專(zhuān)利名稱(chēng)：框形磁約束線(xiàn)圈排布陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及磁聚焦領(lǐng)域，具體是指一種框形磁約束線(xiàn)圈排布陣列。
背景技術(shù)：
隨著磁聚焦技術(shù)的在醫(yī)學(xué)、石油勘測(cè)等領(lǐng)域的廣泛使用，各種各樣為實(shí)現(xiàn)聚焦而設(shè)計(jì)的線(xiàn)圈陣列結(jié)構(gòu)也不斷被提出，從最初的8字形線(xiàn)圈到三維空間線(xiàn)圈陣列結(jié)構(gòu)，都是針對(duì)線(xiàn)圈陣列的聚焦性如何提高的問(wèn)題而設(shè)計(jì)的。8字形線(xiàn)圈是把兩個(gè)圓形線(xiàn)圈挨邊放置，兩個(gè)圓形線(xiàn)圈中的電流相反，由于圓形線(xiàn)圈的感應(yīng)電場(chǎng)在邊緣處幅值最大，中心處最小，故8字形線(xiàn)圈的感應(yīng)電場(chǎng)在兩圓線(xiàn)圈相接處下面形成最大值區(qū)域，但最大區(qū)域中的磁場(chǎng)與其它位置的磁場(chǎng)差別并不是非常大，磁聚焦的效果也不理想；而三維空間線(xiàn)圈陣列基本可以實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)聚焦”，但是將其應(yīng)用于實(shí)際中時(shí)(例如瞬變電磁法估測(cè)管道剩余厚度)，由于線(xiàn) 圈模型制造過(guò)程中精確度要求較高，例如三維空間結(jié)構(gòu)中各線(xiàn)圈的角度等，不僅生產(chǎn)工藝繁雜，而且無(wú)法保證聚焦的精確度，所以設(shè)計(jì)線(xiàn)圈模型既要考慮聚焦性同時(shí)還要兼顧制造工業(yè)的缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種框形磁約束線(xiàn)圈排布陣列，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，而且聚焦性能也得到了極大的改善。本實(shí)用新型的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)框形磁約束線(xiàn)圈排布陣列，主要由A通電線(xiàn)圈，疊加放置于A通電線(xiàn)圈上的B通電線(xiàn)圈組成。為了加強(qiáng)磁聚焦的效果，在B通電線(xiàn)圈上還疊加放置有C線(xiàn)圈。為了更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，所述的A通電線(xiàn)圈及B通電線(xiàn)圈均為大小相同的矩形線(xiàn)圈，長(zhǎng)為a,寬為b ;所述的C線(xiàn)圈為矩形線(xiàn)圈或圓形線(xiàn)圈。為了方便制造及封裝并且兼顧聚焦性能，所述的A通電線(xiàn)圈、B通電線(xiàn)圈及C線(xiàn)圈位于平行的三個(gè)面內(nèi)，且所述A通電線(xiàn)圈的長(zhǎng)a與B通電線(xiàn)圈的長(zhǎng)a重疊或A通電線(xiàn)圈的寬b與B通電線(xiàn)圈的寬b重疊，重疊長(zhǎng)度為d。進(jìn)一步的，所述C線(xiàn)圈的中軸線(xiàn)與A通電線(xiàn)圈及B通電線(xiàn)圈疊加后整體部分的中軸線(xiàn)為同一條直線(xiàn)。為了確保磁聚焦的效果，所述C線(xiàn)圈的大小不超過(guò)A通電線(xiàn)圈與B通電線(xiàn)圈重疊后的邊界。在下列兩種情況下，本實(shí)用新型的聚焦性能均能得到極大的改善(I)在所述C線(xiàn)圈內(nèi)的激勵(lì)電流為0，即未通激勵(lì)電流；所述A通電線(xiàn)圈的激勵(lì)電流與B通電線(xiàn)圈的激勵(lì)電流方向相反。(2)在所述的C線(xiàn)圈內(nèi)通有激勵(lì)電流，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針或者逆時(shí)針；所述A通電線(xiàn)圈的激勵(lì)電流與B通電線(xiàn)圈的激勵(lì)電流方向相反。上述兩種情況下，不論是A通電線(xiàn)圈與B通電線(xiàn)圈的長(zhǎng)a重疊，還是寬b重疊，所述A通電線(xiàn)圈與B通電線(xiàn)圈的重疊長(zhǎng)度d的取值范圍為OSdSb時(shí)，聚焦性能都非常好。