一種可穿戴電磁輻射計(jì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電磁輻射測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種可穿戴電磁輻射計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]由麥克斯韋方程組可知，變化的電場可以產(chǎn)生磁場，而變化的磁場可以產(chǎn)生電場，時(shí)變電磁場的電場和磁場不再相互獨(dú)立，而是相互關(guān)聯(lián)，構(gòu)成一個(gè)整體——電磁場，電場和磁場分別是電磁場的兩個(gè)分量。在離開發(fā)射源的無源空間中，電荷密度和電流密度矢量為零，電場和磁場仍然可以相互激發(fā)，從而在空間形成電磁振蕩并傳播，這就是電磁波。電磁波具有波粒二象性，其傳播方向垂直于電場，其在真空中速率固定，速度為光速。電磁福射可按照頻率分類，從低頻率到高頻率，主要包括無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線。人眼可接收到的電磁輻射，波長大約在380-780 nm之間，稱為可見光。只要是本身溫度大于絕對零度的物體，都可以發(fā)射電磁輻射，因此，人們周邊所有的物體時(shí)刻都在進(jìn)行電磁輻射。盡管如此，只有處于可見光頻域以內(nèi)的電磁波，才可以被人們?nèi)庋劭吹健?br>[0003]根據(jù)WHO組織對電磁輻射的解釋，高頻率(短波長)電磁波的光子會(huì)比低頻率(長波長)電磁波的光子攜帶更多的能量。一些電磁波的每個(gè)光子攜帶的能量可以大到擁有破壞分子間化學(xué)鍵的能力。在電磁波譜中，放射性物質(zhì)產(chǎn)生的伽馬射線，宇宙射線和X光具有這種特性，被稱作“電離性輻射”。光子的能量不足以破壞分子化學(xué)鍵的電磁場稱作“非電離性輻射”。組成我們現(xiàn)代生活重要部分的一些電磁場的人造來源，像電力、微波、無線電波，在電磁波譜中處于相對長的波長和低的頻率一端，它們的光子沒有能力破壞化學(xué)鍵。
[0004]隨著日益增長的用電需要，快速發(fā)展的新技術(shù)和社交方式的改變造就了越來越多的人造電磁場來源，環(huán)境中人造電磁場下的暴露量不斷增加。從電力的產(chǎn)生和傳輸，家用電器，工業(yè)設(shè)備到電信和廣播，無論家居還是工作，每個(gè)人都暴露在以復(fù)雜的方式混合的微弱的電場和微弱的磁場之中。與之伴隨的，是人們對于自身健康的重視逐年加強(qiáng)，因此可以預(yù)見的是，對電磁輻射的測量會(huì)逐漸成為生活中必不可少的內(nèi)容。通常電磁輻射檢測設(shè)備都是應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，目前市面上出售的各種家用電磁輻射計(jì)并不能精確地完成高頻信號的檢測，因?yàn)槠洳捎玫钠胀姶艌鰝鞲衅鞑荒芫_的完成高頻信號的測量，需要額外的電路做增益補(bǔ)償，在家用領(lǐng)域，廠商很難將額外的增益補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)到廉價(jià)的家用電磁輻射計(jì)中。另一方面，市面上推出了很多防電磁輻射的相關(guān)產(chǎn)品，如防電磁輻射衣物(如中國公開號CN102747502A的專利:抗電磁輻射面料或中國公開號CN102813282A的專利:防電磁輻射內(nèi)衣)，但是僅僅以防治的方法防電磁輻射不能從根本上解決問題，且上述方案對于電磁輻射的防護(hù)也未得到有效的驗(yàn)證，由于現(xiàn)代化的生活要求對環(huán)境電磁輻射的大小進(jìn)行精確的測量，然后再對整體環(huán)境的防護(hù)提出更有效和精確的解決方案。中國公開號為CN102967773A的專利申請:電磁輻射探測筆，提出了一種便攜的用以電磁輻射強(qiáng)度的測量電磁輻射筆，但是該專利只是提出一個(gè)概念，并未提出有效的解決方案。
[0005]隨著現(xiàn)代智能穿戴設(shè)備和移動(dòng)設(shè)備的普及，將電磁輻射計(jì)集成到智能穿戴和移動(dòng)設(shè)備中是一種發(fā)展趨勢，而目前采用的電磁輻射計(jì)顯然無法滿足這個(gè)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種可穿戴電磁輻射計(jì)，該可穿戴電磁輻射計(jì)可以完成對電磁場精確測量，體積小且價(jià)格低廉。
[0007]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型提出的一種可穿戴電磁輻射計(jì)，包括測量系統(tǒng)和設(shè)置在測量系統(tǒng)上的環(huán)狀帶，所述測量系統(tǒng)包括用來測量電磁輻射強(qiáng)度的電磁輻射測量模塊、用來對電磁輻射測量模塊供電的電源模塊；
[0009]所述電磁輻射測量模塊包括磁性傳感器芯片，所述磁性傳感器芯片為單電阻結(jié)構(gòu)或半橋結(jié)構(gòu)或全橋結(jié)構(gòu)；所述單電阻結(jié)構(gòu)包括一個(gè)等效磁電阻；所述半橋結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)串聯(lián)的等效磁電阻，所述全橋結(jié)構(gòu)包括四個(gè)等效磁電阻，其中的兩個(gè)串聯(lián)的等效磁電阻與另兩個(gè)串聯(lián)的等效磁電阻并聯(lián)；所述等效磁電阻由一個(gè)或多個(gè)磁性傳感元件串聯(lián)和/或并聯(lián)構(gòu)成；
