CN116449272A - 振动样品磁强计的振动系统及振动控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种振动样品磁强计的振动系统及振动控制方法。所述振动系统包括：驱动模组和压电振动元件，驱动模组连接压电振动元件，其中，压电振动元件用于带动振动样品磁强计的样品舱的振动，驱动模组用于输出相应的电压信号，以驱动压电振动元件沿垂直方向振动；本申请通过配置压电振动元件，避免受到外加磁场的影响，即，振动样品磁强计中的压电振动元件无需磁屏蔽层即可在强磁场下正常工作，提高了振动样品磁强计在强磁场下的灵敏度。
Description
技术领域
本申请涉及磁性测量技术领域，特别是涉及一种振动样品磁强计的振动系统及振动控制方法。
背景技术
振动样品磁强计是测量物质磁学性能的一种重要手段，通过电磁感应现象来测量物质的磁化率、矫顽场、饱和磁化强度、剩余磁化强度和磁相变等基本的磁学性质，其中，振动样品磁强计中最重要的部分为振动头，振动头振动的振幅、频率和稳定性，是决定振动样品磁强计的动态范围和灵敏度的重要因素。
然而，目前基于直线电机振动头的振动样品磁强计的灵敏度受到磁场强度的限制，存在强磁场下灵敏度大幅降低的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高在强磁场下工作的振动样品磁强计的灵敏度的振动样品磁强计的振动系统及振动控制方法。
第一方面，本申请提供了一种振动样品磁强计的振动系统，系统包括：
压电振动元件，压电振动元件用于带动振动样品磁强计的样品舱的振动；
驱动模组，连接压电振动元件；驱动模组用于输出相应的电压信号，以驱动压电振动元件沿垂直方向振动。
在其中一个实施例中，压电振动元件的材料包括压电陶瓷。
在其中一个实施例中，压电振动元件为多个压电陶瓷片沿厚度方向层叠而成的振动元件。
在其中一个实施例中，系统还包括：
位移检测装置，连接驱动模组；位移检测装置用于检测压电振动元件沿垂直方向的位移量；位移量用于指示驱动模组调节输出的电压信号。
在其中一个实施例中，驱动模组包括控制器，连接控制器的信号发生器，以及分别连接控制器、信号发生器的功率放大器；
控制器用于根据位移量调节功率放大器的放大倍数。
在其中一个实施例中，系统还包括样品杆和第一连接器；
第一连接器的一端开设有凹槽，用于固定连接压电振动元件的长边方向的第一端；第一连接器的另一端开设有柱状凹槽，用于固定连接样品杆的一端，样品杆的另一端用于固定连接样品舱。
在其中一个实施例中，驱动模组包括控制器；系统还包括第二连接器；
第二连接器上开设有固定孔，样品杆穿过固定孔，以使第二连接器与样品杆连接固定；
位移检测装置包括位移计和活动杆；
第二连接器上还开设有螺纹凹槽，用于固定连接活动杆的一端，活动杆的另一端连接位移计；位移计与控制器电连接。
在其中一个实施例中，驱动模组包括控制器；位移检测装置包括位移计和活动杆；
活动杆的一端用于固定连接样品舱，活动杆的另一端连接位移计；位移计与控制器电连接。
在其中一个实施例中，位移计为电容位移计。
在其中一个实施例中，驱动模组包括控制器；位移检测装置包括贴设在压电振动元件沿长边方向的一侧面上的位移计；位移计与控制器电连接。
在其中一个实施例中，位移计为电阻式位移计。
在其中一个实施例中，驱动模组包括控制器，系统还包括连接控制器的制冷装置、加热装置；
控制器用于通过控制制冷装置的制冷量、加热装置的加热量，调节压电振动元件的工作温度直至稳定。
在其中一个实施例中，加热装置包括连接控制器的控温仪，连接控温仪的温度传感器，以及在压电振动元件外围设置的螺旋加热丝；
温度传感器用于获取压电振动元件的工作温度。
在其中一个实施例中，系统还包括第三连接器；
第三连接器的一端设有圆柱突起，圆柱突起的外表面设置有螺纹，用于连接振动样品磁强计中的支撑杆，第三连接器的另一端开设有凹槽，用于固定连接压电振动元件的长边方向的第二端；
温度传感器设置在第三连接器的一端上。
在其中一个实施例中，制冷装置包括风扇，风扇对应压电振动元件沿长边方向的一侧面吹出气流。
第二方面，本申请还提供了一种振动样品磁强计的振动控制方法，振动样品磁强计采用上述的振动系统；方法应用于驱动模组中的控制器，驱动模组还包括连接控制器的信号发生器，以及分别连接控制器、信号发生器的功率放大器；方法包括：
