專利名稱：寬量程磁場空間線圈裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電磁裝備領(lǐng)域，特別涉及一種用于空間物理技術(shù) 中的寬量程磁場空間線圈裝置。
背景技術(shù)：
涉及到磁場空間計量裝置的量程范圍， 一般或就弱磁場而言或就 強磁場而言，鮮見由弱磁場跨度到強磁場這樣一個體現(xiàn)在同一裝置上 量程范圍如此之大的產(chǎn)品裝置。本實用新型的"寬量程"則是完成這一跨度，對于寬量程的磁場空間僅將要達到IO"T的量度。已有技術(shù)中，通常采用螺線管技術(shù)，但是螺線管存在三點難以彌 補的缺憾， 一是量程不寬，對于〈lmT的磁場不易分辨；二是對他實 施冷卻較為復(fù)雜并且附加能源損耗；三是它提供的使用空間只能是軸 向管道，顯然這對于配置其它實驗設(shè)備及操作都極為不利，這也就造 成使用上述己有技術(shù)存在了障礙。近年，航天、船舶、電子、地學(xué)、生命科學(xué)等領(lǐng)域在可持續(xù)發(fā)展 的研發(fā)項目中越來越多需求能產(chǎn)生〉lmT的磁場發(fā)生器，尤其是生物 磁學(xué)的深入探討，在寬泛磁場條件下進行縱橫實驗可能獲取突破性的 發(fā)現(xiàn)，"趨磁細菌"的尋找與富集、農(nóng)業(yè)育種的磁化及強度量級，這 些尚未大力張揚的探討卻在大力籌劃和期待寬量程的磁場發(fā)生器，同 時也正是由于這些研究處于科研實驗階段，所以更關(guān)注資金投入的節(jié) 省，本實用新型充分考慮了科學(xué)性與經(jīng)濟性的統(tǒng)一，提出一種組合磁 場線圈模式，其設(shè)計奠定了產(chǎn)品性價比的絕對優(yōu)勢。發(fā)明內(nèi)容本實用新型需要解決的技術(shù)問題是如何建立一種寬量程，即產(chǎn) 生磁場值的范圍從弱磁場跨度到強磁場，定量為10力 10"T。同時解
決提供三維使用空間，以適宜實驗操作和其它設(shè)備的配置；設(shè)計散熱的分疏結(jié)構(gòu)，以達到io"量級時可連續(xù)工作較長時間。為了克服已有技術(shù)中量程不寬，附加能源損耗大，使用空間受限制等諸多不足之 處，就要重新提出一種新的結(jié)構(gòu)設(shè)計，本實用新型的目的在于提供一 種寬量程磁場空間線圈裝置，以滿足本領(lǐng)域的需要。為了實現(xiàn)這一目 標(biāo)，是采用以下的技術(shù)方案來完成的， 一種寬量程磁場空間線圈裝置， 包括五對裝置在一起的直徑不同、匝數(shù)不同的圓形線圈繞組，各線圈繞組線徑相同，其特征在于所述各線圈繞組成對的同軸裝置，最小 一對線圈繞組居內(nèi)，其它各線圈繞組直徑由內(nèi)向外逐漸增大，整體線 圈構(gòu)成對稱、等距、平頭椎體的形狀。每一對線圈繞組左右對稱，二者內(nèi)外徑、繞組匝數(shù)、輸入電流值 均完全相同。所述每一對線圈繞組的左右繞組間串聯(lián)相接并且獨立引導(dǎo)電源 輸入，每對線圈繞組輸入電流值最高為IOA。五對線圈遵循右手定側(cè)，輸入電流取向一致，線圈產(chǎn)生磁場方向一致，磁場強度疊加最大值為100mT，所述線圈繞組均采用聚酯漆包 銅圓線繞制，線徑為1.4mm。該5對線圈中最外一對線圈上各增加一 個輔助繞組，該輔助繞組只有若干匝同徑線組成。本實用新型建立的這種線圈組合模式，既能滿足每對線圈的亥姆 霍茲條件，又能使本來需要連繞幾千匝才能達標(biāo)的巨型繞組分而治 之、分層錯位，分離散熱。使其較少的匝數(shù)就能滿足要求。本實用新型的有益效果是，解決了磁場的寬量程，從弱磁場到強 磁場，范圍達10一 10"T，而且提供三維使用空間，該設(shè)計能產(chǎn)生最 大磁場強度B=100mT，產(chǎn)生磁場三維均勻空間為球形區(qū)域。


