基于亥姆霍兹线圈的大尺寸均匀电磁场模拟 被引量：12

1

作者 黄松涛 张伟 +1 位作者 张鹏飞 祁泽武 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期203-208,共6页

针对外层空间物理环境模拟系统的技术要求,基于亥姆霍兹线圈的工作原理,采用一对匝数、边长、高度和厚度相同的共轴平行放置的正方形线圈构成了Helmholtz线圈,结合恒流源和单片机控制技术,设计了电磁场模拟系统.采用ANSYS Workbench有... 针对外层空间物理环境模拟系统的技术要求,基于亥姆霍兹线圈的工作原理,采用一对匝数、边长、高度和厚度相同的共轴平行放置的正方形线圈构成了Helmholtz线圈,结合恒流源和单片机控制技术,设计了电磁场模拟系统.采用ANSYS Workbench有限元分析软件对正方形Helmholtz线圈的电磁场分布进行了数值模拟,重点考察了线圈X轴、Y轴和线圈表面附近的电磁场分布,在此基础上设计了线圈结构参数.对所设计的正方形Helmholtz线圈内部12个关键点的电磁场进行了测量,结果表明线圈内的磁感应强度和磁场均匀性能够满足环境模拟系统的要求. 展开更多

关键词 亥姆霍兹线圈 均匀磁场 有限元 ANSYS 恒流源

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10T脉冲磁场的亥姆霍兹线圈热和力分析 被引量：4

2

作者 陈学秒 万连茂 +1 位作者 王桂吉 章林文 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期206-209,共4页

亥姆霍兹线圈在产生数十T的准静态脉冲磁场的装置中得到广泛应用。以自行研制的一套用于磁压剪实验技术的脉冲磁场发生系统的亥姆霍兹线圈为研究对象,结合装置的电参数,利用有限元软件ANSYS对装置放电过程中线圈的热和力进行了仿真研究... 亥姆霍兹线圈在产生数十T的准静态脉冲磁场的装置中得到广泛应用。以自行研制的一套用于磁压剪实验技术的脉冲磁场发生系统的亥姆霍兹线圈为研究对象,结合装置的电参数,利用有限元软件ANSYS对装置放电过程中线圈的热和力进行了仿真研究。研究结果表明,当装置在线圈中产生上升时间约1.34 ms、幅值14.37 kA的放电电流和10.7 T的磁场时,线圈中的最大温升约150℃,最大应力近0.5 GPa,铜导线中的最大应力约0.2 GPa,线圈导线变形位移小于0.05 mm。基于分析结果,在线圈制作时,选择绝缘层耐温超过200℃、抗拉强度0.5 GPa的铜导线作为线圈绕线,选择抗拉强度达5.8 GPa的柴龙纤维绕制在铜导线外层进行加固,并制作了相应结构的亥姆霍兹线圈对。利用该线圈对进行的放电实验测试结果表明,在满足设计指标的情况下,线圈对结实可靠,可重复使用。 展开更多

关键词 脉冲磁场 亥姆霍兹线圈对 有限元分析 热和力分析

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2维全自动亥姆霍兹线圈磁块测量方法 被引量：3

3

作者 陈念 何永周 +2 位作者 任芳林 钱珍梅 张继东 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1941-1946,共6页

在波荡器和扭摆器的研制过程中,为提高磁块的测量效率和精度,提出了2维全自动亥姆霍兹线圈磁块测量方法。通过理论推导得到仅采用2维全自动旋转而不需要3维旋转就可以实现磁块的全自动测量,降低了磁块全自动测量的实现难度。根据该方法... 在波荡器和扭摆器的研制过程中,为提高磁块的测量效率和精度,提出了2维全自动亥姆霍兹线圈磁块测量方法。通过理论推导得到仅采用2维全自动旋转而不需要3维旋转就可以实现磁块的全自动测量,降低了磁块全自动测量的实现难度。根据该方法的理论,已成功研制出一台2维全自动亥姆霍兹线圈测量装备,并在上海光源的磁块测量中使用。系统地给出2维全自动亥姆霍兹线圈磁块的测量理论和方法,并对测量误差进行了分析,该系统实现了磁块剩磁测量的高效率、高精度和高重复性,可以在30 s内完成单磁块的测量,重复性和精度均好于5×10-4。 展开更多

