一种用于开磁路测量软磁材料高频磁畴位移速度的装置及测试方法

本发明属于磁性材料测量领域，尤其涉及一种用于开磁路测量软磁材料高频磁畴位移速度的装置及测试方法。

背景技术：

1、非晶合金材料凭借其极高的磁导率与极低的矫顽力特性，在软磁材料领域中展现出显著的综合性能优势。由该类材料制成的微丝及窄带产品不仅具有极小的体积尺寸，更具备优异的磁敏特性与快速响应能力，因而在介入式医疗设备、高精度电子罗盘、电动自行车控制系统以及高灵敏度磁通门传感器等众多领域得到广泛应用。作为磁探测类器件的核心敏感元件，非晶合金在实际工作环境下的动态磁性能表现，特别是其磁化过程和磁畴运动特性，对器件的整体性能起着决定性作用。

2、在磁性材料表征领域，对磁畴动态行为的观测是理解材料磁化机制的关键途径。目前常用的磁畴分析技术，包括磁光克尔效应显微镜与洛伦兹透射电镜等先进手段，虽然在静态或准静态条件下能够提供清晰的磁畴结构图像，但这些技术难以准确捕捉非晶合金在实际工作状态下磁畴的快速位移与动态演化过程。这一技术局限直接影响了我们对非晶合金在交变磁场中磁化机理的深入理解，也制约了相关器件性能的进一步优化。

3、专利文献cn119148030a公开了一种基于labview检测量磁性微丝环向交流回线的方法，步骤包括：将磁性微丝与一电阻串联以后一并接入信号发生器中，同时信号发生器的另一通道接入示波器。示波器的另外两个通道同时测量磁性微丝和电阻两端的电压信号，并接入电脑，实现控制，该方法摒弃了感应线圈而引入物理推导的方式间接完成测量任务。

4、专利文献cn120195595a公开了一种磁巴克豪森噪声和磁畴运动特性内在关联的分析方法，通过磁畴运动图像序列帧重构每个时刻的磁畴运动速度场矩阵，获取该时刻的磁畴运动速度；提出静态检测与动态扫描双模式策略，分别分析mbn与磁畴运动特性时间与空间两尺度下的内在关联。静态检测模式下，通过分析对同一位置处的随励磁变化的磁畴运动图像序列帧与mbn信号，获得两者特征参数随时间的变化曲线，再比较两者曲线的相关性，量化励磁参数或应力等对两者关联性的影响；动态扫描模式下，通过步进式面扫查生成mbn特征参数与磁畴运动特征参数的空间分布图，再建立关联分析，量化微观结构等对mbn信号的影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供了一种用于开磁路测量软磁材料高频磁畴位移速度的装置及测试方法，该装置能实现对工作状态下非晶合金磁畴动态位移行为的定量表征。

2、为了实现本发明的第一个目的，提供了如下技术方案：一种用于开磁路测量软磁材料高频磁畴位移速度的装置，包括安装基板，设置在所述安装基板上的无磁平台以及设置在无磁平台两侧的交流磁场发生器；

3、所述无磁平台上沿交流磁场发生器所产生磁场的中线同轴设置中空管道，所述中空管道一端端部的外周面缠绕有激励线圈，并以所述激励线圈为起点沿中空管道长度方向的外周面等间距缠绕多个感应线圈，所述中空管道两端开口用于软磁材料穿过，所述中空管道两端设有用于固定软磁材料端部的接头。

4、本发明通过在单根非晶合金磁化过程中对其不同位置处产生的电压信号进行同步采集与比对分析，利用信号间相位差的变化特征精确推算出磁畴壁移动的瞬时速度，从而为后续材料研究提供更全面的数据支持。

5、具体的，还包括显示组件，其包括示波器，上位机以及控制软件。

6、具体的，所述示波器有多个通道，每个通道用于独立采集对应感应线圈的电信号，从而保证每个数据采集的时间与磁畴壁到达该线圈对应位置的时间相对应。

7、具体的，所述中空管道采用长直玻璃毛细管。

8、具体的，所述感应线圈之间的间距为5～15mm。

9、具体的，所述感应线圈的漆包线匝数为50~100匝。

10、为了实现本发明的第二个目的，提供了如下技术方案：通过上述的用于开磁路测量软磁材料高频磁畴位移速度的装置实现，包括以下步骤：

11、将待测软磁材料穿入中空管道，并将待测软磁材料的两端固定在接头上；

12、启动交流磁场发生器，并根据各示波器显示的信号幅值和相位判断感应线圈性能是否一致，且待测软磁材料是否处于磁场均匀区；

13、当判断为感应线圈性能一致，且待测软磁材料处于磁场均匀区时，则对激励线圈施加电压，产生与交流磁场发生器同频率的高频激励磁场；

14、在高频激励磁场下，记录各个感应线圈的电压－时间变化序列；

15、基于各感应线圈的电压－时间变化序列，计算待测软磁材料对应磁畴壁的平均位移速度。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果：

17、通过结合高频同步检测技术，实现了对非晶合金在高频激励下磁畴位移速度的定量测量，能够准确获取材料磁畴运动的动态特性，直接表征材料在高频工作状态下的磁性能表现，为高频磁性器件的优化设计提供关键测试依据。

1.一种用于开磁路测量软磁材料高频磁畴位移速度的装置，其特征在于，包括安装基板，设置在所述安装基板上的无磁平台以及设置在无磁平台两侧的交流磁场发生器；

2.根据权利要求1所述的用于开磁路测量软磁材料高频磁畴位移速度的装置，其特征在于，还包括显示组件，其包括示波器，上位机以及控制软件。

3.根据权利要求2所述的用于开磁路测量软磁材料高频磁畴位移速度的装置，其特征在于，所述示波器有多个通道，每个通道用于独立采集对应感应线圈的电信号。

4.根据权利要求1所述的用于开磁路测量软磁材料高频磁畴位移速度的装置，其特征在于，所述中空管道采用长直玻璃毛细管。

5.根据权利要求1所述的用于开磁路测量软磁材料高频磁畴位移速度的装置，其特征在于，所述感应线圈之间的间距为5~15mm。

6.根据权利要求1所述的用于开磁路测量软磁材料高频磁畴位移速度的装置，其特征在于，所述感应线圈的漆包线匝数为50~100匝。

7.一种测试方法，其特征在于，通过如权利要求1~6任一项所述的用于开磁路测量软磁材料高频磁畴位移速度的装置实现，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述平均位移速度通过采集各电压-时间变化序列中特征峰值所对应的时间戳，并基于相邻感应线圈之间的间隔距离计算获得。