CN107919433B - 一种基于超导连接的轴向梯度计的制造装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于超导连接的轴向梯度计的制造装置及方法，所述轴向梯度计包括SQUID芯片和梯度线圈，所述制造装置包括铌线退火设备和铌线键合设备；所述铌线退火设备用于对铌线进行退火操作；所述铌线键合设备用于将退火后的铌线分别超声键合在所述SQUID芯片和所示梯度线圈上，以实现所述SQUID芯片和所述梯度线圈之间的超导连接。本发明的基于超导连接的轴向梯度计的制造装置及方法通过超导连接的方式制造一体式轴向梯度计模块，极大地提升了轴向梯度计的性能。

Description

一种基于超导连接的轴向梯度计的制造装置及方法
技术领域
本发明涉及轴向梯度计的技术领域，特别是涉及一种基于超导连接的轴向梯度计的制造装置及方法。
背景技术
心磁图仪由于其灵敏度高、非接触、完全无创的特点，有望成为新一代的医疗研究及临床诊断设备。心磁图仪的性能取决于探测到的心磁信号的质量。心磁信号的典型值为几十到一百pT(10-12T)，而环境场噪声十分强烈，如地球磁场的典型强度为30～50μT，城市环境场噪声可达数百nT。为了从如此强大的背景磁场中提取极为微弱的心磁信号，不仅需要高灵敏度的磁传感器，如超导量子干涉器件(Superconducting Quantum InterferenceDevice，SQUID)，还需采取一定的噪声抑制技术。
现有技术中，常用的噪声抑制技术包括磁屏蔽室技术、梯度计技术和信号处理技术。其中，屏蔽室技术是采用高电导率的金属屏蔽环境场中的高频成分，以及利用高磁导率的金属屏蔽环境磁场中的低频成分，其造价昂贵，且经常出现剩磁。信号处理技术由于自身算法的缺陷，只能用来进行部分数据的后处理。因此，心磁图仪中通常使用轴向梯度计来进行噪声抑制。一般轴向梯度计由SQUID芯片和梯度线圈构成，梯度线圈可根据不同的环境设计为不同的阶数。其中，最简单的一阶梯度线圈是由两个面积相等、方向相反、间隔一定距离的线圈构成的。轴向梯度计既可以在无屏蔽环境中进行心磁信号的探测，也可以在简易屏蔽室环境中来抑制剩磁，从而得到更高质量的心磁信号。因此，轴向梯度计作为心磁图仪的核心模块，其性能直接决定心磁信号的质量。
目前，中国科学院上海微系统与信息技术研究所已成功开发出4通道及9通道心磁图仪，其中的核心探测模块均采用轴向梯度计。但是，目前使用的轴向梯度计依赖国外进口，还没有实现完全自主化，严重制约着心磁系统进一步发展。而且，这种轴向梯度计是通过螺母压合的方式来实现SQUID芯片和梯度线圈的连接，某些情况下会出现弱连接，并且由于操作不当也会引起SQUID芯片的损坏。另外，在使用过程中，由于SQUID芯片和梯度线圈不是一体化的，也会造成装配的困难。
因此，如何实现SQUID芯片和梯度线圈的稳定连接成为当前研究的热点课题。
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基于超导连接的轴向梯度计的制造装置及方法，通过超导连接的方式制造一体式轴向梯度计模块，极大地提升了轴向梯度计的性能。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于超导连接的轴向梯度计的制造装置，所述轴向梯度计包括SQUID芯片和梯度线圈，所述制造装置包括铌线退火设备和铌线键合设备；所述铌线退火设备用于对铌线进行退火操作；所述铌线键合设备用于将退火后的铌线分别超声键合在所述SQUID芯片和所示梯度线圈上，以实现所述SQUID芯片和所述梯度线圈之间的超导连接。
于本发明一实施例中，所述铌线退火设备包括真空腔、机械支架、机械泵、分子泵、电阻规、电离规、电阻规示数表、电离规示数表、转速表和稳压直流电源；
所述真空腔的顶部设置有正负电极，腔壁上设置有进气口；所述正负电极的一端与所述稳压直流电源的输出端相连，另一端与待退火的铌线相连；
所述机械支架用于固定放置所述真空腔；
