用于基础设施检查与监测的量子磁力计
应用物理
2026-04-07 v1 仪器与探测器
光学
量子物理
摘要
基础设施损坏往往在暴露为代价或危险之前就会隐藏。常见例子包括绝缘下方的腐蚀、钢材中的早期疲劳损伤、嵌入钢筋的腐蚀以及电池和电气设备中的异常电流。磁力方法因能在无需任何 couplant 的情况下穿透涂层、绝缘和混凝土覆盖层而具吸引力,但现场性能常受到浮升、低频漂移、背景磁噪声以及感应线圈的弱低频响应的限制。本综述检讨了两种室温量子接收器平台:光泳原子磁力计(OPMs)和氮空位(NV)金刚石磁力计。我们不把它们视为独立传感器,而是将其作为包含源物理、几何、读出、校准和解释的完整测量链的一部分进行比较。文献按四类磁信号进行组织:驱动感应响应、磁通�漏检查中的漏场、与应力或腐蚀相关的被动自制场以及由运行电流产生的场。OPMs 在低频、相位参考感应测量中最有优势,而 NV 传感器在近表面场图、矢量或梯度测量以及紧凑固态头中的差分电流感知方面最有优势。在所有应用中,部署取决的不是最佳灵敏度,而是可用带宽、动态范围、背景抑制、几何控制、校准和验证。因此,最清晰的实用路径是坚持与实际检查条件相符的仪器工程与资格方法。
引用
@article{arxiv.2604.03288,
title = {Quantum Magnetometers for Infrastructure Inspection and Monitoring},
author = {Muhammad Mahmudul Hasan and Ingrid Torres and Alex Krasnok},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.03288},
year = {2026}
}