CN114879100A - 梯度磁力计、磁场检测方法及存储介质 - Google Patents
梯度磁力计、磁场检测方法及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114879100A CN114879100A CN202210556569.0A CN202210556569A CN114879100A CN 114879100 A CN114879100 A CN 114879100A CN 202210556569 A CN202210556569 A CN 202210556569A CN 114879100 A CN114879100 A CN 114879100A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnetic sensor
- color center
- center magnetic
- magnetic field
- fluorescence
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 159
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 33
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 27
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 14
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005358 geomagnetic field Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/022—Measuring gradient
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
本发明公开了一种梯度磁力计、磁场检测方法及存储介质,梯度磁力计包括至少两个NV色心磁传感器探头,至少两个NV色心磁传感器探头呈线型、面型或立体型布置;控制装置,控制装置分别与各NV色心磁传感器探头连接,用于向NV色心磁传感器探头提供激励,以使NV色心磁传感器探头产生荧光电信号,以及采集荧光电信号,并根据荧光电信号和至少两个NV色心磁传感器探头的位置信息,得到至少两个NV色心磁传感器探头所在空间的磁场梯度。该梯度磁力计可同步测量磁场强度和磁场梯度,以更加全面的测量磁场环境,为针对磁场环境的研究提供更多数据,且具有磁场测量的准确性高、体积小、重量轻的优点。
Description
技术领域
本发明涉及磁力计领域,尤其涉及一种梯度磁力计、磁场检测方法及存储介质。
背景技术
磁测量技术可用于测量地磁场异常,为地磁测量、磁异常目标检测、矿物探测、地质分析和监测等工作提供重要的参考工具。相关技术中,常用磁传感器测量地磁场,如磁通门、TMR(Tunneling Magneto Resistive,隧道式磁阻)、光泵磁力计等。但是这些磁力计体积、重量较大,功耗较高,精度较低,在实际使用中存在一定的限制。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种梯度磁力计,可全面的测量磁场环境,为针对磁场环境的研究提供更多数据,且具有测量精准、体积小、重量轻的优点。
本发明的第二个目的在于提出一种磁场检测方法。
本发明的第三个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
为达到上述目的,本发明第一方面实施例提出了一种梯度磁力计,其特征在于,包括:至少两个NV色心磁传感器探头,所述至少两个NV色心磁传感器探头呈线型、面型或立体型布置;控制装置,所述控制装置分别与各所述NV色心磁传感器探头连接,用于向所述NV色心磁传感器探头提供激励,以使所述NV色心磁传感器探头产生荧光电信号,以及采集所述荧光电信号,并根据所述荧光电信号和至少两个所述NV色心磁传感器探头的位置信息,得到至少两个所述NV色心磁传感器探头所在空间的磁场梯度。
根据本发明实施例的梯度磁力计,同步测量磁场强度和磁场梯度,以更加全面的测量磁场环境,为针对磁场环境的研究提供更多数据,且多探头测量可在一定程度上抵消误差,降低磁场空间均匀性对测量的影响,提高磁场测量的准确性,还具有体积小、重量轻的优点。
另外,根据本发明上述实施例提出的梯度磁力计还可以具有如下附加的技术特征:
根据本发明的一个实施例,所述控制装置包括:激励设备,所述激励设备分别与各所述NV色心磁传感器探头连接,用于向所述NV色心磁传感器探头提供激励,以使所述NV色心磁传感器探头产生所述荧光电信号;采集设备,分别与各所述NV色心磁传感器探头连接,用于采集所述荧光电信号;主控设备,所述主控设备分别与所述激励设备和所述采集设备连接,用于控制所述激励设备向所述NV色心磁传感器探头提供激励,以及接收所述荧光电信号,并根据所述荧光电信号和至少两个所述NV色心磁传感器探头的位置信息,计算至少两个所述NV色心磁传感器探头所在空间的磁场梯度。