所述机械泵用于对所述真空腔抽真空；
所述分子泵用于对所述真空腔抽真空；
所述电阻规设置在所述真空腔上，用于探测所述机械泵运行期间所述真空腔的真空度；
所述电离规设置在所述真空泵上，用于探测所述分子泵运行期间所述真空腔的真空度；
所述电阻规示数表与所述电阻规相连，用于显示所述电阻规探测到的真空度的数值；
所述电离规示数表与所述电离规相连，用于显示所述电离规探测到的真空度的数值；
所述转速表与所述分子泵相连，用于显示所述分子泵的转速；
所述稳压直流电源与所述真空腔上的正负电极相连，用于提供铌线退火所需的稳压电流。
于本发明一实施例中，所述真空腔的腔壁上设置有观察窗，用于观察铌线在退火过程中的亮度及是否熔断；所述真空腔的底部设有隔离层，用于隔离所述分子泵和所述机械泵。
同时，本发明提供一种基于超导连接的轴向梯度计的制造方法，应用上述的基于超导连接的轴向梯度计的制造装置，包括以下步骤：
确定轴向梯度计的阶数、基线以及半径大小；
根据所述轴向梯度计的阶数、基线以及半径大小加工所述轴向梯度计的骨架；
在所述轴向梯度计的骨架上绕制梯度线圈；
将SQUID芯片固定在所述轴向梯度计的骨架上；
将所述梯度线圈的头部双绞至距离所述SQUID芯片1mm处，并涂覆增强型双组份环氧胶；
去除所述梯度线圈头部上的增强型双组份环氧胶；
在去除增强型双组份环氧胶的所述梯度线圈头部，刮拭出一与所述SQUID芯片平面相平行的光滑平面；
对铌线进行预处理；
将预处理后的铌线放入真空腔；
采用机械泵和分子泵对所述真空腔抽真空；
对预处理后的铌线进行退火；
将退火后的铌线分别超声键合在SQUID芯片和梯度线圈上，以实现所述SQUID芯片和所述梯度线圈之间的超导连接。
于本发明一实施例中，将SQUID芯片固定在所述轴向梯度计的骨架上包括以下步骤：
用酒精将所述轴向梯度计的骨架清洁干净，涂覆一层低温胶；
将所述SQUID芯片压合在所述低温胶上，并在常温下放置5-6小时来实现固化，从而将所述SQUID芯片和所述梯度线圈均固定在所述轴向梯度计的骨架上。
于本发明一实施例中，将所述梯度线圈的头部双绞至距离所述SQUID芯片1mm处，并涂覆增强型双组份环氧胶时，包括以下步骤：
将所述梯度线圈头部双绞至距离所述SQUID芯片1mm处并固定，再用增强型双组份环氧胶涂覆在所述梯度线圈头部，涂覆厚度为0.5-1mm；
将处理好的梯度线圈水平放置在湿度小于22.1％的室温干燥环境中10-12小时以实现固化。
于本发明一实施例中，采用机械泵和分子泵对所述真空腔抽真空包括以下步骤：
关闭所述真空腔顶部的盖板，打开机械泵，待电阻规示数表示数为1*10-1Pa时，再打开分子泵，直至所述电离规示数表示数为1*10-4Pa。
于本发明一实施例中，对预处理后的铌线进行退火包括以下步骤：
打开稳压直流电源，在4-5分钟内将电流调节到0.17A；
持续退火50-60分钟后，在4-5分钟内，缓缓将电流从0.17A降低至0A。
于本发明一实施例中，采用Bonding机进行铌线键合，所述Bonding机的功率参数设置为375，时间参数为80ms。
于本发明一实施例中，还包括将制作好的轴向梯度计放置在液氦中进行测试，并根据获得的测试I-Ф曲线、频域噪声谱来判断该轴向梯度计是否合格。
如上所述，本发明的基于超导连接的轴向梯度计的制造装置及方法，具有以下有益效果：
(1)通过退火得到硬度为80kgf·mm-2的超导铌线，利用Bonding机对此超导铌线进行超声键合，即可实现SQUID芯片与轴向梯度线圈的超导连接，从而制成一体式轴向梯度计；
(2)制造的一体式轴向梯度计的SQUID芯片与梯度线圈之间的距离可缩短至10mm内，磁通噪声可低至6μФ0/√Hz，显著地增加了使用该轴向梯度计的心磁图仪的有效运行时间，适用于更多通道的心磁图仪甚至脑磁系统中；
(3)克服了现有轴向梯度计制造过程中使用螺母压合带来的问题，避免了制造时SQUID芯片的损坏。
附图说明
图1显示为本发明的铌线退火设备于一实施例中的结构示意图；
