常凯
,
伍俊
,
蒋坤
,
侍文
,
王会武
,
荣亮亮
,
孔祥燕
,
谢晓明
低温物理学报
基于无人机平台的超导航磁测量安全高效,灵敏度高且信息量丰富,探测优势明显.本文研发了一种基于低温超导的固定翼无人机平台的磁测系统,该系统可实现地磁场的垂直三分量磁场同步测量.系统磁场测量噪声水平0.3 pT/√Hz@1kHz,量程＞60μT,采样率为1024Hz,重15 kg.基于该系统初步开展了室内运动测试,实验结果表明该系统可实现运动平台三轴磁测量,适用于无人机航磁平台.
关键词:
低温SQUID
,
物探应用
,
固定翼无人机
,
动态范围
王会武
,
荣亮亮
,
孔祥燕
,
谢晓明
,
徐婷
,
常凯
低温物理学报
瞬变电磁信号具有较宽的频谱,为使得超导瞬变电磁信号的接收不产生失真,要求接收信号的超导传感器具有足够高的带宽(100kHz以上),而接收高带宽信号会导致信号的噪声峰峰值变大,传统的滤波(模拟、数字)方法易造成衰减曲线畸变.基于数据驱动的经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)算法能够根据信号本身特性对其进行信号分解和分量选择,具有自适应和不产生波形畸变的特点.本文采用EMD算法分别对数值模拟和野外实测的超导瞬变电磁信号进行EMD滤波处理和分析,结果表明,EMD可以显著压制瞬变电磁信号衰减曲线中的宽频带噪声且波形无畸变.经过EMD滤波的超导瞬变电磁与原始信号相比,信号衰减时间显著延长(从5ms延长至50ms),表明EMD算法能够极大提高瞬变电磁方法对地下深部信息的探测能力.
关键词:
SQUID
,
瞬变电磁
,
EMD
,
IMF
汪瀛
,
邱隆清
,
侍文
,
蒋坤
,
荣亮亮
,
孔祥燕
低温物理学报
超导全张量磁梯度仪因其信息量丰富、磁场灵敏度高、体积小等特点,被认为是第三代航磁探测的发展方向.全张量梯度仪可由多个不共面的平面一阶超导量子干涉器件(SQUID)梯度计构成.目前,采用微纳加工工艺制备的超导平面梯度计能获得最好的平衡度,其共模抑制比可达103～104,但仍然不能满足运动条件下的应用需求.在实际应用中,可采用三轴SQUID磁强计对梯度计进行补偿,达到抑制运动噪声的目的.本文基于最小二乘(LMS)自适应滤波算法,通过数值仿真分析了平面梯度计的不平衡度、环境磁场大小以及环境剩余磁梯度对补偿效果的影响.同时,我们构建了六棱锥构型的全张量超导梯度仪,并采用三轴磁强计作为补偿通道,在野外均匀地球磁场下进行了测试.结果表明,该补偿方法能够大幅减小均匀磁场下的梯度计的不平衡输出,可以将梯度值补偿约2个数量级,极大提高了超导全张量磁梯度仪在运动状态下的实用性.
关键词:
SQUID平面梯度计
,
全张量磁梯度
,
不平衡度
,
补偿
刘洋
,
荣亮亮
,
蒋坤
,
常凯
,
孔祥燕
,
谢晓明
低温物理学报
超导量子干涉器件(SQUID)是超导磁力仪的核心器件,应用于地球物理探测时,环境射频电磁场干扰SQUID工作,导致性能(噪声和工作稳定性等)全面下降,甚至无法正常工作.本文运用电磁场仿真技术和测试方法,对物探SQUID应用的射频干扰屏蔽方法与效果进行分析研究.模拟户外环境仿真,结果表明:随着屏蔽层数增加可屏蔽的射频场的频谱范围增大,8层时就可达到满意的屏蔽效果.测试与仿真结果的规律一致.基于室内和户外两种不同电磁环境开展了低温SQUID工作射频屏蔽对比验证.实验结果表明:不同应用环境对系统射频屏蔽的要求不同(室内:2层以上屏蔽,户外:8层以上屏蔽).本研究为定量分析并解决物探环境射频屏蔽的关键问题奠定了基础.
关键词:
SQUID
,
物探应用
,
有限元分析
,
射频屏蔽
