均匀梯度磁场发生装置和三维磁场发生器制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种均匀梯度磁场发生装置和三维磁场发生器，该均匀梯度磁场发生装置包括第一磁场发生机构，第一磁场发生机构包括第一主线圈组和第一副线圈组；第一主线圈组包括第一主线圈和第二主线圈，通过第一主线圈和第二主线圈的电流强度相同且方向相反；第一副线圈组包括第一副线圈和第二副线圈，通过第一副线圈和第二副线圈的电流强度相同且方向相反，第一主线圈和第一副线圈对应设置，第二主线圈和第二副线圈对应设置，通过第一主线圈的电流方向与通过第一副线圈的电流方向相反，第一副线圈组产生的磁场能够对第一主线圈组产生的梯度磁场进行补偿，提高了第一磁场发生机构产生的磁场梯度在第一主线圈和第二主线圈的中心区域分布的均匀性。心区域分布的均匀性。心区域分布的均匀性。

【技术实现步骤摘要】
均匀梯度磁场发生装置和三维磁场发生器


[0001]本专利技术涉及均匀梯度磁场
，尤其涉及一种均匀梯度磁场发生装置和三维磁场发生器
。

技术介绍

[0002]均匀磁场在基础科学实验
、
磁强计标定等方面应用广泛，因此，均匀梯度磁场发生装置具有广阔的市场应用价值
。
亥姆霍兹线圈是一种产生均匀磁场的装置，由一对相同半径的圆形线圈构成；两个线圈平面相互平行，中心共轴，且中心相距一个半径；给线圈通上相同方向的电流后，即可在亥姆霍兹线圈中心区域产生均匀磁场
。
如果给亥姆霍兹线圈的两个线圈上通上方向相反的电流，则会在亥姆霍兹线圈中心区域产生均匀梯度的磁场
。
如果把两个大小相同
、
所在平面相互平行且中心共轴的圆形线圈的距离设置为其半径的
1.732
倍，则其产生的梯度磁场的均匀性更高；尽管如此，线圈中心区域的梯度磁场仍然呈现出不均匀的现象
。
[0003]鉴于此，有必要提供一种新的均匀梯度磁场发生装置和三维磁场发生器，以解决或至少缓解上述技术缺陷
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是提供一种均匀梯度磁场发生装置和三维磁场发生器，旨在解决现有均匀梯度磁场发生装置产生的均匀梯度磁场在线圈中心区域不均匀的技术问题
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供一种均匀梯度磁场发生装置，所述均匀梯度磁场发生装置包括：
[0006]第一磁场发生机构，所述第一磁场发生机构包括第一主线圈组和第一副线圈组；
[0007]所述第一主线圈组包括平行且沿第一方向间隔设置的第一主线圈和第二主线圈，所述第一主线圈和所述第二主线圈同心设置，且所述第一主线圈和所述第二主线圈的尺寸
、
通过所述第一主线圈和所述第二主线圈的电流大小均相同，通过所述第一主线圈和所述第二主线圈的电流方向相反；
[0008]所述第一副线圈组包括平行且沿所述第一方向间隔设置的第一副线圈和第二副线圈，所述第一副线圈和所述第二副线圈同心设置，且所述第一副线圈和所述第二副线圈上的尺寸
、
通过所述第一副线圈和所述第二副线圈的电流大小均相同，通过所述第一副线圈和所述第二副线圈的电流方向相反，所述第一主线圈和所述第一副线圈对应设置，所述第二主线圈和所述第二副线圈对应设置，且通过所述第一主线圈的电流方向与通过所述第一副线圈的电流方向相反，用以提高所述第一磁场发生机构产生的磁场梯度的均匀性
。
[0009]在一实施例中，所述第一副线圈组的数量为多个，多个所述第一副线圈组沿第一方向间隔排布，所述第一主线圈与多个所述第一副线圈对应设置，所述第二主线圈与多个所述第二副线圈对应设置
。
[0010]在一实施例中，所述均匀梯度磁场发生装置还包括第二磁场发生机构，所述第二
磁场发生机构包括第二主线圈组和第二副线圈组；所述第二主线圈组包括平行且沿所述第一方向间隔设置的第三主线圈和第四主线圈，所述第三主线圈和所述第四主线圈同心设置，且所述第三主线圈和所述第四主线圈上的尺寸，通过所述第三主线圈和所述第四主线圈的电流大小均相同，通过所述第三主线圈和所述第四主线圈的电流方向相反，所述第一主线圈和所述第三主线圈的电流方向相反；所述第二副线圈组包括平行且沿所述第一方向间隔设置的第三副线圈和第四副线圈，所述第三副线圈和所述第四副线圈同心设置，且所述第三副线圈和所述第四副线圈上的尺寸，通过所述第三副线圈和所述第四副线圈的电流大小均相同，通过所述第三副线圈和所述第四副线圈的电流方向相反，所述第三主线圈和所述第三副线圈对应设置，所述第四主线圈和所述第四副线圈对应设置，且通过所述第三主线圈的电流方向与通过所述第三副线圈的电流方向相反，用以提高所述第一磁场发生机构产生的磁场梯度的均匀性
。
[0011]在一实施例中，所述第二磁场发生机构的数量为多个，多个所述第二磁场发生机构沿所述第一方向间隔设置，用以提高所述第一磁场发生机构产生的磁场梯度的均匀性
。
[0012]在一实施例中，所述第一主线圈和所述第一副线圈同心设置
。
[0013]在一实施例中，记所述第一主线圈的半径长度为
R1，记第一副线圈的半径长度为
R2，记所述第一主线圈和所述第二主线圈之间的距离为
L1，记所述第一副线圈和所述第二副线圈之间的距离为
L2，则有
0.5≤R2/R1≤2
，，
[0014]在一实施例中，通过所述第一主线圈的电流大小大于通过所述第一副线圈的电流大小
。
[0015]此外，本专利技术还提供一种三维磁场发生器，所述三维磁场发生器包括三维磁场发生器和上述的均匀梯度磁场发生装置，三个所述均匀梯度磁场发生装置两两正交设置
。
[0016]本专利技术的上述技术方案中，第一主线圈组产生的均匀梯度磁场的强度分布实际上并不均匀，呈现出第一主线圈和第二主线圈在其中心区域分布不均匀的现象；本方案通过增设第一副线圈组，由于第一副线圈和第一主线圈的电流方向相反，因此第一副线圈组产生的磁场是对第一主线圈组的磁场梯度在中心区域分布不均匀的补偿，从而提高了该第一磁场发生机构产生的梯度磁场在第一主线圈和第二主线圈的中心区域分布的均匀性；将第一主线圈组在中心处产生的磁场梯度作为参照，如果把偏差小于1％的梯度磁场看作是一个均匀梯度磁场，本方案由于增设了第一副线圈组，使得偏差小于1％的梯度磁场的范围显著提高，从而扩大了第一磁场发生机构产生的均匀梯度磁场的空间大小
。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够以根据这些附图示出的结构获得其他的附图
。
[0018]图1为本专利技术一实施例第一磁场发生机构的结构示意图；
[0019]图2为本专利技术一实施例第二磁场发生机构的结构示意图；
[0020]图3为本专利技术一实施例均匀梯度磁场发生装置的结构示意图；
[0021]图4为第一主线圈组和均匀梯度磁场发生装置的磁场强度分布图
。
[0022]附图标号说明：
[0023][0024]本专利技术目的的实现
、
功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明
。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术的一部分实施方式，而不是全部的实施方式
。
基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
中任一项所述的均匀梯度磁场发生装置，三个所述均匀梯度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国强，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：