[發明專利]混合磁場裝置、混合磁場系統

有效

• 申請號: 202011455102.4
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112735732B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 徐天添;賴證宇;黃晨陽;郝智明;張善修;吳新宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: H01F7/20
• 分類號: H01F7/20
• 代理公司: 深圳市威世博知識產權代理事務所(普通合伙) 44280
• 代理人: 黎堅怡

1.一種混合磁場裝置，其特征在于，所述混合磁場裝置包括：

第一線圈；

第二線圈和第三線圈，所述第二線圈和所述第三線圈沿第一軸線間隔設置；

其中，所述第一線圈設置于所述第二線圈和所述第三線圈的間隔處，且所述第一線圈所在的第二軸線與所述第一軸線垂直；

第四線圈和第五線圈，所述第四線圈和所述第五線圈沿第三軸線間隔設置；

其中，所述第一軸線和所述第三軸線相交于中心點，所述第二線圈和所述第三線圈位于所述中心點的兩側，所述第四線圈和所述第五線圈位于所述中心點的兩側，所述第一軸線和所述第三軸線所形成的平面，與所述第二軸線垂直，以在所述第一線圈內形成混合磁場區域；

在所述第一線圈、所述第二線圈、所述第三線圈、所述第四線圈和所述第五線圈通入的電流關系為：

所述混合磁場區域中產生對應為旋轉軸的旋轉磁場；

其中，I_x表示所述第二線圈和所述第三線圈通入的電流，I_y表示所述第四線圈和所述第五線圈通入的電流，I_z表示所述第一線圈通入的電流，ω表示旋轉頻率，U_x表示所述第二線圈和所述第三線圈通入的電壓，U_y表示所述第四線圈和所述第五線圈通入的電壓，U_z表示所述第一線圈通入的電壓，T_x表示所述第二線圈和所述第三線圈通入的電壓與電流的轉換系數，T_y表示所述第四線圈和所述第五線圈通入的電壓與電流的轉換系數，T_z表示所述第一線圈通入的電壓與電流的轉換系數，n_x表示旋轉軸在第一軸線上的坐標，n_y表示旋轉軸在第三軸線上的坐標，n_z表示旋轉軸在第二軸線上的坐標，K_x表示對應所述第二線圈和所述第三線圈的校正系數，K_y表示對應所述第四線圈和所述第五線圈的校正系數，K_z表示對應所述第一線圈的校正系數，u和v表示所述為旋轉軸的旋轉平面上的一組正交單位向量。

2.根據權利要求1所述的混合磁場裝置，其特征在于，

所述第二線圈和/或所述第三線圈和/或所述第四線圈和/或所述第五線圈的直徑小于20厘米；所述第一線圈的長度小于20厘米。

3.根據權利要求1所述的混合磁場裝置，其特征在于，

在所述第一線圈通入電流時，所述第一線圈產生的均勻磁場中任意點的磁感應強度為：

其中，R₁表示所述第一線圈的半徑，I為電流強度，n為所述第一線圈的線圈匝數，μ₀為真空磁導率，dl為一個元段長度，a為所述任意點在第二軸線上的位置值。

4.根據權利要求1所述的混合磁場裝置，其特征在于，

當電源提供的電流方向和電流大小一致時，所述第二線圈和所述第三線圈產生的均勻磁場中任意點的磁感應強度為：

其中，R₂表示所述第二線圈的半徑，R₃表示所述第三線圈的半徑，I為電流強度，N₀為所述第二線圈或所述第三線圈的線圈匝數，μ₀為真空磁導率，X為所述任意點在第一軸線上的位置值。

5.根據權利要求1所述的混合磁場裝置，其特征在于，

當電源提供的電流方向相反或電流大小不一致時，所述第二線圈和所述第三線圈產生的梯度磁場中任意點的磁感應強度為：

其中，R₂表示所述第二線圈的半徑，R₃表示所述第三線圈的半徑，I₁為所述第二線圈的電流強度，I₂為所述第三線圈的電流強度，N₀為所述第二線圈或所述第三線圈的線圈匝數，μ₀為真空磁導率，X為所述任意點在第一軸線上的位置值。

6.根據權利要求1所述的混合磁場裝置，其特征在于，

所述第二線圈和/或所述第三線圈設置有磁芯。