基于铁磁性的快速测温方法研究及系统设计

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1、分类号学号M201272181学校代码10487密级硕士学位论文基于铁磁性的快速测温方法研究及系统设计学位申请人：阮楚良学科专业：检测技术与自动化装置指导教师：张朴副教授答辩日期：2015年5月26日ADissertationSubmittedfortheRequirementsfortheDegreeofMasterinEngineeringAlgorithmAnalysisandSystemDesignofTransientTemperatureMeasurementbasedonFerromagnetsCandidate:Ru

2、anChuliangMajor:MeasuringTechnologyandAutomaticDeviceSupervisor:Asso.Prof.ZhangPuHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

3、本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要本文基于

4、铁磁性物质的饱和磁化强度—温度曲线，对非接触快速测温的方法进行了深入研究，并设计一套完整的实验平台。铁磁性物质在直流磁场中达到磁化饱和状态时，其饱和磁化强度与温度成线性关系，通过检测其周围磁场，即可获得温度信息。该测温方法在热学理论研究、激光医疗、材料加工、军工等领域皆有良好的应用前景。首先，本文基于物质的磁学特性，介绍了利用超顺磁性测温的朗之万函数模型，指出了铁磁性材料相较于具有超顺磁性的磁纳米粒子在瞬态温度测量上的特点和优势，分析了铁磁性物质的饱和磁化强度关于温度的理论模型。并在此基础上提出了应用于快速测温的具体测量方法。然后，

5、基于自主提出的测温方法，搭建了快速测温实验平台，包括产生瞬态热源的脉冲激光器、热敏感元件的Ni薄膜、磁探测线圈、信号调理电路模块、隔震平台与屏蔽筒、数据采集模块等等。并且利用Labview设计了一套智能采集、信号处理、温度反演、优化存储功能的软件系统。最后，本文利用快速热电偶和光学检测设备作对比，在快速测温实验平台上进行实验，结果表明，快速测温系统的热响应时间远好于热电偶，可实现微秒级的温度响应测量。关键词：铁磁性材料，饱和磁化强度，瞬态温度测量I华中科技大学硕士学位论文AbstractThisthesisaimstodeeplyi

6、nvestigatethenoninvasivetransienttemperaturemeasurementbythesaturationmagnetization-temperaturecurveofferromagnetismmaterial,andonthisbasistobuildtheexperimentalplatform,atthesametimeacompletesetofmeasurementsystemisdesigned.Thesaturationmagnetiztionofferromagnetismmat

7、erialhasalinearrelationshipwithtemperature,sowecanobtainthetemperatureinformationbydetectingthesurroundingmagneticfieldthatchangeswiththetemperature.Thealgorithmandsystemisofgreatsignificanceinfieldssuchasthermologytheoryresearch,lasermedicine,materialprocessingandmili

8、taryindustry.Themaincontentofthisdissertationisasfollowing:Firstly,thisthesisintroducesthetemperaturemeasurementbased