[發明專利]多物理場耦合環境下磁材料磁特性測量系統

在審

• 申請號: 202210173036.4
• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114545307A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 徐學平;孫津濟;任建伊;周偉勇
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學;北京航空航天大學寧波創新研究院
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12;G01R33/14
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 杜月

本發明涉及多物理場耦合環境下磁材料磁特性測量系統，包括線圈組、溫控裝置、磁屏蔽裝置和磁特性測試裝置，溫控裝置包括無磁加熱單元和保溫箱，保溫箱設置在磁屏蔽裝置內，用于放置纏繞有線圈組的被測樣件；無磁加熱單元用于對保溫箱內的被測樣件進行加熱；磁屏蔽裝置，用于為磁屏蔽裝置內的保溫箱內以及被測樣件的提供弱磁環境；磁特性測試裝置與線圈組相連，用于對所述線圈組提供勵磁電流以及檢測所述被測樣件的感應電壓，從而對被測樣件交流磁特性進行測量。本發明的技術方案能夠測量磁材料在多物理場環境耦合下的磁特性，提高了磁屏蔽裝置設計階段的準確性并對磁屏蔽裝置的建設和應用進行指導。

技術領域

本發明涉及磁性材料磁導率測量技術領域，具體涉及多物理場耦合環境下磁材料磁特性測量系統。

背景技術

隨著科技水平的發展，量子精密測量成為傳感器研究的重點領域，極弱磁環境是SERF等量子狀態實現的必須條件，也是心腦磁等測試裝置正常工作的必要條件。目前普遍使用高導磁材料制成磁屏蔽裝置以屏蔽外界靜態及低頻交流干擾磁場，一般采用多層坡莫合金、錳鋅鐵氧體等材料制成屏蔽房或屏蔽筒對地磁環境進行屏蔽。

高導磁材料通過通量分流作用屏蔽外界磁場，因此屏蔽層的厚度越厚屏蔽效果越好，但根據磁屏蔽理論計算公式可知，將磁屏蔽裝置設計成多層結構，每層之間留有一定距離的空隙，多層磁屏蔽裝每層的累計厚度與單層磁屏蔽裝置單層厚度相同的情況下，多層結構的屏蔽能效遠高于單層結構。因此磁屏蔽裝置多設計成每層厚度1至3mm左右的多層結構。

對于多層磁屏蔽結構，每層所處的磁場環境不同。外層屏蔽層處于地磁環境，內部屏蔽層越靠近最內層，所處磁場環境越小。同時，環境磁場并不是完全靜態，多為低頻(0.1-300Hz)。

在磁屏蔽裝置的內部通常會進行量子精密測量實驗，例如原子鐘、SERF陀螺儀以及磁強計等實驗，這些實驗需要對堿金屬進行加熱才能達到理想的實驗效果。在磁屏蔽裝置內部加熱時，會對屏蔽裝置的屏蔽效果造成影響。

同時，磁屏蔽裝置的運輸和搭建過程中會受到不同應力的影響。對于大型磁屏蔽房，通常采用拼接結構。拼接處的磁屏蔽材料會受到拉力和壓力的影響，內部設備也會給底層帶來不同程度的壓應力。

目前，磁材料生產廠家和磁特性測試裝置均只能提供常規環境下的材料磁特性測試結果。

綜上可知，多層結構的磁屏蔽房的內部屏蔽材料會同時處于弱磁，低頻，不同溫度及不同應力的環境下，目前并沒有相關測試裝置能測試多物理場環境下的磁材料的磁特性。

發明內容

本申請提供的多物理場耦合環境下磁材料磁特性測量系統，以至少解決相關技術中無法對多物理場環境下的磁材料的磁特性進行測量的問題。

本申請第一方面實施例提出多物理場耦合環境下磁材料磁特性測量系統，所述系統包括：線圈組、溫控裝置、磁屏蔽裝置和磁特性測試裝置；

所述線圈組纏繞在被測樣件上；

所述溫控裝置包括無磁加熱單元和保溫箱，所述保溫箱設置在磁屏蔽裝置內，用于放置纏繞有線圈組的被測樣件；所述無磁加熱單元與保溫箱連接，用于對保溫箱內的被測樣件進行加熱；

所述磁屏蔽裝置，用于為磁屏蔽裝置內的保溫箱內以及被測樣件的提供弱磁環境、屏蔽外界干擾磁場；

所述磁特性測試裝置與線圈組相連，用于對所述線圈組提供勵磁電流以及檢測所述被測樣件的感應電壓，從而對被測樣件交流磁特性進行測量。

本申請的實施例提供的技術方案至少帶來以下有益效果：