精確的非侵入式溫度測量方法的研究,對于生物醫(yī)學等領域有著重要的意義,而基于磁納米粒子的測量溫度的方法有望實現(xiàn)這一目標。本文在磁納米粒子的磁化強度具有溫度敏感特性的基礎上,探索研究了一種全新的雙頻激勵磁場下的磁納米溫度測量模型,設計了一套雙頻激勵磁納米溫度測量系統(tǒng),從而實現(xiàn)了雙頻激勵磁場下的精確非侵入式的溫度測量。具體如下:首先,本文在單頻磁納米粒子溫度測量原理的基礎上,通過對雙頻激勵磁場下的磁納米粒子磁化強度信號的分析,歸納總結了磁化強度信號的各諧波及其相應的特點,從而推導出了在雙頻激勵下的磁納米溫度測量模型,并通過仿真實驗驗證了雙頻激勵下的磁納米溫度測量模型的可行性。其次,為了進一步地研究雙頻激勵下的溫度測量模型,本文研究了截斷誤差、信噪比和激勵頻率對雙頻測溫模型的溫度測量精度的影響。最終,為了減小溫度誤差,確定了五階截斷作為雙頻激勵下的磁納米溫度測量模型的最終選擇。明確了在溫度測量過程中要盡可能的提高信噪比,減小噪聲。通過仿真研究了雙頻激勵頻率的影響,在幾十赫茲到幾百赫茲范圍內(nèi),雙頻激勵頻率無論是否是倍數(shù)關系,對溫度的測量誤差都沒有明顯影響。最后,本文設計了一套雙頻激勵磁納米溫度測量系統(tǒng),詳細介紹了激勵磁場的產(chǎn)生裝置的要求及其實現(xiàn)方法;詳細講解了如何設計弱磁信號的檢測裝置,從而盡可能地減小剩磁對溫度測量的影響;簡單介紹了系統(tǒng)的LABVIEW軟件平臺及其相關的數(shù)字相敏檢波算法、PID算法和軟件消剩磁部分。并且,在此系統(tǒng)上,實現(xiàn)了雙頻激勵下的磁納米溫度測量,溫度測量誤差標準差能夠達到0.1K。
【學位單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TH77
【部分圖文】：

華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文2.3）對磁納米粒子在單一頻率正弦激勵磁場下隨溫度的變化375 Hz，磁場范圍-500 Gs 到 500 Gs 的正弦磁場激勵下，分別0 K 和 360 K 幾個點下對磁納米的磁場響應仿真。不同溫度下曲線和磁納米粒子磁化強度信號的仿真結果如圖 2-1 和 2-2 所

0 K 和 360 K 幾個點下對磁納米的磁場響應仿真。不同溫度下應曲線和磁納米粒子磁化強度信號的仿真結果如圖 2-1 和 2-2 所圖 2-1 不同溫度下的磁納米粒子磁化響應曲線

華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文可以知道磁納米粒子的交流磁化響應具有溫度敏感特性。而從圖納米粒子的磁化強度幅值也是隨溫度改變的，進一步證明了磁納響應的溫度敏感特性。又由于朗之萬函數(shù)的非線性，對磁納米粒進行快速傅里葉變換，將磁化頻譜歸一化后得到圖 2-3。
【參考文獻】

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本文編號：2891064