[發明專利]一種基于主動補償的高性能磁屏蔽裝置與方法

在審

• 申請號: 201811474117.8
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN109597010A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 荀強;盛經緯;何剴彥;羅深
• 申請（專利權）人: 北京昆邁生物醫學研究院有限公司
• 主分類號: G01R33/42
• 分類號: G01R33/42;A61B5/05
• 代理公司: 北京智沃律師事務所 11620
• 代理人: 李笑丹

本發明公開了一種基于主動補償的高性能磁屏蔽裝置與方法，具體包括以下步驟：步驟一，首先，搭建多層的磁屏蔽筒，由內向外相鄰材料采用高導磁材料或高導磁材料與高導電材料混合搭配，并且每兩層之間采用無磁材料隔離填充，磁屏蔽筒兩側安裝可拆卸的端蓋，實現人體頭部在磁屏蔽筒內不同位置進行測試；第二步，然后，針對磁屏蔽筒的兩端關蓋、單端開蓋、兩端開蓋三種不同的磁屏蔽邊界條件，通過有限元仿真方法，分別設計小磁場系數的三維補償線圈，并將三維補償線圈繞制在同一線圈骨架上，同心裝配在磁屏蔽筒中；第三步，最后，搭建高精度穩場裝置。該發明實現磁屏蔽筒均勻區內磁場接近零，為腦磁及其他生物磁場測量提供最優的磁場屏蔽環境。

技術領域

發明涉及磁屏蔽技術領域，具體為一種基于主動補償的高性能磁屏蔽裝置與方法。

背景技術

腦磁測量是目前唯一一種無創、實時探測大腦神經元電活動所產生磁場的技術，應用過程中需抑制外界環境磁場的干擾，降低環境磁場對弱磁測量性能的影響，以提高受試者大腦放置區域的磁場測量靈敏度。傳統抑制外界磁場僅采用基于磁屏蔽筒的被動磁屏蔽方式，無法完全消除屏蔽筒內的剩余磁場。

發明內容

發明的目的在于提供一種基于主動補償的高性能磁屏蔽裝置與方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，發明提供如下技術方案：一種基于主動補償的高性能磁屏蔽裝置與方法，具體包括以下步驟：

步驟一，首先，搭建多層的磁屏蔽筒，由內向外相鄰材料采用高導磁材料或高導磁材料與高導電材料混合搭配，并且每兩層之間采用無磁材料隔離填充，磁屏蔽筒兩側安裝可拆卸的端蓋，實現人體頭部在磁屏蔽筒內不同位置進行測試；

第二步，然后，針對磁屏蔽筒的兩端關蓋、單端開蓋、兩端開蓋三種不同的磁屏蔽邊界條件，通過有限元仿真方法，分別設計小磁場系數的三維補償線圈，并將三維補償線圈繞制在同一線圈骨架上，同心裝配在磁屏蔽筒中；

第三步，最后，搭建高精度穩場裝置。

優選的，所述搭建高精度穩場裝置的具體步驟包括：

S1、將磁強計放置于磁屏蔽筒內，分別檢測兩端關蓋、單端開蓋、兩端開蓋不同狀態下的剩余磁場大小；

S2、將剩余磁場大小反饋給數字PID控制器，數字PID控制器驅動高精度電流源為對應的三維補償線圈通電，產生與剩磁大小相等方向相反的磁場，使得磁屏蔽筒內均勻區的磁場接近零。

優選的，所述磁屏蔽筒的層數為2-8層。

優選的，所述高導磁材料一般為坡莫合金，所述高導電材料一般為錳鋅鐵氧體，所述高導磁材料用于屏蔽地磁場，所述高導電材料用于屏蔽交流磁場。

與現有技術相比，發明的有益效果是：通過構造多層磁屏蔽筒，材料選用高導磁材料和高導電材料，其中高導磁材料用于屏蔽地磁場，高導電材料用于屏蔽交流磁場；可應用于磁屏蔽筒兩端關蓋、單端開蓋、兩端開蓋等不同應用場合；針對磁屏蔽筒不同的磁屏蔽邊界條件，通過有限元仿真方法，分別設計小磁場系數的三維補償線圈，繞制在同一線圈骨架上，同心裝配在磁屏蔽筒中；通過高精度穩場裝置實現磁屏蔽筒的主動磁補償，使得磁屏蔽筒內剩余磁場達到最小，使得磁屏蔽筒中心附件環境磁場接近零，為腦磁測量提供最優的磁場屏蔽環境。

附圖說明

圖1為發明裝配的基于主動補償的高性能磁屏蔽裝置結構示意圖；

圖2為發明的高精度穩場裝置的控制系統框圖。

具體實施方式