[发明专利]一种基于TMR的双频激励磁纳米温度测量方法

权利要求书

1.一种基于TMR的双频激励磁纳米温度测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1.对待测目标所在区域施加不同频率、不同幅值的双频交流激励磁场，f₁f₂，H₁H₂，H₁为f₁对应的幅值，H₂为f₂对应的幅值；

S2.将磁纳米粒子紧贴待测目标放置；

S3.利用TMR传感器构成的差分结构探测双频交流磁场激励下磁纳米粒子的磁化强度信号；

S4.磁纳米粒子的磁化强度由朗之万函数来描述，即：

H(t)＝H₁cos(w₁t)+H₂cos(w₂t)

w₁＝2πf₁

w₂＝2πf₂

提取磁纳米粒子磁化强度信号的频率f₁一次谐波幅值和混频f₁+2f₂次谐波幅值；

S5.根据频率f₁一次谐波幅值和混频f₁+2f₂次谐波幅值与温度的关系构建方程组，从而求解出待测目标温度，

构建的方程组如下：

其中，w₁、w₂分别为双频激励信号的角频率，H₁是高频频率f₁的激励磁场幅值，H₂是低频频率f₂的激励磁场幅值，N为单位体积内磁纳米粒子的个数，m_s为磁纳米粒子的饱和磁矩，μ₀为真空磁导率，k_B为玻尔兹曼常数，T为待测目标的温度；y＝Nm_s，A₁是单频高频频率f₁的基频谐波幅值，B₁是混频频率为f₁+2f₂的谐波幅值，α_i,α_ij,β_i,β_ij分别为相应项的系数，均为常数，n为朗之万函数的泰勒展开级数的项数，m＝n-1。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，双频交流激励磁场的每个频率的取值范围为20Hz～10kHz。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，双频交流激励磁场的磁场强度施加范围为10Oe～100Oe。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，选用两片工作电压、工作电流、电阻值、灵敏度、失调电压、磁滞和灵敏度温度系数相同或相近的TMR传感器构成差分结构，将其置于亥姆霍兹线圈中磁场幅值、方向相同的位置，一片靠近待测目标，另一片远离待测目标，采集磁纳米粒子的磁化强度信号。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，朗之万函数的泰勒展开级数的项数n取值范围为2～7。

6.如权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，利用参数估计的优化算法求解方程组最优解。