[发明专利]一种磁屏蔽设备磁导率的测量装置

权利要求书

1.一种磁屏蔽设备磁导率的测量装置，其特征在于，包括：

亥姆霍兹线圈，设置在待测磁屏蔽设备的中心，用于在其中通入电流后产生恒定磁场；

磁力仪探头，用于测量亥姆霍兹线圈在未通入电流和通入合适电流后，亥姆霍兹线圈对称中心处的磁场B_r和B₁，B₁＞100B_r；

数据处理机构，用于执行如下步骤：(1)采集所述亥姆霍兹线圈对称中心处的磁场B₁，并计算自由空间中的亥姆霍兹线圈在其对称中心处产生的磁场B₀，然后计算得到磁场B₁相比于磁场B₀的增强倍数κ₀；(2)采用电磁场仿真软件对磁屏蔽设备和亥姆霍兹线圈进行建模，并将磁屏蔽设备的参数设定为与空气一致，得到自由空间中的亥姆霍兹线圈对称中心的磁场B₂，然后通过所述电磁场仿真软件，计算磁屏蔽设备磁导率μ取不同值时，磁屏蔽设备中亥姆霍兹线圈对称中心的磁场B₃相比于磁场B₂的增强倍数κ；(3)将步骤(2)中得到的κ相对于μ的变化数据进行插值拟合，根据拟合曲线提取κ＝κ₀时μ的值，从而完成对磁屏蔽设备磁导率的测量。

2.根据权利要求1所述的磁屏蔽设备磁导率的测量装置，其特征在于，在数据处理机构中，步骤(1)中磁场B₀的计算公式为：

式中，μ₀表示真空磁导率；n_c表示亥姆霍兹线圈匝数，I_c表示亥姆霍兹线圈中通入的电流；R_c表示亥姆霍兹线圈半径。

3.根据权利要求2所述的磁屏蔽设备磁导率的测量装置，其特征在于，所述磁屏蔽设备的外部设有电流驱动器，所述电流驱动器通过双绞铜线用于向所述亥姆霍兹线圈通入电流。

4.根据权利要求3所述的磁屏蔽设备磁导率的测量装置，其特征在于，所述亥姆霍兹线圈采用铜线绕制，所述亥姆霍兹线圈中骨架的材料采用环氧树脂；所述磁力仪探头采用原子磁力仪探头。

5.根据权利要求4所述的磁屏蔽设备磁导率的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括采用环氧树脂制成的支撑台，所述支撑台用于将亥姆霍兹线圈固定在磁屏蔽设备的中心，并用于将磁力仪探头固定在亥姆霍兹线圈的对称中心。

6.根据权利要求5所述的磁屏蔽设备磁导率的测量装置，其特征在于，所述数据处理机构包括磁力仪显控设备和计算机。

7.一种基于权利要求6所述的磁屏蔽设备磁导率的测量装置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

(a)测量待测磁屏蔽设备的几何结构数据，根据磁屏蔽设备的内部尺寸制作合适的亥姆霍兹线圈和支撑台，将亥姆霍兹线圈通过支撑台置于磁屏蔽设备的中心，将磁力仪探头通过支撑台置于亥姆霍兹线圈的对称中心；

(b)利用磁力仪探头探测亥姆霍兹线圈对称中心处的剩磁，数据处理机构中的磁力仪显控设备采集磁力仪探头测量的亥姆霍兹线圈的对称中心处的剩磁；

(c)依据步骤(b)测量得到的剩磁，电流驱动器通过双绞铜线向亥姆霍兹线圈中通入合适的电流，使得亥姆霍兹线圈在磁屏蔽设备中心处产生大于100倍的剩磁磁场；同时，利用数据处理机构中的磁力仪显控设备测量亥姆霍兹线圈的对称中心处的磁场B₁，并将测量结果传送给数据处理机构中的计算机；

(d)数据处理机构中的计算机计算自由空间中的亥姆霍兹线圈在其对称中心产生的磁场B₀，进而得到磁场B₁相比于磁场B₀的增强倍数κ₀；

(e)利用计算机中的磁场仿真软件对磁屏蔽设备和亥姆霍兹线圈进行建模，将磁屏蔽设备的参数设定为与空气一致，数据处理机构中的计算机通过磁场仿真软件计算自由空间中的亥姆霍兹线圈对称中心的磁场B₂；

(f)数据处理机构中的计算机通过磁场仿真软件，计算磁屏蔽设备磁导率μ取不同值时，磁屏蔽设备中亥姆霍兹线圈对称中心的磁场B₃相比于自由空间中的亥姆霍兹线圈在其对称中心产生的磁场B₂的增强倍数κ；

(g)数据处理机构中的计算机对步骤(f)仿真得到的κ相对于μ的变化数据进行插值拟合，根据拟合曲线提取κ＝κ₀时μ的值，从而完成对磁屏蔽设备磁导率的测量。