图2显示为本发明的基于超导连接的轴向梯度计的制造方法于一实施例中的流程图；
图3显示为本发明的基于超导连接的轴向梯度计的制造方法中涂胶、去胶、刮线、超声键合工艺的示意图；
图4显示为基于超导连接的一体式轴向梯度计的原理示意图；
图5显示为本发明的一体式轴向梯度计的测试I-Ф曲线图；
图6显示为本发明的一体式轴向梯度计的测试磁通噪声及磁场噪声示意图。
元件标号说明
101 真空腔
1011 正负电极
1012 进气口
1013 观察窗
1014 隔离层
102 机械支架
103 机械泵
104 分子泵
105 电阻规
106 电离规
107 电阻规示数表
108 电离规示数表
109 转速表
110 稳压直流电源
20 铌线
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士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及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明中所涉及的轴向梯度计包括SQUID芯片和梯度线圈。本发明的基于超导连接的轴向梯度计的制造装置包括铌线退火设备和铌线键合设备。所述铌线退火设备用于对铌线进行退火操作；所述铌线键合设备用于将退火后的铌线分别超声键合在SQUID芯片和梯度线圈上，以实现所述SQUID芯片和所述梯度线圈之间的超导连接。
如图1所示，所述铌线退火设备包括真空腔101、机械支架102、机械泵103、分子泵104、电阻规105、电离规106、电阻规示数表107、电离规示数表108、转速表109和稳压直流电源110。
所述真空腔101的顶部设置有正负电极1011，腔壁上设置有进气口1012；所述正负电极1011的一端与所述稳压直流电源110的输出端相连，另一端与待退火的铌线20相连；
具体地，所述进气口1012用于平衡内外气压差，以及取出退火后的铌线20。
优选地，所述真空腔101的腔壁上设置有观察窗1013，以观察铌线20在退火过程中的亮度及是否熔断。
优选地，所述真空腔101的底部设有隔离层1014，用于隔离所述分子泵104和所述机械泵103。其中，所述隔离层1014仅在必要的时候隔离分子泵104和机械泵103，并不需要一直隔离所述分子泵104和所述机械泵103。
所述机械支架102用于固定放置所述真空腔101。
所述机械泵103用于对所述真空腔101抽真空。其中，所述机械泵103对所述真空腔101前期抽真空。
所述分子泵104用于对所述真空腔101抽真空。其中，所述分子泵104在后期对所述真空泵101后期深度抽真空。
所述电阻规105设置在所述真空腔101上，用于探测所述机械泵103运行期间所述真空腔101的真空度。
所述电离规106设置在所述真空泵101上，用于探测所述分子泵104运行期间所述真空腔101的真空度。
所述电阻规示数表107与所述电阻规105相连，用于显示所述电阻规105探测到的真空度的数值。
所述电离规示数表108与所述电离规106相连，用于显示所述电离规106探测到的真空度的数值。
所述转速表109与所述分子泵104相连，用于显示所述分子泵104的转速。
所述稳压直流电源110与所述真空腔101上的正负电极1011相连，用于提供铌线20退火所需的稳压电流。
所述铌线键合设备用于将退货后的铌线分别超声键合在SQUID芯片和梯度线圈上，以实现所述SQUID芯片和所述梯度线圈之间的超导连接。优选地，本发明中所述铌线键合设备采用Bonding机(引线接合器)如WEST-BOND 7476E。
本发明的基于超导连接的轴向梯度计的制造方法应用于上述基于超导连接的轴向梯度计的制造装置，所述基于超导连接的轴向梯度计的制造方法包括以下步骤：
(1)确定轴向梯度计的阶数、基线以及半径大小。
具体地，对于应用于心磁图仪的轴向梯度计，首先评估心磁图仪待安装区域的磁场环境特征，再根据系统的性能要求确定轴向梯度计的阶数、基线以及半径大小。
