，该电压是单个探测模块电压变化幅度的两倍，因此增大了器件磁通-电压转换的电压响应幅度。

2、本发明所述的超导量子干涉装置通过跨接的附加电感和电阻，将差模电压转换成差流并通过附加电感作用于探测模块，形成正反馈效应，大大提高差压的输出，使得器件实现更大的磁通-电压传输率，提高了传感器的灵敏度。

3、由于磁通电压响应幅度是提高SQUID器件与电路配合工作后的工作点容差能力，从而提高了传感器的工作稳定性，磁通电压传输率的提高可抑制常温电路中前置放大器等效磁通噪声的影响，大大提升了基于SQUID器件和电路的传感器系统的性能。

附图说明

图1显示为典型SQUID磁通电压传输特性曲线示意图。

图2显示为本发明的超导量子干涉装置的原理结构示意图。

图3显示为本发明的超导量子干涉装置的第一种实施方式示意图。

图4显示为本发明的超导量子干涉装置的第二种实施方式示意图。

图5显示为本发明的超导量子干涉装置的第三种实施方式示意图。

图6显示为本发明的在同相耦合方式下第一探测模块和第二探测模块的磁通电压传输特性曲线示意图。

图7显示为本发明的磁通信号产生变化时第一探测模块和第二探测模块的磁通电压传输特性曲线示意图。

图8显示为本发明的在反向相耦合方式下第一探测模块和第二探测模块的磁通电压传输特性曲线示意图。

图9显示为本发明的理想状态的磁通电压转换特性曲线示意图。

图10显示为本发明的超导量子干涉装置的第四种实施方式示意图。

元件标号说明

1 超导量子干涉装置

11 第一探测模块

12 第二探测模块

13 磁通变换模块

14 反馈模块

15 调节模块

131 磁通信号感应单元

132 第一互感单元

133 第二互感单元

134 第三互感单元

141 第四互感单元

151 偏置互感单元

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。

本发明所述的超导量子干涉装置的基本发明原理为通过采用超导线构成的闭合环路， 闭环的超导线圈能将感应到的磁通信号，将所述磁通信号转换成环电流，该环电流通过磁通变换器与超导量子干涉器件(SQUID)的互感转换成磁通耦合到两个(或两组)超导量子干涉器件(SQUID)中，实现了所述磁通信号到超导量子干涉器件(SQUID)的传递与分配。

实施例

本实施例提供一种超导量子干涉装置1，用于探测磁通信号。本实施例所述的超导量子干涉装置1可应用在磁场中，尤其可应用于具有微弱磁通信号的磁场环境中探测磁通信号。请参阅图2，显示为超导量子干涉装置的原理结构图。如图2所示，所述超导量子干涉装置1包括第一探测模块11，与所述第一探测模块11并联的第二探测模块12，磁通变换模块13，反馈模块14，及调节模块15。

如图2所示，所述第一探测模块11和第二探测模块12并联连接，并且所述第一探测模块11和第二探测模块12分别加载偏置电流I₁和I₂，所述偏置电流I₁和I₂使得所述第一探测模块11和第二探测模块12具有最大磁通电压传输率。所述第一探测模块11和第二探测模块12加载合适偏置电流I₁和I₂，使得所述第一探测模块11和第二探测模块12具有最佳的磁通电压转换特性曲线，即具有最大的磁通电压传输率和电压响应幅度。为了达到更好的技术效果，在本实施例中，所述第一探测模块11和第二探测模块12在选择上尽量保持特性相同的器件，当所述第一探测模块11和第二探测模块12输入合适的偏置电流，特性参数调整至最佳状态时，所述第一探测模块11和第二探测模块12便进入工作状态。在本实施例中，所述第一探测模块11和第二探测模块12为超导量子干涉器件。在本实施例中，所述第一探测模块11和第二探测模块12可以由单个或多个串联的超导量子干涉器件(DC SQUID)构成。