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果(I)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造及封裝都非常方便，只需要將線(xiàn)圈依次疊加放置即可，而且A通電線(xiàn)圈與B通電線(xiàn)圈重疊的長(zhǎng)度在很大一個(gè)范圍內(nèi)聚焦效果都較好，封裝也很方便。(2)本實(shí)用新型的聚焦性較單個(gè)線(xiàn)圈或現(xiàn)有技術(shù)中的8字形線(xiàn)圈，聚焦效果得到了極大的改善。(3)本實(shí)用新型可同比例放大或縮小，應(yīng)用范圍極廣；例如大的可應(yīng)用到石油勘測(cè)領(lǐng)域，而小的可應(yīng)用到醫(yī)療器械領(lǐng)域等等。

圖I為本實(shí)用新型C線(xiàn)圈為矩形時(shí)疊加后的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I的右視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型C線(xiàn)圈為圓形時(shí)疊加后的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4中(I)、⑵為本實(shí)用新型C線(xiàn)圈未通激勵(lì)電流、A通電線(xiàn)圈及B通電線(xiàn)圈的通電電流方向結(jié)構(gòu)示意圖；圖5中(I)、(2)、(3)、⑷為C線(xiàn)圈、A通電線(xiàn)圈及B通電線(xiàn)圈均通有激勵(lì)電流時(shí)的電流方向結(jié)構(gòu)示意圖。其中，圖中附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)的零部件名稱(chēng)為I-A通電線(xiàn)圈，2-B通電線(xiàn)圈，3-C線(xiàn)圈。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例I本實(shí)用新型是通過(guò)多個(gè)通電線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)在三維空間內(nèi)以矢量的方式疊加，使得在空間某些很小的范圍內(nèi)，磁場(chǎng)達(dá)到“點(diǎn)聚焦”的效果。本實(shí)用新型就是基于此種原理設(shè)計(jì)而成。如圖I 3所示為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，主要由A通電線(xiàn)圈1、B通電線(xiàn)圈2、C線(xiàn)圈3組成。A通電線(xiàn)圈1、B通電線(xiàn)圈2、C線(xiàn)圈3依次疊加放置，且分別位于三個(gè)相互平行的平面內(nèi)。由圖I、圖2可看出，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，A通電線(xiàn)圈I與B通電線(xiàn)圈2為相同大小的兩個(gè)矩形線(xiàn)圈，長(zhǎng)為a，寬為b ;C線(xiàn)圈3為矩形線(xiàn)圈；圖3與圖I的區(qū)別為C線(xiàn)圈3為圓形線(xiàn)圈。制造本實(shí)用新型時(shí)，只需要依次獨(dú)立生產(chǎn)出三個(gè)線(xiàn)圈，然后將三個(gè)線(xiàn)圈按要求排放，最后封裝即可，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，可以降低制造過(guò)程中的精確度要求。對(duì)于聚焦問(wèn)題，本實(shí)用新型三個(gè)線(xiàn)圈的重疊滿(mǎn)足下列規(guī)則時(shí)，聚焦效果才能有較大的改善，即A通電線(xiàn)圈I與B通電線(xiàn)圈2有兩個(gè)對(duì)邊重疊，可長(zhǎng)邊a與長(zhǎng)邊a重疊或短邊b與短邊b重疊，重疊長(zhǎng)度均為d。雖然該產(chǎn)品可同比例放大或縮小，但當(dāng)其應(yīng)用于某一特定產(chǎn)品時(shí)，例如應(yīng)用于醫(yī)療器械上，A通電線(xiàn)圈I及B通電線(xiàn)圈2的長(zhǎng)a固定，寬b固定,但長(zhǎng)跟寬的比例可根據(jù)具體的產(chǎn)品確定，重疊長(zhǎng)度d可調(diào)整，且在OSdSb聚焦效果都比較好。