根据本发明的一个实施例,所述激励设备包括:激光器电流源,所述激光器电流源分别与各所述NV色心磁传感器探头连接,用于向所述NV色心磁传感器探头提供驱动电流;微波发生器,所述微波发生器分别与各所述NV色心磁传感器探头连接,用于向所述NV色心磁传感器探头提供微波信号;其中,所述主控设备分别与所述激光器电流源和所述微波发生器连接,用于控制所述激光器电流源产生所述驱动电流,以及控制所述微波发生器产生所述微波信号。
根据本发明的一个实施例,所述NV色心磁传感器探头包括:激光二极管,所述激光二极管与所述激光器电流源连接,用于在所述驱动电流的作用下产生激光信号,并将所述激光信号提供给NV色心金刚石;微波天线,所述微波天线与微波发生器连接,用于将所述微波信号传输到所述NV色心金刚石上;所述NV色心金刚石,用于在所述激光信号和所述微波信号的激励下,产生荧光信号;光电转换器,用于将所述荧光信号转换为所述荧光电信号。
根据本发明的一个实施例,所述NV色心磁传感器探头还包括:光学镜片,所述光学镜片设置在所述激光二极管和所述NV色心金刚石之间,用于将所述激光信号聚焦到所述NV色心金刚石上。
根据本发明的一个实施例,所述NV色心磁传感器探头还包括:荧光收集光路,所述荧光收集光路设置在所述NV色心金刚石和所述光电转换器之间,用于收集所述荧光信号,并将收集后的荧光信号传输到所述光电转换器上。
根据本发明的一个实施例,所述NV色心磁传感器探头的数量为两个或三个时,所述至少两个NV色心磁传感器探头呈线型布置。
根据本发明的一个实施例,至少两个所述NV色心磁传感器探头设在一个综合体内,并按照预设布局方式固定布置。
为达到上述目的,本发明第二方面实施例提出了一种磁场检测方法,所述方法用于如本发明第一方面实施例提出的梯度磁力计,所述方法包括:向所述梯度磁力计中的NV色心磁传感器探头提供激励,以使所述NV色心磁传感器探头产生荧光电信号;采集所述荧光电信号,并获取所述梯度磁力计中的NV色心磁传感器探头的位置信息;根据所述荧光电信号和所述位置信息,得到所述梯度磁力计所在环境的磁场梯度。
为达到上述目的,本发明第三方面实施例提出了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现如本发明第一方面实施例提出的磁场检测方法。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明一个实施例的梯度磁力计的原理图;
图2是本发明一个实施例的两个NV色心磁传感器探头呈线型分布的示意图;
图3是本发明一个实施例的三个NV色心磁传感器探头呈线型分布的示意图;
图4是本发明一个实施例的五个NV色心磁传感器探头呈面型分布的示意图;
图5是本发明一个实施例的四个NV色心磁传感器探头呈立体型分布的示意图;
图6是本发明一个实施例的七个NV色心磁传感器探头呈立体型分布的示意图;
图7是本发明一个实施例的磁场检测方法的流程图。
标号说明:
10、NV色心磁传感器探头;11、激光二极管;12、微波天线;13、光学镜片;14、NV色心金刚石;15、荧光收集光路;16、光电转换器;20、控制装置;21、激励设备;22、采集设备;23、主控设备;24、激光器电流源;25、微波发生器。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面将结合说明书附图1-7以及具体的实施方式对本发明实施例的梯度磁力计、磁场检测方法及存储介质进行详细地说明。
在具体描述本申请实施例之前,为了便于理解,首先对NV色心进行介绍:NV(nitroge n-vacancy center,氮空穴)色心为是金刚石中的一种发光点缺陷。一个氮原子取代金刚石中的碳原子,并且在临近位有一个空位,这样的点缺陷被称为NV色心。NV色心在激光的泵浦下会表现出较强的荧光,且荧光表现稳定。
图1是本发明一个实施例的梯度磁力计的原理图。如图1所示,梯度磁力计100包括至少两个NV色心磁传感器探头10和控制装置20。至少两个NV色心磁传感器探头10呈线型、面型或立体型布置;控制装置20分别与各NV色心磁传感器探头10连接,用于向NV色心磁传感器探头10提供激励,以使NV色心磁传感器探头10产生荧光电信号,以及采集荧光电信号,并根据荧光电信号和至少两个NV色心磁传感器探头10的位置信息,得到至少两个NV色心磁传感器探头10所在空间的磁场梯度。
具体地,如图2所示,在至少两个NV色心磁传感器探头10呈线型布置时,NV色心磁传感器探头10的数量至少为两个。可检测NV色心磁传感器探头10所在直线,NV色心磁传感器探头10位置处的磁场强度,以获得NV色心磁传感器探头10所在直线的磁场梯度。
具体地,如图4所示,在至少两个NV色心磁传感器探头10呈面型布置时,NV色心磁传感器探头10的数量至少为五个。可检测NV色心磁传感器探头10所在平面,NV色心磁传感器探头10位置处的磁场强度,以获得NV色心磁传感器探头10所在平面的磁场梯度。
