[發明專利]一種可調動態磁場實驗裝置

在審

• 申請號: 201710609676.4
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107274760A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 徐文峰;廖曉玲;陳哲;楊梅
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: G09B23/00
• 分類號: G09B23/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種磁學的裝置，具體地講，是一種利用生物活細胞實驗的可調動態磁場實驗裝置，屬于機械工程學領域。

背景技術

磁場是一種非常特殊的物質，它是不可觸及的且不可見的，并不是由我們熟知的原子分子等基本單位組成的。在生物以及化學等研究領域中，放置在一定場強下的生物組織中會發生廣泛的物理范圍內的變化，并產生許多生化反應的過程。磁場以這些變化過程為基礎對生物組織產生相應的作用。生物體受外磁場作用時，在生物體的內部將伴隨著各種物理變化，同時也伴隨著化學范圍內的許多反應，這些變化過程是生物體內外磁場互相影響的結果，這些影響使生物體內生物電流的動態分布發生改變，以至于有機生物分子作用力發生改向，在長軸分子鏈與磁場同向時能量獲得達到最大狀態，這種量變又將引起類脂質膜、肌漿球蛋白和線粒體等顯著的變化。因此針對磁場對人體細胞影響原理的研究一直是這方面的一個研究熱點。

故，設計一種具有頻率、場強、加載方式可調控的動態磁場實驗裝置，用于研究磁場對于生物細胞的生物學作用原理的實驗，在生物試驗中是實際需要的。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種可調動態磁場實驗裝置。本發明的技術方案是：一種可調動態磁場實驗裝置，由載物臺和底座上下兩大部分組成，其特征在于：所述的載物臺是一個環狀的圓盤，圓環內部包含一個同心圓的試驗臺，試驗臺呈圓柱形，與載物臺同圓心，直徑小于載物臺2mm~4mm，嵌于載物臺圓環中間。在試驗臺的對稱兩側加工有升降橫齒槽，升降橫齒槽與在載物臺側面對稱加工安裝的升降旋鈕所連接的升降旋鈕桿的軸向直齒相互配合，能夠通過同時旋轉升降旋鈕將試驗臺水平上下移動。在載物臺的圓環上上固定有4個~12個兩兩以圓心對稱的，相互間隔分布均勻的磁頭。磁頭呈圓柱形，圓柱的厚度尺寸30mm~50mm，直徑尺寸對應厚度尺寸由小到大為30mm~100mm，圓柱的兩個端面一頭朝環外，一頭朝圓心平放在載物臺上，圓柱的中心軸線指向載物臺的圓心。磁頭的數量和尺寸能夠根據不同實驗要求變動更換。載物臺的底部通過焊接、粘結，或者載物臺通過螺母連接與底座的底座頂層固定在一起，形成一個整體。所述的底座是除一個側面傾斜作為控制面板外，其余呈長方體的一個箱體。所述的控制面板是底座的正面，在控制面板這個箱體側面上安裝有旋鈕、按鍵以及顯示屏。所述的旋鈕的位置設立于單斜面的右側；所述的按鍵以九宮格的形式排列于控制面板的中央，所述顯示屏設置在控制面板的左側。底座的箱體通過防磁隔板將箱體內腔分為上層的磁場隔離腔和下層的部件腔，這兩個層腔。磁場隔離腔的設計保證了試驗臺不受底座部件腔內的電器元器件的電場影響，底座部件腔內的電器元器件也不受試驗臺的磁場影響。在底座部件腔的底部平面上，固定安裝有電源、脈沖電流發生模塊、波形控制模塊、顯示及控制按鈕模塊。在底座部件腔的頂部防磁隔板的下面固定安裝有旋轉磁場發生模塊，設計盡量少占空間，和減少相互電磁場影響。所述磁頭的每個向圓心外的端面中心處都連接一根雙線電纜；雙線電纜的來路線插入磁頭的中心通孔中，從磁頭向圓心的另一端面引出，并與端面安裝的一個扁平的螺旋線圈的一個端頭相連。螺旋線圈呈阿基米德螺旋線緊貼磁頭的端面展開，螺旋線圈展開的另一個端頭在磁頭凹線槽處，與雙線電纜的回路線相連。雙線電纜的另一端連接在旋轉磁場發生模塊上。

上述技術方案中，優選的所述螺旋線圈的橫截面呈矩形，其矩形寬厚比例為5∶2，或者3∶1，尺寸是寬2mm~6mm，厚1mm~2mm；所述的試驗臺的升降橫齒槽、載物臺的升降旋鈕都是以控制面板為正面，在正面的左右兩側對稱加工的。所述電源模塊能夠變壓、整流，和調整電流大小，能夠交流電和直流電的切換。設計保證了本發明的實驗裝置能夠產生旋轉變化磁場、脈沖磁場和靜磁場。

上述技術方案中，優選的所述磁頭的制作材料是軟磁材料。所述載物臺和試驗臺的制作材料是非磁化材料，比如：高分子有機材料、無機非金屬材料、非磁化金屬等。所述底座的制作材料是用電磁屏蔽材料，并且箱體內外表面進行電磁屏蔽涂層處理。所述底座頂層采用高電導率材料，以加大反射作用。所述防磁隔板采用高磁導率材料，以加大渦流效應。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

（1）本發明的實驗裝置，從外部硬件裝置磁頭的更換，和內部具有的脈沖電流發生裝置的設置，解決了產生的脈沖磁場的頻率范圍的調控范圍較小的問題，增加了脈沖磁場頻率可控范圍，增加了磁場動態的可調性。

（2）本發明波形控制模塊裝置和旋轉磁場發生模塊，具備了產生正弦波、三角波、方波、鋸齒波等波形的電磁場的能力，增強了選擇多樣性，并且可以產生旋轉磁場。。