而C線(xiàn)圈3的大小與重疊長(zhǎng)度d有一定關(guān)聯(lián),其整體大小不超過(guò)A通電線(xiàn)圈I與B通電線(xiàn)圈2重疊以后的整體邊界。C線(xiàn)圈3的放置位置為中軸線(xiàn)與A通電線(xiàn)圈I及B通電線(xiàn)圈2疊加后整體的中軸線(xiàn)重疊，當(dāng)C線(xiàn)圈3大小及擺放位置均滿(mǎn)足上述要求時(shí)，對(duì)整個(gè)線(xiàn)圈陣列的聚焦性影響就較突出，可以使聚焦效果改善非常明顯。本實(shí)用新型中的A通電線(xiàn)圈I與B通電線(xiàn)圈2中的電流大小均根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求可調(diào)整，電流大小可以設(shè)置為相同大小或者不相同，主要與最終實(shí)現(xiàn)的磁聚焦的強(qiáng)度有關(guān)；因此，每個(gè)線(xiàn)圈可根據(jù)需求設(shè)定統(tǒng)一電源驅(qū)動(dòng)或獨(dú)立電源驅(qū)動(dòng)。實(shí)施例2本實(shí)施例是對(duì)實(shí)施例I的進(jìn)一步細(xì)化本實(shí)用新型中的C線(xiàn)圈3對(duì)磁聚焦起了較大作用，即使不通電流仍然會(huì)對(duì)磁場(chǎng)產(chǎn)生一定影響。如圖4中(I)、⑵所示，本實(shí)施例中的C線(xiàn)圈3不通激勵(lì)電流，此時(shí)只有在A通電線(xiàn)圈I的激勵(lì)電流與B通電線(xiàn)圈2的激勵(lì)電流方向相反時(shí)，磁場(chǎng)聚焦改善效果才較明顯。重疊長(zhǎng)度d在滿(mǎn)足條件的范圍內(nèi)效果都很好，即重疊長(zhǎng)度最小可以恰好不重疊，當(dāng)短邊b與短邊b重疊時(shí)，重疊長(zhǎng)度d最大可以完全重疊，而當(dāng)長(zhǎng)邊a與長(zhǎng)邊a重疊時(shí)，仍然要求不能大于b，此時(shí)即不能完全重疊。生產(chǎn)本實(shí)用新型時(shí)，根據(jù)待測(cè)產(chǎn)品，預(yù)先設(shè)置好A通電線(xiàn)圈I及B通電線(xiàn)圈2的長(zhǎng)a和寬b,確定C線(xiàn)圈采用圓形線(xiàn)圈或矩形線(xiàn)圈，并確定大小,封裝時(shí)，只需將其按照上述要求依次疊加即可，因此，制造和封裝就非常的方便可靠，精度要求也較低。實(shí)施例3本實(shí)施例與實(shí)施例2的區(qū)別僅在于本實(shí)用新型中的C線(xiàn)圈3通有激勵(lì)電流，電流方向不限，可為順時(shí)針或者逆時(shí)針，但是此種情況下，只有在A通電線(xiàn)圈I的激勵(lì)電流與B通電線(xiàn)圈2的激勵(lì)電流方向相反、并且重疊長(zhǎng)度d滿(mǎn)足要求的范圍內(nèi)，磁聚焦改善效果才最明顯，效果較好。如圖5所示，其中(I)、(2)、(3)、(4)為四種不同方向電流的情況，按照這四種電流方向通電，并且滿(mǎn)足d與b的關(guān)系時(shí)，磁聚焦效果都很好。實(shí)際使用中，注入各子線(xiàn)圈的電流大小和相位(含方向)等均可根據(jù)磁場(chǎng)分布需求調(diào)整，且子線(xiàn)圈電流驅(qū)動(dòng)也需考慮線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)及電流優(yōu)化結(jié)果需求選用統(tǒng)一電源驅(qū)動(dòng)或獨(dú)立電源驅(qū)動(dòng)。以本實(shí)用新型單層線(xiàn)圈陣列結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，線(xiàn)圈陣列可擴(kuò)展至多層，每層上子線(xiàn)圈的個(gè)數(shù)、形狀、結(jié)構(gòu)、空間相對(duì)位置構(gòu)成、電流條件及電流驅(qū)動(dòng)方式等的設(shè)計(jì)原理及選用準(zhǔn)則均與基礎(chǔ)單層線(xiàn)圈陣列一樣。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)上對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.