具体地,如图5所示,在至少两个NV色心磁传感器探头10呈立体型布置时,NV色心磁传感器探头10的数量至少为四个,可检测NV色心磁传感器探头10所在空间,NV色心磁传感器探头10位置处的磁场强度。以获得NV色心磁传感器探头10所在空间的磁场梯度。
在本发明的实施例中,至少两个NV色心磁传感器探头10的分布,可以根据实际需求进行设布置,以检测目标区域的磁场梯度。
在本发明的实施例中,至少两个所述NV色心磁传感器探头10可设在一个综合体内,并按照预设布局方式固定布置。
具体地,将至少两个所述NV色心磁传感器探头10按照预设布局方式固定布置设在一个综合体内,作为一个综合体探头,便于使用,且所述NV色心磁传感器探头10位置间距固定,可以提高磁场梯度的测量精准度。
作为一具体实施方式,如图2和图3所示,NV色心磁传感器探头10的数量为两个或三个时,至少两个NV色心磁传感器探头10呈线型布置,可测量NV色心磁传感器探头10所在直线的磁场梯度。
作为一具体实施方式,如图4所示,NV色心磁传感器探头10的数量为五个时,至少两个NV色心磁传感器探头10呈面型布置,其中,四个NV色心磁传感器探头10连线组成正方形的,一个NV色心磁传感器探头10设置在正方形的中心,可测量NV色心磁传感器探头10所在平面的磁场梯度。
作为一具体实施方式,如图5所示,NV色心磁传感器探头10的数量为四个时,至少两个NV色心磁传感器探头10呈立体型布置,其中,四个NV色心磁传感器探头10的连线组成正四面体的,可测量NV色心磁传感器探头10所在立体空间的磁场梯度。
作为一具体实施方式,如图6所示,NV色心磁传感器探头10的数量为七个时,至少两个NV色心磁传感器探头10呈立体型布置,其中,六个NV色心磁传感器探头10的连线组成正八面体,一个NV色心磁传感器探头10设置在正八面体的中心。采用上述布置方式,能够探测小空间中,一维(一条线上有3个探头)、二维(一个面上有5个探头)和三维(立体空间,至少4个探头)的磁场梯度。其中,一条线上有3个探头测得的磁场梯度精度优于一条线上有2个探头测得的磁场梯度精度。
在本发明的实施例中,如图1所示,控制装置20可包括激励设备21、采集设备22和主控设备23。其中,激励设备21分别与各NV色心磁传感器探头10连接,用于向NV色心磁传感器探头10提供激励,以使NV色心磁传感器探头10产生荧光电信号;采集设备22分别与各NV色心磁传感器探头10连接,用于采集荧光电信号;主控设备23分别与激励设备21和采集设备22连接,用于控制激励设备21向NV色心磁传感器探头10提供激励,以及接收荧光电信号,并根据荧光电信号和至少两个NV色心磁传感器探头10的位置信息,计算至少两个NV色心磁传感器探头10所在空间的磁场梯度。
在该实施例中,如图1所示,激励设备21可包括激光器电流源24和微波发生器25。激光器电流源24分别与各NV色心磁传感器探头10连接,用于向NV色心磁传感器探头10提供驱动电流;微波发生器25分别与各NV色心磁传感器探头10连接,用于向NV色心磁传感器探头10提供微波信号;其中,主控设备23分别与激光器电流源24和微波发生器25连接,用于控制激光器电流源24产生驱动电流,以及控制微波发生器25产生微波信号。
在本发明的实施例中,NV色心磁传感器探头10可包括激光二极管11、微波天线12、NV色心金刚石14和光电转换器16。激光二极管11与激光器电流源24连接,用于在驱动电流的作用下产生激光信号,并将激光信号提供给NV色心金刚石14;微波天线12与微波发生器25连接,用于将微波信号传输到NV色心金刚石14上;NV色心金刚石14用于在激光信号和微波信号的激励下,产生荧光信号;光电转换器16用于将荧光信号转换为荧光电信号。
在该实施例中,NV色心磁传感器探头10还可包括光学镜片13。光学镜片13设置在激光二极管11和NV色心金刚石14之间,用于将激光信号聚焦到NV色心金刚石14上。
在该实施例中,NV色心磁传感器探头10还可包括荧光收集光路15。荧光收集光路15设置在NV色心金刚石14和光电转换器16之间,用于收集荧光信号,并将收集后的荧光信号传输到光电转换器16上。
需要说明的是,NV色心磁传感器探头10中的NV色心金刚石14受到激光和微波激励后,会发出荧光。其中,荧光的强度与外磁场有关。NV色心磁传感器探头10具有灵敏度高、稳定性强、可在常温下直接工作的优势。
下面对利用梯度磁力计计算磁场梯度的工作过程进行介绍:
首先将多个NV色心磁传感器探头10按照需求布置在目标空间环境,或者将综合体探头按照需求布置在目标空间环境。然后控制主控设备23开启激励设备21,以使激励设备21向各NV色心磁传感器探头10提供激励。激光器电流源24向各NV色心磁传感器探头10提供驱动电流,微波发生器25向各NV色心磁传感器探头10提供微波信号。各NV色心磁传感器探头10的激光二极管11接收激光器电流源24提供的驱动电流,在驱动电流的作用下产生激光信号,利用光学镜片13将激光二极管11产生激光信号聚焦到NV色心金刚石14上。各NV色心磁传感器探头10的微波天线12接收微波发生器25提供的微波信号,并将微波信号传输到NV色心金刚石14上。NV色心金刚石14在激光信号和微波信号的激励下,产生荧光信号。荧光收集光路15收集NV色心金刚石14产生的荧光信号,并将收集后的荧光信号传输到光电转换器16上,光电转换器16将荧光信号转换为荧光电信号。采集设备22采集各NV色心磁传感器探头10产生的荧光电信号,计算各NV色心磁传感器探头10处的磁场强度。主控设备23获取各NV色心磁传感器探头10的位置信息,以计算各NV色心磁传感器探头10之间的距离信息。主控设备23在计算NV色心磁传感器探头10所在空间的磁场梯度时,将相邻两个NV色心磁传感器探头10测量的磁场强度相减,除以相邻两个NV色心磁传感器探头10之间的相对距离,以得到NV色心磁传感器探头10所在空间的磁场梯度。
其中,根据NV色心磁传感器探头10产生的荧光电信号计算磁场强度,具体地为,采集设备22采集NV色心磁传感器探头10产生的荧光电信号的电压值,主控设备23将电压值乘以预设标定系数,计算得到NV色心磁传感器探头10处的磁场强度。
在本发明的实施例中,获取的相邻两个NV色心磁传感器探头10之间的相对距离,可为布置NV色心磁传感器探头10时记录的相邻两个NV色心磁传感器探头10之间的相对距离。
本发明实施例的梯度磁力计,同步测量磁场强度和磁场梯度,以更加全面的测量磁场环境,为针对磁场环境的研究提供更多数据,且多探头测量可在一定程度上抵消误差,降低磁场空间均匀性对测量的影响,提高磁场测量的准确性,还具有体积小、重量轻的优点。
本发明还提出了一种磁场检测方法。
本发明实施例的磁场检测方法用于上述梯度磁力计。
图7是本发明一个实施例的磁场检测方法的流程图。如图7所示,磁场检测方法可包括:
S1,向梯度磁力计中的NV色心磁传感器探头提供激励,以使NV色心磁传感器探头产生荧光电信号;
S2,采集荧光电信号,并获取梯度磁力计中的NV色心磁传感器探头的位置信息;
S3,根据荧光电信号和位置信息,得到梯度磁力计所在环境的磁场梯度。
需要说明的是,本发明实施例的磁场检测方法的其他具体实施方式可参见本发明上述实施例的梯度磁力计的具体实施方式。
本发明实施例的磁场检测方法,可同步测量磁场强度和磁场梯度,以更加全面的测量磁场环境,为针对磁场环境的研究提供更多数据,且多探头测量可在一定程度上抵消误差,降低磁场空间均匀性对测量的影响,提高磁场测量的准确性,还具有体积小、重量轻的优点。
本发明还提出了一种计算机可读存储介质。
在该实施例中,计算机可读存储介质上存储有计算机程序,计算机程序对应上述提出的磁场检测方法,其被处理器执行时,实现如上述提出的磁场检测方法。
需要说明的是,在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种梯度磁力计,其特征在于,包括:
至少两个NV色心磁传感器探头,所述至少两个NV色心磁传感器探头呈线型、面型或立体型布置;
控制装置,所述控制装置分别与各所述NV色心磁传感器探头连接,用于向所述NV色心磁传感器探头提供激励,以使所述NV色心磁传感器探头产生荧光电信号,以及采集所述荧光电信号,并根据所述荧光电信号和至少两个所述NV色心磁传感器探头的位置信息,得到至少两个所述NV色心磁传感器探头所在空间的磁场梯度。
2.根据权利要求1所述的梯度磁力计,其特征在于,所述控制装置包括:
激励设备,所述激励设备分别与各所述NV色心磁传感器探头连接,用于向所述NV色心磁传感器探头提供激励,以使所述NV色心磁传感器探头产生所述荧光电信号;
采集设备,分别与各所述NV色心磁传感器探头连接,用于采集所述荧光电信号;
主控设备,所述主控设备分别与所述激励设备和所述采集设备连接,用于控制所述激励设备向所述NV色心磁传感器探头提供激励,以及接收所述荧光电信号,并根据所述荧光电信号和至少两个所述NV色心磁传感器探头的位置信息,计算至少两个所述NV色心磁传感器探头所在空间的磁场梯度。
3.根据权利要求2所述的梯度磁力计,其特征在于,所述激励设备包括:
激光器电流源,所述激光器电流源分别与各所述NV色心磁传感器探头连接,用于向所述NV色心磁传感器探头提供驱动电流;
微波发生器,所述微波发生器分别与各所述NV色心磁传感器探头连接,用于向所述NV色心磁传感器探头提供微波信号;
其中,所述主控设备分别与所述激光器电流源和所述微波发生器连接,用于控制所述激光器电流源产生所述驱动电流,以及控制所述微波发生器产生所述微波信号。
4.根据权利要求3所述的梯度磁力计,其特征在于,所述NV色心磁传感器探头包括:
激光二极管,所述激光二极管与所述激光器电流源连接,用于在所述驱动电流的作用下产生激光信号,并将所述激光信号提供给NV色心金刚石;
微波天线,所述微波天线与微波发生器连接,用于将所述微波信号传输到所述NV色心金刚石上;
所述NV色心金刚石,用于在所述激光信号和所述微波信号的激励下,产生荧光信号;
光电转换器,用于将所述荧光信号转换为所述荧光电信号。