获取压电振动元件沿垂直方向的位移量；
根据位移量确定功率放大器的放大倍数，以使信号发生器输出相应的电压信号。
在其中一个实施例中，方法还包括：
获取启动指令；
根据启动指令确定功率放大器的放大倍数，以使信号发生器输出启动电压信号；启动电压信号包括正弦电压信号。
第三方面，本申请还提供了一种振动样品磁强计的振动控制装置，振动样品磁强计采用上述的振动系统；装置应用于驱动模组中的控制器，驱动模组还包括连接控制器的信号发生器，以及分别连接控制器、信号发生器的功率放大器；装置包括：
获取模块，用于获取压电振动元件沿垂直方向的位移量；
电压调整模块，用于根据位移量确定功率放大器的放大倍数，以使信号发生器输出相应的电压信号。
第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述振动样品磁强计的振动控制方法。
上述振动样品磁强计的振动系统及振动控制方法中，驱动模组连接压电振动元件，其中，压电振动元件用于带动振动样品磁强计的样品舱的振动，驱动模组用于输出相应的电压信号，以驱动压电振动元件沿垂直方向振动；本申请通过配置压电振动元件，避免受到外加磁场的影响，即，振动样品磁强计中的压电振动元件无需磁屏蔽层即可在强磁场下正常工作，提高了振动样品磁强计在强磁场下的灵敏度。
附图说明
图1为一个实施例中振动样品磁强计的振动系统的结构框图；
图2为另一个实施例中振动样品磁强计的振动系统的结构框图；
图3为一个实施例中振动样品磁强计的振动系统的结构示意图；
图4为另一个实施例中振动样品磁强计的振动系统的结构示意图；
图5为一个实施例中振动样品磁强计的振动系统的信号连接图；
图6为一个实施例中振动样品磁强计的振动控制方法的流程示意图；
图7为一个实施例中振动样品磁强计的振动控制装置的结构框图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
可以理解，应当说明的是，本申请中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
目前，物质的磁学性质测量是人类生活与生产所不可或缺的基石之一，且物质的磁学性质测量的结果自古至今都有着广泛和重要的应用，例如导航用的指南针、使用高剩磁材料的永磁电动机、使用低矫顽场材料的磁存储器和利用外磁场和磁性药物之间的作用力精准将药物投送到肿瘤病灶的磁靶向技术等。振动样品磁强计是测量物质磁学性能的一种重要手段，其中，振动样品磁强计中最重要的部分即为振动头，振动头振动的振幅、频率和稳定性，是决定振动样品磁强计的动态范围和灵敏度的重要因素。主流的商业化振动样品磁强计往往采用铁芯式的振动头，具有高动态范围和灵敏度。
然而，选用铁芯式的振动头至少存在下述问题：1、基于直线电机振动头的高场振动样品磁强计的灵敏度会在强磁场下大幅降低，例如：目前最优的直线电机振动头的高场振动样品磁强计，振动样品磁强计的灵敏度也会从低场下的10-5emu（Electro MagneticUnit，磁矩单位）大幅降低到高场下的10-3emu。2、直线电机振动头会受到外加磁场的影响，需要额外设计磁屏蔽层，结构较为复杂。3、直线电机振动头会受到外加磁场的影响，需要远离磁体，与其连接的样品杆会很长，样品的振动稳定性大大降低，需要额外设计限位管、减震器等，结构较为复杂。4、直线电机振动头的振动频率低，测量信号容易受到纹波等低频噪声信号的干扰。5、直线电机振动头不仅体积大而且本身结构复杂。
为了改善本申请所提出的上述技术问题，本申请实施例提供一种振动样品磁强计的振动系统及振动控制方法，通过配置压电振动元件，避免受到外加磁场的影响，无需额外设计磁屏蔽层，提高了振动样品磁强计在强磁场下的灵敏度的同时提升了样品的振动稳定性，且压电振动元件体积小，振动频率高。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例提供的振动样品磁强计的振动系统，如图1所示，系统包括：
压电振动元件110，压电振动元件用于带动振动样品磁强计的样品舱的振动；
驱动模组120，连接压电振动元件；驱动模组用于输出相应的电压信号，以驱动压电振动元件沿垂直方向振动。
