本实用新型专利技术公开了一种磁场均匀分布的三维正交线圈装置，包括三对亥姆霍兹线圈圆环、分别与三对亥姆霍兹线圈圆环对应连接的三对‘井’字型支架、水平旋转底座和传感器安装台。一对‘井’字型支架对应连接在一对亥姆霍兹线圈圆环之间，传感器安装台水平连接在Y分量线圈圆环底部的“井”字型支架上。水平旋转底座上设有U形支架，U形支架支撑在Z分量线圈圆环的外侧下方。其结构保证了磁场分布的均匀性，同时，利用水平旋转底座完成了三维正交线圈位置和角度的调整，结构简单、使用方便，易于加工，保证了测试过程的灵活性，扩展了适用范围。
【技术实现步骤摘要】
本技术设及一种产生均匀磁场的装置，特别设及一种可在一定空间内提供高 均匀度=维正交交直流磁场的装置，该装置适用于=轴磁场探头校准、磁场补偿和构建设 定的磁场环境。
技术介绍
随着科技进步，各种磁感应探头、线圈或设备的使用越来越多，其要求的使用环境 和使用精度也越来越高，针对此类产品的测试和试验过程，设计一个均匀的磁场检测环境， 提供一个可靠的测试操作装置，就成为本技术想要解决的首要问题。
技术实现思路
本技术旨在提供一种基于亥姆霍兹线圈产生S分量均匀磁场的S维正交线 圈装置，W满足对磁探头或其它电磁设备的测试需要。 为了获得较高均匀度的磁场线圈，可W通过构造具有平面对称的轴对称线圈来实 现。其中，基于亥姆霍兹线圈的S维正交线圈系统就成为首选。 亥姆霍兹线圈由两个半径相同、应数相同、中屯、距离等于线圈半径的圆线圈组成， 根据毕奥-萨伐尔定律和磁场叠加原理，可W得到亥姆霍兹线圈轴线上任一点的磁感应强 度为： 其中，R为线圈半径，I为通电电流强度，N为线圈应数，y。为磁导率。[000引亥姆霍兹线圈在原点0处的磁场B(X)为： 轴上任一点与中屯、处磁场B(O)的相对偏差为； 轴外场一点（r，X)处的磁场的轴向分量Bx(r，X)及径向分量化(r，X)(只取二级 近似）： 对于亥姆霍兹线圈的均匀区，相对偏差e《0.1%时，轴向X《0.172R，径向 r《0. 147R。如需进一步提高磁场的均匀度，可对多个线圈选用合适的应数比、或使它们处 于合适的位置、或采用球形线圈即可实现。 本技术是通过W下技术来实现的： -种磁场均匀分布的=维正交线圈装置，包括=对亥姆霍兹线圈圆环、分别与= 对亥姆霍兹线圈圆环对应连接的=对'井'字型支架、水平旋转底座和传感器安装台；=对 亥姆霍兹线圈圆环分别为一对X分量线圈圆环、一对Y分量线圈圆环和一对Z分量线圈圆 环，=对亥姆霍兹线圈圆环的内侧分别设有两个圆孔，每对亥姆霍兹线圈导线穿过圆孔相 互连接，一对'井'字型支架对应连接在一对亥姆霍兹线圈圆环之间；传感器安装台水平连 接在Y分量线圈圆环底部的"井"字型支架上，X分量线圈圆环和Z分量线圈圆环底部的 '井'字型支架分别与传感器安装台固定连接；水平旋转底座包括固定基座、连接在固定基 座上的水平转台W及固定在水平转台上的U形支架；固定基座下方设有=个可调节高度的 支撑脚，固定基座表面设有水平仪；U形支架的顶端分别设有连接轴，Z分量线圈圆环支撑 并连接在连接轴上。=对亥姆霍兹线圈圆环架空在U形支架上，=对亥姆霍兹线圈圆环可 整体倾斜57。±1°。[001引所述亥姆霍兹线圈的线径为0.9mm，X分量线圈圆环、Y分量线圈圆环和Z分量线 圈圆环的直径分别为64cm、56cm、50cm。 所述传感器安装台的中屯、设有安装用通孔。 所述水平转台上还设有定位螺丝。 本技术所述的一种磁场均匀分布的=维正交线圈装置的有益效果包括： 1.采用亥姆霍兹线圈可产生均匀性较好的磁场，具有结构简单，易于加工等特点。 2.=对不同直径的亥姆霍兹线圈通过'井'字型支架进行连接和固定，结构紧凑、 牢固，实现了线圈的S维正交，保证了测试磁场的均匀分布。 3.实现了S维正交亥姆霍兹线圈在水平方向360°的自由旋转，同时，又可在垂 直方向上倾斜57° ±r，提高了使用的灵活性，扩展了适用范围。 4.传感器安装台用于在线圈磁场均匀区内承载测试设备或磁探头，为测试过程提 供了方便。【附图说明】 图1为本技术的整体结构示意图。 图2为本技术中S对亥姆霍兹线圈的结构连接示意图。[002引图3为本技术中水平旋转底座的结构示意图。【具体实施方式】 下面结合附图1、图2、图3对本技术做进一步的描述： 本技术所述的一种磁场均匀分布的=维正交线圈装置，包括=对亥姆霍兹线 圈圆环、分别与=对亥姆霍兹线圈圆环对应连接的=对'井'字型支架2、水平旋转底座和传 感器安装台4。 亥姆霍兹线圈性能的关键在于线圈和支架材料的选取W及线圈线径的计算。