磁纳米粒子特性测量系统设计

发布时间：2021-06-27 20:08

　　纳米材料自问世以来,凭借其优良特性得到了广泛应用。近年来,磁纳米粒子在非接触式测温领域展现出令人惊喜的应用前景。对磁纳米粒子的特性进行研究和测量对推广其应用有着重要意义。本文设计了一套磁纳米粒子特性测量系统,能够实现对样品的交流磁化率和粒径分布的测量,对磁纳米粒子温度测量的应用研究起到良好的推动作用。首先,通过对磁纳米粒子交流磁化率、弛豫模型以及粒径分布模型的研究,设计了基于差分线圈的测量模型,利用该模型实现对交流磁化率和粒径分布的测量。随后,设计了测量系统的硬件平台。选用合适的螺线管来产生激励磁场,使用细铜线绕制的多匝线圈作为传感器探测弱磁信号,并通过信号调理电路对弱磁信号进行放大滤波。设计标定电路对系统进行了标定。对于软件控制平台,本文使用c#语言进行编程,不仅能设计出友好的控制界面,还能将多种特性的测量过程集成在一起。采用模块化编程方式,对所用到重要算法如PID算法、DPSD算法、全局优化算法等进行封装,通过调用不同的方法实现对采样数据的不同处理,以得到不同的特性参数。同时采用混合编程方法,结合c#优秀的界面开发能力和matlab强大的数值计算能力,提高编程效率。最后,使用不同粒... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

磁化曲线

场的频率逐渐增大时，磁纳米粒子的磁化强度的改变，两者之间存在相位差且不可忽略。此时，磁纳米粒实常数，可表示为指数形式或复数形式：''' (cos sin ) eiii 交流磁化率的幅值， （ 0）表示磁纳米粒子磁化，' 表示交流磁化率实部，'' 表示交流磁化率虚部理论[28]，在微弱的交流磁场激励下，单畴的磁纳米粒部满足以下关系：02'1()1 w ，02''1() ww kTMsB3n0表示初始磁化率，w 表示角频率，τ表示弛豫时，设置τ=30us，可得归一化交流磁化率实部、虚部。

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文由式（2-5）可知交流磁化率实部、虚部与弛豫时间之间满足以下关系：''' w （2-6）可以通过测量磁纳米粒子的交流磁化率的实部与虚部来求解得到弛豫时间。.3 磁纳米粒子弛豫模型处于平衡稳定状态的系统受到外界扰动后，需要经过一段时间，系统才能恢到原来的平衡稳定状态，这一过程称为弛豫过程，这一过程所经历的时间称为豫时间。在交流激励磁场作用下，磁纳米粒子表现出弛豫现象，其弛豫过程分两种：布朗弛豫与尼尔弛豫[29]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]求解不定二次约束二次规划问题的全局优化算法[J]. 赵营峰,刘三阳,葛立.  工程数学学报. 2018(04)
[2]C#与MATLAB混编方法在图像处理中的应用研究[J]. 卢兴,陈晓勇.  东华理工大学学报(自然科学版). 2018(02)
[3]基于.NET程序集的C#与Matlab混合编程技术及应用[J]. 陈柳松,杨利,张宇,刘丽.  控制与信息技术. 2018(02)
[4]基于磁纳米测温的弱磁信号检测系统[J]. 李思,孙毅,张国良.  湖北民族学院学报(自然科学版). 2017(04)
[5]应用布朗弛豫磁纳米的肿瘤热疗温度测量方法[J]. 梁辰,郭斯琳,叶旭军,高卫.  华中科技大学学报(自然科学版). 2017(07)
[6]磁纳米颗粒材料研究进展[J]. 陆书斌.  大众科技. 2017(03)
[7]磁纳米粒子在无创测温中的应用[J]. 郭盛楠,马吉明,苏日建,孙汉锋,张向梅.  现代计算机(专业版). 2015(20)
[8]C#多线程编程技术在数控测井软件中的应用[J]. 郑宇生,赵长胜.  国外测井技术. 2012(04)
[9]Visual C#与Matlab混合编程在可视化软件中的应用[J]. 李诚刚,赵佳宝,陈兆荣.  软件. 2012(02)
[10]基于C#液位过程测控软件的设计与实现[J]. 崔海全,张春梅,赵志诚.  太原科技大学学报. 2012(01)

博士论文
[1]磁纳米温度测量理论与方法研究[D]. 钟景.华中科技大学 2014

硕士论文
[1]Co和Co/CoO磁性纳米颗粒的制备、表征及磁性能研究[D]. 周曼.中国计量学院 2014



本文编号：3253524