其中，压电振动元件可以为振动样品磁强计中具备压电结构的振动头。
具体而言，驱动模组输出相应的电压信号，压电振动元件基于该电压信号，可以在电场方向产生周期性的机械形变，从而带动压电振动元件沿垂直方向振动，以及与压电振动元件相连接的样品舱在垂直方向上也产生振动。
本申请实施例中，通过配置压电振动元件，避免受到外加磁场的影响，使得振动样品磁强计中的压电振动元件无需磁屏蔽层即可在强磁场下正常工作，提高了振动样品磁强计在强磁场下的灵敏度；此外，采用压电振动元件，避免受到外加磁场的影响，即，压电振动元件无需远离样品，使得连接样品舱的样品杆可以大幅缩短，提升了样品舱中样品的振动稳定性。
在其中一个实施例中，压电振动元件的材料包括压电陶瓷。
示例性地，压电陶瓷可以指一种能将机械能与电能互相转化的陶瓷材料，本申请实施例中以PZT（lead zirconate titanate piezoelectric ceramics，锆钛酸铅压电陶瓷）为例进行说明。
在本申请实施例中，压电振动元件的材料包括压电陶瓷，压电陶瓷制成的压电振动元件可以提高振动频率，且受低频噪声信号的影响较小。
在其中一个实施例中，压电振动元件为多个压电陶瓷片沿厚度方向层叠而成的振动元件。
其中，厚度方向可以指垂直方向，即，压电振动元件可以为多个压电陶瓷片沿垂直方向层叠而成的振动元件，进一步地，压电振动元件可以指压电陶瓷堆栈；需要说明的是，对于压电陶瓷堆栈而言，其在垂直方向上将N个压电陶瓷堆叠起来，其整体振幅也将增大约N倍。
具体地，压电振动元件可以为多个压电陶瓷片沿厚度方向层叠，且使用环氧树脂进行粘连而成的振动元件。
本申请实施例中，压电振动元件可以由多个压电陶瓷片沿厚度方向层叠而成，使得压电振动元件的体积小且结构简单。
在其中一个实施例中，系统还包括：
位移检测装置，连接驱动模组；位移检测装置用于检测压电振动元件沿垂直方向的位移量；位移量用于指示驱动模组调节输出的电压信号。
其中，位移量可以为振幅。
具体而言，位移检测装置可以通过检测压电振动元件沿垂直方向的位移量，即间接检测了样品舱中样品在垂直方向上的位移量，并可以将位移量（样品振幅变化）对应的的电信号反馈为位移检测装置中的电荷量的变化，在位移检测装置中处理成电流或者电压信号传输给驱动模组，由驱动模组根据位移量（样品振幅变化）来调节驱动模组输出的电压信号。
本申请实施例中，通过设置位移检测装置，获取压电振动元件沿垂直方向的位移量，并基于该位移量来调节驱动模组输出的电压信号，以此实时调控并稳定压电振动元件的振动幅度，同时稳定了样品舱中样品的振动幅度。
在其中一个实施例中，如图2所示，驱动模组包括控制器210，连接控制器的信号发生器220，以及分别连接控制器210、信号发生器220的功率放大器230；
控制器210用于根据位移量调节功率放大器230的放大倍数。
其中，放大倍数可以根据实际情况进行设定。
具体地，如图2所示，控制器210可以控制信号发生器220输出一定频率的交流信号至功率放大器230，功率放大器230对该交流信号进行放大，并施加至压电振动元件，以使压电振动元件在电场方向产生周期性的机械形变，从而带动压电振动元件在垂直方向上产生振动，位移检测装置获取压电振动元件沿垂直方向的位移量，并将位移量输出至控制器210；需要说明的是，电场方向可以为水平方向，通过将放大后的交流信号施加至压电振动元件，使得压电振动元件在水平方向（电场方向）上收缩，从而引起垂直方向的拉伸，即，带动压电振动元件在垂直方向上产生振动。
示例性地，信号发生器可以输出大小约为10V得交流电压信号，然后可以通过功率放大器将交流电压信号对应的的电压放大至大于100V的大小，施加至压电振动元件。
进一步地，控制器可以基于获取位移检测装置输出的位移量来调节功率放大器的放大倍数，以此实时调节并稳定压电振动元件的振动幅度。
本申请实施例中，控制器可以控制信号发生器输出一定频率的交流信号至功率放大器，功率放大器对该交流信号进行放大，并施加至压电振动元件，以使压电振动元件在垂直方向上开始产生振动，位移检测装置可以获取到压电振动元件沿垂直方向的位移量，并将该位移量传输至控制器，控制器基于该位移量调节功率放大器的放大倍数，以此实时调节并稳定压电振动元件的振动幅度，完成振动幅度的闭环控制。
在其中一个实施例中，如图3所示，系统还包括样品杆302和第一连接器304；
