[發明專利]一種奇數層的Halbach陣列永磁體裝置的設計與制作方法

有效

• 申請號: 201610816395.1
• 申請日: 2016-09-12
• 公開（公告）號: CN106229106B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 陳巧燕;徐雅潔;常嚴;楊曉冬
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所
• 主分類號: H01F7/02
• 分類號: H01F7/02;H01F41/02;G06F17/50
• 代理公司: 蘇州華博知識產權代理有限公司32232
• 代理人: 傅靖

1.一種奇數層的Halbach陣列永磁體裝置的設計方法，奇數層Halbach陣列永磁體裝置包括奇數層的磁體，且所述磁體包括：設置于中心的中心層磁體以及設置于所述中心層磁體外側的外層磁體，所述中心層磁體的高度為H₀，所述外層磁體的高度為H₁，其特征在于，所述奇數層的Halbach陣列永磁體裝置的設計方法用于確定每層所述磁體之間的距離，具體包括以下步驟：

S.1建立奇數層Halbach磁體的中心軸磁場等效數學模型，其計算公式如下：

f(x)=Σi=1(m-1)/2((1+(x+ti)2)-3/2+(1+(x+ti)2)-3/2+k(1+x2)-3/2)]]>

其中，x＝z/r，t₁＝S₁/r，t₂＝S₂/r，...，t_(m-1)/2＝S_(m-1)/2/r，S_i為每層所述磁體之間的距離(i＝1，2，…，(m-1)/2)，k＝H₀/H₁，z為中心軸上的距離，r為奇數層的Halbach陣列永磁體裝置的等效半徑，m為層數(m為奇數，且m＞＝3)；

令F(t₁，t₂，…，t_(m-1)/2，k)＝min{abs(f”(0))+abs((f(s/r)-f(0))/f(0))}；

S.2設定參數(t₁，t₂，…，t_(m-1)/2，k)的初始范圍，其中t₁＜t₂＜…＜t_(m-1)/2，其范圍選擇根據層數的不同而不同；

S.3設定步長，在參數的范圍均勻取值，并將每組參數代入目標函數F中，尋找令F值最小的一組參數；

S.4增加限制條件如下，判斷步驟S.3所得到的參數是否滿足以下限制條件：

(∫0smax(λ,|f(z)-f(0)f(0)|)dz-λ·s)·106=0]]>

其中：λ＝ΔB/B，表示磁場的均勻度；

若參數滿足限制條件，則進行仿真驗證，若仿真驗證結果滿足要求，則輸出最優參數，所述奇數層的Halbach陣列永磁體裝置的設計方法結束；

若參數不滿足限制條件或仿真驗證結果不滿足要求，則對參數進行遺傳操作處理，得到新的參數，重復步驟S.3-S.4。