[发明专利]一种微质量传感器的非接触式EMAT检测方法及其系统

摘要

本发明提供了一种微质量传感器的非接触式EMAT检测方法及其系统，通过磁铁产生静电磁场，在激励线圈中通入正弦交变电流，谐振片置于激励线圈上方，当激励线圈的频率与谐振片的固有频率相同时产生谐振，从而感应出二次交变磁场，在差分检测线圈中产生感应电流；当微量待测物质吸附在谐振片上表面覆盖的敏感薄层上时，谐振片的谐振频率漂移，通过计算谐振频率的漂移量来对待测物质进行定量测量。本发明通过引入EMAT，利用电磁感应来激励和检测声波振动，实现非接触式方案，用简单结构来替代微悬臂梁等复杂结构，通过不同模式之间相对频率差来取代绝对频移，减小外界环境引起的扰动，实现了微质量物质的高精度测量。

主权项

1.一种微质量传感器的非接触式EMAT检测系统，其特征在于，包括：用于产生静电磁场的多组磁铁对；当输入特定频率范围内的正弦交变电流后，产生电磁感应的激励线圈；位于所述激励线圈上方的谐振片；当所述正弦交变电流的频率与所述谐振片的固有频率相同时，所述谐振片产生谐振，感应出二次交变磁场；覆盖在所述谐振片上表面的吸附待测物质的敏感薄层；吸附待测物质的敏感薄层对所述谐振片施加质量负载，导致谐振片的谐振频率产生漂移；位于所述敏感薄层上方的差分检测线圈；所述差分检测线圈在所述二次交变磁场的作用下产生检测谐振频率信号，通过计算谐振频率的漂移量对所述待测物质进行定量测量；各组所述磁铁对的排布方式不同，所对应的静电磁场激励所述谐振片的谐振模式不同；所述激励线圈和差分检测线圈均为多层结构，且所述多层结构中各个单层结构通过中心端口或外围端口互相连接，相邻线圈的绕制方向相反；各组所述磁铁对之间交错排列组成的静电磁场对应激励谐振片产生多谐振模式；且所述敏感薄层的位置满足：处于一个谐振模式的节点和处于另一个谐振模式的反节点上。