[發明專利]一種基于負磁泳的密度測量方法及裝置

有效

• 申請號: 202010047620.6
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111337382B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 曹全梁;丁安梓;韓小濤;李亮
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01N9/00
• 分類號: G01N9/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種基于負磁泳的密度測量方法，其特征在于，包括：

將待測樣品(2)放置在與其密度相匹配的順磁性溶液中，且將順磁性溶液置于輻射狀磁場中，所述輻射狀磁場由徑向充磁且磁化方向相同的磁瓦構成的環形磁體組件產生；

調整盛放順磁性溶液容器(1)的中心線與輻射狀磁場中心線重合，使待測樣品在順磁性溶液和輻射狀磁場的作用下，受到負磁泳力；

待測樣品(2)在負磁泳力、重力及浮力的作用下穩定懸浮后，根據受力方程計算待測樣品的密度。

2.根據權利要求1所述的密度測量方法，其特征在于，所述待測樣品的密度為：

其中，ρ_s為待測樣品的密度；ρ_m為順磁性溶液的密度；μ₀為真空磁導率；χ_m為順磁性溶液的磁化率；χ_s為待測樣品的磁化率；為重力加速度；為磁感應強度。

3.根據權利要求1所述的密度測量方法的裝置，其特征在于，包括：非導磁支架(4)、磁體組件(3)、非導磁且透明的容器(1)和順磁性溶液，所述磁體組件(3)的形狀為環形；

所述非導磁支架(4)為中空結構，其底部用于放置容器(1)，頂部用于支撐磁體組件(3)；所述容器(1)貫穿磁體組件，用于盛放順磁性溶液和待測樣品(2)；所述磁體組件(3)徑向充磁，用于形成輻射狀磁場分布；待測樣品(2)在所述順磁性溶液和輻射狀磁場的作用下，受到負磁泳力；其中，所述容器(1)豎直方向的中心線與輻射狀磁場的中心線重合。

4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述磁體組件(3)由徑向充磁且磁化方向相同的磁瓦構成；磁瓦數目為8～16個。

5.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述磁體組件(3)為輻射磁化的單個永磁體。

6.根據權利要求3至5任一所述的裝置，其特征在于，所述非導磁支架(4)用于豎直方向上調節其底部與磁體組件間的距離。

7.根據權利要求1所述的密度測量方法的裝置，其特征在于，包括：非導磁支架(4)、第一磁體組件、第二磁體組件、非導磁且透明的容器(1)和順磁性溶液，所述第一磁體組件和第二磁體組件的形狀為環形；

所述非導磁支架(4)為中空結構，其底部放置第一磁體組件并支撐容器(1)底部，其頂部用于固定第二磁體組件和容器(1)頂部；所述容器(1)貫穿第一磁體組件和第二磁體組件，用于盛放順磁性溶液和待測樣品(2)；所述第一磁體組件和第二磁體組件徑向充磁，用于形成磁化方向相同的輻射磁化分布；所述順磁性溶液在輻射狀磁場的作用下，待測樣品受到負磁泳力；其中，所述容器(1)豎直方向的中心線與輻射狀磁場的中心線重合。

8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第一磁體組件和第二磁體組件由徑向充磁且磁化方向相同的磁瓦構成。

9.根據權利要求7或8所述的裝置，其特征在于，所述非導磁支架(4)用于調節第一磁體組件和第二磁體組件豎直方向上的距離。