[发明专利]一种针对铁氧体-坡莫合金复合磁屏蔽桶的消磁线圈装置

说明书

本发明公开了一种针对铁氧体‑坡莫合金复合磁屏蔽桶的消磁线圈装置，是一种尤其适用于超高灵敏原子磁强计、原子陀螺仪等量子精密测量领域使用的低噪声磁屏蔽桶的消磁线圈结构。本发明针对两种不同磁性材料磁屏蔽桶组成的复合磁屏蔽桶，将两种不同材料屏蔽层分开进行单独地消磁线圈布置，再将各消磁线串联在一起，铁氧体位于坡莫合金磁屏蔽层内，同步消磁，代替常用的螺线管式消磁线圈或环形绕线消磁线圈。其中针对低磁导率不易退磁的内层铁氧体屏蔽层进行周向、轴向的组合布线，增强了对其的消磁效果，解决了铁氧体磁屏蔽桶不易退磁的问题。该线圈结构提供了更好的退磁效果，降低了复合磁屏蔽桶消磁后剩磁，减小了磁屏蔽桶内部由剩磁引起的磁场梯度。

技术领域

本发明涉及一种针对铁氧体-坡莫合金复合磁屏蔽桶的消磁线圈装置，属于消磁装置技术领域，特别适用于由坡莫合金屏蔽层和铁氧体屏蔽层组成的低噪声磁屏蔽桶的消磁。

背景技术

超高灵敏原子磁强计、原子陀螺仪等量子精密测量领域高度依赖测量所处磁场环境，需要高性能磁屏蔽桶隔离外界磁场干扰提供一个稳定的磁场环境，因此为了实现更高的灵敏度，提出了复合磁屏蔽桶的结构，在常用的坡莫合金磁屏蔽桶内部加入一层铁氧体磁屏蔽层作为最内层，由此构成铁氧体-坡莫合金复合磁屏蔽桶。而用于制造磁屏蔽桶的软磁材料在加工、装配、使用过程中都将不可避免产生剩磁，磁屏蔽桶的剩磁会对桶内磁场环境产生影响。较大的材料剩磁将加大主动磁补偿的难度，而较大的主动磁补偿磁场也会引入磁场噪声，并且较大的材料剩磁还会是内部磁场产生磁场梯度，这些都制约着测量灵敏度的提升，因此需要对磁屏蔽桶消磁，尽可能降低磁屏蔽桶的剩磁及其带来的磁场梯度。不同于目前常用的单一材料磁屏蔽桶，由于铁氧体-坡莫合金复合磁屏蔽桶中包含两种不同的磁性材料，而坡莫合金材料磁导率比铁氧体材料的磁导率高大约两个量级，磁导率差异较大。传统的消磁线圈将多层磁屏蔽桶看作一个整体，采用螺线管式绕线，或者中心穿线，或者内外缠绕。而铁氧体-坡莫合金复合磁屏蔽桶包含两种磁导率差异较大的磁性材料，如果采用传统的消磁线圈，由于铁氧体磁导率较低，线圈产生的磁力线将分布不平均，且只有极少部分磁力线会通过位于复合磁屏蔽桶内层的铁氧体屏蔽层，而且铁氧体的矫顽力较大，所以采用传统的消磁线圈进行消磁，消磁效果不好，铁氧体-坡莫合金复合磁屏蔽桶消磁后剩磁较大，并且内部剩余磁场梯度较大，传统的消磁方法已经不适用于包含坡莫合金和铁氧体两种不同磁性材料组成的复合磁屏蔽桶。

目前相关专利有国内专利“一种磁屏蔽桶的整体消磁装置”(专利公告号：CN105225791 B)，该专利中介绍了的螺线管式的绕线方式，其仅适用于单一坡莫合金材料制成的屏蔽桶，使用该消磁线圈对铁氧体-坡莫合金复合磁屏蔽桶进行消磁，消磁后剩磁和剩磁梯度均较大，因此该专利所提到的并不适用于包含坡莫合金和铁氧体两种不同材料组成的复合磁屏蔽桶。

发明内容

本发明解决的问题是：克服现有常规的消磁线圈绕线对于在两种材料组成的复合磁屏蔽桶消磁后剩磁和剩磁梯度大的问题，提供一种针对铁氧体-坡莫合金复合磁屏蔽桶的消磁线圈装置，从而提高对铁氧体-坡莫合金复合磁屏蔽桶的消磁效果，降低消磁后的剩磁及剩磁引起的屏蔽桶内部磁场梯度。