[發明專利]多通道心磁探測系統磁場-電壓系數的標定裝置及方法

在審

• 申請號: 202111347674.5
• 申請日: 2021-11-15
• 公開（公告）號: CN114002634A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 楊康;張宏偉;張千年;倪天明
• 申請（專利權）人: 安徽工程大學
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 鐘雪

1.一種多通道心磁探測系統磁場-電壓系數的標定裝置，其特征在于，所述裝置包括依次連接的電流激勵裝置、磁場生成機構、信號采集分析裝置；

電流激勵裝置基于當前的控制指令輸出對應激勵電流至磁場生成機構；

磁場生成機構在多通心磁圖儀的磁強計區域內產生均勻磁場，磁強計受到均勻磁場激發產生電壓信號；

信號采集和分析裝置采集所有磁強計輸出的電壓信號，記錄各磁強計在不同磁場強度下的電壓值，擬合各磁強計的電壓-磁場關系曲線，電壓-磁場關系曲線的擬合斜率即為電壓-磁場系數。

2.如權利要求1所述多通道心磁探測系統磁場-電壓系數的標定裝置，其特征在于，磁場生成機構為雙平面線圈，平面線圈內的導線按照離散電流密度函數所形成的等值線進行走線。

3.如權利要求1所述所述多通道心磁探測系統磁場-電壓系數的標定裝置，其特征在于，電流激勵裝置包括依次連接的指令輸出單元、D/A輸出儀、阻抗匹配器及壓控電流源；

指令輸出單元，用于生成電壓控制指令；

D/A輸出儀，基于電壓控制指令輸出壓控信號；

阻抗匹配器，用于D/A輸出儀與壓控電流源之間的阻抗匹配，同時將變壓控信號輸出至壓控電流源；

壓控電流源，基于壓控制信號輸出相應的激勵電流值。

4.如權利要求1所述所述多通道心磁探測系統磁場-電壓系數的標定裝置，其特征在于，信號采集分析裝置包括：

N個信號放大器，N個信號放大器分別與N個磁強計的輸出端連接；

A/D采集儀，連接N個信號放大器的輸出端；

數據處理單元，對A/D采集儀輸出的電壓信號進行濾波，對相同磁場強度下各電壓取平均，形成該磁場強度下的電壓，將各磁場計在不同磁場下的電壓擬合成電壓-磁場關系曲線，其擬合斜率即為對應磁強計的電壓-磁場系數。

5.基于權利要求1至4任一權利要求所述多通道心磁探測系統磁場-電壓系數的標定裝置的多通道心磁探測系統磁場-電壓系數的標定方法，其特征在于，所述方法具體包括如下步驟：

S1、生成新的電壓控制指令，基于當前電壓控制指令輸出對應的激勵電流至磁場生成機構；

S2、磁場生成機構在心磁圖儀的磁強計區域內產生均勻磁場，磁強計受到均勻磁場激發產生電壓信號；

S3、信號采集分析裝置采集當前磁場下的平均電壓，并記錄電壓-磁場強度值，執行步驟S1；

S4、將各磁場計在不同磁場下的電壓擬合成電壓-磁場關系曲線，其擬合斜率即為對應磁強計的電壓-磁場系數。

6.一種磁場生成機構的設計方法，其特征在于，所述方法具體包括如下步驟：

S1、基于心磁圖儀系統所處的磁屏蔽室內尺寸確定兩線圈平面的尺寸；

S2、在線圈中心位置處確定目標場區域，目標場區域完全覆蓋心磁圖儀中磁強計所在區域；

S3、根據電流邊界條件確定平面線圈中各點的電流密度函數；

S4、確定兩線圈平面的設計參數，求解電流密度函數中的系數矩陣P_nm；

S5、離散電流密度函數，形成等值線，等值線即為平面線圈的導線走線，并生成線圈坐標；

S6、雙平面線圈的坐標導入有限元仿真軟件中，建立雙平面線圈有限元仿真模型，設定導線中電流值，進行仿真實驗；

S7、獲取目標場區域在仿真實驗中的磁場均勻度，若與設計的均勻度匹配，則形成權利要求1至4任一權利要求所述多通道心磁探測系統磁場-電壓系數的標定裝置中的磁場生成機構。