所述磁通变换模块13用于感应所述磁通信号，将所述磁通信号转换成第一电流，即环电流，所述第一电流通过与所述第一探测模块11和第二探测模块12互感，将所述第一电流再转换成第一磁通，并将所述第一磁通耦合至所述第一探测模块11和所述第二探测模块12。

所述反馈模块14如图2所示其跨接在所述第一探测模块11和第二探测模块12之间，即所述第一探测模块11、所述反馈模块14、所述第二探测模块12依次串联连接，如图2所示，所述反馈模块14包括第四互感单元141及附加电阻R，第四互感单元141与附加电阻R构成差流反馈回路。所述反馈模块14将所述第一探测模块11和第二探测模块12上加载的输出电压V₁和V₂之间的压差ΔV＝V₁-V₂转换成第二电流ΔI＝(V₁-V₂)/R，第二电流ΔI通过第四互感单元141转换成第二磁通，并将该第二磁通反馈到第一探测模块11和第二探测模块12中。所述第二磁通以直接耦合方式或间接耦合方式与所述第一探测模块11和第二探测模块12进行耦合。请参阅图3，显示为超导量子干涉装置的第一种实施方式，即所述第二磁铁以直接耦合方式耦合至所述第一探测模块11和第二探测模块12中时，如图3所示的实施方式中，所述磁通变换模块13包括磁通信号感应单元131、第一互感单元132、及第二互感单元133，其中所述磁通信号感应单元131的一端与所述第一互感单元132的一端相连接，第一互感单元132的另一端与第二互感单元133的一端相连接，第二互感单元133的另一端与所述磁通信号感应单元131的另一端相连接以形成闭合环路，在该中实施方式中，所述磁通信号甘心单元131为一拾取线圈L_pk，第一互感单元132和第二互感单元133分别为电感L₁和电感L₂，所述拾取线圈L_pk与电感L₁和电感L₂构成闭合环路，整个闭合环路都采用超导材料构成，形成闭合的超导环。所述拾取线圈L_pk捕获到磁通信号后通过超导环的磁通变换功能，将捕获到的磁通信号转换成第一电流，即环电流，所述第一电流经过电感L₁和电感L₂会将所述第一电流转换成磁通分别再耦合至第一探测模块11和第二探测模块12。在本实施例中，所述第一互感单元132和第二互感单元133可以以同相耦合或反向耦合方式与所述第一探测模块11和第二探测模块12进行耦合，图3所示的为电感L₁和电感L₂以同相耦合方式与所述第一探测模块11和第二探测模块12进行耦合，其中，同相耦合是指所述磁通变换模块13耦合到第一探测模块11和第二探测模块12上的磁通使得所述第一探测模块11和第二探测模块12感应的磁通同时增加或减少。反向耦合是指所述磁通变换模块13耦合到第一探测模块11和第二探测模块12上的磁通会使所述第一探测模块11和第二探测模块12中的一个探测模块感应的磁通增加，另一个探测模块感性的磁通减小。第二磁通以直接耦合方式耦合至所述第一探测模块11和第二探测模块12中时，该反馈作用是为了引起压差ΔV＝V₁-V₂的变换，因此要求第四互感单元141作用到第一探测模块11和第二探测模块12的方式与所述磁铁变换模块13产生磁通作用到所述第一探测模块11和第二探测模块12的方式保持一致，即如果磁通变换模块13与两个探测模块采用同相耦合方式，那么第四互感单元141与两个探测模块的耦合也采用同相耦合方式，同理如果磁通变换模块13与两个探测模块采用反相耦合，则第四互感单元141与两个探测模块保持反相耦合。

