[發明專利]一種旋轉磁場發生系統及其旋轉磁場實現方法

有效

• 申請號: 201210313435.2
• 申請日: 2012-08-29
• 公開（公告）號: CN102820118A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 徐建省
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: H01F7/00
• 分類號: H01F7/00;G01R33/38;A61B17/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

1.一種旋轉磁場發生系統，其特征在于所述的旋轉磁場發生系統包括線圈、電源和微控制器；所述的線圈為三組亥姆霍茲線圈，三組亥姆霍茲線圈兩兩相互垂直布置，并且從小尺寸到大尺寸嵌套安裝；三組亥姆霍茲線圈的軸向分別對應磁場發生系統的X、Y、Z軸，三組亥姆霍茲線圈的軸中心交于坐標原點O；每組亥姆霍茲線圈均由雙線繞制的兩對亥姆霍茲線圈構成；所述的電源為6路可控直流電流源，每對亥姆霍茲線圈連接一路可控直流電流源；每組亥姆霍茲線圈中的兩對線圈的電流方向相反，其中第一X軸向線圈（X1）、第一Y軸向線圈（Y1）和第一Z軸向線圈（Z1）通入電流所產生的磁場沿坐標軸正方向，第二X軸向線圈（X2）、第二Y軸向線圈（Y2）和第二Z軸向線圈（Z2）通入電流所產生磁場沿坐標軸負方向；微控制器有6路電壓控制端口；微控制器通過電壓控制端口分別控制6路直流電流源輸出電流的大小。

2.按照權利要求1所述的旋轉磁場發生系統的旋轉磁場實現方法，其特征在于所述的實現方法為：通過所述的微控制器控制所述的6路可控直流電流源向三組亥姆霍茲線圈輸出大小不同的電流，實現任意軸向的空間旋轉磁場。

3.按照權利要求2所述的旋轉磁場實現方法，其特征在于所述的6路可控直流電流源向所述的三組亥姆霍茲線圈輸出的電流為：

式中，k_x,k_y,k_z為X軸向、Y軸向和Z軸向三組亥姆霍茲線圈所產生的磁場場強B_x,B_y,B_z與所述的三組亥姆霍茲線圈中通過的電流i_x,i_y,i_z的比例系數，即B_x＝k_xi_x，B_y＝k_yi_y，B_z＝k_zi_z；B₀為旋轉磁場的幅值、ω為旋轉頻率、為磁場旋轉軸向的方位角，其中θ為磁場旋轉軸向n與OZ軸正向的夾角，為磁場旋轉軸向n在XOY平面上投影與OX正向的夾角，磁場的旋轉角η＝ωt，ω為旋轉角頻率，t為時間。

4.按照權利要求2或3所述旋轉磁場實現方法，其特征在于所述的6路直流電流源向三組亥姆霍茲線圈輸出電流的方法為：當i_x＞0時，向第一X軸向線圈中通入電流i_x，向第二X軸向線圈通入的電流為零；當i_x＜0時，向第二X軸向線圈中通入電流|i_x|，向第一X軸向線圈通入的電流為零；當i_y＞0時，向第一Y軸向線圈中通入電流i_y，向第二Y軸向線圈通入的電流為零；當i_y＜0時，向第二Y軸向線圈中通入電流|i_y|，向第一Y軸向線圈通入的電流為零；當i_z＞0時，向第一Z軸向線圈中通入電流i_z，向第二Z軸向線圈通入的電流為零；當i_z＜0時，向第二Z軸向線圈中通入電流|i_z|，向第一Z軸向線圈通入的電流為零。