关键词 亥姆霍兹线圈 永磁块 感应电动势 磁通量 剩磁

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方形亥姆霍兹线圈磁场系统均匀性分析 被引量：15

4

作者 刘坤 张松勇 顾伟 《现代电子技术》 2012年第7期190-194,共5页

方形亥姆霍兹线圈用于模拟零磁场或量程范围内的任意大小和方向的磁场,其磁场均匀区与线圈结构尺寸有关。为了得到其磁场均匀区与结构尺寸的关系,构建了方形亥姆霍兹线圈的数学模型,导出了线圈内部任意点的磁感应强度矢量表达式,得出了... 方形亥姆霍兹线圈用于模拟零磁场或量程范围内的任意大小和方向的磁场,其磁场均匀区与线圈结构尺寸有关。为了得到其磁场均匀区与结构尺寸的关系,构建了方形亥姆霍兹线圈的数学模型,导出了线圈内部任意点的磁感应强度矢量表达式,得出了输出电流与产生磁场大小的对应关系,利用程控恒流源和磁强计跟踪补偿动态地模拟出稳恒磁场,对系统产生的磁场的均匀区进行了测定,分析表明,理论计算与实验结果有较好的一致性。 展开更多

关键词 亥姆霍兹线圈 磁场模拟 均匀度 磁场补偿

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基于亥姆霍兹线圈装置的磁热疗优化方法 被引量：4

5

作者 汤云东 丁宇彬 金涛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期1248-1260,共13页

该文研究了两种常见亥姆霍兹线圈产生磁场的均匀性,并根据装置线圈所产生磁场作用下的生物组织治疗温度分布分析了磁场均匀性对治疗效果的影响。其中,文中的磁纳米粒子(MNPs)以磁流体形式注射进肿瘤区域并假定以注射点为中心呈现高斯分... 该文研究了两种常见亥姆霍兹线圈产生磁场的均匀性,并根据装置线圈所产生磁场作用下的生物组织治疗温度分布分析了磁场均匀性对治疗效果的影响。其中,文中的磁纳米粒子(MNPs)以磁流体形式注射进肿瘤区域并假定以注射点为中心呈现高斯分布。该文在多种约束条件下应用改进粒子群算法优化了磁场的频率和强度、磁纳米粒子粒径,以及磁纳米粒子体积分数等参数,而涉及的约束条件包括治疗最高安全温度、治疗磁场安全范围上限、MNPs粒径范围,以及MNPs产热有效条件等。同时,该文以累积等效分钟数来评估圆形和正方形亥姆霍兹线圈及理想磁场在不同血液灌注率下的细胞热损伤程度。研究结果表明,正方形亥姆霍兹线圈相比于圆形线圈能产生更大范围的匀强磁场,这使其磁热疗效果更接近于理想磁场情况。同时,考虑温度依赖的血液灌注率相比定值情况具有更高的治疗温度。 展开更多