本例 中，采用具有高的塑性、较高持久蠕变强度化及良好抗氧化性和冲压、焊接等性能的GH128 镶基合金作为线圈骨架材料，并WLY12硬侣合金作为'井'字型支架材料，制作出24根连 接用支架。 S对亥姆霍兹线圈圆环分别为一对X分量线圈圆环5、一对Y分量线圈圆环6和一 对Z分量线圈圆环7，=对亥姆霍兹线圈圆环的内侧分别设有两个圆孔，每对亥姆霍兹线圈 导线穿过圆孔后可W相互连接。为了能产生高均匀区磁场和使区域外磁场能快速衰减，并 使放电回路工作在过阻巧状态，在结构设计上应尽量减小线圈的电感。因此，本例中，选定 亥姆霍兹线圈线径为0. 9mm，X分量线圈圆环5、Y分量线圈圆环6和Z分量线圈圆环7的直 径分别为 64cm、56cm、50cm。 一对'井'字型支架对应连接在一对亥姆霍兹线圈圆环之间，通过螺栓和螺母的连 接，一对'井'字型支架可将一对亥姆霍兹线圈圆环牢牢固定。传感器安装台4水平连接在 Y分量线圈圆环6底部的"井"字型支架上，X分量线圈圆环5和Z分量线圈圆环7底部的 '井'字型支架从不同的方向分别与传感器安装台4固定连接，从而使=对亥姆霍兹线圈圆 环和传感器安装台4形成一个可靠的测试整体。当然，为便于固定待测试传感器，在传感器 安装台4的中屯、处还可设有安装用通孔。 为实现亥姆霍兹线圈圆环的整体水平旋转，在其下方还安装有水平旋转底座。水 平旋转底座包括固定基座9、连接在固定基座9上的水平转台10W及固定在水平转台10上 的U形支架13。固定基座9下方设有=个可调节高度的支撑脚18,固定基座9表面设有水 平仪。U形支架13的两个顶端分别设有连接轴15,连接轴15与Z分量线圈圆环7的外侧相 连接，并将=对亥姆霍兹线圈圆环整体临空支撑。当通过支撑脚13调整整个=维正交线圈 装置的水平高度时，位于U形支架13上的S对亥姆霍兹线圈圆环可整体倾斜57° ±r， 保证了测试过程的适用性。为方便使用过程，在水平转台10上还设有定位螺丝16。 具体使用时，将待检测传感器放置在传感器安装台4的通孔中，通过旋转水平转 台10,调整=对亥姆霍兹线圈的空间角度，然后将定位螺丝16梓紧，水平转台10位置被固 定，接着，调整固定基座9下方的=个均匀分布的支撑脚18,并根据水平仪的指示，确保固 定基座9位置水平，整个装置调整完成，最后，对=对亥姆霍兹线圈进行通电，并开始对待 测传感器进行检测，直至检测完成。【主权项】1. 一种磁场均匀分布的三维正交线圈装置，其特征在于，包括三对亥姆霍兹线圈圆环、 分别与三对亥姆霍兹线圈圆环对应连接的三对'井'字型支架、水平旋转底座和传感器安装 台；所述三对亥姆霍兹线圈圆环分别为一对X分量线圈圆环、一对Y分量线圈圆环和一对 Z分量线圈圆环，三对亥姆霍兹线圈圆环的内侧分别设有两个圆孔，每对亥姆霍兹线圈导线 穿过圆孔相互连接，一对'井'字型支架对应连接在一对亥姆霍兹线圈圆环之间；所述传感 器安装台水平连接在Y分量线圈圆环底部的"井"字型支架上，X分量线圈圆环和Z分量线 圈圆环底部的'井'字型支架分别与传感器安装台固定连接；所述水平旋转底座包括固定基 座、连接在固定基座上的水平转台以及固定在水平转台上的U形支本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁场均匀分布的三维正交线圈装置，其特征在于，包括三对亥姆霍兹线圈圆环、分别与三对亥姆霍兹线圈圆环对应连接的三对‘井’字型支架、水平旋转底座和传感器安装台；所述三对亥姆霍兹线圈圆环分别为一对X分量线圈圆环、一对Y分量线圈圆环和一对Z分量线圈圆环，三对亥姆霍兹线圈圆环的内侧分别设有两个圆孔，每对亥姆霍兹线圈导线穿过圆孔相互连接，一对‘井’字型支架对应连接在一对亥姆霍兹线圈圆环之间；所述传感器安装台水平连接在Y分量线圈圆环底部的“井”字型支架上，X分量线圈圆环和Z分量线圈圆环底部的‘井’字型支架分别与传感器安装台固定连接；所述水平旋转底座包括固定基座、连接在固定基座上的水平转台以及固定在水平转台上的U形支架；所述固定基座下方设有三个可调节高度的支撑脚，固定基座表面设有水平仪；所述U形支架的顶端分别设有连接轴，Z分量线圈圆环支撑并连接在连接轴上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马洁美，滕云田，王晓美，范晓勇，王晨，吴琼，
申请(专利权)人：中国地震局地球物理研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11
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