(2)根据所述轴向梯度计的阶数、基线以及半径大小加工所述轴向梯度计的骨架。
具体地，选择可加工陶瓷或者玻璃纤维增强型环氧树脂为待加工材料，根据所需轴向梯度计阶数、基线和半径的不同要求，在待加工骨架上刻出相应开槽，开槽深度为0.2mm，倒角为60度。
(3)在所述轴向梯度计的骨架上绕制梯度线圈。
具体地，选择直径为75μm纯度为99.8％的铌线，在加工好的轴向梯度计骨架的开槽内绕制梯度线圈。其中，绕制前需测量铌线总电阻，绕制过程中需避免铌线打结，且双绞线要紧密，绕制完成后再次测量铌线总电阻，以判断所述梯度绕圈是否断开或短路。
(4)将SQUID芯片固定在所述轴向梯度计的骨架上。
具体地，用酒精将所述轴向梯度计的骨架清洁干净，涂覆一层低温胶，如LakeShore IMI7031Varnish，再将SQUID芯片压合在所述低温胶上，并在常温下放置5-6小时来实现固化，从而将所述SQUID芯片和所述梯度线圈均固定在所述轴向梯度计的骨架上。
(5)将所述梯度线圈的头部双绞至距离所述SQUID芯片1mm处，并涂覆增强型双组份环氧胶。
具体地，将所述梯度线圈头部双绞至距离所述SQUID芯片1mm处并固定，再用增强型双组份环氧胶，如UHU plus 300kg，涂覆在所述梯度线圈头部，涂覆厚度为0.5-1mm，以覆盖所述梯度线圈的铌线为宜。最后将处理好的梯度线圈水平放置在湿度小于22.1％的室温干燥环境中10-12小时以实现固化。
(6)去除所述梯度线圈头部上的增强型双组份环氧胶。
具体地，在显微镜下用少量酒精擦拭所述梯度线圈上固化后的增强型双组份环氧胶，待其软化后，用小刀除去所述梯度线圈线头上的增强型双组份环氧胶。
(7)在去除增强型双组份环氧胶的所述梯度线圈头部，刮拭出一与所述SQUID芯片平面相平行的光滑平面。
具体地，在显微镜下用小刀和镊子轻轻刮拭裸露出来的所述梯度线圈的头部，使所述梯度线圈的头部出现一个60-75μm宽的光滑平面，且此平面要和SQUID芯片平面平行。
(8)对铌线进行预处理。
具体地，将一段长约1m、直径为25μm、纯度为99.8％的铌线放入纯度为98％的浓硫酸中浸泡5-8分钟，待铌线表面的聚酰亚胺绝缘层完全脱落后，用清水浸泡，最后风干备用。
(9)将预处理后的铌线放入真空腔。
具体地，采用铜线绕制一个重0.5g的多匝线圈作为坠物，将穿有坠物的铌线两端固定在真空腔顶部的正负电极上。需要注意的是，操作过程中要避免铌线缠绕在一起。
(10)采用机械泵和分子泵对所述真空腔抽真空。
具体地，关闭所述真空腔顶部的盖板，首先打开机械泵，待电阻规示数表示数为1*10-1Pa时，再打开分子泵，分子泵运行3-4小时后，待电离规示数表示数为1*10-4Pa时，表示此时真空腔内真空度满足要求。
(11)对预处理后的铌线进行退火。
具体地，打开稳压直流电源，在4-5分钟内将电流调节到0.17A，可观察到铌线发出耀眼的亮白色光芒，其温度估计值为2200摄氏度。持续退火50-60分钟后，在4-5分钟内，缓缓将电流从0.17A降低至0A。关闭分子泵，待转速表为0时，关闭机械泵。将退火后的铌线放在真空腔中静置30分钟左右，待其冷却后取出。
(12)将退火后的铌线分别超声键合在SQUID芯片和梯度线圈上，以实现所述SQUID芯片和所述梯度线圈之间的超导连接。
具体地，将待超导连接的SQUID芯片和梯度线圈水平放置在Bonding机的操作台上，将Bonding机的功率参数设置为375，时间参数设置为80ms。将退火后的铌线分别超声键合在所述梯度线圈头部的光滑平面和所述SQUID芯片上。至此，基于超导连接的一体式梯度计模块制作完成。
最后，将制作好的轴向梯度计放置在液氦中，连接好测试电路，根据获得的测试I-Ф曲线、频域噪声谱来判断该轴向梯度计是否合格。
下面结合具体实施方式和附图对本发明的基于超导连接的轴向梯度计的制造方法作进一步的阐述，但本发明绝非仅局限于实施例。
如图2和图3所示，以一体式一阶轴向梯度计的制造方法为例，其具体包括以下步骤：
