[发明专利]一种磁纳米温度测量方法及系统

说明书

本发明公开了一种磁纳米温度测量方法及系统，属于磁光测试技术领域，包括：S1、测量磁纳米涂层的磁光克尔角；其中，磁纳米涂层置于待测区域上；磁纳米涂层的居里温度大于待测区域的温度；S2、基于磁纳米涂层的磁光克尔角与磁化强度的线性关系，得到磁纳米涂层的磁化强度；S3、基于居里外斯定律，根据磁纳米涂层的磁化强度，计算得到磁纳米涂层的温度，即待测区域的温度。本发明为非接触式、非侵入式测量，且其中测量磁纳米涂层的磁光克尔角所用的光不限于红外光，也可以是可见光，可以根据不同的测量场景进行选取，能够在不同特殊环境下对待测区域进行非侵入式的温度测量。

技术领域

本发明属于磁光测试技术领域，更具体地，涉及一种磁纳米温度测量方法及系统。

背景技术

温度是自然界中物质最基本的物理量之一，温度的测量对认知自然界中物质的本质具有重要的意义。

目前在通常环境下的温度(场)测量技术具有高精度、高实时性等特点，而且已经非常成熟，如基于传统的热电阻、热电偶等温度传感器的侵入式温度测量方法，通过将温度传感器放置在待测区域内直接感知待测区域的温度；但在某些特殊环境下，如当温度高于上述温度传感器的熔点时，无法直接接触测量，此时基于传统的热电阻、热电偶等温度传感器的温度测量方法并不适用；且这种侵入式测温方法破坏性较大，探针容易改变或干扰被测物。为了解决上述问题，现有的基于红外测温、示温漆等光学温度测量方法通过将收集到的待测区域的红外辐射聚集到红外感应源上来测量待测区域的温度，可以在非接触条件下测量待测区域的温度，但是当待测区域位于玻璃等外部介质内时，红外线无法透过，无法测量待测区域的温度。而示温漆只能通过寿命法测量整个过程中的最高温度，使用过一次后便无法再使用，无法满足长时间观测的需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种磁纳米温度测量方法及系统，用以解决现有技术无法在特殊环境下对待测区域实现非侵入式温度测量的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种磁纳米温度测量方法，包括以下步骤：

S1、测量磁纳米涂层的磁光克尔角；其中，磁纳米涂层置于待测区域上；磁纳米涂层的居里温度大于待测区域的温度；

S2、基于磁纳米涂层的磁光克尔角与磁化强度的线性关系，得到磁纳米涂层的磁化强度；

S3、基于居里外斯定律，根据磁纳米涂层的磁化强度，计算得到磁纳米涂层的温度，即待测区域的温度。

进一步优选地，磁纳米涂层的磁光克尔角与磁化强度的线性关系表示如下：

θ_K＝A_K1+A_K2M_S

其中，θ_K为磁纳米涂层的磁光克尔角；A_K1、A_K2为描述磁纳米涂层磁光克尔效应的光学矩阵参数；M_S为磁纳米涂层的磁化强度。

进一步优选地，待测区域的温度T为：

M_S(x)＝Ngμ_BJB_J(x)

其中，g为朗德因子，μ_B为玻尔磁子，J为磁纳米涂层中微观磁矩的总角动量量子数，B为磁纳米涂层的感应磁场强度和外加磁场强度的总和，K_B为玻尔兹曼常数，x为磁纳米涂层的感应磁场和外加磁场的叠加磁场的磁矩的塞曼能与无规则热能之比，N为磁纳米涂层中单位体积内的原子数目，B_J(x)为布里渊函数。

进一步优选地，采用消光式磁光克尔角测量法测量磁纳米涂层的磁光克尔角。

进一步优选地，步骤S1包括：