[发明专利]一种三维空间矢量测磁装置及方法

权利要求书

1.一种三维空间矢量测磁装置，其特征在于，包括主支架、设于主支架内的三组铁心组件以及设于三组铁心组件之间的样品装载组件，所述铁心组件包括相对设置的两个半铁心、设于半铁心上的绕组、分别与两半铁心固接的铁心固定片以及与铁心固定片相连的驱动部，其中一个所述铁心固定片与主支架固接，另一个所述铁心固定片与主支架滑动连接，所述驱动部能够调节两半铁心之间的间距，所述样品装载组件夹紧于三组两两相对的半铁心的铁心极头之间，所述样品装载组件包括样品支架、样品本体以及屏蔽块，所述半铁心的铁心极头与样品本体之间设有屏蔽块，所述屏蔽块与样品本体之间紧密抵接有压电传感片或压电应力陶瓷片；

所述压电传感片包括定位板、安装于定位板上的H传感和B传感，所述H传感和B传感为四边形环状结构，所述定位板中部开设有矩形通孔，所述H传感固定连接于矩形通孔处，所述B传感设于H传感外并与定位板固定连接，所述H传感和B传感均设有压电陶瓷片和导电铜带，所述B传感和H传感分别在磁场方向中导电铜带产生的安培力垂直于压电陶瓷片。

2.根据权利要求1所述一种三维空间矢量测磁装置，其特征在于，其中一个所述铁心固定片通过铁心固定块与主支架固接，另一个所述铁心固定片下端固接有滑块，所述滑块滑动连接有滑轨，所述滑轨固接于主支架上。

3.根据权利要求1或2所述一种三维空间矢量测磁装置，其特征在于，所述驱动部包括与主支架转动连接的扭杆、分别固接于两铁心固定片一侧的扭杆固定块以及与扭杆端部固接的扭轮，三组铁心组件的扭杆分别沿着卡尔坐标系的XYZ三个方向设置，所述扭杆一端与其中一个扭杆固定块转动连接，扭杆中部与另一个扭杆固定块螺纹连接。

4.一种三维空间矢量测磁方法，使用权利要求1至3中任意一项的所述一种三维空间矢量测磁装置，其特征在于，包括如下步骤：a.将样品装载组件安装在铁心极头间；b.根据磁化环境对样品本体施加激励；c.获取采集压电传感片的电信号，所述电信号由根据压电效应建立的样品磁信号和力信号的磁-力关系，以及电磁定理建立的力信号和电信号的力-电关系融合而成，当所述屏蔽块和样品本体间安装有压电传感片时，所述磁-力关系为：F₃＝BIL，力-电关系为：所述磁-力关系与力-电关系融合而成的磁-电关系为：其中，U为电压，g₃₃为压电常数，w₂为压电陶瓷片宽度，h为压电陶瓷片厚度，l为压电陶瓷片长度，F₃为应力，B为磁感应强度，I为电流，L为导电铜带长度。

5.根据权利要求4所述一种三维空间矢量测磁方法，其特征在于，步骤a包括：将铁心极头和样品本体间安装屏蔽块；将压电传感片或压电应力陶瓷片安装在所述屏蔽块和样品本体间。

6.根据权利要求4所述一种三维空间矢量测磁方法，其特征在于，步骤b中，对样品本体施加激励包括任意激磁波形加载、应力加载、频率改变加载。

7.根据权利要求5所述一种三维空间矢量测磁方法，其特征在于，当所述屏蔽块和样品本体间安装有压电应力陶瓷片时，所述压电应力陶瓷片的力-电关系为：其中，U为电压，g₃₁为压电常数，w₁为压电应力陶瓷片宽度，F₁为应力。