[发明专利]一种基于双频磁场磁纳米磁化强度的温度测量方法

摘要

本发明公开了一种基于双频磁场磁纳米磁化强度的温度测量方法，属于磁纳米测试技术领域。本发明将磁纳米样品放置在待测对象处，对放置磁纳米样品的区域施加双频激励磁场，采集双频磁场激励下磁纳米样品的磁化强度信号，然后从中提取出各次谐波幅值，最后根据谐波与温度的关系构建方程组求解温度。本发明可以快速准确的测量物体温度，特别适用于非接触式温度测量。

主权项

一种基于双频磁场磁纳米磁化强度的温度测量方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将磁纳米样品放置于待测对象处；(2)对磁纳米样品所在区域施加双频激励磁场；(3)采集双频磁场激励下磁纳米样品的磁化强度信号；(4)提取磁纳米样品磁化强度信号的各次谐波幅值；(5)根据各次谐波与温度的关系构建方程，从而求解出温度T；在频率分别为a和b的双频磁场激励下，谐波分量分为两类：第一类为频率a和频率b的各奇次谐波；第二类为频率a与频率b的混频；其中混频特点：如果a前面的系数为奇数，则b前面的系数必为偶数；如果a前面的系数为偶数，则b前面的系数必为奇数；不考虑系数正负号，混频系数和必为大于或等于3的奇数；具体，求解温度T的方法为：(5.1)根据频率a的一次谐波和混频系数和等于3的相应谐波与温度的关系构建方程，α1xH0+α2xy(H03+H0G02)+α3xy2(H05+H03G02+H0G04)+...+αmxym-1(H02m-1+H02m-3G02...+H0G02m-2)=A1β2xyH02G0+β3xy2(H04G0+H02G03)+...+βmxym-1(H02m-2G0+H02m-4G03...+H02G02m-3)=B3]]>其中，G0为频率b的激励磁场强度，N为磁纳米样品浓度，T为待测对象温度，Ms为磁纳米样品的饱和磁矩，K为玻尔兹曼常数，H0为频率a的激励磁场强度，A1为频率a的基频幅值，B3为混频系数和等于3的相应谐波的幅值，αl为频率a基频幅值表达式第L个元素的系数，l∈[1,m]，βw为混频系数和等于3的谐波幅值表达式第W个元素的系数，w∈[2,m]，m为朗之万函数泰勒展开项，根据上述方程求解温度T；或者，(5.2)根据混频系数和等于3的相应谐波和混频系数和等于5的相应谐波与温度的关系构建方程，β2xyH02G0+β3xy2(H04G0+H02G03)+...+βmxym-1(H02m-2G0+H02m-4G03...+H02G02m-3)=B3γ3xy2H03G02+γ4xy3(H05G02+H03G04)+...+γmxym-1(H02m-3G02+H02m-5G04...+H03G02m-4)=D5]]>其中，B3为混频系数和等于3的相应谐波的幅值，D5为混频系数和等于5的相应谐波的幅值，βl为混频系数和等于3的相应谐波的幅值表达式第L个元素的系数，l∈[2,m]，γw为混频系数和等于5的相应谐波的幅值表达式第W个元素的系数，w∈[3,m]，根据上述方程求解温度T。