TQG2B 基于超導體的防爆磁通門傳感器在強磁場下的零漂移測量

在強磁場干擾的防爆場景（如大型電機、磁懸浮設備）中，傳統霍爾或磁阻傳感器易受外場影響產生零點漂移，而基于超導量子干涉器件（SQUID）的磁通門技術，利用超導體的邁斯納效應與約瑟夫森結的量子特性，可實現零漂移、高線性度的磁場與速度測量。

技術原理與防爆適配：

超導磁通門結構：采用高Tc YBCO（釔鋇銅氧）薄膜在藍寶石基片上制備環形超導環，環上刻蝕兩個對稱的拾取線圈。當被測速度引起目標磁場（如齒輪齒）周期性變化時，磁通量變化被超導環捕捉，經SQUID讀出，靈敏度可達1nT/√Hz，且外場（≤1T）下零點漂移＜0.1nT。

本安化與熱管理：SQUID工作于77K（液氮溫區），通過閉循環斯特林制冷機（功率50W，本安電源供電，限流1A）維持低溫。制冷機與防爆外殼（Ex d IIC T4，壁厚10mm）間采用真空絕熱層（真空度＜10?? Pa）與紫銅熱沉連接，確保外殼表面溫度＜40℃，無熱燃風險。

強磁場屏蔽：在超導探頭外設置雙層屏蔽，內層為坡莫合金（μ-metal，μ≥10?，厚度1低頻磁場，外層為鋁（厚度5mm）屏蔽高頻干擾，使外場對測量影響降低60dB。

測試驗證：

零漂移測試：在±1T外場變化下，傳感器輸出零點漂移僅0.05nT/h，較傳統磁通門（漂移＞10nT/h）提升3個數量級。

防爆安全：滿功率工作時，制冷機與SQUID總功耗＜100W，外殼表面溫度38℃，短路測試無爆炸風險，符合Ex d IIC T4 Gb與Ex ia IIC T4 Ga雙重認證。

應用價值：為強磁場環境下的防爆速度監測提供了“零漂移+高抗擾"的解決方案。