一種飛磁探測器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及超導探測器技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)計一種將超導環(huán)與巨磁阻相結(jié)合的飛磁 探測器。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有微弱磁場測量主要采用超導量子干涉器件（SQUID)進行低場的測量，需要 在液氦溫度環(huán)境下工作，使用、維護費用極其昂貴，另外，SQUID對超低場的測量是通過對 SQUID的臨界電流的測量來實現(xiàn)的，眾所周知，臨界電流測量的電子系統(tǒng)復雜，無法實現(xiàn)數(shù) 字化、模塊化的探測器，導致磁圖儀系統(tǒng)難以集成。
[0003] 基于現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明提供了一種飛磁探測器來解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于提供一種飛磁探測器，以克服或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種飛磁探測器，包括：巨磁阻、絕緣層以及超導層， 絕緣層包覆在巨磁阻表面，超導層設(shè)置在絕緣層外側(cè)并位于巨磁阻上方，而在超導層內(nèi)設(shè) 置有電流壓縮結(jié)構(gòu)。
[0006] 超導層用于感應外部生物磁場并產(chǎn)生屏蔽電流，所述屏蔽電流送至電流壓縮結(jié)構(gòu) 進行放大，放大后的電流再產(chǎn)生磁場使得巨磁阻的阻值發(fā)生變化，最終通過外部測量電路 測量巨磁阻的電阻，根據(jù)測得的巨磁阻的阻值計算外部磁場的大小。
[0007] 對于上述技術(shù)方案，發(fā)明人還有進一步的優(yōu)化實施方案。
[0008] 作為優(yōu)化，超導層由若干超導環(huán)組成，所述若干超導環(huán)層疊環(huán)繞構(gòu)成環(huán)狀超導結(jié) 構(gòu)；
[0009] 優(yōu)選地，電流壓縮結(jié)構(gòu)設(shè)置在超導層的中部，為比超導層中其余超導環(huán)細的超導 環(huán)，屏蔽電流進電流壓縮結(jié)構(gòu)后電流強度增大，產(chǎn)生可被探測的感應磁場。
[0010] 進一步，所述巨磁阻包括依序設(shè)置的巨磁自由層、隔離層與巨磁硬層，隔離層設(shè)置 在巨磁自由層與巨磁硬層之間；
[0011] 優(yōu)選地，所述巨磁阻通過高真空生長出巨磁自由層和巨磁硬層；所述巨磁阻也可 通過常規(guī)巨磁阻進行微米級刻蝕獲取。
[0012] 作為優(yōu)化，超導層中超導環(huán)與巨磁阻的有效感應區(qū)域進行校準對齊；
[0013] 優(yōu)選地，超導層中的所述電流壓縮結(jié)構(gòu)設(shè)置在巨磁阻正上方，與巨磁阻有效感應 區(qū)域進行校準對齊。
[0014] 另外，所述超導層所采用的超導材料為氧化釔鋇銅（YBCO);作為補充，在飛磁探 測器中還設(shè)有液氮制冷系統(tǒng)，用于提供氧化釔鋇銅的低溫超導的工作環(huán)境；所述液氮制冷 系統(tǒng)所能達到的制冷溫度最高為77K。
[0015] 相對于現(xiàn)有技術(shù)中的方案，本發(fā)明的優(yōu)點是：
[0016] 針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，本發(fā)明提供了一種飛磁探測器，最主要的改進就在 于飛磁探測器的主體結(jié)構(gòu)，是通過將超導環(huán)在磁場中產(chǎn)生的屏蔽電流（messier效應）壓縮 到一個更為細微的超導環(huán)結(jié)構(gòu)中去，從而使得該部分細超導環(huán)構(gòu)成的電流壓縮結(jié)構(gòu)中的電 流強度得到1000以上的放大，再通過這一放大后的電流產(chǎn)生可被設(shè)在超導層下方的巨磁 阻監(jiān)測到的磁場，使得巨磁阻的電阻產(chǎn)生變化。如此，只需通過外部電路對巨磁阻的阻值進 行檢測，不同的阻值亦會產(chǎn)生不同的電壓輸出，通過將電壓信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，結(jié)合信息 處理單元的工作即可計算出飛磁探測器檢測到的生物磁場的情況。
[0017] 也就是說，本發(fā)明將目前SQUID的臨界電流檢測變換成了電阻檢測，使得檢測更 為準確，降低了微弱磁場傳感器信號讀出電路的設(shè)計難度，提高信號的信噪比。