框形磁約束線(xiàn)圈排布陣列，其特征在于主要由A通電線(xiàn)圈(1)，疊加放置于A通電線(xiàn)圈(I)上的B通電線(xiàn)圈⑵組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的框形磁約束線(xiàn)圈排布陣列，其特征在于在B通電線(xiàn)圈(2)上還疊加放置有C線(xiàn)圈(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的框形磁約束線(xiàn)圈排布陣列，其特征在于所述的A通電線(xiàn)圈(I)及B通電線(xiàn)圈⑵均為大小相同的矩形線(xiàn)圈，長(zhǎng)為a，寬為b。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的框形磁約束線(xiàn)圈排布陣列，其特征在于所述的C線(xiàn)圈(3)為矩形線(xiàn)圈或圓形線(xiàn)圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的框形磁約束線(xiàn)圈排布陣列，其特征在于所述的A通電線(xiàn)圈(1)、B通電線(xiàn)圈⑵及C線(xiàn)圈(3)位于平行的三個(gè)面內(nèi)，且所述A通電線(xiàn)圈⑴的長(zhǎng)a與B通電線(xiàn)圈⑵的長(zhǎng)a重疊或A通電線(xiàn)圈(I)的寬b與B通電線(xiàn)圈(2)的寬b重疊，重疊長(zhǎng)度為d。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的框形磁約束線(xiàn)圈排布陣列，其特征在于所述C線(xiàn)圈(3)的中軸線(xiàn)與A通電線(xiàn)圈(I)及B通電線(xiàn)圈(2)疊加后整體部分的中軸線(xiàn)為同一條直線(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的框形磁約束線(xiàn)圈排布陣列，其特征在于所述C線(xiàn)圈(3)的大小不超過(guò)A通電線(xiàn)圈(I)與B通電線(xiàn)圈⑵重疊后的邊界。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的框形磁約束線(xiàn)圈排布陣列，其特征在于在所述C線(xiàn)圈(3)內(nèi)的激勵(lì)電流為O，即未通激勵(lì)電流；所述A通電線(xiàn)圈⑴的激勵(lì)電流與B通電線(xiàn)圈⑵的激勵(lì)電流方向相反。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的框形磁約束線(xiàn)圈排布陣列，其特征在于在所述的C線(xiàn)圈(3)內(nèi)通有激勵(lì)電流，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針或者逆時(shí)針；所述A通電線(xiàn)圈(I)的激勵(lì)電流與B通電線(xiàn)圈(2)的激勵(lì)電流方向相反。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的框形磁約束線(xiàn)圈排布陣列，其特征在于所述A通電線(xiàn)圈(I)與B通電線(xiàn)圈⑵的重疊長(zhǎng)度d的取值范圍為O彡d彡b。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種框形磁約束線(xiàn)圈排布陣列，框形磁約束線(xiàn)圈排布陣列，主要由A通電線(xiàn)圈(1)、疊加放置于A通電線(xiàn)圈(1)上的B通電線(xiàn)圈(2)組成；在B通電線(xiàn)圈(2)上還疊加放置有C線(xiàn)圈(3)；所述的A通電線(xiàn)圈(1)及B通電線(xiàn)圈(2)均為大小相同的矩形線(xiàn)圈，長(zhǎng)為a，寬為b。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造及封裝方便，精度要求低，而且磁聚焦效果改善非常明顯。
文檔編號(hào)H01F5/00GK202523501SQ20122014561
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者劉冀成 申請(qǐng)人:成都信息工程學(xué)院