[发明专利]一种针对强磁场环境的测温校准方法

说明书

本发明公开一种针对强磁场环境的测温校准方法，包括对测温元件进行标定；将测温元件设置于控温炉体模块中，并将控温炉体模块放置于强磁场设备中，然后向测温元件通过恒定的电流；调节强磁场设备使磁场强度为0，将控温炉体模块加热或冷却至多个不同的指定温度作为参考温度；针对每个指定温度，调节强磁场设备以产生不同强度的磁场，记录磁场变化过程中测温元件的温度信号的变化情况；根据参考温度与不同磁场环境下测温元件的测温信号的变化情况，拟合得到温度修正系数以及温度和磁场强度的关系式，实现对强磁场环境中测温信号的修正。

技术领域

本发明属于温度测量校准技术领域，具体涉及一种针对强磁场环境的测温校准方法及 方法。

背景技术

对金属的凝固成形过程进行控制是获得高性能优质铸件的关键。对凝固过程进行控 制，一方面是要获得细小晶粒、组织致密、性能优良的产品；另一方面是综合利用各种手段 开发新的凝固成形工艺，以满足不同情况下的特殊要求。在凝固过程中施加外场，如压力 场、磁场等，得到预定的凝固组织是凝固过程控制的基本途径之一。

磁场是与温度场、压力场一样重要的物理参数，强磁场作为一种极端条件的特殊电磁 场形态，能够将高强度的能量无接触的传递到物质的原子尺度，改变原子排列、匹配和迁移 等行为，从而对材料的组织和性能产生影响。在其作用下，物质的性质会发生非常规变化， 同时物质的热力学和运动行为在宏观、介观以及微观尺度上都有可能发生改变。由于晶体晶 格结构的不同，有些晶体在不同晶向上会表现出不同的磁化率，即具有磁晶各向异性。这 样，磁场中晶体在不同晶向间也会由于磁化而产生自由能的差异，即磁各向异性能。磁各向 异性能通过对晶体产生磁力矩的方式试图使晶粒发生旋转，从而使系统处于能量最低状态。 这就为利用强磁场和晶体的磁各向异性制备具有取向(织构化)的功能材料提供了可能。因 此，准确的温度测量结果是材料的制备或者磁环境下材料特性的测量的基础。

然而，在通有电流的金属或半导体上施加磁场时，其电阻值将发生明显变化，这种现 象称为磁致电阻效应，而对于热电偶、铂电阻温度计等大部分测量元器件，都是利用电信号 来获取材料的温度信号，从而使得在强磁场环境下，由于磁致电阻效应的存在致使测温热电 偶和热电阻在强磁场环境中进行温度测量过程中与实际温度会产生偏差。

由此可见，目前还没有一种针对不同的强磁场环境对热电偶和热电阻等测温元件的温 度测量进行修正的方法。

发明内容

发明要解决的问题：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种针对强磁场环境的测温校准方法，该方法能在强 磁场强度环境中对不同的测温元件的测温信号进行校准。

解决问题的技术手段：

为解决上述问题，本发明提供一种针对强磁场环境的测温校准方法，包括以下步骤：

1)对测温元件进行标定；

2)将测温元件设置于控温炉体模块中，并将所述控温炉体模块放置于强磁场设备中，然后 向所述测温元件通过恒定的电流；

3)调节所述强磁场设备使磁场强度为0，将所述控温炉体模块加热或冷却至多个不同的指 定温度作为参考温度；

4)针对每个所述指定温度，调节所述强磁场设备以产生不同强度的磁场，记录磁场变化过 程中所述测温元件的温度信号的变化情况；

5)根据参考温度与不同磁场环境下所述测温元件的测温信号的变化情况，拟合得到温度修 正系数以及温度和磁场强度的关系式，实现对强磁场环境中测温信号的修正。

也可以是，本发明中，所述步骤2)中，在将所述控温炉体模块放置于强磁场设备中时，还通过调节使所述测温元件处于所述强磁场设备产生的强磁场的中心位置。该中心位置 为强磁场装置磁场强度最大点，能确保测温元件准确地处于规定强度的强磁场中。

也可以是，本发明中，所述步骤4)中，在每个所述指定温度进入稳态后，调节所述强磁场设备使磁场强度由0T逐步升至5T，得到所述测温元件的温度信号随磁场强度的变化曲线。