一种低功率的三轴亥姆霍兹线圈模型的优化方法技术

本发明专利技术涉及亥姆霍兹线圈的建模技术领域，具体公开了一种低功率的三轴亥姆霍兹线圈模型的优化方法，包括：步骤S1：定义目标立方体磁场区；定义参数：均质区边长、均质区最小磁场和磁场不均匀性；步骤S2：基于粒子群算法，以磁场不均匀性最小为第一个优化目标，获取磁场不均匀性最小的前m组线圈参数；步骤S3：定义功率损耗函数f，在已获取的m组线圈参数中，以总功率损耗最小为第二个优化目标，获取总功率损耗最小、磁场不均匀性在全部参数组中最小的一组为最佳线圈参数；步骤S4：根据最佳线圈参数建立低功率的三轴亥姆霍兹线圈模型。应用本技术方案设计的三轴亥姆霍兹线圈只需消耗较低的功率就可以产生具有一定体积且均匀度较好的磁场区。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及亥姆霍兹线圈的建模，具体涉及一种低功率的三轴亥姆霍兹线圈模型的优化方法。

技术介绍

1、均匀磁场广泛应用于工业、材料、基础科学、医学等各种领域，其中亥姆霍兹线圈是一种最常用于制造小范围区域均匀磁场的器件，常见的亥姆霍兹线圈结构有圆形和方形；与圆形线圈相比，在大型应用中大多采用方形亥姆霍兹线圈，因为它更容易安装，中心可达性更强；此外，还提出并研究了一些多线圈结构包括三圈、四圈和五圈结构，这些多线圈结构明显改善了磁场均匀性；然而，在大多数亥姆霍兹线圈结构设计中不是只考虑了中心点的场均匀性，就是只考虑轴线上的场均匀性，这会导致大多数的应用受到限制，因为在这些应用中需要一定体积的均匀场。

2、就医学领域而言，在磁共振成像时需要在患者身体里面产生均匀的磁场以进行成像；对于生物电磁学研究来说，则需要大量的均匀磁场暴露，并且生物电磁效应取决于磁场方向，在磁场抗扰度测试中，需要在一个立方区域内产生均匀磁场，以浸入待测设备进行测试，除此之外，一些电磁兼容测试可能也需要在特定的区域内产生均匀的磁场，以模拟实际工作环境中的电磁场；可以看出，上述应用都需本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种低功率的三轴亥姆霍兹线圈模型的优化方法，其特征在于：所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种低功率的三轴亥姆霍兹线圈模型的优化方法，其特征在于，所述的磁场不均匀性η被定义为均质区最大磁场Bmax与均质区最小磁场Bmin的比值，计算公式为：

3.根据权利要求2所述的一种低功率的三轴亥姆霍兹线圈模型的优化方法，其特征在于，所述均质区边长s表征了均匀磁场的空间体积，所述均质区最小磁场Bmin表征了磁场强度；

4.根据权利要求3所述的一种低功率的三轴亥姆霍兹线圈模型的优化方法，其特征在于，所述由均质区边长s、均质区最小磁场Bmin和磁场不均匀性η定...

【技术特征摘要】

1.一种低功率的三轴亥姆霍兹线圈模型的优化方法，其特征在于：所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种低功率的三轴亥姆霍兹线圈模型的优化方法，其特征在于，所述的磁场不均匀性η被定义为均质区最大磁场bmax与均质区最小磁场bmin的比值，计算公式为：

3.根据权利要求2所述的一种低功率的三轴亥姆霍兹线圈模型的优化方法，其特征在于，所述均质区边长s表征了均匀磁场的空间体积，所述均质区最小磁场bmin表征了磁场强度；

4.根据权利要求3所述的一种低功率的三轴亥姆霍兹线圈模型的优化方法，其特征在于，所述由均质区边长s、均质区最小磁场bmin和磁场不均匀性η定义的均匀磁场，有m组线圈参数满足条件。

5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱徐来，卢玲江，张公泉，杨亚龙，李善寿，谢陈磊，苏亮亮，张睿，王宗要，申帅，冯西庆，
申请(专利权)人：安徽建筑大学，
类型：发明
国别省市：