基于直流SQUID的磁納米粒子溫度測量系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、癌癥熱療中的溫度精確控制是近年來生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的熱門課題。由于磁納米粒子具有溫度敏感特性及生物安全性。所以磁納米測溫在非侵入式溫度測量領(lǐng)域中成為研究熱點(diǎn)。本文利用直流高溫超導(dǎo)量子干涉儀（dc-SQUID）設(shè)計(jì)了磁納米溫度測量系統(tǒng)，完成了非侵入式高精度溫度的測量。
　　首先介紹了測量系統(tǒng)的兩個(gè)基本原理。第一個(gè)是郎之萬函數(shù)。它將磁納米粒子溫度信息轉(zhuǎn)化為磁化率信息。第二個(gè)是dc-SQUID的測量原理。dc-SQUID擁有著高靈敏度特性，可

2、以精確的測量磁化率和磁矩。通過dc-SQUID和郎之萬函數(shù)模型可以將磁納米粒子的溫度信息轉(zhuǎn)化為便于測量的電壓信號(hào)。同時(shí)利用仿真分析了噪聲對于郎之萬函數(shù)模型的誤差影響。
　　其次，利用dc-SQUID搭建了一套可以用于測量磁納米磁響應(yīng)和溫度的系統(tǒng)。系統(tǒng)的激勵(lì)源模塊確保了磁納米粒子的激勵(lì)信號(hào)的幅值穩(wěn)定性和頻率單一性；測量模塊則利用了三段式的探測線圈和 dc-SQUID傳感器將磁納米粒子的磁響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)；軟件模塊則負(fù)責(zé)采集處理

3、信號(hào)的奇次諧波信號(hào)。對于系統(tǒng)的環(huán)境剩磁的消除，采用了背景剩磁扣除算法，來提高系統(tǒng)的精度。
　　然后，通過實(shí)驗(yàn)對測量系統(tǒng)進(jìn)行了性能測試。通過對系統(tǒng)的激勵(lì)信號(hào)的實(shí)驗(yàn)，研究了系統(tǒng)的噪聲水平。同時(shí)也研究激勵(lì)電壓幅值和激勵(lì)磁場幅值頻率的關(guān)系。接著利用了標(biāo)定線圈分析了測量系統(tǒng)的誤差以及激勵(lì)頻率、樣品的磁矩、測量的溫度等因素對于系統(tǒng)測量結(jié)果的影響，驗(yàn)證了系統(tǒng)的高精度。
　　最后，將系統(tǒng)用于磁納米樣品的溫度測量。利用相應(yīng)的郎之萬模型的反演計(jì)