第一连接器304的一端开设有凹槽，用于固定连接压电振动元件306的长边方向的第一端；第一连接器304的另一端开设有柱状凹槽，用于固定连接样品杆302的一端，样品杆302的另一端用于固定连接样品舱308。
其中，固定连接的方式可以根据实际情况进行设定，本申请实施例中以固定连接的方式为采用胶水进行粘连为例进行说明。
具体地，如图3所示，压电振动元件306的长边方向的第一端可以置于第一连接器304的一端上的凹槽中，并采用胶水进行粘连固定。
进一步地，如图3所示，样品杆302的一端可以置于第一连接器304的另一端上的柱状凹槽并采用胶水进行粘连固定；样品杆302的另一端可以采用胶水与样品舱308进行粘连固定。
可选地，样品杆可以为碳纤维管。
在其中一个实施例中，驱动模组包括控制器；如图3所示，系统还包括第二连接器310；
第二连接器310上开设有固定孔，样品杆302穿过固定孔，以使第二连接器310与样品杆302连接固定；
位移检测装置包括位移计312和活动杆314；
第二连接器310上还开设有螺纹凹槽，用于固定连接活动杆314的一端，活动杆314的另一端连接位移计312；位移计312与控制器电连接。
其中，连接固定的方式可以根据实际情况进行设定，本申请实施例中以连接固定的方式为采用胶水进行粘连为例进行说明。
本申请实施例中，位移计通过活动杆连接至第二连接器，位移计可以通过检测第二连接器沿垂直方向的位移量，间接检测压电振动元件306和样品舱沿垂直方向的位移量。
具体地，如图3所示，第二连接器310可以套设在样品杆302上相应的位置，并采用胶水与样品杆302进行粘连固定。
进一步地，如图3所示，第二连接器310上还开设有螺纹凹槽，活动杆314的一端可以相应的设置有螺纹，活动杆314的一端与第二连接器310螺纹连接；活动杆314的另一端连接位移计312，需要说明的是，位移计312可以与正极相接，活动杆314可以用于接地，以此使得位移计312和活动杆314形成电容。
示例性地，位移计上可以配置有圆柱凹槽，活动杆置于位移计的圆形凹槽内且未与位移计相固定；在压电振动元件沿垂直方向振动的情况下，通过第二连接器带动活动杆在位移计的圆柱凹槽中上下振动，从而使得位移计的圆柱凹槽中的介电常数产生变化，进而使位移计的电荷产生变化，以此间接获取压电振动元件沿垂直方向的位移量。
在其中一个实施例中，驱动模组包括控制器；如图4所示，位移检测装置包括位移计402和活动杆404；
活动杆404的一端用于固定连接样品舱308，活动杆404的另一端连接位移计402；位移计402与控制器电连接。
具体而言，活动杆404的一端可以与样品舱308用胶水粘连或螺纹连接；活动杆404的另一端可以置于电容位移计中。
需要说明的是，图3中所示的振动系统与图4中所述的振动系统区别在于位移检测装置的连接方式，其他元器件的连接方式相同，图3和图4中采用统一编号的元器件可以指具有相同的连接方式。
本申请实施例中，位移计通过活动杆连接至样品舱，位移计可以通过检测样品舱沿垂直方向的位移量，间接检测压电振动元件沿垂直方向的位移量。
在其中一个实施例中，位移计为电容位移计。
具体地，电容位移计可以指用于利用电容的变化来测量物体位移的器件，进一步地，电容位移计均通过活动杆对待测物体进行测量，即，电容位移计为非接触式测量，不会对被测物体（第二连接器或样品舱）造成损伤和影响，降低了振动样品磁强计的维修成本。
在其中一个实施例中，如图4所示，驱动模组包括控制器；位移检测装置包括贴设在压电振动元件306沿长边方向的一侧面上的位移计406；位移计406与控制器电连接。
示例性地，位移计可以贴设在压电振动元件306沿长边方向的一侧面上，以此直接测量压电振动元件306沿垂直方向的位移量。
在其中一个实施例中，位移计为电阻式位移计。
具体的，电阻式位移计可以为电阻式位移计薄膜和电桥电路，电阻式位移计薄膜可以贴设在压电振动元件沿长边方向的一侧面上，电桥电路可以测量由薄膜伸缩引起的电阻变化从而间接测量压电振动元件沿垂直方向的位移量。
在其中一个实施例中，驱动模组包括控制器，系统还包括连接控制器的制冷装置、加热装置；
控制器用于通过控制制冷装置的制冷量、加热装置的加热量，调节压电振动元件的工作温度直至稳定。
