基于交变磁场脉冲红外的磁性水凝胶磁性粒子浓度检测方法技术

基于交变磁场脉冲红外的磁性水凝胶磁性粒子浓度检测方法，首先对含不同浓度磁性粒子的磁性水凝胶进行交变磁场激励，并利用红外相机记录磁性水凝胶表面温度变化时间历程，得到磁性水凝胶表面温升速率‑磁性粒子浓度标定曲线；然后根据磁性水凝胶表面温升速率‑磁性粒子浓度标定曲线确定磁性粒子浓度‑磁性水凝胶表面温升速率模型；最后将待测磁性水凝胶表面温升速率代入磁性粒子浓度‑磁性水凝胶表面温升速率模型即可确定待测磁性水凝胶的磁性粒子浓度；本发明专利技术能够为磁性水凝胶中的磁性粒子浓度的定量检测提供可靠的方法，具有无损、高效、非接触、检测范围大、检测精度高等优点，填补了目前该领域的国际空白，可广泛应用于磁性水凝胶磁性粒子的浓度检测中。

【技术实现步骤摘要】
基于交变磁场脉冲红外的磁性水凝胶磁性粒子浓度检测方法
本专利技术涉及磁性水凝胶中磁性粒子的浓度检测领域，具体涉及一种基于交变磁场脉冲红外的磁性水凝胶磁性粒子浓度检测方法。
技术介绍
磁性水凝胶是一种对外加磁场具有响应特性的新型智能凝胶材料。磁性水凝胶对外加磁场的响应能力，以及其独特的柔韧性和渗透性使其在微型机械、柔性器件、人工肌肉设计、生物医药、组织工程、环境工程等领域发挥着日益重要的作用。磁性水凝胶中常见的磁性粒子有Fe3O4、γ-Fe2O3等金属氧化物以及CoFe2O4等铁酸盐类物质，其中，Fe3O4具有价廉、无毒等优点，是磁性水凝胶中最常用的磁性粒子。磁性水凝胶中磁性粒子的种类和浓度对其磁响应特性和力学性能具有决定性作用。磁性水凝胶常用制备方法有原位沉淀法、沉淀反应法和接棱法等。一方面，在磁性水凝胶的制备过程中难以量化控制磁性粒子的浓度；另一方面，磁性水凝胶使用过程中会由于失水等原因造成磁性粒子浓度发生变化。这些原因会导致使用前或使用中的磁性水凝胶中磁性粒子的浓度与预期浓度存在不同程度的差异，进而对磁性水凝胶的性能和应用造成不利影响。因此，对磁性水凝胶中磁性粒子的浓度进行检测在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于交变磁场脉冲红外的磁性水凝胶磁性粒子浓度检测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：测定磁性水凝胶表面温升速率‑磁性粒子浓度标定曲线，具体步骤如下：1)利用原位沉淀法制备含不同浓度磁性粒子的磁性水凝胶：首先将磁性水凝胶放置在不同浓度铁离子溶液中进行溶胀，然后将溶胀后的磁性水凝胶放入NaOH溶液中生成磁性粒子，得到含不同浓度磁性粒子的磁性水凝胶；2)对含不同浓度磁性粒子的磁性水凝胶进行交变磁场激励，并利用红外相机记录磁性水凝胶表面温度变化时间历程：首先选择与待测磁性水凝胶尺寸适配的激励线圈，将磁性水凝胶置于激励线圈下方；其次设置脉冲激励电流相关参数，包括电流幅值、激励频率和激励时间，设置...

【技术特征摘要】
1.基于交变磁场脉冲红外的磁性水凝胶磁性粒子浓度检测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：测定磁性水凝胶表面温升速率-磁性粒子浓度标定曲线，具体步骤如下：1)利用原位沉淀法制备含不同浓度磁性粒子的磁性水凝胶：首先将磁性水凝胶放置在不同浓度铁离子溶液中进行溶胀，然后将溶胀后的磁性水凝胶放入NaOH溶液中生成磁性粒子，得到含不同浓度磁性粒子的磁性水凝胶；2)对含不同浓度磁性粒子的磁性水凝胶进行交变磁场激励，并利用红外相机记录磁性水凝胶表面温度变化时间历程：首先选择与待测磁性水凝胶尺寸适配的激励线圈，将磁性水凝胶置于激励线圈下方；其次设置脉冲激励电流相关参数，包括电流幅值、激励频率和激励时间，设置红外相机采集相关参数，包括采样频率和总采样时间；然后给加热装置和红外相机同步触发信号，同时冷却装置与加热装置相连对激励线圈进行冷却，加热装置接收到触发信号后对激励线圈施加脉冲激励电流，在磁性水凝胶周围空间形成交变磁场；最后红外相机接收到触发信号后开始记录磁性水凝胶表面温度变化时间历程，得到含不同浓度磁性粒子的磁性水凝胶表面温度变化时间历程曲线；3)根据含不同浓度磁性粒子的磁性水凝胶表面温度变化时间历程曲线的温升阶段计算含不同浓度磁性粒子的磁性水凝胶表面温升速率，绘制磁性水凝胶表面温升速率-磁性粒子浓度标定曲线；步骤2：建立磁性粒子浓度-磁性水凝胶表面温升速率模型，具体步骤如下：1)磁性水凝胶中的磁性粒子为超细磁性纳米粒子，在交变磁场中会发生弛豫耗散现象；超细磁性纳米粒子在交变磁场下的驰豫耗散来源于尼尔驰豫NeelRelaxation，单个磁性粒子由于尼尔驰豫耗散产生的热量为式中：m表示磁性粒子的磁矩；H表示磁场强度；ω表示激励信号的角频率；k表示玻尔兹曼常数；T表示环境温度；ρ表示磁性粒子的密度；V表示磁性粒子...

【专利技术属性】
技术研发人员：解社娟，陈振茂，许盼盼，乔严程，仝宗飞，唐敬达，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61