1)取1m长的California Fine Wire公司生产的、直径为75μm纯度为99.8％的铌线，测量两端电阻为162.7Ω，将铌线绕至加工好的轴向梯度计骨架(玻璃纤维增强型环氧树脂)上，轴向梯度计骨架的槽深0.2mm、倒角为60度、直径为18mm、基线为70mm，绕制完毕后，再次测量电阻为162.7Ω，两次测量的电阻值相等即可进行下一步；
2)取0.5g型号为LakeShore IMI 7031Varnish低温胶，均匀涂覆在轴向梯度计骨架前端开槽内，将SQUID芯片压合在低温胶上，常温下放置5-6小时后等待固化；
3)如图4所示，将梯度线圈头部双绞至距离SQUID芯片1mm处，并固定，用增强型双组份环氧胶(UHU plus 300kg)涂覆在梯度线圈头部，涂覆厚度1mm，将处理好的模块水平放置在湿度为22％的干燥环境中12小时，等待固化；
4)在显微镜下，用少量酒精擦拭固化后的增强型双组份环氧胶，待其软化后，用小刀除去梯度线圈线头上的环氧胶；
5)在显微镜下，用小刀和镊子轻轻刮拭裸露出来的梯度线圈头部，使梯度线圈头部出现一个约75μm宽的光滑平面，刮出的平面与SQUID芯片平面平行；
6)选取一段长约1m、直径为25μm、纯度为99.8％的铌线，放入纯度为98％的浓硫酸中浸泡5-8分钟，待铌线表面的聚酰亚胺绝缘层完全脱落后，用清水浸泡，最后风干备用；
7)用铜线绕制一个重0.5g的多匝线圈作为坠物，将穿有坠物的铌线两端固定在真空腔顶部的两个电极上；
8)关闭真空腔顶部盖板，抽真空腔真空至1*10-4Pa；
9)打开稳压直流电源，在4-5分钟内将电流调节到0.17A，持续退火50-60分钟后，在4-5分钟内，缓缓将电流从0.17A降低至0A，将退火后的铌线放在真空腔中静置30分钟左右，待其冷却后取出；
10)将待超导连接的模块水平放置在Bonding机的操作台上，将Bonding机的功率参数设置为375、时间参数设置为80ms。将退火后的铌线分别超声键合在刮好的75μm铌线和SQUID芯片上。其中SQUID芯片到梯度线圈的距离为7mm、基线为70mm、直径为18mm；
11)将制作完成的轴向梯度计放入无磁杜瓦中，灌输液氦至杜瓦，使轴向梯度计工作在4.2K温度中，利用电压偏置直读电路进行性能测试，测试的I-Ф曲线在示波器上显示为一条如图5所示的近似正弦波的光滑曲线；利用频谱分析仪测量轴向梯度计的磁通噪声、磁场噪声，如图6所示，所制造的轴向梯度计的磁通噪声为6.5μФ0/√Hz，磁场噪声为3.5fT/√Hz，对应的梯度灵敏度为0.5fT/(cm·√Hz)，完全满足心磁图仪的要求。
需要说明的上，本发明的基于超导连接的轴向梯度计的制造装置及方法不仅适用于不同阶数、直径、基线的轴向梯度计，还适用于任何两个超导组件之间的连接。
综上所述，本发明的基于超导连接的轴向梯度计的制造装置及方法通过退火得到硬度为80kgf·mm-2的超导铌线，利用Bonding机对此超导铌线进行超声键合，即可实现SQUID芯片与轴向梯度线圈的超导连接，从而制成一体式轴向梯度计；制造的一体式轴向梯度计的SQUID芯片与梯度线圈之间的距离可缩短至10mm内，磁通噪声可低至6μФ0/√Hz，显著地增加了使用该轴向梯度计的心磁图仪的有效运行时间，适用于更多通道的心磁图仪甚至脑磁系统中；克服了现有轴向梯度计制造过程中使用螺母压合带来的问题，避免了制造时SQUID芯片的损坏。所以，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 (9)

1.一种基于超导连接的轴向梯度计的制造装置，其特征在于：所述轴向梯度计包括SQUID芯片和梯度线圈，所述制造装置包括铌线退火设备和铌线键合设备；所述铌线退火设备用于对铌线进行退火操作；所述铌线键合设备用于将退火后的铌线分别超声键合在所述SQUID芯片和所述梯度线圈上，以实现所述SQUID芯片和所述梯度线圈之间的超导连接；
所述铌线退火设备包括真空腔、机械支架、机械泵、分子泵、电阻规、电离规、电阻规示数表、电离规示数表、转速表和稳压直流电源；