5.根据权利要求4所述的梯度磁力计,其特征在于,所述NV色心磁传感器探头还包括:
光学镜片,所述光学镜片设置在所述激光二极管和所述NV色心金刚石之间,用于将所述激光信号聚焦到所述NV色心金刚石上。
6.根据权利要求4所述的梯度磁力计,其特征在于,所述NV色心磁传感器探头还包括:
荧光收集光路,所述荧光收集光路设置在所述NV色心金刚石和所述光电转换器之间,用于收集所述荧光信号,并将收集后的荧光信号传输到所述光电转换器上。
7.根据权利要求1所述的梯度磁力计,其特征在于,所述NV色心磁传感器探头的数量为两个或三个时,所述至少两个NV色心磁传感器探头呈线型布置。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的梯度磁力计,其特征在于,至少两个所述NV色心磁传感器探头设在一个综合体内,并按照预设布局方式固定布置。
9.一种磁场检测方法,其特征在于,所述方法用于如权利要求1-8中任一项所述的梯度磁力计,所述方法包括:
向所述梯度磁力计中的NV色心磁传感器探头提供激励,以使所述NV色心磁传感器探头产生荧光电信号;
采集所述荧光电信号,并获取所述梯度磁力计中的NV色心磁传感器探头的位置信息;
根据所述荧光电信号和所述位置信息,得到所述梯度磁力计所在环境的磁场梯度。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求1-8中任一项所述的磁场检测方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210556569.0A CN114879100A (zh) | 2022-05-19 | 2022-05-19 | 梯度磁力计、磁场检测方法及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210556569.0A CN114879100A (zh) | 2022-05-19 | 2022-05-19 | 梯度磁力计、磁场检测方法及存储介质 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114879100A true CN114879100A (zh) | 2022-08-09 |
Family
ID=82677135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210556569.0A Pending CN114879100A (zh) | 2022-05-19 | 2022-05-19 | 梯度磁力计、磁场检测方法及存储介质 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114879100A (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114994006A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-09-02 | 安徽省国盛量子科技有限公司 | 基于nv色心传感技术的裂纹正交检测系统及检测方法 |
CN115774224A (zh) * | 2023-01-28 | 2023-03-10 | 合肥硅臻芯片技术有限公司 | 一种金刚石nv色心磁场传感器、探测模组及探测系统 |
CN118258432A (zh) * | 2024-05-30 | 2024-06-28 | 安徽省国盛量子科技有限公司 | 一种基于差分降噪的量子传感器、电流互感器及检测方法 |
-
2022
- 2022-05-19 CN CN202210556569.0A patent/CN114879100A/zh active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114994006A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-09-02 | 安徽省国盛量子科技有限公司 | 基于nv色心传感技术的裂纹正交检测系统及检测方法 |
CN114994006B (zh) * | 2022-07-20 | 2022-11-11 | 安徽省国盛量子科技有限公司 | 基于nv色心传感技术的裂纹正交检测系统及检测方法 |
CN115774224A (zh) * | 2023-01-28 | 2023-03-10 | 合肥硅臻芯片技术有限公司 | 一种金刚石nv色心磁场传感器、探测模组及探测系统 |
CN118258432A (zh) * | 2024-05-30 | 2024-06-28 | 安徽省国盛量子科技有限公司 | 一种基于差分降噪的量子传感器、电流互感器及检测方法 |
