[發明專利]一種動態空間磁場模擬系統及方法

在審

• 申請號: 202110982328.8
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113539029A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 吳護林;馬毅龍;宋凱強;李忠盛;邵斌;劉筱薇;孫建春;董季玲;曹獻龍
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第五九研究所;重慶科技學院
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 重慶上義眾和專利代理事務所(普通合伙) 50225
• 代理人: 譚勇

本發明公開了一種動態空間磁場模擬系統及方法，包括磁屏蔽罩(1)，所述磁屏蔽罩(1)內設置有按照X軸、Y軸、Z軸布置的三組赫姆霍茲線圈(2)，在三組赫姆霍茲線圈(2)圍成的磁工作空間內，設置有無磁旋轉平臺(3)。本發明提供了一種動態空間磁場模擬系統，用于磁元件在動態空間磁場環境下的試驗研究。

技術領域

本發明涉及地磁場模擬技術領域，具體為一種動態空間磁場模擬系統及方法。

背景技術

穩恒磁場在現代化的工業生產和科學實驗中應用越來越廣泛，在不同的使用環境中需要的磁場分布及磁場強弱并不相同，因而需要不同的磁場產生裝置。工業生產中設計的穩恒磁場按照來源可以分為永久磁鐵、電磁鐵和線圈磁場三類。目前，人為營造的磁場空間形成無磁空間或產生矢量磁場，通常采用線圈技術。這主要是由于線圈易于加工，所產生的磁場穩定性好、易于控制。

在實際應用環境中，磁性材料往往受到一個甚至多個方向的微弱恒定磁場作用，如地磁場的作用，其一般情況下強度可達0.5Gs。為模擬磁材在此類環境下的磁性能變化，有必要設計制造一種空間磁場模擬裝置，可實現X、Y、Z三個方向的動態磁場環境試驗研究。

因此，現有技術的缺陷是，現有的實驗裝置，結構復雜，體積較大，控制不便捷，制造成本高昂。

發明內容

有鑒于現有技術的至少一個缺陷，本發明的目的是提供一種結構簡單，精密度高的動態空間磁場模擬系統，用于磁元件在動態空間磁場環境下的試驗研究。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：一種動態空間磁場模擬系統，包括磁屏蔽罩(1)，所述磁屏蔽罩(1)內設置有按照X軸、Y軸、Z軸布置的三組赫姆霍茲線圈(2)，在三組赫姆霍茲線圈(2)圍成的磁工作空間內，設置有無磁旋轉平臺(3)。

作為優化：每組所述赫姆霍茲線圈(2)設置有兩個相互平行的矩形線圈，結構簡單，磁場分布均勻。

作為優化：位于X軸的所述赫姆霍茲線圈(2)具體參數為，等效長邊500mm，等效短邊500mm，等效間距為272mm；位于Y軸的赫姆霍茲線圈(2)具體參數為，等效長邊564mm，等效短邊564mm，等效間距為306mm；位于Z軸的所述赫姆霍茲線圈(2)具體參數為，等效長邊608mm，等效短邊628mm，等效間距為342mm。

作為優化：所述無磁旋轉平臺(3)的底部連接有轉動軸(32)，磁屏蔽罩(1)的外壁底部固定安裝有伺服電機(31)，轉動軸(32)向下穿出磁屏蔽罩(1)的底部后與伺服電機(31)的輸出軸連接。

作為優化：伺服電機(31)設置有屏蔽罩(311)，該屏蔽罩(311)由硅鋼制作而成，且屏蔽罩(311)的下方為開口結構。在電機運行過程中，會產生磁場，屏蔽罩(311)的設置可阻止磁場向頂部傳導，避免影響實驗磁場，同時下方為開口結構可保持和外界的空氣流程，提高散熱，也便于檢修維護。

作為優化：所述三組赫姆霍茲線圈(2)均設置有線圈骨架，所述線圈骨架中空，一端設置有冷媒進口，另一端設置有冷媒出口，冷媒進口和冷媒出口均與冷媒循環系統連通。

作為優化：所述磁屏蔽罩(1)為圓筒形或立方體形,磁屏蔽罩(1)至少兩層，磁屏蔽罩(1)由稀土改性的Fe-Ni軟磁合金加工而成；磁屏蔽罩(1)每層厚度1～2mm。

作為優化：還是有控制單元，該控制單元設置有微處理器，該微處理器電流檢測端連接有電流檢測傳感器組，該電流檢測傳感器組分別與三個所述三組赫姆霍茲線圈(2)電性連接；所述微處理器的電壓檢測端連接有電壓傳感器器組，該電壓傳感器器組分別與三個所述三組赫姆霍茲線圈(2)電性連接，所述微處理器檢測端連接有三軸磁場計；

還設有恒流源模塊，該恒流源模塊輸出端為三個所述三組赫姆霍茲線圈(2)供電，控制端與所述微處理器電源控制端連接；