本文關(guān)鍵詞：磁納米粒子交流磁化率溫度測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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【摘要】：本文主要設(shè)計(jì)了一種基于磁納米粒子在正弦交流磁場激勵(lì)下的非接觸式溫度測量系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過測量磁納米粒子的交流磁化率,從而得到磁納米粒子的弛豫時(shí)間,并通過弛豫時(shí)間與溫度的關(guān)系,測量出磁納米粒子樣品的溫度。這為磁納米粒子非接觸式測溫增加了新的思路,同時(shí)對磁納米粒子在生物檢測,腫瘤熱療等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展具有很好的推動(dòng)作用。首先,本文介紹了磁納米粒子的研究背景以及研究磁納米粒子在生物醫(yī)療方面特別是在癌癥熱療領(lǐng)域的意義,同時(shí)了解了該領(lǐng)域的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。并對磁納米粒子的交流磁化率以及弛豫時(shí)間等性質(zhì)進(jìn)行了介紹,通過對交流磁化率和弛豫時(shí)間與溫度的關(guān)系的研究,從中找尋到一種非接觸式測溫的可行思路。隨后,對磁納米粒子的交流磁化率進(jìn)行物理模型分析,通過對磁化率實(shí)部和虛部的分析理解,得到磁納米交流磁化率的測量方法,并引出交流磁化率與溫度測量的關(guān)系,從而構(gòu)建了溫度測量模型。接著本文介紹了交流磁化率溫度測量系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。信號(hào)源通過功率放大器后驅(qū)動(dòng)激勵(lì)線圈,產(chǎn)生激勵(lì)磁場;位于磁場內(nèi)部的探測線圈檢測到磁納米粒子樣品產(chǎn)生的響應(yīng)磁場,從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,并通過DAQ數(shù)據(jù)采集卡導(dǎo)入PC中,完成數(shù)據(jù)的采集與分析。隨后,介紹了測量系統(tǒng)的軟件方面設(shè)計(jì)。主要闡述了本系統(tǒng)由Labview語言編寫而成的軟件部分。具體介紹了通過PID算法模塊實(shí)現(xiàn)對輸出信號(hào)源的控制,保證激勵(lì)磁場的穩(wěn)定性;介紹了數(shù)字相敏檢波算法(DPSD)在弱信號(hào)提取中的應(yīng)用,完成磁感應(yīng)信號(hào)的采集過程;程序還應(yīng)用了獨(dú)特的TDMS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理方法,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的及時(shí)讀取與處理。之后,介紹了具體系統(tǒng)測試實(shí)驗(yàn)過程的描述和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理,通過對不同樣品的交流磁化率測量,提取出實(shí)部與虛部中的溫度信息,進(jìn)行擬合之后,與之前的測量模型吻合,進(jìn)一步證明了這種新型非接觸式測溫方法的可行性。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH811

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本文編號(hào)：1270919