[發明專利]在線式鐵磁微粒檢測系統

有效

• 申請號: 201310544555.8
• 申請日: 2013-11-05
• 公開（公告）號: CN103645122A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 鄧梁;楊文暉;王錚;呂行
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

技術領域

本發明涉及一種鐵磁性微粒檢測技術，特別是在線式鐵磁微粒檢測系統。

背景技術

食品、藥品生產過程的鐵磁性微粒污染越來越引起人們的重視，特別是一些靜脈注射粉針劑，一旦在制藥工藝過程中被制藥設備產生的鐵磁性微粒污染，其危害是十分嚴重的。

隨著微納米技術的發展，粉體材料的廣泛應用，鐵磁性微粒的影響在許多領域凸顯，鐵磁性微粒檢測的領域越來越廣泛，如，新能源領域的磷酸鐵鋰（LiFePO₄）的合成過程中,單質鐵在還原性氣氛,如CO、H₂等氣氛下,在500℃～700℃經Fe³⁺的還原而生成[Salah?A?A,Mauger?A,Zaghib?K,et?al..Reduction?Fe³⁺of?impurities?in?LiFePO₄from?pyrolysis?of?organic?precursor?used?for?carbon?deposition[J].Journal?of?Electrochemical?Society,2006,153（9）:A1692-A17011]，這些鐵磁性微粒在混雜在鋰離子電池中，有可能引發內短路，形成嚴重的危害事故，即使是微量的污染也會對鋰離子電池品質產生不良影響，文獻記載，鐵磁性雜質物質的量含量為1.63%的LiFePO₄制成的電池,自放電率約為鐵磁性雜質含量為0.04%的LiFePO₄制成的電池的5.6倍[楊續來,劉成士,謝佳,等.磷酸鐵鋰磁性雜質對電池自放電的影響[J].電池,2012,42（6）:314-317]。雖然鐵磁性微粒污染可以以采樣形式，通過X射線衍射儀（XRD）等儀器檢測，但是低于1mg/kg的鐵磁和亞鐵磁納米粒子XRD儀器并不實用。近些年使用超導量子干涉儀（SQUID）可以檢測到樣品中XRD等儀器檢測不到的鐵磁和亞鐵磁納米粒子，其中磁顆粒直徑可低于100μm[Tanaka?S,Akai?T,Hatsukade?Y,et?al..High?Tc?SQUID?Detection?System?for?Metallic?Contaminant?in?Lithium?Ion?Battery[J].IEEE?Transactions?on?Magnetics,2009,45（10）:4510-4513.]。雖然SQUID已經得到廣泛應用，但是YBCO雙晶晶界結和臺階邊沿晶界結在高溫超導約瑟夫森結可控性并不理想[高吉,馬平,戴遠東.高溫超導量子干涉器中的約瑟夫森結[J].物理,2007,36（11）:869-878.]。

超導量子干涉儀需要嚴格的屏蔽技術，無屏蔽的SQUID很容易受環境磁場（如市電、工作的儀器和運動的機車等）變化的影響，干擾信號有時比被測信號大幾個數量級,因此系統工作時會出現信號突變,嚴重時會失去鎖定狀態,不能工作。

無論是食品還是藥品，還是其它行業的工業粉體材料生產行業，以現有抽樣法檢測鐵磁性微粒污染，難以消除批量產品的鐵磁性微粒污染。并且，無論采用X射線衍射儀還是采用超導量子干涉儀均無法實現連續在線完成大流量的物料檢測。

發明內容

本發明的目的是要克服現有技術無法實現連續在線大流量的粉體物料鐵磁性微粒檢測缺點，提出一種在線式鐵磁微粒檢測系統。

本發明可用于大流量粉體生產中鐵磁微粒檢測。

本發明的原理為：依據法拉第電磁感應定律，渦流線圈通電工作時產生交變磁場。鐵磁性微顆粒存在電磁感應作用，將鐵磁性微顆粒置于感應電動勢區域，鐵磁性微顆粒內將形成感應電流，這種感應電流屬渦流性質。由于鐵磁性微顆粒自身存在電阻，所以渦流在鐵磁性微顆粒中將產生熱量而溫升。渦流線圈通電工作功率越大，鐵磁性微顆粒中將產生熱量就會越大，溫升就會越高。鐵磁性微顆粒溫升越高，紅外輻射能量就會越大。將紅外探測器與渦流線圈同軸相向布置，處于渦流線圈與紅外探測器之間的鐵磁性微顆粒的紅外輻射即被紅外探測器探測。

本發明的技術方案如下：