具体地，由于压电振动元件的振幅对温度较为敏感，当压电振动元件工作在不同温区时，振幅会发生明显变化，控制器可以通过控制制冷装置的制冷量、加热装置的加热量，调节压电振动元件的工作温度直至稳定。
本申请实施例中，通过调节制冷装置和加热装置，以使压电振动元件的工作温度维持在稳定状态，提升压电振动元件的振幅稳定性。
在其中一个实施例中，如图3或图4所示，加热装置包括连接控制器的控温仪，连接控温仪的温度传感器316，以及在压电振动元件306外围设置的螺旋加热丝318；
温度传感器316用于获取压电振动元件306的工作温度。
具体而言，控制器可以从控温仪中读取温度传感器测量的压电振动元件的工作温度后，控制螺旋加热丝的加热量来实时调节并稳定压电振动元件的工作温度。
在其中一个实施例中，如图3或图4所示，系统还包括第三连接器320；
第三连接器320的一端设有圆柱突起，圆柱突起的外表面设置有螺纹，用于连接振动样品磁强计中的支撑杆，第三连接器320的另一端开设有凹槽，用于固定连接压电振动元件306的长边方向的第二端；
温度传感器316设置在第三连接器320的一端上。
具体地，第三连接器的一端设有带螺纹的圆柱突起，可以与振动样品磁强计中的支撑杆螺纹连接以固定振动系统位置；第三连接器的另一端开设有凹槽，可以采用胶水将压电振动元件的长边方向的第二端与凹槽进行固定连接。
示例性地，温度传感器可以贴在第三连接器的一端上，以此测量压电振动元件的工作温度；需要说明的是，第三连接器可以采用导热良好的金属材料制造而成，以此使得温度传感器通过测量第三连接器的温度，间接测量压电振动元件表面的温度（工作温度）。可选地，压电振动元件可以进行封装，压电振动元件的两端可以分别与第一连接器和第三连接器通过螺纹连接。
在其中一个实施例中，如图3或图4所示，制冷装置包括风扇322，风扇322对应压电振动元件306沿长边方向的一侧面吹出气流。
具体地，风扇吹出气流以给压电振动元件提供制冷量。
可选地，制冷装置可以通过水冷、氮气冷却、氦气冷却等方式提供制冷量。
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合一个具体示例予以说明：如图5所示，其中，控制电脑可以指控制器，温度计可以指温度传感器，制冷器可以指制冷装置，加热丝可以指加热装置，连接器1、2和3可以分别对应第一连接器、第二连接器和第三连接器，压电陶瓷可以指压电振动元件；
如图5所示，振动系统的工作原理和工作过程为：控制电脑控制信号发生器产生交流电压信号输入到功率放大器并进行放大，给压电陶瓷两侧加上交变电压后（如300 Hz，0-150 V正弦电压），压电陶瓷会在电场方向产生周期性的机械形变，从而带动压电陶瓷在垂直方向上也产生振动。由于压电陶瓷的振幅对温度比较敏感，因而当其工作在不同温区时，振幅会有明显变化。于是，设计了压电陶瓷闭环控温系统，控制电脑从控温仪中读取了温度计测量的压电陶瓷的温度后，控制加热丝的加热量与制冷器的冷量来实时调节并稳定压电陶瓷的工作温度。电容式位移计测量压电陶瓷振动时振幅的变化，将数据反馈给控制电脑，控制电脑通过调节功率放大器的倍数来实时调节并稳定压电陶瓷的振幅。
在一个实施例中，如图6所示，本申请还提供了一种振动样品磁强计的振动控制方法，振动样品磁强计采用上述的振动样品磁强计的振动系统；方法应用于驱动模组中的控制器，驱动模组还包括连接控制器的信号发生器，以及分别连接控制器、信号发生器的功率放大器；方法包括：
S602，获取压电振动元件沿垂直方向的位移量；
S604，根据位移量确定功率放大器的放大倍数，以使信号发生器输出相应的电压信号。
具体而言，控制器可以获取压电振动元件沿垂直方向的位移量，即，得到压电振动元件的振幅变化，以此调节功率放大器的放大倍数，以使信号发生器输出相应的电压信号，从而稳定压电振动元件和样品舱中的样品的振动振幅。
在其中一个实施例中，方法还包括：
获取启动指令；
根据启动指令确定功率放大器的放大倍数，以使信号发生器输出启动电压信号；启动电压信号包括正弦电压信号。
其中，启动电压信号可以根据实际情况进行设定。
具体地，启动指令可以包括功率放大器的预设放大倍数，控制器指示功率放大器以预设放大倍数进行放大，以使信号发生器输出启动电压信号；其中，预设放大倍数可以根据实际情况进行设定。
示例性地，启动电压信号可以为大于100V的正弦电压信号。