请参阅图4，显示为超导量子干涉装置的第二种实施方式，即所述第二磁通以间接耦合方式耦合至所述第一探测模块11和第二探测模块12中。当所述第二磁铁以间接耦合方式耦合至所述第一探测模块11和第二探测模块12耦合中时，所述磁通变换模块13包括磁通信号感应单元131、第一互感单元132、第二互感单元133、及第三互感单元134，其中所述磁通信号感应单元131的一端与第一互感单元132的一端相连接，第一互感单元132的另一端与第三互感单元134的一端相连接，第三互感单元134的另一端与第二互感单元133的一端相连接，第二互感单元132的另一端与磁通信号感应单元131的另一端相连接以形成闭合环路。第三互感单元134可以由电感L₃和电感L₄构成，也可以单独有电感L₃构成。为了与所述磁通变换模块13的结构相对应，同理，当第三互感单元134由电感L₃和电感L₄构成，所述第四互感单元141包括电感L₅和电感L₆，当第三互感单元134单独由电感L₃构成时，请参阅图5，显示为超导量子干涉装置的第三种实施方式，所述第三互感单元包括电感L₃，所述第四互感单元141中包括电感L₅。通过磁通变换模块13间接耦合，第四互感单元141与磁通变换模块13通过互感耦合，将第二电流产生的第二磁通耦合到磁通变换模块13中，再通过磁通变换模块13与所述第一探测模块11和第二探测模块12的耦合作用到两个探测模块中。由于第四互感单元141通过磁通变换模块13将第二磁通分配到两个探测模块中，因此其第四互感单元141与两个探测模块的耦合方式自然与磁通变换模块保持一致。

所述超导量子干涉装置1还包括一调节模块15，所述调节模块15用于调节所述第一探测模块11和/或第二探测模块12处于工作状态时的磁通量以调节加载在所述第一探测模块11和第二探测模块12的输出电压之间的压差ΔV＝V₁-V₂达到最大达到第一探测模块11和第二探测模块灵敏度最好的技术效果。在本实施例中，如图2和图3所示，所述调节模块15加载在第二探测模块12。所述调节模块15通过偏置互感单元151，如图2中所示的，偏置电感L₇，将外部输入偏置电流，产生耦合到第二探测模块12的偏置磁通以调节第二探测模块12处于工作状态时的磁通。以下会针对所述偏置磁通调节相对于同相耦合方式和反向耦合方式分别进行调节过程进行详细阐述。

第一，针对同相耦合方式：调节第二探测模块12的偏置磁通，使得第二探测模块12的磁通电压传输特性曲线相对于第一探测模块11发生工作点偏移，请参阅图6，显示为在同相耦合方式下第一探测模块和第二探测模块的磁通电压传输特性曲线。如图6所示。即在相同的工作状态下，当第一探测模块11处在W0工作点时，第二探测模块12则处在W1工作点下。图中ΔΦb就是要调节的偏置磁通量。此时两个探测模块感应磁通信号发生变化，产生的电压响应极性相反，使得产生的差压ΔV＝V₁-V₂最大化。请参阅图7，显示为磁通信号产生变化时第一探测模块和第二探测模块的磁通电压传输特性曲线，当磁通信号产生ΔΦ的磁通变化，第一探测模块11产生一个V₁-V_W的电压变化，则第二探测模块12会产生一个极性相反的电压变化V₂-V_W，其中V_W为没有外部磁通信号激励差压ΔV为零时的直流电压，V₁和V₂则为两个探测模块感应到外部磁通信号激励时各自输出的电压。由于在上述工作点偏移调节下，两个探测模块都以最大磁通电压传输率响应磁通信号变化ΔΦ，且极性相反，因此产生差压ΔV也是最大的。因此在同相耦合情况下，偏置磁通调节要求是使第二探测模块12的工作点W1(此点具有最大负斜率)与第一感测模块的工作点W0(此点具有最大正斜率)正好对齐。

