[發(fā)明專利]一種磁共振Halbach型勻場線圈的設(shè)計方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110548643.X | 申請日： | 2021-05-19 |
| 公開（公告）號： | CN113033028B | 公開（公告）日： | 2021-08-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 陳方;樊萌;劉朝陽;張志;馮繼文;陳俊飛;陳黎;程鑫;鮑慶嘉;汪慧娟;王佳鑫;楊李澤 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院 |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20 |
| 代理公司： | 武漢宇晨專利事務(wù)所(普通合伙) 42001 | 代理人： | 李鵬 |
| 地址： | 430071 湖*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 磁共振 halbach 型勻場 線圈 設(shè)計 方法 | ||
1.一種磁共振Halbach型勻場線圈的設(shè)計方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1、首先對Halbach勻場線圈所在的線圈圓柱面進行網(wǎng)格劃分獲得各個網(wǎng)格節(jié)點；
步驟2、在目標(biāo)圓球面上選取目標(biāo)點；
步驟3、建立網(wǎng)格節(jié)點電流密度流函數(shù)和網(wǎng)格節(jié)點電流密度的有限差分關(guān)系；
步驟4、設(shè)置目標(biāo)點磁場強度；
步驟5、建立網(wǎng)格節(jié)點電流密度流函數(shù)和目標(biāo)點磁場強度z軸方向分量之間的方程組；
步驟6、構(gòu)造功耗和局部均勻分布組合約束函數(shù)H，根據(jù)功耗和局部均勻分布組合約束函數(shù)獲得約束矩陣 L，利用Tikhonov正則化方法求解步驟5中的網(wǎng)格節(jié)點電流密度流函數(shù)和目標(biāo)點磁場強度z軸方向分量之間的方程組，得到網(wǎng)格節(jié)點電流密度流函數(shù)的具體數(shù)值；
其中，R1為線圈圓柱面的底面半徑，為線圈圓柱面的高度, R1為線圈圓柱面的底面半徑，為繞圓周的角度方向網(wǎng)格電流密度，為z軸方向網(wǎng)格電流密度，zs為網(wǎng)格節(jié)點的z軸高度變量，為軸向劃分線的方位角變量；
步驟7、根據(jù)網(wǎng)格節(jié)點電流密度流函數(shù)在對應(yīng)的線圈圓柱面上的分布的等勢線做等差值排布即得到勻場線圈的繞線模式，
所述步驟1中：
線圈圓柱面由多個軸向劃分線和多個周向劃分圓劃分，各個軸向劃分線位于線圈圓柱面上且與線圈圓柱面的中心軸平行，各個周向劃分圓位于線圈圓柱面上且垂直于線圈圓柱面的中心軸，軸向劃分線的編號用i表示；周向劃分圓的編號用j表示，
所述步驟3中，網(wǎng)格節(jié)點電流密度包括繞圓周的角度方向網(wǎng)格電流密度和z軸方向網(wǎng)格電流密度，網(wǎng)格節(jié)點電流密度流函數(shù)和網(wǎng)格節(jié)點電流密度的有限差分關(guān)系為：
其中，網(wǎng)格節(jié)點表示網(wǎng)格節(jié)點（i,j）和網(wǎng)格節(jié)點（i,j+1）之間的中間節(jié)點；網(wǎng)格節(jié)點表示網(wǎng)格節(jié)點（i,j）和網(wǎng)格節(jié)點（i+1,j）之間的中間節(jié)點；表示網(wǎng)格節(jié)點（i,j）處電流密度流函數(shù)，表示網(wǎng)格節(jié)點（i+1，j）處電流密度流函數(shù)，表示網(wǎng)格節(jié)點（i，j+1）處電流密度流函數(shù)，為網(wǎng)格節(jié)點所在的線圈圓柱面的半徑，為相鄰軸向劃分線的方位角之間的角度差，為相鄰周向劃分圓之間的間距，
所述步驟5包括以下步驟：
步驟5.1、建立目標(biāo)點磁場強度z軸方向分量的控制方程的離散方程；
其中，zs為網(wǎng)格節(jié)點的z軸高度變量，
步驟5.2、根據(jù)目標(biāo)點磁場強度z軸方向分量的控制方程的離散方程，建立網(wǎng)格節(jié)點電流密度流函數(shù)和目標(biāo)點磁場強度z軸方向分量之間的方程組：
為第一個網(wǎng)格節(jié)點到第M個網(wǎng)格節(jié)點電流密度流函數(shù)，，……，為網(wǎng)格節(jié)點電流密度流函數(shù)的系數(shù)，M為線圈圓柱面網(wǎng)格劃分得到的所有網(wǎng)格節(jié)點的總數(shù)目，N為目標(biāo)點的總數(shù)目，為第一個目標(biāo)點磁場強度z軸方向分量到第N個目標(biāo)點磁場強度z軸方向分量。
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