【摘要】：本文基于鐵磁性物質(zhì)的飽和磁化強(qiáng)度—溫度曲線,對(duì)非接觸快速測(cè)溫的方法進(jìn)行了深入研究,并設(shè)計(jì)一套完整的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。鐵磁性物質(zhì)在直流磁場(chǎng)中達(dá)到磁化飽和狀態(tài)時(shí),其飽和磁化強(qiáng)度與溫度成線性關(guān)系,通過(guò)檢測(cè)其周?chē)艌?chǎng),即可獲得溫度信息。該測(cè)溫方法在熱學(xué)理論研究、激光醫(yī)療、材料加工、軍工等領(lǐng)域皆有良好的應(yīng)用前景。首先,本文基于物質(zhì)的磁學(xué)特性,介紹了利用超順磁性測(cè)溫的朗之萬(wàn)函數(shù)模型,指出了鐵磁性材料相較于具有超順磁性的磁納米粒子在瞬態(tài)溫度測(cè)量上的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),分析了鐵磁性物質(zhì)的飽和磁化強(qiáng)度關(guān)于溫度的理論模型。并在此基礎(chǔ)上提出了應(yīng)用于快速測(cè)溫的具體測(cè)量方法。然后,基于自主提出的測(cè)溫方法,搭建了快速測(cè)溫實(shí)驗(yàn)平臺(tái),包括產(chǎn)生瞬態(tài)熱源的脈沖激光器、熱敏感元件的Ni薄膜、磁探測(cè)線圈、信號(hào)調(diào)理電路模塊、隔震平臺(tái)與屏蔽筒、數(shù)據(jù)采集模塊等等。并且利用Labview設(shè)計(jì)了一套智能采集、信號(hào)處理、溫度反演、優(yōu)化存儲(chǔ)功能的軟件系統(tǒng)。最后,本文利用快速熱電偶和光學(xué)檢測(cè)設(shè)備作對(duì)比,在快速測(cè)溫實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,快速測(cè)溫系統(tǒng)的熱響應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)好于熱電偶,可實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)的溫度響應(yīng)測(cè)量。
[Abstract]:Based on the saturation magnetization temperature curve of ferromagnetic materials, the method of fast non-contact temperature measurement is studied in this paper, and a complete experimental platform is designed. When ferromagnetic material reaches saturation state in DC magnetic field, the saturation magnetization of ferromagnetic material is linearly related to temperature. The temperature information can be obtained by detecting the magnetic field around ferromagnetic material. The method has a good application prospect in the fields of thermal theory, laser medical treatment, material processing, military industry and so on. Firstly, based on the magnetic properties of matter, the Langevin function model of superparamagnetic temperature measurement is introduced, and the characteristics and advantages of ferromagnetic materials compared with superparamagnetic nanoparticles in transient temperature measurement are pointed out. The temperature model of saturation magnetization of ferromagnetic materials is analyzed. On the basis of this, the specific measurement method applied to fast temperature measurement is put forward. Then, based on the self-proposed temperature measurement method, a rapid temperature measurement experimental platform is built, including the pulse laser that generates transient heat source, the Ni film of the heat sensitive element, the magnetic detection coil, the signal conditioning circuit module, the isolation platform and the shield tube. Data acquisition module and so on. A software system of intelligent acquisition, signal processing, temperature inversion and storage optimization is designed by using Labview. Finally, by comparing the fast thermocouple with the optical measuring equipment, the experiment is carried out on the rapid temperature measurement platform. The results show that the thermal response time of the fast temperature measuring system is much better than that of the thermocouple, and the temperature response measurement of microsecond level can be realized.
【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(lèi)號(hào)】：TK311

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本文編號(hào)：2275956