上述振动样品磁强计的振动控制方法中，通过获取压电振动元件沿垂直方向的位移量，基于位移量确定功率放大器的放大倍数，以此实时调节并稳定压电振动元件的振幅。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的振动样品磁强计的振动控制方法的振动样品磁强计的振动控制装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个振动样品磁强计的振动控制装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于振动样品磁强计的振动控制方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图7所示，提供了一种振动样品磁强计的振动控制装置700，振动样品磁强计采用上述的振动系统；装置应用于驱动模组中的控制器，驱动模组还包括连接控制器的信号发生器，以及分别连接控制器、信号发生器的功率放大器；装置包括：
获取模块701，用于获取压电振动元件沿垂直方向的位移量；
电压调整模块702，用于根据位移量确定功率放大器的放大倍数，以使信号发生器输出相应的电压信号。
在其中一个实施例中，获取模块701，还用于获取启动指令；
电压调整模块702，还用于根据启动指令确定功率放大器的放大倍数，以使信号发生器输出启动电压信号；启动电压信号包括正弦电压信号。
上述振动样品磁强计的振动控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述振动样品磁强计的振动控制方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器（ReRAM）、磁变存储器（Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM）、铁电存储器（Ferroelectric Random Access Memory，FRAM）、相变存储器（Phase Change Memory，PCM）、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（Static Random AccessMemory，SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic RandomAccess Memory，DRAM）等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (19)
1.一种振动样品磁强计的振动系统，其特征在于，所述系统包括：
压电振动元件，所述压电振动元件用于带动所述振动样品磁强计的样品舱的振动；
驱动模组，连接所述压电振动元件；所述驱动模组用于输出相应的电压信号，以驱动所述压电振动元件沿垂直方向振动。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述压电振动元件的材料包括压电陶瓷。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述压电振动元件为多个压电陶瓷片沿厚度方向层叠而成的振动元件。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
位移检测装置，连接所述驱动模组；所述位移检测装置用于检测所述压电振动元件沿垂直方向的位移量；所述位移量用于指示所述驱动模组调节输出的所述电压信号。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述驱动模组包括控制器，连接所述控制器的信号发生器，以及分别连接所述控制器、所述信号发生器的功率放大器；
所述控制器用于根据所述位移量调节所述功率放大器的放大倍数。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括样品杆和第一连接器；
