【摘要】：自古至今人們對(duì)磁場的應(yīng)用從未間斷,如今弱磁檢測技術(shù)在各行各業(yè)有著廣泛的應(yīng)用,包括生物醫(yī)學(xué)檢測、地理環(huán)境勘察、軍事反潛偵察、航空物探測磁等。磁檢測技術(shù)也依據(jù)實(shí)現(xiàn)原理的不同分為多種,其中光泵磁力儀具有高靈敏度、高精度、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單、小型化的特點(diǎn),本文對(duì)光泵磁力儀進(jìn)行了研究。光泵磁力儀的高精度測磁原理是基于原子在弱磁環(huán)境下發(fā)生的塞曼效應(yīng)與光抽運(yùn)效應(yīng),以及光磁共振現(xiàn)象。按照工作物質(zhì)、信號(hào)反饋方式、激發(fā)方式的不同,光泵磁力儀又可分多種類型。本文研究銫原子自激式射頻激發(fā)光泵磁力儀�，F(xiàn)階段國內(nèi)有多家以高校為主的研究機(jī)構(gòu)對(duì)磁力儀展開研究,也有幾個(gè)有磁力儀成品儀器的研究所,可達(dá)到的性能指標(biāo)在不斷提高,但在靈敏度、精度、小型化等方面相比世界先進(jìn)水平仍有一定的距離。因此,我國弱磁檢測技術(shù)仍有較大的發(fā)展空間。本文研究了銫光泵磁力儀系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)測磁的物理學(xué)基礎(chǔ);分析了光學(xué)參數(shù)對(duì)共振粒子數(shù)影響;進(jìn)行了光學(xué)系統(tǒng)與電學(xué)系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)與搭建,使系統(tǒng)能正常工作;分析、修正了用于標(biāo)定磁力儀的磁屏蔽筒的磁屏蔽系數(shù),并建模驗(yàn)證各尺寸參數(shù)對(duì)磁屏蔽效能的影響規(guī)律。論文的主要工作如下:(1)論述了光泵磁力儀發(fā)展歷史與磁屏蔽裝置的研究現(xiàn)狀;理論分析了銫原子自激式光泵磁力儀的物理原理,包括銫原子的塞曼分裂、光抽運(yùn)效應(yīng)以及光磁共振作用,理論推導(dǎo)銫原子光泵磁力儀的磁測公式;對(duì)光磁共振中的原子磁矩和光學(xué)信號(hào)進(jìn)行了表達(dá)式推導(dǎo),分析驗(yàn)證了光學(xué)參數(shù)對(duì)磁共振粒子數(shù)的影響。(2)基于標(biāo)定磁力儀的需求,對(duì)銫光泵磁力儀的磁屏蔽裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)與參數(shù)優(yōu)化分析。理論分析了磁屏蔽原理;推導(dǎo)、修正了多層磁屏蔽筒的磁屏蔽公式;仿真驗(yàn)證了尺寸參數(shù)對(duì)磁屏蔽效能的影響,為設(shè)計(jì)磁屏蔽筒的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供分析依據(jù)。(3)分析了光學(xué)系統(tǒng)、電學(xué)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理與各模塊的信號(hào)變化,依據(jù)系統(tǒng)各部分性能要求,設(shè)計(jì)并調(diào)試了光學(xué)參數(shù)、電學(xué)參數(shù),最終實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭建。
【圖文】：

船舶、車輛中采多個(gè)領(lǐng)域凸顯重要探測磁場環(huán)境，在廣泛且重要的應(yīng)通過探測人體器組織部位。因?yàn)槿梭w產(chǎn)生與生命狀態(tài)集電流，此電流的nT 級(jí)別。現(xiàn)在醫(yī)療值、波形、頻率等測技術(shù)現(xiàn)已廣泛療儀器的設(shè)計(jì)中和空間分辨率等優(yōu)

第一章 緒論在軍事偵查領(lǐng)域，磁測技術(shù)在深水潛艇探測追蹤、魚雷地雷定位、艦載機(jī)彈的導(dǎo)航有著至關(guān)重要的作用。其中應(yīng)用于水下反潛反水雷的主要技術(shù)手聲納、紅外與磁場探測）中，，聲吶與紅外在近遠(yuǎn)海的復(fù)雜水文條件下極易受擾，而弱磁探測手段具有很強(qiáng)的抗干擾能力，尤其對(duì)處于潛航狀態(tài)的安靜型，更是對(duì)聲納浮標(biāo)的提出嚴(yán)峻的性能考驗(yàn)。加之目前絕大多數(shù)潛艇和水雷的材料為鋼鐵，會(huì)自發(fā)引起周圍磁場分布狀態(tài)的變化，高靈敏度的磁傳感器則敏銳地捕捉這一微小磁場的變化。所以在軍事裝備中，例如反潛機(jī)、掃雷艦空反潛飛機(jī)都配備了高性能的磁異常探測器（Magnetic Anomaly DetecAD），如圖 1-2。美國新一代 海神 反潛巡邏機(jī)上裝備了 AN/ASQ508 磁異探統(tǒng)，靈敏度可達(dá) 0.3pT/(Hz)1/2 [11-13]。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH89

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2643032