CN118258432B (zh) * | 2024-05-30 | 2024-08-23 | 安徽省国盛量子科技有限公司 | 一种基于差分降噪的量子传感器、电流互感器及检测方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN114879100A (zh) | 梯度磁力计、磁场检测方法及存储介质 | |
CN112789478B (zh) | 利用感应传感器和光学位移传感器的厚度测量 | |
CN113834801A (zh) | 金属无损探伤设备、方法及存储介质 | |
US8415949B2 (en) | Method and device for position determination of body matrix coils in MR systems | |
CN116113839A (zh) | 量子传感器 | |
US11221380B2 (en) | Method and apparatus for analyzing a sample volume comprising magnetic particles | |
CN109219756A (zh) | 传感器装置、用于校准传感器装置的方法和用于检测测量参量的方法 | |
US20150177191A1 (en) | High resolution eddy current array probe | |
JP5508910B2 (ja) | 磁気共鳴イメージング装置 | |
CN114200362B (zh) | 基于nv色心的芯片磁场检测方法及装置 | |
CN114062982A (zh) | 基于上位机的nv色心磁测量装置、磁测量方法、存储介质 | |
US9279872B2 (en) | Method for determining a set of B1 field maps | |
US7511485B2 (en) | Magnetic field measurement method and system | |
CN104142484B (zh) | 以两个共振频率的hf激励方法、采集mr数据的方法和设备 | |
CN113834963A (zh) | 基于nv色心传感器的电流检测装置、方法和存储介质 | |
CN114660512A (zh) | 基于金刚石nv色心探头的磁异常检测方法、介质、设备 | |
CN116593949B (zh) | 量子高速调控磁测量方法及系统 | |
CN217467142U (zh) | 梯度磁力计 | |
US7348773B2 (en) | Method and device for assessing ambient conditions of an installation site of a magnetic resonance imaging device | |
US7019518B2 (en) | Non-contacting apparatus and method for measurement of ferromagnetic metal thickness | |
CN114460505A (zh) | 一种用于微弱交变磁场量值传递的低噪声感应式磁强计 | |
CN114486979B (zh) | 获取样品未成对电子绝对自旋数目的方法 | |
US8378683B2 (en) | Hall effect current sensor | |
US7586305B2 (en) | Method for determining the absolute number of electron spins in a sample of extended size | |
RU2164028C2 (ru) | Способ измерения напряженности электромагнитного поля |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 230088 floor 1-4, zone a, building E2, phase II, innovation industrial park, No. 2800, innovation Avenue, high tech Zone, Hefei, Anhui Province Applicant after: Guoyi Quantum Technology (Hefei) Co.,Ltd. Address before: 230088 floor 1-4, zone a, building E2, phase II, innovation industrial park, No. 2800, innovation Avenue, high tech Zone, Hefei, Anhui Province Applicant before: Guoyi Quantum (Hefei) Technology Co.,Ltd. |
|
CB02 | Change of applicant information |