TQG2B 基于超导体的防爆磁通门传感器在强磁场下的零漂移测量

在强磁场干扰的防爆场景（如大型电机、磁悬浮设备）中，传统霍尔或磁阻传感器易受外场影响产生零点漂移，而基于超导量子干涉器件（SQUID）的磁通门技术，利用超导体的迈斯纳效应与约瑟夫森结的量子特性，可实现零漂移、高线性度的磁场与速度测量。

技术原理与防爆适配：

超导磁通门结构：采用高Tc YBCO（钇钡铜氧）薄膜在蓝宝石基片上制备环形超导环，环上刻蚀两个对称的拾取线圈。当被测速度引起目标磁场（如齿轮齿）周期性变化时，磁通量变化被超导环捕捉，经SQUID读出，灵敏度可达1nT/√Hz，且外场（≤1T）下零点漂移＜0.1nT。

本安化与热管理：SQUID工作于77K（液氮温区），通过闭循环斯特林制冷机（功率50W，本安电源供电，限流1A）维持低温。制冷机与防爆外壳（Ex d IIC T4，壁厚10mm）间采用真空绝热层（真空度＜10⁻⁴ Pa）与紫铜热沉连接，确保外壳表面温度＜40℃，无热燃风险。

强磁场屏蔽：在超导探头外设置双层屏蔽，内层为坡莫合金（μ-metal，μ≥10⁵，厚度1低频磁场，外层为铝（厚度5mm）屏蔽高频干扰，使外场对测量影响降低60dB。

测试验证：

零漂移测试：在±1T外场变化下，传感器输出零点漂移仅0.05nT/h，较传统磁通门（漂移＞10nT/h）提升3个数量级。

防爆安全：满功率工作时，制冷机与SQUID总功耗＜100W，外壳表面温度38℃，短路测试无爆炸风险，符合Ex d IIC T4 Gb与Ex ia IIC T4 Ga双重认证。

应用价值：为强磁场环境下的防爆速度监测提供了“零漂移+高抗扰"的解决方案。