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532

作者：

陈林

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摘要：

超导量子干涉仪(即SQUID),能将磁场的微小变化转换为可测量的电压,其实质上是一种磁通传感器,是目前为止测量磁场灵敏度最高的仪器,它可以分辨相当于十亿分之一的地磁场(0.5×10-4T)变化,以它为基础可派生出多种传感器和测量仪器.作为灵敏度极高的磁传感器,SQUID在生物磁测量,大地测量,无损探伤等方面获得了广泛的应用.因此,SQUID的应用和研究是一个很有价值的研究课题.本文在全面,系统地阐述超导量子干涉仪发展和应用现状的基础上,对我国如何开展该方面的研究进行了探索和分析,并重点研究了SQUID心磁信号特性分析,实用数字滤波器的设计,并提出了一种基于小波包分析的心磁信号消噪方法,结果证明该方法能取得很好的效果.最后对系统的总体设计进行了研究,并设计和实现了一种微弱信号的放大电路.全文的内容主要包括如下几个部分: 第一部分论述了超导量子干涉仪发展和应用现状.具体介绍了超导量子干涉仪的基本原理,制作工艺以及发展现状,并总结了目前的应用热点和国内外研究进展,根据我国的实际发展情况,对我国的超导量子干涉仪应用发展提出了相应对策和建议. 第二部分首先分析了MCG(即心磁图信号)的特点和干扰噪声的主要来源,在傅立叶变换的基础上设计了实用的数字滤波器,提出了一种使用小波包分析的方法,比较了常规傅立叶方法和本文提出的小波包消除噪声的方法对实际MCG信号的消噪效果,结果表明提出的基于小波包分析的心磁信号消噪方法能在失真较小的前提下获得很好滤波效果. MCG是一种无创性记录和分析心脏电磁场的方法,是SQUID最重要应用的方向之一.心磁信号消噪处理已经成为心磁图仪在医疗中获得广泛应用急需解决的热点问题,所以解决这个问题对SQUID在生物医学方面的研究具有重大的意义. 第三部分对SQUID系统进行了综合设计和分析,并重点对其中的关键技术即微弱信号放大电路的硬件设计进行了深入研究,并实现了毫伏级电压放大.

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关键词：

超导量子干涉仪 心磁图仪 傅立叶变换

学位级别：

硕士

学位年度：

2006

DOI：

10.7666/d.d044637

被引量：

10