基于直流SQUID的磁納米粒子溫度測量系統(tǒng)設(shè)計.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。本文利用直流高溫超導(dǎo)量子干涉儀（dc-SQUID）設(shè)計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)的兩個基本原理。第一個是郎之萬函數(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。同時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)的激勵源模塊確保了磁納米粒子的激勵信號的幅值穩(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)信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?；軟件模塊則負責(zé)采集處理

3、信號的奇次諧波信號。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，通過實驗對測量系統(tǒng)進行了性能測試。通過對系統(tǒng)的激勵信號的實驗，研究了系統(tǒng)的噪聲水平。同時也研究激勵電壓幅值和激勵磁場幅值頻率的關(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