北京美尔斯通科技发展股份有限公司研制的的超导弱磁探测传感器系统称为磁梯度全张量测量传感器。什么是张量呢?我们知道,在地球表面某一纬度下,某物体的重量是一定值。现在假设,在一栋楼地面上用称测得该物体的重量为G1。然后,携带该物体进入电梯,电梯在向上加速运动时,又测得该物体重量为G2。很显然,这两个重量的值不相等。但是,物体本身的重量与该物体的质量有关,与测量手段不相关。那么,为什么同一物体会出现两个不相等的G1和G2呢? 答案就是,我们选择的坐标系不相同。在大楼地面测量物体重量时,我们很自然的选择了相对大地为静止的坐标系为观察坐标。当我们进入电梯,并随着电梯加速运行时,我们默认为选择了相对于电梯静止的坐标系为观察坐标,这两个坐标系相对于地球,一个静止,另一个加速离开地面。这就是造成测量结果不相同的原因。我们知道,物体的重量本应该不随测量手段不同而不同,如何将我们所测量的这两个重量G1和G2相统一呢?这就引入了张量的特性。找寻这样一个量(也可能是一组量),使得电梯中测量的G2值经过运算,变换到地面坐标系中的G1,就实现了物体重量与观测坐标系的选择不相关。这就是张量。
超导磁力仪亦称超导弱磁探测传感器或超导磁测量传感器,是一项磁梯度全张量测量技术。超导磁力仪系统由超导量子干涉器(SQUID)、磁梯度计、磁强计和全张量算法软件组成。其中,SQUID——超导量子干涉仪 (superconducting quantum interference device,SQUID) 是一种能测量微弱磁信号的极其灵敏的仪器,就其功能而言是一种磁通传感器,不但可以用来测量磁通量的变化,还可以测量能转换为磁通的其他物理量,如电压、电流、电阻、电感、磁感应强度、磁场梯度、磁化率等。SQUID 的基本原理是建立在磁通量子化和约瑟夫森效应的基础上的,根据偏置电流的不同,分为直流和射频两类。SQUID 作为磁通电压转换器,可以测量出 10-15T(特斯拉) 的微弱磁场,相当于地磁场的一百亿分之一,比常规的磁强计灵敏度提高几个数量级,是测量种子、粮食、中药材、中药、无机非金属材料磁性能的灵敏度较高的磁学性质研究的基本仪器设备。为满足上述测量需要,北京美尔斯通科技发展股份有限公司研究开发了锋芒GM系列超导磁力仪系统。此外,该公司还研究开发了用于海洋探测的鲸8系列超导磁力仪,和用于磁导引和甚低频通信的膺6系列超导磁力仪。
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