[发明专利]一种磁屏蔽设备磁导率的测量装置

说明书

本发明公开了一种磁屏蔽设备磁导率的测量装置，包括亥姆霍兹线圈；磁力仪探头用于测量亥姆霍兹线圈通入电流前后其对称中心处的磁场Bsubgt;r/subgt;和Bsubgt;1/subgt;；数据处理机构用于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Bsubgt;0/subgt;，确定Bsubgt;1/subgt;相比于Bsubgt;0/subgt;的增强倍数κsubgt;0/subgt;；再对磁屏蔽设备和亥姆霍兹线圈进行建模，得到自由空间中的亥姆霍兹线圈对称中心的磁场Bsubgt;2/subgt;，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Bsubgt;3/subgt;相比于磁场Bsubgt;2/subgt;的增强倍数κ；最后将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＝κsubgt;0/subgt;时μ的值，从而完成对磁屏蔽设备磁导率的测量。本发明能实现对磁屏蔽设备磁导率的高精度测量。

技术领域

本发明属于测量技术领域，更具体地，涉及一种磁屏蔽设备磁导率的测量装置。

背景技术

在许多重要的应用领域，如电子电路、医学检测以及原子物理等，为抑制地磁场以及其它一些干扰磁场的影响，通常会将核心器件放置在磁屏蔽设备内。磁屏蔽设备一般由高磁导率的材料(如坡莫合金)制成，其可以改变地磁场以及其它一些干扰磁场的方向，使这些磁场偏离磁屏蔽空间。而磁屏蔽设备对干扰磁场的屏蔽效果，则直接由磁屏蔽设备的结构以及磁屏蔽设备的磁导率决定。另外，虽然磁屏蔽设备能抑制外部磁场的干扰，但是其会对内部的磁场环境产生影响，而影响的程度同样直接由磁屏蔽设备的结构以及磁屏蔽设备的磁导率决定。因此，为衡量磁屏蔽设备的屏蔽效果，以及评估磁屏蔽设备对内部磁场的影响，前提是能够实现对磁屏蔽设备磁导率的测量。

对于高磁导率材料的磁导率测量，常用的方法是将材料制作成一个环形磁芯，并在环形磁芯上绕制感应线圈与激励线圈。通过测量激励电流与感应电压之间的关系，确定高磁导率材料的磁感应强度B与磁场强度H之间的关系曲线，进而拟合得到材料的磁导率。这种方法虽能够测量磁屏蔽设备所用材料的磁导率，然而，当这些材料加工成磁屏蔽设备时，由于撞击、焊接等因素，材料的磁导率会发生改变。另外，磁屏蔽设备放置在外界环境中时，会受到外界环境的影响而发生磁化，进而导致磁导率的变化。由于上述原因，磁屏蔽设备的磁导率并不等于所使用材料的磁导率。因此，实现一种磁屏蔽设备磁导率的测量装置及方法具有重要的应用价值。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种磁屏蔽设备磁导率的测量装置，能实现对磁屏蔽设备的磁导率进行准确测量。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种磁屏蔽设备磁导率的测量装置，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。