[0018] 而且，超導環(huán)采用YBCO材料制成，其在超導環(huán)境下工作溫度最高為77K(液氮溫 度），而SQUID的工作溫度一般是在液氦溫度4Κ，要遠低于本發(fā)明溫度。因此可以說，本發(fā) 明對工作溫度的要求更低，降低了使用及維護費用。
【附圖說明】
[0019] 下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述：
[0020] 圖1為本發(fā)明實施例中所述飛磁探測器中巨磁阻與超導層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 附圖標記：
[0022] 【具體實施方式】
【主權(quán)項】
1. 一種飛磁探測器，包括：巨磁阻、絕緣層以及超導層，絕緣層包覆在巨磁阻表面，超 導層設(shè)置在絕緣層外側(cè)并位于巨磁阻上方，而在超導層內(nèi)設(shè)置有電流壓縮結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種飛磁探測器，其特征在于，超導層用于感應外部生物磁 場并產(chǎn)生屏蔽電流，所述屏蔽電流送至電流壓縮結(jié)構(gòu)進行放大，放大后的電流再產(chǎn)生磁場 使得巨磁阻的阻值發(fā)生變化，最終通過外部測量電路測量巨磁阻的電阻，根據(jù)測得的巨磁 阻的阻值計算外部磁場的大小。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種飛磁探測器，其特征在于，超導層由若干超導環(huán)組 成，所述若干超導環(huán)層疊環(huán)繞構(gòu)成環(huán)狀超導結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種飛磁探測器，其特征在于，電流壓縮結(jié)構(gòu)設(shè)置在超導層 的中部，為比超導層中其余超導環(huán)細的超導環(huán)，屏蔽電流進電流壓縮結(jié)構(gòu)后電流強度增大， 產(chǎn)生可被探測的感應磁場。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項所述的一種飛磁探測器，其特征在于，所述巨磁阻包括 依序設(shè)置的巨磁自由層、隔離層與巨磁硬層，隔離層設(shè)置在巨磁自由層與巨磁硬層之間； 優(yōu)選地，所述巨磁阻通過高真空生長出巨磁自由層和巨磁硬層； 所述巨磁阻也可通過常規(guī)巨磁阻進行微米級刻蝕獲取。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種飛磁探測器，其特征在于，超導層中超導環(huán)與巨磁阻的 有效感應區(qū)域進行校準對齊。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種飛磁探測器，其特征在于，超導層中的所述電流壓縮結(jié) 構(gòu)設(shè)置在巨磁阻正上方，與巨磁阻有效感應區(qū)域進行校準對齊。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7任意一項所述的一種飛磁探測器，其特征在于，所述超導層所采 用的超導材料為氧化釔鋇銅。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種飛磁探測器，其特征在于，在飛磁探測器中還設(shè)有液氮 制冷系統(tǒng)，用于提供氧化釔鋇銅的低溫超導的工作環(huán)境。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種飛磁探測器，其特征在于，所述液氮制冷系統(tǒng)所能達到 的制冷溫度最高為77K。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種飛磁探測器，本發(fā)明包括巨磁阻、絕緣層以及超導層，絕緣層包覆在巨磁阻表面，超導層設(shè)置在絕緣層外側(cè)并位于巨磁阻上方，而在超導層內(nèi)設(shè)置有電流壓縮結(jié)構(gòu)。本發(fā)明將超導環(huán)在磁場中產(chǎn)生的屏蔽電流壓縮到一個更為細微的超導環(huán)結(jié)構(gòu)中去使得電流強度得到1000以上的放大，再通過這一放大后的電流產(chǎn)生可被設(shè)在超導層下方的巨磁阻監(jiān)測到的磁場，使得巨磁阻的電阻產(chǎn)生變化。如此，只需通過外部電路對巨磁阻的阻值進行檢測。本發(fā)明將目前SQUID的臨界電流檢測變換成了電阻檢測，使得檢測更為準確，降低了微弱磁場傳感器信號讀出電路的設(shè)計難度，提高信號的信噪比，同時還降低使用及維護成本。
【IPC分類】G01R33-09
【公開號】CN104808158
【申請?zhí)枴緾N201510228153
【發(fā)明人】李川
【申請人】李川
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年5月7日