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专利号: 2016102276871
申请人: 中国地质大学(武汉)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于趋肤效应的铁磁导体相对磁导率检测方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:在半径为r的圆柱形待测样品上任意选取相距为L的两个检测点,检测两个所述检测点之间的低频电阻值R0;

步骤2:根据待测样品上所述两个所述检测点之间的的低频电阻值R0、两个所述检测点间距L和待测样品半径r计算待测样品的电阻率ρ;

步骤3:检测待测样品上两个所述检测点之间的高频电阻值R;

步骤4:根据待测样品上所述两个检测点之间的低频电阻值R0、高频电阻值R、半径r和电阻率ρ计算待测样品的相对磁导率μr。

2.根据权利要求1所述一种基于趋肤效应的铁磁导体相对磁导率检测方法,其特征在于:所述步骤1的具体步骤如下:步骤11:在低频恒流信号激励下检测两个所述检测点之间的电压值;

步骤12:根据所述低频恒流信号的电流值和两个所述检测点之间在低频恒流信号激励下的电压值计算待测样品上两个所述检测点之间部分的低频电阻值R0。

3.根据权利要求2所述一种基于趋肤效应的铁磁导体相对磁导率检测方法,其特征在于:所述步骤11中,所述低频恒流信号的频率范围为0Hz-120Hz。

4.根据权利要求3所述一种基于趋肤效应的铁磁导体相对磁导率检测方法,其特征在于:所述步骤11中,所述低频恒流信号的频率为10-120Hz。

5.根据权利要求1所述一种基于趋肤效应的铁磁导体相对磁导率检测方法,其特征在于:所述步骤2中,待测样品的电阻率ρ的计算公式如下:其中,r为圆柱形待测样品的半径,R0为待测样品在低频激励信号下的低频电阻值,L为待测样品上两个所述检测点之间的长度。

6.根据权利要求2所述一种基于趋肤效应的铁磁导体相对磁导率检测方法,其特征在于,所述步骤3包括如下步骤:步骤31:在高频恒流信号激励下检测两个所述检测点之间的电压值;

步骤32:根据所述高频恒流信号的电流值和两个所述检测点之间在高频恒流信号激励下的电压值计算待测样品上两个所述检测点之间部分的高频电阻值R;

这里,所述高频恒流信号的频率f范围为:

其中,r为圆柱形待测样品的半径。

7.根据权利要求1所述一种基于趋肤效应的铁磁导体相对磁导率检测方法,其特征在于:所述步骤4中,计算待测样品的相对磁导率μr的方法如下:根据趋肤深度ds公式:

当恒流信号为高频频率f时,若趋肤深度ds远小于待测样品的半径r,则有近似公式:结合式(1-1)、(1-3)和式(1-4),则有:

可得出待测样品的相对磁导率μr近似公式为:

当恒流信号为高频频率f时,若趋肤深度ds不满足远小于待测样品的半径r的条件,但小于待测样品的半径r,则有近似公式:或

其中,ρ为待测样品的电阻率,r为圆柱形待测样品的半径,f为高频恒流信号的频率,R为待测样品上所述两个检测点之间的高频电阻值,R0为待测样品上所述两个检测点之间的低频电阻值,L为待测样品上两个所述检测点之间的长度。

8.一种基于趋肤效应的铁磁导体相对磁导率检测系统,其特征在于:包括电阻检测模块和主控制模块;

所述电阻检测模块用于检测在待测样品上任意选取的两个检测点之间的低频电阻R0,以及检测待测样品上两个所述检测点之间的高频电阻R;

所述主控制模块用于根据待测样品上所述两个检测点之间的低频电阻值R0计算待测样品的电阻率ρ,还用于根据待测样品上所述两个检测点之间的低频电阻值R0、高频电阻值R、半径r和电阻率ρ计算待测样品的相对磁导率μr。

9.根据权利要求8所述一种基于趋肤效应的铁磁导体相对磁导率检测系统,其特征在于:所述电阻检测模块包括恒流信号单元和电压获取单元,所述主控制模块包括数据处理单元;

所述恒流信号单元用于为待测样品两端提供电流有效值恒定的激励信号;

所述电压获取单元用于在所述恒流信号单元提供的低频或高频恒流信号激励下检测两个所述检测点之间的电压值;

所述数据处理单元用于根据所述低频恒流信号的电流值和两个所述检测点之间在低频恒流信号下的电压值计算待测样品上两个所述检测点之间部分的低频电阻值R0,以及根据所述高频恒流信号的电流值和两个所述检测点之间在高频恒流信号下的电压值计算待测样品上两个所述检测点之间部分的高频电阻值R。

10.根据权利要求9所述一种基于趋肤效应的铁磁导体相对磁导率检测系统,其特征在于:还包括锁相放大模块,所述恒流信号单元与所述锁相放大模块连接,并为所述锁相放大模块提供参考信号,用于对电压获取单元检测的两个所述检测点之间的电压信号进行锁相放大处理,并抑制噪声。