一種可穿戴電磁輻射計的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電磁輻射測量技術領域，特別是一種可穿戴電磁輻射計。
【背景技術】
[0002]由麥克斯韋方程組可知，變化的電場可以產生磁場，而變化的磁場可以產生電場，時變電磁場的電場和磁場不再相互獨立，而是相互關聯，構成一個整體——電磁場，電場和磁場分別是電磁場的兩個分量。在離開發射源的無源空間中，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，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，都可以發射電磁輻射，因此，人們周邊所有的物體時刻都在進行電磁輻射。盡管如此，只有處于可見光頻域以內的電磁波，才可以被人們肉眼看到。
[0003]根據WHO組織對電磁輻射的解釋，高頻率(短波長)電磁波的光子會比低頻率(長波長)電磁波的光子攜帶更多的能量。一些電磁波的每個光子攜帶的能量可以大到擁有破壞分子間化學鍵的能力。在電磁波譜中，放射性物質產生的伽馬射線，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鍵的電磁場稱作“非電離性輻射”。組成我們現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鍵。
[0004]隨著日益增長的用電需要，快速發展的新技術和社交方式的改變造就了越來越多的人造電磁場來源，環境中人造電磁場下的暴露量不斷增加。從電力的產生和傳輸，家用電器，工業設備到電信和廣播，無論家居還是工作，每個人都暴露在以復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，因此可以預見的是，對電磁輻射的測量會逐漸成為生活中必不可少的內容。通常電磁輻射檢測設備都是應用于工業領域，目前市面上出售的各種家用電磁輻射計并不能精確地完成高頻信號的檢測，因為其采用的普通電磁場傳感器不能精確的完成高頻信號的測量，需要額外的電路做增益補償，在家用領域，廠商很難將額外的增益補償電路設計到廉價的家用電磁輻射計中。另一方面，市面上推出了很多防電磁輻射的相關產品，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也未得到有效的驗證，由于現代化的生活要求對環境電磁輻射的大小進行精確的測量，然后再對整體環境的防護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度的測量電磁輻射筆，但是該專利只是提出一個概念，并未提出有效的解決方案。
[0005]隨著現代智能穿戴設備和移動設備的普及，將電磁輻射計集成到智能穿戴和移動設備中是一種發展趨勢，而目前采用的電磁輻射計顯然無法滿足這個要求。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足而提供一種可穿戴電磁輻射計，該可穿戴電磁輻射計可以完成對電磁場精確測量，體積小且價格低廉。
[0007]本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
根據本發明提出的一種可穿戴電磁輻射計，包括測量系統和設置在測量系統上的環狀帶，所述測量系統包括用來測量電磁輻射強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；
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構或半橋結構或全橋結構；所述單電阻結構包括一個等效磁電阻；所述半橋結構包括兩個串聯的等效磁電阻，所述全橋結構包括四個等效磁電阻，其中的兩個串聯的等效磁電阻與另兩個串聯的等效磁電阻并聯；所述等效磁電阻由一個或多個磁性傳感元件串聯和/或并聯構成；
所述磁性傳感元件為巨磁電阻元件和/或磁性隧道結元件構成，所述巨磁電阻元件或磁性隧道結元件為納米級厚度的多層膜結構，所述多層膜結構包括納米級薄膜自由層、非磁性層以及釘扎層。
[0008]作為本發明所述的一種可穿戴電磁輻射計進一步優化方案，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。
[0009]作為本發明所述的一種可穿戴電磁輻射計進一步優化方案，所述半橋結構為推挽半橋或參考半橋或梯度半橋；所述全橋結構為推挽全橋或參考全橋或梯度全橋；所述半橋結構、全橋結構中的每個橋臂包括一個或多個磁場敏感方向相同的巨磁電阻元件或磁性隧道結元件。
[0010]作為本發明所述的一種可穿戴電磁輻射計進一步優化方案，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橋臂位于空間中的同一位置，相鄰位置的兩個橋臂位于空間中的不同位置。
[0011]作為本發明所述的一種可穿戴電磁輻射計進一步優化方案，所述自由層由磁性層或SAF層構成；所述非磁性層是由非磁性材料構成；所述釘扎層是磁性層-反鐵磁層結構或SAF層-反鐵磁層結構。
[0012]作為本發明所述的一種可穿戴電磁輻射計進一步優化方案，所述半橋結構中的兩個等效磁電阻的物理性質相同；所述全橋結構中的四個等效磁電阻的物理性質相同。
[0013]作為本發明所述的一種可穿戴電磁輻射計進一步優化方案，所述環狀帶為柔性或剛性。
[0014]作為本發明所述的一種可穿戴電磁輻射計進一步優化方案，所述測量系統還包括中央處理模塊以及與其連接的顯示模塊和/或報警模塊；所述電磁輻射測量模塊與中央處理模塊連接。
[0015]作為本發明所述的一種可穿戴電磁輻射計進一步優化方案，所述報警模塊為振動馬達和/或揚聲器。
[0016]作為本發明所述的一種可穿戴電磁輻射計進一步優化方案，還包括與中央處理模塊連接的無線通訊模塊。
[0017]本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果:本發明提出了一種民用的高精度可穿戴電磁輻射計，該可穿戴電磁輻射計可以完成對電磁場精確測量，且具有體積小和價格低廉的特點。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明提出的可穿戴電磁輻射計的結構示意圖。
[0019]圖2是巨磁電阻元件或磁性隧道結元件的結構示意圖。
[0020]圖3是巨磁電阻元件或磁性隧道結元件的輸出曲線示意圖。
[0021]圖4是多個磁性隧道結元件的串聯示意圖。
[0022]圖5是多個巨磁電阻元件的串聯示意圖。
[0023]圖6是半橋結構的電連接示意圖。
[0024]圖7是半橋結構隨外場變化的輸出曲線示意圖。
[0025]圖8是全橋結構的電連接示意圖。
[0026]圖9是全橋結構隨外場變化的輸出曲線示意圖。
[0027]圖10是梯度全橋的物理位置擺放圖。
[0028]圖中的附圖標記解釋為:21_電磁輻射測量模塊，22-中央處理模塊，23-顯示模塊，24-報警模塊，25-電源模塊，26-微處理器，27-存儲器，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-自由層磁矩，63-釘扎層磁矩，41-磁電阻元件，32-磁場，11-磁性傳