所述第一连接器的一端开设有凹槽，用于固定连接所述压电振动元件的长边方向的第一端；所述第一连接器的另一端开设有柱状凹槽，用于固定连接所述样品杆的一端，所述样品杆的另一端用于固定连接所述样品舱。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述驱动模组包括控制器；所述系统还包括第二连接器；
所述第二连接器上开设有固定孔，所述样品杆穿过所述固定孔，以使所述第二连接器与所述样品杆连接固定；
所述位移检测装置包括位移计和活动杆；
所述第二连接器上还开设有螺纹凹槽，用于固定连接所述活动杆的一端，所述活动杆的另一端连接所述位移计；所述位移计与所述控制器电连接。
8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述驱动模组包括控制器；所述位移检测装置包括位移计和活动杆；
所述活动杆的一端用于固定连接所述样品舱，所述活动杆的另一端连接所述位移计；所述位移计与所述控制器电连接。
9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述位移计为电容位移计。
10.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述驱动模组包括控制器；所述位移检测装置包括贴设在所述压电振动元件沿长边方向的一侧面上的位移计；所述位移计与所述控制器电连接。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述位移计为电阻式位移计。
12.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述驱动模组包括控制器，所述系统还包括连接所述控制器的制冷装置、加热装置；
所述控制器用于通过控制所述制冷装置的制冷量、所述加热装置的加热量，调节所述压电振动元件的工作温度直至稳定。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述加热装置包括连接所述控制器的控温仪，连接所述控温仪的温度传感器，以及在所述压电振动元件外围设置的螺旋加热丝；
所述温度传感器用于获取所述压电振动元件的工作温度。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第三连接器；
所述第三连接器的一端设有圆柱突起，所述圆柱突起的外表面设置有螺纹，用于连接所述振动样品磁强计中的支撑杆，所述第三连接器的另一端开设有凹槽，用于固定连接所述压电振动元件的长边方向的第二端；
所述温度传感器设置在所述第三连接器的一端上。
15.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述制冷装置包括风扇，所述风扇对应所述压电振动元件沿长边方向的一侧面吹出气流。
16.一种振动样品磁强计的振动控制方法，其特征在于，所述振动样品磁强计采用权利要求1至15中任一项所述的振动系统；所述方法应用于所述驱动模组中的控制器，所述驱动模组还包括连接所述控制器的信号发生器，以及分别连接所述控制器、所述信号发生器的功率放大器；所述方法包括：
获取所述压电振动元件沿垂直方向的位移量；
根据所述位移量确定所述功率放大器的放大倍数，以使所述信号发生器输出相应的电压信号。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取启动指令；
根据所述启动指令确定所述功率放大器的放大倍数，以使所述信号发生器输出启动电压信号；所述启动电压信号包括正弦电压信号。
18.一种振动样品磁强计的振动控制装置，其特征在于，所述振动样品磁强计采用权利要求1至15中任一项所述的振动系统；所述装置应用于所述驱动模组中的控制器，所述驱动模组还包括连接所述控制器的信号发生器，以及分别连接所述控制器、所述信号发生器的功率放大器；所述装置包括：
获取模块，用于获取所述压电振动元件沿垂直方向的位移量；
电压调整模块，用于根据所述位移量确定所述功率放大器的放大倍数，以使所述信号发生器输出相应的电压信号。
19.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求16至17中任一项所述的方法的步骤。
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