CN109411181A - 一种小型多层组合磁屏蔽***的整体消磁方法 - Google Patents

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张燚
汪之国
罗晖
李佳佳
夏涛
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F13/00—Apparatus or processes for magnetising or demagnetising
    • H01F13/006—Methods and devices for demagnetising of magnetic bodies, e.g. workpieces, sheet material

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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种小型多层组合磁屏蔽***的整体消磁方法。本方法是在小型多层磁屏蔽***的各层磁屏蔽桶的桶身侧面外部缠绕消磁线圈，信号发生***通过功率放大器与消磁线圈连接；使用时，由信号发生***产生一个频率为百赫兹量级、幅度随时间对数衰减的交变信号，经过功率放大器得到一个最大值为数安培的电流，该电流经过消磁线圈在屏蔽桶内各层产生足以达到材料磁饱和的磁场强度，对小型多层磁屏蔽***的各层磁屏蔽都进行充分消磁。本方法针对多层磁屏蔽***，采用每一层分别消磁，采用仪器精确控制的振幅衰减的交变信号进行消磁，消磁准确度高，可重复性强。

Description

一种小型多层组合磁屏蔽***的整体消磁方法
技术领域
本发明涉及一种便捷的小型多层组合磁屏蔽桶的整体消磁方法，属于工程电磁学领域，对原子钟、原子陀螺等新一代量子器件所用到的小型化高效率磁屏蔽***尤为重要。
背景技术
磁屏蔽***在航空航天、陀螺导航、弱磁测量等领域都有广泛的应用，尤其是小型多层高效率磁屏蔽***对原子钟、原子陀螺等新型量子器件的研制十分重要，其性能的好坏直接影响量子器件的性能。磁屏蔽本身的剩磁是影响多层磁屏蔽***屏蔽效能的主要因素之一。
去除磁屏蔽本身剩磁的常用有效方法是利用不断衰减的振荡磁场对磁屏蔽进行消磁，但是目前常用的这种磁屏蔽消磁方法很难应用于量子器件所需的小型多层磁屏蔽***中：一是这些方法大都在屏蔽桶外提供振荡磁场，由于多层磁屏蔽桶屏蔽效率很高，外部的磁场很难穿透多层屏蔽，使内部屏蔽材料达到磁饱和；二是如果采用内部开孔走线的方法，必然会在屏蔽桶上增加开孔，从而大幅影响小型屏蔽***的性能。
发明内容
本发明提出一种针对小型多层磁屏蔽***的消磁方法，能够成功解决上述问题，对小型多层磁屏蔽的应用有重要意义。本发明的技术方案是：提供一种针对小型多层磁屏蔽***的整体消磁方法，具有消磁充分、不多增加开孔、可精确控制、使用灵活方便等优点。
一种针对小型多层磁屏蔽***的整体消磁方法，本方法是在小型多层磁屏蔽***的各层磁屏蔽桶的桶身侧面外部缠绕消磁线圈，信号发生***通过功率放大器与消磁线圈连接；
使用时，由信号发生***产生频率为百赫兹量级、幅度随时间对数衰减的交变信号，经过功率放大器得到一个最大值为数安培的电流，该电流经过消磁线圈在屏蔽桶内各层产生足以达到材料磁饱和的磁场强度，对小型多层磁屏蔽***的各层磁屏蔽都进行充分消磁；
所述消磁线圈利用各层磁屏蔽桶之间的间隔，直接紧密的缠绕在各层屏蔽桶桶身侧面，无需绕线框架、节省空间、灵活方便；
所述消磁线圈采用相邻两层电流方向相反的走线方式，充分利用每一层消磁线圈的内外磁场对临近两层磁屏蔽桶进行有效消磁；
每层消磁线圈的匝数不同，使每层磁屏蔽内部的磁场强度基本相等，从而对多层磁屏蔽***进行最佳消磁；
各层消磁线圈互相串联，只需要在各层屏蔽桶上开一个开孔就完成走线，尽可能的保护了屏蔽桶本身的结构和性能；
所述信号发生***采用精确控制的振幅衰减的交变信号进行消磁，消磁准确度高，可重复性强，信号发生***由电脑与数据采集卡构成，也可直接采用可编程的信号发生器。
本发明与现有技术相比的优点在于：
消磁线圈利用多层磁屏蔽之间的间隔，直接绕在各层屏蔽桶桶身侧面，无需绕线框架、节省空间、灵活方便。通过各层消磁线圈的合理分布，针对多层磁屏蔽考虑到每一层的充分消磁。不在屏蔽桶上增加走线开孔，以免破坏小型磁屏蔽***的性能。采用仪器精确控制的振幅衰减的交变信号进行消磁，消磁准确度高，可重复性强。
附图说明
图1消磁结构框图；
图2三层磁屏蔽的消磁线圈绕线结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例；
本发明的总体结构如图1所示。先通过Labview程序由采集卡产生一个幅度对数衰减且频率在1000Hz以内的交变电压信号。然后将此交变电压信号通过功率放大器转化为电流信号。再将电流信号接到消磁线圈上产生最大值数安培的衰减交变电流；
消磁线圈结构如图2所示。本实施例在半径20mm、高度70mm左右的三层磁屏蔽的最内两层桶壁外按相反方向各绕100匝左右的线圈，保证其产生的最大磁场能使材料达到磁饱和。反向绕制的线圈使其产生磁场在各层中都能互相加强，而不是相互抵消，从而使各层都能充分消磁。其产生的磁场方向如图2中箭头标定方向所示。通过上述步骤打开电源消磁后，用磁通门测量，屏蔽桶中心剩磁能够降低到0.5nT以内，从而证明了本发明的可行性。

Claims (3)

1.一种小型多层组合磁屏蔽***的整体消磁方法，针对小型多层磁屏蔽***的整体消磁，其特征在于，在小型多层磁屏蔽***的各层磁屏蔽桶的桶身侧面外部缠绕消磁线圈，信号发生***通过功率放大器与消磁线圈连接；
由信号发生***产生幅度随时间对数衰减的交变信号，经过功率放大器得到一个最大值为数安培的电流，该电流经过消磁线圈在多层组合磁屏蔽***内部各层屏蔽桶产生足以达到材料磁饱和的磁场强度，从而对各层磁屏蔽进行消磁；
所述消磁线圈采用相邻两层电流方向相反的走线方式，利用每一层消磁线圈的内外磁场对临近两层磁屏蔽桶进行有效消磁；
各层消磁线圈互相串联，只需要在各层屏蔽桶上开一个开孔就完成走线。
2.根据权利要求1所述的一种小型多层组合磁屏蔽***的整体消磁方法，其特征在于，
所述信号发生***采用精确控制的振幅衰减的交变信号进行消磁，信号发生***由电脑与数据采集卡构成，或者直接采用可编程的信号发生器。
3.根据权利要求1所述的一种小型多层组合磁屏蔽***的整体消磁方法，其特征在于，
所述消磁线圈利用各层磁屏蔽桶之间的间隔，紧密的缠绕着各层屏蔽桶桶身侧面。
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