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申请/专利权人：杭州电子科技大学

摘要：本发明涉及一种Overhauser型质子磁力仪的自动跟踪配谐方法；采用本发明所述方法当遇到梯度较大的磁场环境使得拉莫尔信号不足以满足测量的要求时，单片机将根据是否搭载三分量探头使用不同的策略选择配谐电容。若未搭载三分量探头，则单片机的配谐策略使用盲目跟踪调谐方法；若搭载三分量探头，则单片机通过获取三分量探头所测的磁场三分量值后推算出磁场总场值。磁通门三分量探头根据其所获得三分量磁场推算磁场总场可以作为质子磁力仪失调后二次调谐的参考磁场，也可以通过上一次测得拉莫尔信号的频率获得开关档号。在遇到强干扰下获取得异常数据并不会影响到仪器的效果，且花费的时间更少。

主权项：1.一种Overhauser型质子磁力仪的自动跟踪配谐方法，其特征在于：根据使用情况和磁场环境分为:初始上电或遇到梯度较大的磁场环境：初始上电后用户可向单片机发送是否搭载磁通门三分量探头，默认为未搭载三分量探头；若搭载，单片机获取磁通门三分量探头所测的磁场三分量值后推算出磁场总场值，根据磁场与由质子探头产生拉莫尔信号频率关系，获得信号频率；单片机通过频率反推谐振电路所需的电容值后，根据事先存储的各个开关对应的电容值，带入贪婪算法获取所需的开关挡位；未搭载三分量探头，则使用盲目跟踪调谐方法，盲目跟踪调谐方法分为粗调和细调，具体为：粗调中单片机只检测30组电容开关，每组包括8个电容开关：首先，单片机将开关调至第0组开关，在接入高频激励信号的情况下使用短直流极化方法极化溶液，撤去短直流极化信号，由质子探头产生的拉莫尔信号经过谐振电路及带通放大滤波器输出可以被单片机处理的信号，等待一段时间后，在幅值检测器处使用单片机的片内AD采集电压，之后将第1组所对应的电容接入谐振电路，重复上述操作，直至第30组电容开关；然后，单片机选出电压值最大的开关挡位作为粗调挡位，进入细调之前，单片机设定一个开关区间[Swmin:Swmax],其中Swmin＝Sw-a,Swmax＝Sw+b，其中，a与b为设定常数；单片机将Swmin开关挡位对应的电容接入谐振网络，使用长直流极化等待一段时间后，在幅值检测器处使用单片机的片内AD采集电压，后将开关档号为Swmin+1对应的电容接入谐振电路，重复上述操作，直至Swmax开关档号对应的电容接入谐振电路完成采集；最后，单片机选出电压值最大的开关挡位作为细调的开关挡位，该挡位作为最终选中得开关挡位，将该档号对应得电容接入谐振电路，进入正常测量流程；正常测量：首先，单片机使用长直流极化电路进行直流极化，获得由质子探头产生的拉莫尔信号频率，将该拉莫尔频率记录并输出本次磁场总场值；然后，使用记录的拉莫尔频率转换为相应的开关档号记为目标开关档号Sw_target，并与目前开关作差值记为deta_Sw，同时上一次开关与上一次的目标开关的差值记为deta_Sw_pre；单片机判断目前开关档号差值deta_Sw是否为0，若为0，则无需改动开关；若不为0，则单片机判断调整方向是否与上一次的调整方向一致；若一致，则单片机判断是否是增加电容或者减少电容；如果是增加电容，则单片机判断调整次数change_num是否小于设定值，同时调整步长其值记为step；下一步单片机判断调整步长是否小于开关档号差值，若调整步长小于开关档号差值且调整次数小于设定值，则下一次测量开关档号步进step个开关档号；若调整步长大于开关档号差值且调整次数小于设定定值，则单片机直接将下一次测量的开关调整为目标开关档号Sw_target；只要调整次数大于设定值，下一次目标直接将调整至目标开关档号Sw_target；在得到开关档号的前提下，单片机依据事先存储各个MOS管所管理的电容值，根据贪婪算法以获取开关档号选取正确的电容值；如果是方向为减少电容的方向步骤与上述一致；若调整方向与上一次的调整方向不一致，则单片机选择将调整次数清零后，执行上述操作，此时调整幅度并不大，仅在当前开关徘徊，单片机在换算出电容值后调整次数加一；在遇到强干扰的情况下：遇到强干扰情况下，在测频方面表现为磁场频率的不稳定；因此单片机记录了上一次的开关挡位差值deta_Sw_pre，用于判断磁场频率是否稳定；如果质子磁力仪处于一磁异常区域，认为上一次开关挡位差值与本次开关挡位差值是同号的，因此不会清零调整次数changer_num，并且连续同号后则认定磁场频率变化由磁异常引起，单片机则立马调整至目标开关档号，不至于丢失磁异常数据；如果在遇到强干扰情况下，上一次开关挡位差值与本次开关挡位差值往往不会同号，因此单片机不做大幅度调整，仅在当前开关档号附近调整。

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