圖1為寬量程磁場空間線圏裝置的總體示意圖； 圖2為上述裝置中每對線圈繞組間位置關(guān)系圖。
具體實施方式
參照圖1 ，圖2 ，表示一種寬量程磁場空間線圈裝置的總體示意 圖，以及線圈繞組間位置關(guān)系，在圖1 ，圖2中所述的1.2.3.4.5即為 第1.第2.第3.第4.第5對線圈，圖2所述的&132330435是一一對應(yīng)的半徑，L,L2L3L4Ls是一一對應(yīng)的間距，(11￡12(13(14(15是一一對應(yīng)的圓形線圈的厚度，圖上無法標(biāo)明的N,N2 N3 N4 N5則是一一對應(yīng) 的繞組匝數(shù)；繞組統(tǒng)一采用聚酯漆包銅圓線，線經(jīng)1.4mm。各繞組成 對地同軸裝置，直徑最小的一對繞組屬于該軸最內(nèi)部位置，依次向外 是第2至第5對，由內(nèi)向外各繞組直徑逐漸增大，組成平頭錐體形狀， 輔助繞組附加在第5對線圈繞組上圖中未顯示。這種裝置結(jié)構(gòu)產(chǎn)生磁場，均勻空間為直徑r=100mm至200mm 的近似球形區(qū)域，滿足了提供一種三維的使用空間。
權(quán)利要求1.一種寬量程磁場空間線圈裝置，包括五對裝置在一起的直徑不同、匝數(shù)不同的圓形線圈繞組，各線圈繞組線徑相同，其特征在于所述各線圈繞組成對的同軸裝置，最小一對繞圈繞組居內(nèi)，其它各線圈繞組直徑由內(nèi)向外逐漸增大，整體線圈構(gòu)成對稱、等距、平頭椎體的形狀。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬量程磁場空間線圈裝置，其特征在 于每一對線圈繞組左右對稱，二者內(nèi)外徑、繞組匝數(shù)、輸入電流值 均完全相同。
3..根據(jù)權(quán)利要求l所述的寬量程磁場空間線圈裝置，其特征在 于所述每一對線圈繞組的左右繞組間串聯(lián)相接并且獨立引導(dǎo)電源輸 入，每對線圈繞組輸入電流值最高為IOA。
4..根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬量程磁場空間線圈裝置，其特征在于五對線圈中最外一對線圈各增加一個輔助繞組。
專利摘要一種寬量程磁場空間線圈裝置，屬于電磁裝備領(lǐng)域，包括五對裝置在一起的直徑不同、匝數(shù)不同的圓形線圈繞組，各線圈繞組線徑相同，所述各線圈繞組成對的同軸裝置，最小一對繞圈繞組居內(nèi)，其它各線圈繞組直徑由內(nèi)向外逐漸增大，整體線圈構(gòu)成對稱、等距、平頭椎體的形狀。本裝置解決了磁場的寬量程，從弱磁場到強磁場，范圍達10^-9～10^-1T，而且提供三維使用空間，該設(shè)計能產(chǎn)生最大磁場強度B＝100mT，產(chǎn)生磁場三維均勻空間為球形區(qū)域。
文檔編號H01F5/02GK201036106SQ200720143448
公開日2008年3月12日 申請日期2007年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月6日
發(fā)明者劉明非, 張景鑫, 張瑞媛, 張睿霦, 王學(xué)民, 許亞峰, 馬長生 申請人:北京瑞達思科技開發(fā)公司