北京石油勘探磁梯度全张量测量传感器

与目前成熟的通信技术相比，量子通信优越性明显，具有保密性强、大容量、远距离传输等特点，不仅在国防等领域具有重要的作用，而且会极大地促进国民经济的发展，被认为是未来通信技术的发展方向。量子通信的天然安全性满足水下通信的基本要求。相较于甚低频、特低频以及水声通信，量子通信传输机制不受海洋时间、频率弥散严重的非平稳传输链路特性影响，也不受限于海流、内波、海洋生物等干扰噪声综合影响，且传输速率远远高于甚低频、特低频以及水声通信手段。目前，中国团队已验证了基于海水的量子通信理论上可行。除了主要用于潜艇通信外，水下量子通信技术还可以用于海底光缆通信、联合作战的空海一体通信以及蛙人特战通信和水下救援、水下作业通信等方面。虽然目前只是朝水下量子通信迈出了第一步，离实用化的水下、空海一体量子通信网络还有一段距离，但可以肯定，一旦水下量子通信实现工程化，通信距离和安全性都能获得质的提升，无疑将极大地强化对潜艇的指挥控制，并颠覆未来的海战模式。不过，目前的磁梯度全张量测量传感器技术是理想的技术。磁梯度全张量测量传感器亦称超导磁力仪，是一种高灵敏矢量磁力仪，可用于心脏瓣膜疾病检查和诊断。北京石油勘探磁梯度全张量测量传感器

超导磁力仪技术又称超导量子弱磁探测技术或超导磁测量技术，是集超导技术、量子科学与计算机科学相结合的跨学科技术，是十分敏感的战略高技术。超导磁力仪由超导量子干涉器（SQUID）、超导磁梯度计、超导磁强计、全张量算法软件、低噪声放大器及低温容器等组成。近百年来，特别是半导体技术和计算机技术的发展，极大地促进了声、光、电和力法测量技术的发展，已经成为人类感知世界不可或缺的技术。但是，由于地球本身是一个强磁场。受地球磁场的影响，磁法探测与测量技术发展相对滞后。超导量子弱磁探测技术可有效地克服地球磁场的干扰，突破很多领域的技术瓶颈和“卡脖子”问题，必将在感知与通信领域发挥不可替代的作用。超导磁力仪可应用于海洋探测、水下通信、航空磁探测、地磁场测量以及物质磁性能检测。北京美尔斯通科技发展股份有限公司利用自行研制的锋芒系列超导磁力仪系统，分别测量了绿豆、小米、玉米等种子和粮食的磁性能，测量了生姜、花椒等中药材的磁性能，测量了混凝土、烧制的砖、瓷砖、木材等非金属类物质的磁性能，以及空洞、防空洞、地下管线探测等方面的探测。在海洋探测方面，已经完成了水下目标探测试验，引起有关部门的高度重视。上海探矿磁梯度全张量测量传感器标准磁梯度全张量测量传感器亦称超导磁力仪，是一种高灵敏矢量磁力仪，可用于潜艇探测。

在较强背景噪声下获取较弱的目标信号，是一个颠覆人类感知世界的挑战。比如，在很强的背景声音环境下听清楚人说话的声音，在强光照环境下获取微弱光目标信息，在强电磁干扰下获取微弱的目标电磁辐射，都是十分困难甚至是不可能实现的。地球是一个强磁体，而我们获取的目标磁信息非常微弱。比如在地球强磁场环境中获取空洞的磁异常信息，测量木材、瓷砖、混凝土等非金属材料的磁性能，检查心脏的磁异常等。在强大的地球磁场环境中获取微弱的目标磁信息是人类面临的挑战。超导磁力仪的特点是：不仅可以在强大的地球磁场中获取微弱的目标磁特性，而且灵敏度高于地球磁场的梯度，是强噪声环境下获取微弱目标信息的解决方案。基于超导磁力仪传感器可以开发心磁图仪、种子、粮食及药材等生物磁测量系统、地磁测量系统（空洞探测系统、地下管线探测系统、堤坝检测与监测系统等）、海洋监测系统、海洋磁力仪、对潜通信接收机天线等各种磁测量系统。北京美尔斯通科技发展股份有限公司利用自行研制的超导磁力仪系统，成功地检测到了绿豆、玉米、大米、小米、陈皮、胡椒、八角、东北松木、混凝土、瓷砖等一系列物质的磁特性，并在密云科委的支持下建设磁特性重点实验室。

