原子重力仪屏蔽

原子重力仪屏蔽 - 磁屏蔽

本磁屏蔽系统采用高磁导率坡莫合金(MuMETAL®/1J85)制成多段圆柱形结构。它直接套设在原子重力仪的干涉区域外围,为冷原子团的干涉过程构建一个高度均匀、超低噪声的“磁静区”

该方案已在中国科学院等顶尖机构的原子干涉重力仪中得到验证。经过精密退磁后,可在长达700 mm的区域内实现不均匀度小于4 nT的均匀磁场,完全满足高精度原子干涉测量的苛刻需求


  • 微伽级精度保障:有效抑制地磁场及环境杂散磁场的干扰,消除由磁场引起的系统误差和噪声,确保原子重力仪达到其设计的μGal级测量精度。

  • 分段式模块化设计:采用薄板卷曲焊接成段,再逐段拼接的成熟工艺。可灵活适配不同基线长度的原子干涉仪,且便于运输、安装与维护

  • 经权威机构验证的卓越性能:在中国科学院原子干涉重力仪上的实测表明,该屏蔽系统可提供长达700 mm、不均匀度<4 nT的均匀磁场区域,有效提升原子干涉条纹的对比度

  • 专业仿真与优化设计:利用有限元分析(FEA)模型对屏蔽系统的层数、焊缝等关键参数进行优化,旨在达到10³量级的磁场衰减因子,确保最佳屏蔽效能。

  • 兼容主动磁补偿:系统设计预留空间,可集成磁场补偿与锁定线圈。在被动屏蔽基础上,进一步通过主动控制将残余磁场波动降至最低,实现极致稳定的磁场环境


  • 极优的磁场均匀性:在原子干涉的关键区域(长度≥700 mm)内,磁场不均匀度<4 nT

  • 极高的磁场衰减:有限元优化设计的目标是实现10³量级的衰减因子。2-3层坡莫合金屏蔽即可将地磁场及其波动抑制不低于3个数量级

  • 可靠的系统稳定性:配合精密的退磁工艺,消除材料剩磁,确保屏蔽系统长期稳定工作。

  • 紧凑化与轻量化(可选):针对可移动原子重力仪的需求,可提供先进屏蔽设计,在保持高性能的同时实现减重>50%、体积减少>40%


指标项目参数 / 详情
屏蔽材料高磁导率坡莫合金(MuMETAL® / 1J85)
屏蔽结构多段拼接式圆柱形;2-3层
均匀磁场区域长度≥700 mm
磁场不均匀度<4 nT
磁场衰减因子~10³(优化设计目标)
地磁场抑制≥3个数量级(2-3层屏蔽)
工作温度室温(标准);可选配低温坡莫合金(Cryoperm® 10)
主动补偿(可选)可集成磁场补偿与锁定线圈
定制能力按干涉仪基线长度、直径、屏蔽层数及可移动需求定制


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