第二，针对反相耦合方式：请参阅图8，显示为在反向相耦合方式下第一探测模块和第二探测模块的磁通电压传输特性曲线，调节第二探测模块12的偏置磁通，使得两个探测模块在所处的工作环境下，两个工作点W₀对齐，即当第一探测模块11处在工作点W₀时，第二探测模块12正好也处在W₀工作点下，差压ΔV为零，此时两个探测模块都具有最大的磁通电压转换率。由于采用了反相耦合，当输入磁通信号的变化量ΔΦ时，由于作用于两个探测模块的磁通极性相反，因此第一探测模块11的磁通增加了ΔΦ，而第二探测模块12的磁通减小了ΔΦ。第一探测模块11产生一个V₁-V_W的电压变化，则第二探测模块12则产生一个极性相反的电压变化V₂-V_W，此时的差压ΔV＝V₁-V₂是最大。因此在反相耦合方式下，偏置磁通调节要求是使第二探测模块12的工作点与第一探测模块11的工作点正好对齐。因此，在实际应用中，只要通过向磁通变换模块中加载一定幅度的交流测试磁通，同时观测本实施例中输出差压信号，逐步调节耦合到第二探测模块的偏置磁通，当响应的差压达到最大幅度，即完成偏置磁通的调节，此时器件处于最佳工作状态。

在本实施例中，由于所述反馈模块14中存在的第二电流，即差动电流通过第四互感单元141将产生的磁通耦合至第一探测模块11和第二探测模块1中激发更大的压差，形成正反馈效应，使得输出磁通转换为两个探测模块的压差的传输比率大大提高，以此来达到提高传感器的灵敏度。经过差流转磁通正反馈后，本实施例实现的理想状态的磁通电压转换特性曲线如图9所示，通过差流反馈原理，提升本实施例所述的超导量子干涉装置的磁通电压传输率，本实施例中磁通电压传输率与第一探测模块和第二探测模块磁通电压传输率的关系表示为公式(1)

$\frac{\∂V^{*}}{\∂\mathrm{\Φ}}=(\frac{\∂V_1}{\∂\mathrm{\Φ}}+\frac{\∂V_2}{\∂\mathrm{\Φ}})\·\frac{R}{R+R_{d1}+R_{d2}-(\frac{\∂V_1}{\∂\mathrm{\Φ}}\·M_1+\frac{\∂V_2}{\∂\mathrm{\Φ}}\·M_2)}---\left(1\right)$

其中，V^*表示最大电压响应幅度；表示本实施例所要实现的磁通电压传输率；表示第一探测模块工作状态时的磁通电压传输率；表示第二探测模块工作状态时的磁通电压传输率；R表示跨接在第一探测模块和第二探测模块之间的电阻；R_d1表示第一探测模块中的动态电阻；R_d2表示第二探测模块中的动态电阻；M₁表示第四互感单元将第二电流ΔI转换为第二磁通耦合到第一探测模块的磁通的转化系数；M₂表示第四互感单元将第二电流ΔI转换为第二磁通耦合到第二探测模块的磁通的转化系数。通过公式(1)可知，本实施例只需要调节第四互感单元将差流耦合到两个探测模块的转化系数M₁和M₂，使得公式(1)中的分子满足以下条件：

$0<R+R_{d1}+R_{d2}-(\frac{\&PartialD;V_1}{\&PartialD;\mathrm{\&Phi;}}*M1+\frac{\&PartialD;V_2}{\&PartialD;\mathrm{\&Phi;}}*M_2)<R$

就可以使得磁通电压传输率比两个探测模块的磁通电压传输率之和大，即分子越小，本实施例所要实现的磁通-电压传输率就越大，性能越好。

在本实施例中，所述超导量子干涉装置1还包括第四种实施方式，请参阅图10，显示为超导量子干涉装置的第四种实施方式。如图10所示，在第四种实施方式中，所述第一探测模块11包括N个超导量子干涉器件(参数一致)，所述N个超导量子干涉器件依次串联连接。第二探测模块12包括N个超导量子干涉器件(参数一致)，所述N个超导量子干涉器件依次串联连接，在本实施例中，采用N个超导量子干涉器件串联，增大了单组超导量子干涉器件的磁通电压转换能力，再基于差流正反馈原理，实现了更大的磁通电压传输率。