[0010]所述磁性傳感元件為巨磁電阻元件和/或磁性隧道結(jié)元件構(gòu)成，所述巨磁電阻元件或磁性隧道結(jié)元件為納米級厚度的多層膜結(jié)構(gòu)，所述多層膜結(jié)構(gòu)包括納米級薄膜自由層、非磁性層以及釘扎層。
[0011]作為本實(shí)用新型所述的一種可穿戴電磁福射計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述納米級薄膜自由層、釘扎層分別位于非磁性層的上下兩側(cè)。
[0012]作為本實(shí)用新型所述的一種可穿戴電磁輻射計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述半橋結(jié)構(gòu)為推挽半橋或參考半橋或梯度半橋；所述全橋結(jié)構(gòu)為推挽全橋或參考全橋或梯度全橋；所述半橋結(jié)構(gòu)、全橋結(jié)構(gòu)中的每個(gè)橋臂包括一個(gè)或多個(gè)磁場敏感方向相同的巨磁電阻元件或磁性隧道結(jié)元件。
[0013]作為本實(shí)用新型所述的一種可穿戴電磁輻射計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述梯度全橋和梯度半橋中的所有橋臂的巨磁電阻元件或磁性隧道結(jié)元件的磁場敏感方向相同，并且梯度全橋中相對位置的兩個(gè)橋臂位于空間中的同一位置，相鄰位置的兩個(gè)橋臂位于空間中的不同位置。
[0014]作為本實(shí)用新型所述的一種可穿戴電磁輻射計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述自由層由磁性層或SAF層構(gòu)成；所述非磁性層是由非磁性材料構(gòu)成；所述釘扎層是磁性層-反鐵磁層結(jié)構(gòu)或SAF層-反鐵磁層結(jié)構(gòu)。
[0015]作為本實(shí)用新型所述的一種可穿戴電磁輻射計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述半橋結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)等效磁電阻的物理性質(zhì)相同；所述全橋結(jié)構(gòu)中的四個(gè)等效磁電阻的物理性質(zhì)相同。
[0016]作為本實(shí)用新型所述的一種可穿戴電磁輻射計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述環(huán)狀帶為柔性或剛性。
[0017]作為本實(shí)用新型所述的一種可穿戴電磁輻射計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述測量系統(tǒng)還包括中央處理模塊以及與其連接的顯示模塊和/或報(bào)警模塊；所述電磁輻射測量模塊與中央處理模塊連接。
[0018]作為本實(shí)用新型所述的一種可穿戴電磁輻射計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述報(bào)警模塊為振動(dòng)馬達(dá)和/或揚(yáng)聲器。
[0019]作為本實(shí)用新型所述的一種可穿戴電磁輻射計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化方案，還包括與中央處理模塊連接的無線通訊模塊。
[0020]本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:本實(shí)用新型提出了一種民用的高精度可穿戴電磁輻射計(jì)，該可穿戴電磁輻射計(jì)可以完成對電磁場精確測量，且具有體積小和價(jià)格低廉的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型提出的可穿戴電磁輻射計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是巨磁電阻元件或磁性隧道結(jié)元件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是巨磁電阻元件或磁性隧道結(jié)元件的輸出曲線示意圖。
[0024]圖4是多個(gè)磁性隧道結(jié)元件的串聯(lián)示意圖。
[0025]圖5是多個(gè)巨磁電阻元件的串聯(lián)示意圖。
[0026]圖6是半橋結(jié)構(gòu)的電連接示意圖。
[0027]圖7是半橋結(jié)構(gòu)隨外場變化的輸出曲線示意圖。
[0028]圖8是全橋結(jié)構(gòu)的電連接示意圖。
[0029]圖9是全橋結(jié)構(gòu)隨外場變化的輸出曲線示意圖。
[0030]圖10是梯度全橋的物理位置擺放圖。
[0031]圖中的附圖標(biāo)記解釋為:21_電磁輻射測量模塊，22-中央處理模塊，23-顯示模塊，24-報(bào)警模塊，25-電源模塊，26-微處理器，27-存儲(chǔ)器，51-自由層，52-非磁性層，53-釘扎層，54-基底，55-第一電極層，56-第二電極層，61-