基于LabVIEW的直流磁场发生装置的设计

磁纳米温度计有望为肿瘤热疗中无法准确测量人体内部组织与细胞温度的难题提供一种解决途径,然而磁纳米温度计在实际应用中由于直流磁场的非均匀性和波动导致测量误差大,稳定性差。针对直流磁场均匀性低所引起的测量误差较大、稳定性差的问题,设计了一种基于LabVIEW开发平台的直流磁场发生装置。实验表明该磁场发生装置的磁场波动小于0.04%,可满足磁纳米温度计测温误差小于0.1 K的磁场要求,改善了温度测量的精度和稳定性。

基于LoRaWAN的智能园区管理系统

对于现在物联网传输技术存在传输距离和功耗上无法兼得的问题,提出并实现一种新的智能园区管理系统,该系统基于LoRa技术,系统分为数据采集端、LoRaWAN和管理软件端三部分,在数据采集端,采集节点收集停车场和火灾报警装置中超声波和火焰传感器信息,然后发送给LoRa网关节点,通过串口发送给管理软件端,并对停车场车位信息进行更新和对火灾的实时警报操作。该系统克服Wi-Fi传输距离短与ZigBee穿透能力差的缺点,满足信息低功耗且远距离的传输要求,对园区管理的智能化有很强的实用性。

基于磁纳米温度测量交变磁场激励系统设计

磁纳米温度测量方法有望解决肿瘤热疗中无法实现实时准确的温度测量问题.针对磁纳米温度测量方法在实际应用过程中存在的交变磁场均匀性低、信噪比低、负载阻抗较大的问题展开分析.首先通过分析交变磁场激励系统信号链,提出采用亥姆霍兹线圈作为交变磁场发生装置并从理论分析、模拟仿真和实际测量等层面分析并验证其磁场均匀性;其次针对信噪比低的问题提出采用九阶椭圆无源滤波器,分别通过理论分析、数字模拟仿真和实际测量等方面验证信噪比达到100 d B;最后依据阻抗匹配理论,提出利用串联谐振电路解决负载阻抗较大的问题,通过实际测量发现激励磁场强度达到20 Gs;同时为了解决交变磁场激励系统稳定性问题,提出采用串联大功率电阻的方式实时监测激励电流以保证激励磁场的稳定性.

基于磁纳米测温的IGBT热网络参数评估方法

提出一种基于磁纳米测温的绝缘栅双极晶体管(IGBT)热网络模型估计方法,可用于在线评估降维简化的IGBT热阻-热容网络模型.分析了磁纳米测温的理论模型和热网络传递模型,通过磁性纳米测温获得IGBT外壳背部的升温和降温曲线,从而估计热网络模型参数.通过设计的热网络模型参数估计系统和实验流程进行了仿真和实验,结果均验证了基于磁纳米测温的IGBT热网络模型参数评估方法的可行性,这种精确的在线估计方法能为评价IGBT内部热累积效应提供重要依据,也给出了实现大功率器件热安全性的在线评估解决办法.

磁纳米粒子磁矩分布信息的新型测量方法

针对常规磁矩测量技术或仪器中存在的测量设备昂贵和耗时等缺点,提出了一种新型的磁纳米粒子磁矩分布信息测量方法.依据郎之万顺磁理论研究一次谐波、三次谐波幅值信息与磁矩分布信息之间的耦合关系,构建测量模型并建立矩阵方程组,然后采用奇异值分解法求解矩阵方程反演得到磁纳米粒子的磁矩分布信息.仿真分析了磁矩分布测量方法,并通过搭建的磁矩分布测量实验系统,测量了磁纳米粒子样品的磁矩分布信息.仿真和实验结果表明:该方法能够快速准确获取磁纳米粒子的磁矩分布信息.

二维磁场激励下磁纳米粒子磁化谐波信息分布

提出了二维磁场激励下磁纳米粒子(MNPs)的谐波分布模型,分析了特征参数对磁化响应谐波分布的影响.首先,基于郎之万顺磁定理构建了二维磁场激励下的MNPs非线性磁化响应谐波分布模型;然后系统研究了平行/垂直磁场激励下的磁化响应谐波信息分布特征,以及MNPs物理特征参数和系统参数对谐波信息分布的影响.结果表明:二维磁场激励下,x轴和y轴上的磁化响应奇次谐波和偶次谐波自然分离,直流磁场对磁化谐波幅值具有调控作用,且存在最值点,可为磁纳米温度计中的高精度谐波提取和优化设计提供依据.