[发明专利]一种直流激励磁场下的非侵入式快速温度变化的测量方法

权利要求书

1.一种直流激励磁场下的非侵入式快速温度变化测量方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)将铁磁性粒子置于待测对象处；

(2)对所述铁磁性粒子所在区域施加直流磁场使所述铁磁性粒子达到饱和磁化状态；

(3)获得待测对象在常温下的稳态温度T₁，根据所述稳态温度T₁计算出铁磁性粒子的初始自发磁化强度M₁；

(4)当待测对象发生温度变化后，测量铁磁性粒子在温度变化后的磁化强度变化信号的幅值A，根据所述磁化强度变化信号的幅值A计算得到变化后的温度T₂；

(5)根据变化后的温度T₂以及稳态温度T₁，计算得到温度变化值ΔT＝T₂-T₁。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：

将铁磁性粒子置于待测对象内部或涂覆于待测对象表面。

3.如权利要求1或所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：所述步骤(2)中采用亥姆霍茨线圈对所述铁磁性粒子所在区域施加直流磁场。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)具体为：

使用热电偶或者光纤温度传感器获得待测对象常温下的稳态温度T₁，根据铁磁性粒子的“饱和磁化强度-温度曲线”，计算出温度为T₁时铁磁性粒子的初始自发磁化强度M₁。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中根据所述磁化强度变化信号的幅值A计算得到变化后的温度T₂具体包括：

根据所述磁化强度变化信号的幅值A与变化后的温度T₂之间的关系：

A=aβNSΔt*{M(T=0)·[1-s(T2Tc)32-(1-s)(T2Tc)52]13-M1},]]>

利用磁化强度变化信号的幅值A计算得到变化后的温度T₂；

其中：a是磁化强度变化量ΔB与自发磁化强度ΔM的比例系数，β是检测电路的放大倍数，N是电感线圈的匝数，S是电感线圈的内部面积，Δt是温度变化的时间，M(T＝0)是铁磁性粒子在绝对零度时的自发磁化强度，s为铁磁性材料热退磁曲线的参数，T_c为铁磁性粒子的居里温度，M(T＝0)和T_c对于某一确定铁磁性粒子材料其为一确定值，M₁为温度为T₁时铁磁性粒子的初始自发磁化强度。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中测量铁磁性粒子在温度变化后的磁化强度变化信号的幅值A，具体包括：

利用两个相同的单层线圈作为传感器，来检测待测区域内的铁磁性粒子的磁化强度变化信号，其中一个电感线圈α作为探测线圈，将待测对象包含于其中，使线圈可以检测到待测对象所有的磁感应强度变化信号，另一个电感线圈γ置于直流激励磁场中的对称位置作为参考线圈，它并不接收待测对象的感应信号，只接收环境中的噪声；

通过电感线圈α采集铁磁性粒子变化的磁化强度信号，与线圈γ的测量信号经过差分放大等调理电路，检测出磁化强度变化信号通过处理电路后的输出幅值A。