本发明所述的超导量子干涉装置第一通过两个并联的探测模块对外加磁通极性相反的响应，形成差模电压输出，该电压是单个探测模块电压变化幅度的两倍，因此增大了器件磁通-电压转换的电压响应幅度。第二通过跨接的附加电感和电阻，将差模电压转换成差流并通过附加电感作用于探测模块，形成正反馈效应，大大提高差压的输出，使得器件实现更大的磁通-电压传输率，提高了传感器的灵敏度。同时，由于磁通电压响应幅度是提高SQUID器件与电路配合工作后的工作点容差能力，从而提高了传感器的工作稳定性，磁通电压传输率的提高可抑制常温电路中前置放大器等效磁通噪声的影响，大大提升了基于SQUID器件和电路的传感器系统的性能。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种超导量子干涉装置，用于探测磁通信号，其特征在于，包括：

第一探测模块，与第二探测模块；所述第一探测模块和第二探测模块分别加载偏置电流；所述偏置电流使得所述第一探测模块和第二探测模块具有最大磁通电压传输率；

磁通变换模块，用于感应所述磁通信号，将所述磁通信号转换成第一电流，通过与所述第一探测模块和第二探测模块互感耦合，将所述第一电流再转换成第一磁通，并将所述第一磁通耦合至所述第一探测模块和所述第二探测模块；及

跨接在所述第一探测模块和第二探测模块之间的反馈模块，用于将所述第一探测模块和第二探测模块上加载的电压之间的压差转换成第二电流，将所述第二电流转换成第二磁通，并将所述第二磁通反馈至所述第一探测模块和第二探测模块。

2.根据权利要求1所述的超导量子干涉装置，其特征在于：所述超导量子干涉装置还包括用于调节所述第一探测模块和/或第二探测模块处于工作状态时的磁通量以调节加载在所述第一探测模块和第二探测模块的电压之间的压差达到最大的调节模块。

3.根据权利要求1所述的超导量子干涉装置，其特征在于：所述第二磁通以直接耦合方式或间接耦合方式耦合至所述第一探测模块和第二探测模块中。

4.根据权利要求3所述的超导量子干涉装置，其特征在于：当所述第二磁通以直接耦合方式耦合至所述第一探测模块和第二探测模块中时，所述磁通变换模块包括磁通信号感应单元、第一互感单元、及第二互感单元，其中所述磁通信号感应单元的一端与所述第一互感单元的一端相连接，第一互感单元的另一端与第二互感单元的一端相连接，第二互感单元的另一端与所述磁通信号感应单元的另一端相连接以形成闭合环路。

5.根据权利要求3所述的超导量子干涉装置，其特征在于：当所述第二磁通以间接耦合方式耦合至所述第一探测模块和第二探测模块中时，所述磁通变换模块包括磁通信号感应单元、第一互感单元、第二互感单元、及第三互感单元，其中所述磁通信号感应单元的一端与第一互感单元的一端相连接，第一互感单元的另一端与第三互感单元的一端相连接，第三互感单元的另一端与第二互感单元的一端相连接，第二互感单元的另一端与磁通信号感应单元的另一端相连接以形成闭合环路。

6.根据权利要求5所述的超导量子干涉装置，其特征在于：所述反馈模块包括第四互感单元，当所述第一探测模块和第二探测模块上加载的电压之间的压差转换成第二电流时，所述第二电流通过第四互感单元与所述磁通转换模块中的第三互感单元互感，将所述第二电流产生的磁通转换到所述磁通转换模块中，再通过所述磁通转换模块中的第一互感单元和第二互感单元将所述第二电流产生的磁通分配至所述第一探测模块和第二探测模块。

7.根据权利要求4或5所述的超导量子干涉装置，其特征在于：所述第一互感单元和第二互感单元以同相耦合或反向耦合方式与所述第一探测模块和第二探测模块进行耦合。

8.根据权利要求1所述的超导量子干涉装置，其特征在于：所述第一探测模块和第二探测模块包括N个超导量子干涉器，其中，N大于等于1。