[發明專利]一種基于渦流效應的中高頻交變磁場強度的測量方法

有效

• 申請號: 202011436639.6
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112684388B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 張偉;余小剛;吳承偉
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01R33/10
• 分類號: G01R33/10;G01R33/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

1.一種基于渦流效應的中高頻交變磁場強度的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，制作交變磁場測量探頭

將金屬導體加工成形狀規則的物體，作為磁場測量的探頭元件；將探頭元件與不受交變磁場影響的溫度傳感器連接后封裝起來，作為磁場熱量探頭；

第二步，熱量測量

將第一步得到的磁場熱量探頭置于交變磁場中，打開交變磁場，金屬導體在交變磁場中會由于渦流效應而產熱升溫，通過溫度傳感器測量并記錄金屬探頭元件在一定時間內的溫度變化量ΔT；

第三步，金屬導體在交變磁場中只通過渦流損耗產熱，將第二步中通過測量金屬導體在交變磁場作用下溫度的變化ΔT轉變為熱量變化，通過熱量變化得到金屬導體的損耗功率，進而通過損耗功率得到磁場強度；數據處理過程為：

3.1)將金屬導體的物理參數和第二步中得到的溫度變化量ΔT帶入公式(1)中計算出金屬導體在Δt時間內產熱的熱量Q為：

Q＝C_mM_mΔT (1)

其中，C_m是金屬導體的比熱容；M_m為金屬導體的質量；

3.2)圓柱形金屬導體在交變磁場中的渦流損耗功率如公式(2)所示：

其中，R是金屬導體的半徑，ρ是金屬導體的電阻率，D是金屬導體的密度，f是交變磁場的頻率，B是待測交變磁場的強度；

將金屬導體質量M_m和時間Δt帶入到公式(2)中，可得內金屬導體在Δt時間內的產熱量Q為：

3.3)令公式(1)與公式(3)相等，即可得到待測磁場的磁場強度為：

2.根據權利要求1所述的一種基于渦流效應的中高頻交變磁場強度的測量方法，其特征在于，第一步所述的探頭元件的形狀優選為圓柱體結構，其半徑為R不超過1.5mm。

3.根據權利要求1所述的一種基于渦流效應的中高頻交變磁場強度的測量方法，其特征在于，第一步所述的探頭元件的材質包括金、銀、銅。

4.根據權利要求1所述的一種基于渦流效應的中高頻交變磁場強度的測量方法，其特征在于，第一步所述的溫度傳感器包括光線測溫度、紅外測溫計。

5.根據權利要求1所述的一種基于渦流效應的中高頻交變磁場強度的測量方法，其特征在于，第三步中所述的磁場強度計算，可以將溫度變化轉變為熱量的變化，也可以將溫度變化轉為熱功率。