所述真空腔的顶部设置有正负电极，腔壁上设置有进气口；所述正负电极的一端与所述稳压直流电源的输出端相连，另一端与待退火的铌线相连；
所述机械支架用于固定放置所述真空腔；
所述机械泵用于对所述真空腔抽真空；
所述分子泵用于对所述真空腔抽真空；
所述电阻规设置在所述真空腔上，用于探测所述机械泵运行期间所述真空腔的真空度；
所述电离规设置在所述真空泵上，用于探测所述分子泵运行期间所述真空腔的真空度；
所述电阻规示数表与所述电阻规相连，用于显示所述电阻规探测到的真空度的数值；
所述电离规示数表与所述电离规相连，用于显示所述电离规探测到的真空度的数值；
所述转速表与所述分子泵相连，用于显示所述分子泵的转速；
所述稳压直流电源与所述真空腔上的正负电极相连，用于提供铌线退火所需的稳压电流。
2.根据权利要求1所述的基于超导连接的轴向梯度计的制造装置，其特征在于：所述真空腔的腔壁上设置有观察窗，用于观察铌线在退火过程中的亮度及是否熔断；所述真空腔的底部设有隔离层，用于隔离所述分子泵和所述机械泵。
3.一种基于超导连接的轴向梯度计的制造方法，应用权利要求1-2之一所述的基于超导连接的轴向梯度计的制造装置，其特征在于：包括以下步骤：
确定轴向梯度计的阶数、基线以及半径大小；
根据所述轴向梯度计的阶数、基线以及半径大小加工所述轴向梯度计的骨架；
在所述轴向梯度计的骨架上绕制梯度线圈；
将SQUID芯片固定在所述轴向梯度计的骨架上；
将所述梯度线圈的头部双绞至距离所述SQUID芯片1mm处，并涂覆增强型双组份环氧胶；去除所述梯度线圈头部上的增强型双组份环氧胶；
在去除增强型双组份环氧胶的所述梯度线圈头部，刮拭出一与所述SQUID芯片平面相平行的光滑平面；
对铌线进行预处理；
将预处理后的铌线放入真空腔；
采用机械泵和分子泵对所述真空腔抽真空；
对预处理后的铌线进行退火；
将退火后的铌线分别超声键合在SQUID芯片和梯度线圈上，以实现所述SQUID芯片和所述梯度线圈之间的超导连接。
4.根据权利要求3所述的基于超导连接的轴向梯度计的制造方法，其特征在于：将SQUID芯片固定在所述轴向梯度计的骨架上包括以下步骤：
用酒精将所述轴向梯度计的骨架清洁干净，涂覆一层低温胶；
将所述SQUID芯片压合在所述低温胶上，并在常温下放置5-6小时来实现固化，从而将所述SQUID芯片和所述梯度线圈均固定在所述轴向梯度计的骨架上。
5.根据权利要求3所述的基于超导连接的轴向梯度计的制造方法，其特征在于：将所述梯度线圈的头部双绞至距离所述SQUID芯片1mm处，并涂覆增强型双组份环氧胶时，包括以下步骤：
将所述梯度线圈头部双绞至距离所述SQUID芯片1mm处并固定，再用增强型双组份环氧胶涂覆在所述梯度线圈头部，涂覆厚度为0.5-1mm；
将处理好的梯度线圈水平放置在湿度小于22.1％的室温干燥环境中10-12小时以实现固化。
6.根据权利要求3所述的基于超导连接的轴向梯度计的制造方法，其特征在于：采用机械泵和分子泵对所述真空腔抽真空包括以下步骤：
关闭所述真空腔顶部的盖板，打开机械泵，待电阻规示数表示数为1*10-1Pa时，再打开分子泵，直至所述电离规示数表示数为1*10-4Pa。
7.根据权利要求3所述的基于超导连接的轴向梯度计的制造方法，其特征在于：对预处理后的铌线进行退火包括以下步骤：
打开稳压直流电源，在4-5分钟内将电流调节到0.17A；
持续退火50-60分钟后，在4-5分钟内，缓缓将电流从0.17A降低至0A。
8.根据权利要求3所述的基于超导连接的轴向梯度计的制造方法，其特征在于：采用Bonding机进行铌线键合，所述Bonding机的功率参数设置为375，时间参数为80ms。
9.根据权利要求3所述的基于超导连接的轴向梯度计的制造方法，其特征在于：还包括将制作好的轴向梯度计放置在液氦中进行测试，并根据获得的测试I-Ф曲线、频域噪声谱来判断该轴向梯度计是否合格。
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