关键词 磁热疗 粒子群优化算法 亥姆霍兹线圈 血液灌注率 磁场 温度场

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利用亥姆霍兹线圈测量地磁场强度及磁倾角 被引量：10

6

作者 刘竹琴 《电子测量技术》 2015年第5期119-121,共3页

根据亥姆霍兹线圈轴线上磁场分布的特点,能在其轴线中点附近产生较广的均匀磁场区,根据磁场的叠加原理,推导了地磁场的水平分量、垂直分量及地磁场强度、磁倾角的实验计算公式。采用了FD-HM-Ⅰ型亥姆霍兹线圈,利用高灵敏度毫特斯拉计,... 根据亥姆霍兹线圈轴线上磁场分布的特点,能在其轴线中点附近产生较广的均匀磁场区,根据磁场的叠加原理,推导了地磁场的水平分量、垂直分量及地磁场强度、磁倾角的实验计算公式。采用了FD-HM-Ⅰ型亥姆霍兹线圈,利用高灵敏度毫特斯拉计,探测亥姆霍兹线圈公共轴线中点的磁感应强度。通过改变亥姆霍兹线圈中电流的正、反方向,测量了延安地区当地的地磁场强度及磁倾角。测量结果与延安地区当地的地磁场要素基本相符,说明该方法是确实可行的。该实验方案充分利用了实验室现有仪器,培养了学生的创新意识,因此在实验课教学中具有较高的推广价值。 展开更多

关键词 地磁场 亥姆霍兹线圈 磁场强度

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基于有限元法对亥姆霍兹线圈磁场的分析 被引量：7

7

作者 张伟 《现代电子技术》 2009年第10期116-118,121,共4页

为进一步明确亥姆霍兹线圈所产生磁场的近场特性,尝试采用基于有限元方法的ANSYS软件对亥姆霍兹线圈进行分析。采用ANSYS软件对亥姆霍兹线圈建立三维实体有限元模型并进行仿真。仿真结果与Matlab语言绘制亥姆霍兹线圈磁感应强度的空间... 为进一步明确亥姆霍兹线圈所产生磁场的近场特性,尝试采用基于有限元方法的ANSYS软件对亥姆霍兹线圈进行分析。采用ANSYS软件对亥姆霍兹线圈建立三维实体有限元模型并进行仿真。仿真结果与Matlab语言绘制亥姆霍兹线圈磁感应强度的空间分布图相比较,结果说明ANSYS有限元模型优于Matlab语言。最后通过实验验证所建的三维亥姆霍兹线圈有限元模型的有效性和正确性,对研究亥姆霍兹线圈其他性质有一定的参考应用价值。 展开更多

关键词 亥姆霍兹线圈 有限元模型 MATLAB语言 磁感应强度 电磁场

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基于方形亥姆霍兹线圈的磁场发生装置设计 被引量：1

8

作者 李大龙 孙相宇 +2 位作者 胡童童 杨玉星 宋建争 《燕山大学学报》 CAS 北大核心 2023年第6期485-491,505,共8页

为了解决现有磁塑性加工中磁感应强度偏小且磁场分布不均的问题,本文设计了一种磁感应强度大且分布均匀的磁塑性加工用磁场发生装置。首先依据方形亥姆霍兹线圈理论和软磁材料的性能,确定亥姆霍兹线圈结构参数及铁芯和磁轭材料;其次利用... 为了解决现有磁塑性加工中磁感应强度偏小且磁场分布不均的问题,本文设计了一种磁感应强度大且分布均匀的磁塑性加工用磁场发生装置。首先依据方形亥姆霍兹线圈理论和软磁材料的性能,确定亥姆霍兹线圈结构参数及铁芯和磁轭材料;其次利用ANSYS有限元软件对磁场发生装置进行模拟仿真研究,得出磁轭厚度、工作气隙和磁极端面形状对磁感应强度大小和磁场分布均匀性的影响,通过对模拟结果的分析,确定磁轭厚度为17 mm、衔铁磁头为锥形,且倾角为45°,工作气隙为20 mm。最后,依据理论分析结果,制作了以工业纯铁为铁芯、以纯铜丝作为线圈绕线的三级方形亥姆霍兹线圈的磁场发生装置。当电流为10 A时,通过理论计算得出电磁铁线圈温升369℃,利用特斯拉计测得其中心磁感应强度大于1 T。实验结果证实了本文磁场发生装置设计思路的可行性,为金属磁塑性加工技术的工程应用奠定了设备基础。 展开更多

关键词 磁场发生装置 方形亥姆霍兹线圈 磁感应强度 有限元模拟

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亥姆霍兹线圈磁场均匀区的理论计算 被引量：6

9

作者 刘金胜 于江波 +2 位作者 贾彦枝 关荣华 宋耀武 《河北大学学报（自然科学版）》 CAS 1997年第2期87-89,共3页

本文从毕一萨定律出发，导出了过亥姆霍兹线国轴线平面内任意一点的磁感应强度表达式，并在计算机上算出了任意一点的磁感应强度的大小及与线圈中心点相比的相对误差，并以图形形式画出了亥姆霍线国内的磁场均匀区。

