超导量子干涉仪(SQUID)传感器磁屏蔽筒
超导量子干涉仪(SQUID)作为目前最灵敏的磁探测设备,其探测极限可达10⁻¹⁵ T量级,但极易受环境磁场干扰。磁屏蔽筒是保障SQUID系统正常工作的核心组件,通过多层高磁导率材料构建闭合磁路,将地磁场、环境电磁噪声及设备杂散磁场衰减至pT级以下,为SQUID提供洁净的磁学环境。
极致屏蔽效能:有效衰减环境磁场达10⁵倍以上,确保SQUID仅响应待测微弱信号。
超低残余磁场:内部磁场均匀性优于10 pT,消除背景噪声对量子相干性的破坏。
宽频带防护:覆盖DC至MHz频段,抑制工频干扰、射频噪声及瞬态磁场脉冲。
结构稳定性:采用无磁、低膨胀系数材料,适配液氦/液氮低温系统,避免热胀冷缩导致性能下降。
模块化设计:支持定制内径与长度,兼容不同尺寸SQUID探头及磁屏蔽室集成需求。
屏蔽效能:○ DC磁场:≥100 dB(衰减10万倍)○ 工频(50Hz/60Hz):≥80 dB○ 高频(1MHz):≥60 dB2.
残余磁场:内部中心区域磁场强度 ≤ 10 pT (rms)
材料特性:○ 外层:高导磁合金(μ≥200,000,如μ金属)○ 内层:低温稳定材料(如铝、铌钛合金)○ 总厚度:≥5mm(多层复合结构)
温度适应性:○ 工作温区:4.2 K(液氦)至室温○ 热膨胀系数:≤5 ppm/K
结构参数:○ 内径范围:φ100 mm ~ φ800 mm(可定制)○ 长度:500 mm ~ 2000 mm
| 指标名称 | 典型参数要求 | 技术说明 |
|---|---|---|
| 直流屏蔽效能 | ≥ 80 dB | 衰减地磁场及静磁干扰,防止传感器饱和 |
| 50Hz 屏蔽效能 | ≥ 60-80 dB | 抑制电力线及变压器产生的工频干扰 |
| 100Hz 屏蔽效能 | ≥ 90 dB | 保障生物磁(脑磁/心磁)信号的高信噪比 |
| 内部剩磁 | < 10 nT | 经消磁处理后,确保无残留磁场影响基线 |
| 材料磁导率 | μi ≥ 100,000 | 采用高纯坡莫合金,经氢气退火处理 |
| 结构层数 | 3-5层 | 多层高导磁与高导电材料复合,优化宽频性能 |