生物磁是指生物所表现出的磁现象。每个生物细胞可以看作一个微型电池，也可以看作一个微型磁极子。有人精确地测定了人体磁性活动认为，生物磁的来源可能有：（1）生物电荷运动产生的磁场；（2）生物磁性材料产生的感应磁场，即生物体组织内的某些物质具有一定的磁性，它们在地磁场或外界磁场的作用下产生的感应磁场；（3）生物体内强磁场物质产生的磁场。心磁图仪检查具有较高的灵敏度，是心脏疾病诊断有效的检查手段。与心电图相比，心磁图仪具有如下优势：一是，心电图灵敏度较低，检测不到微弱小电流、微弱小电流改变∆I及变化率∂I/∂x。微小电流及其改变率恰恰是判定心脏病的关键。相反，心磁图检查的灵敏度较高，可以检测到微小的磁场、磁场的变化∆B及变化率∂B/∂x；二是，对于直流电流，心电图的记录是电压V=0的数据，而心磁图记录的是直流磁场B且不等于零。直流电的电压为零但磁场不为零。三是，心电图是时间与电压的二维曲线。但是，由于心脏是三维立体的。二维曲线无法对应三维立体的心脏。因此，心电图不能定位。四是，心脏也会发生类似工程的“缺损”“裂纹”“炎症"等现象。这些现象会引起磁异常。通过磁异常反演疾病灵敏度更高。磁梯度全张量测量传感器亦称超导磁力仪，是一种矢量磁力仪，且可以在地磁场环境中探测或测量微弱目标磁场。

COVID-19在全球蔓延及自然灾害频发，全球农产品生产供应、贸易产业链受到较大冲击，全球大宗农产品价格不断上涨，我国粮食安全引发担忧，而解决种子问题是实现粮食安全的关键。当前我国正在加速推进转基因种子商业化进程，种子行业带来新的发展机遇众所周知，国家对种子的保存和研究极为重视，这关系到国家生物安全的大问题，国家投入巨资建立了几个国家种子库，保存重点种子、稀有种子等，这是生物安全千秋万代的大问题，北京美尔斯通科技发展股份有限公司利用超导量子干涉仪对种子进行了测定，取得了初步的科研成果，这是国家战略布局的一部分。通常检测和确定一个标本的方法，使用的是质谱分析方法，包括气相、液相等分析方法，用这些方法将破坏这些样本的结构，并且不能复原该样本。北京美尔斯通科技发展股份有限公司的超导量子干涉仪测定方法可以完整的保留样本的结构。没有改变样本种子的生物学特性，并且可以重复研究，比如若干时间以后，可以观察种子样本的变化，衰变等。公司利用自行研制的磁梯度全张量测量传感器，成功地测得了玉米、大豆、小米、大米、面粉、陈皮、松木、瓷砖、混凝土、土壤的磁性能，并且表现出明显的磁异常特性。磁梯度全张量测量传感器亦称超导磁力仪，是一种高灵敏矢量磁力仪，可用于种子磁性检测。上海山体滑坡监测磁梯度全张量测量传感器供应商

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高精度磁测量设备历来都是十分敏感的战略高技术。基于磁梯度全张量测量技术的超导磁力仪又是一项世界性难题，其难点在于抗干扰能力。由于地球是一个强磁体且是一个梯度矢量场，而我们欲探测的目标较地磁场微弱很多。在较强的背景噪声下获得微弱的目标信息，且灵敏度必须高于地球磁场的梯度，技术难度较大。北京美尔斯通科技发展股份有限公司在王家素教授的支持下，通过自力更生，自主研究开发了超导磁力仪及其应用系统，包括海洋磁力仪、地磁图仪、航空磁力仪、心磁图仪等系列产品。其中，锋芒GM系列超导磁力仪主要用于地磁场测量、航空磁测量、未爆物探测、地下空洞探测、山体滑坡、泥石流监测、桥梁塌陷监测、道路空洞探测、铁路路基安全检查、堤坝安全检查、河床渗漏等基础设施安全监测与检测，以及种子、粮食、中药材、中药、非金属材料等物质的磁性能检测；鲸8GM系列超导磁力仪分为固定式或巡航式两种，主要应用于海洋探测，包括海洋资源勘探、潜艇探测、UUV探测，海底光缆探测等海洋探测领域；膺6GM系列超导磁力仪主要用于航空磁测量、航空探潜、磁导引和甚低频通信接收机等领域。北京石油勘探磁梯度全张量测量传感器

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