关键词 毕-萨定律 亥姆霍兹线圈 磁场均匀区 磁感应强度

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亥姆霍兹线圈的磁场及其测量 被引量：3

10

作者 李君良 吕玉祥 +2 位作者 魏循 杨慧岩 杨周琴 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2005年第5期564-566,共3页

给出了一种测量亥姆霍兹线圈磁场分布的一种新方法。利用单片机技术将霍耳探头所检测到的磁感应强度的信号显示到点阵屏上,在磁场中移动霍耳探头即可将亥姆霍兹线圈轴线上磁场分布规律以曲线和数显的形式显示出来。在教学和科研中具有... 给出了一种测量亥姆霍兹线圈磁场分布的一种新方法。利用单片机技术将霍耳探头所检测到的磁感应强度的信号显示到点阵屏上,在磁场中移动霍耳探头即可将亥姆霍兹线圈轴线上磁场分布规律以曲线和数显的形式显示出来。在教学和科研中具有一定的使用价值。 展开更多

关键词 亥姆霍兹线圈 单片机 点阵显示

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基于ANSYS的亥姆霍兹线圈磁场分布研究实验 被引量：8

11

作者 高昕悦 赵宇鸿 +1 位作者 李达 沈瑶 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2021年第5期175-179,186,共6页

该文介绍了一项面向本科生的电磁场开放实验项目。该项目通过应用大型有限元分析软件ANSYS,对亥姆霍兹线圈的磁场分布进行了仿真研究。实验内容包括:基于毕奥-萨伐尔定理,通过理论计算和MATLAB软件绘图分析,得到一维和多维亥姆霍兹线圈... 该文介绍了一项面向本科生的电磁场开放实验项目。该项目通过应用大型有限元分析软件ANSYS,对亥姆霍兹线圈的磁场分布进行了仿真研究。实验内容包括:基于毕奥-萨伐尔定理,通过理论计算和MATLAB软件绘图分析,得到一维和多维亥姆霍兹线圈的磁场分布状态;基于ANSYSMaxwell软件平台,建立亥姆霍兹线圈仿真模型;仿真分析得到不同维数亥姆霍兹线圈的磁场分布,验证理论分析结果。教学结果表明,该实验项目可以帮助学生加强对电磁场理论知识的理解,引导学生的思考与探索,教学效果良好。 展开更多

关键词 亥姆霍兹线圈 电磁场 ANSYS MATLAB

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基于亥姆霍兹线圈电磁制动装置的结晶器内冶金行为研究 被引量：1

12

作者 高全杰 李威 +1 位作者 陈环 程管 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2023年第1期10-17,共8页

为解决连铸过程中钢液在结晶器内不合理的自由液面流速所导致的板坯表面缺陷问题,根据现有电磁制动装置特点,提出一种新型的基于亥姆霍兹线圈的电磁制动装置,建立了板坯结晶器三维数学模型,研究了磁感应强度对结晶器内流场和温度场的影... 为解决连铸过程中钢液在结晶器内不合理的自由液面流速所导致的板坯表面缺陷问题,根据现有电磁制动装置特点,提出一种新型的基于亥姆霍兹线圈的电磁制动装置,建立了板坯结晶器三维数学模型,研究了磁感应强度对结晶器内流场和温度场的影响以及拉坯速度与电磁制动效率之间的关系。结果表明,亥姆霍兹线圈能在覆盖区域形成均匀稳定的磁场,有效抑制射流冲击深度,降低钢液自由液面流速并使其控制在合理范围。同时,磁场的存在消除了结晶器下回流低温区,使得结晶器内温度分布更均匀。数值模拟结果所表征的冶金效果符合电磁制动装置的设计意图,能达到实时控制结晶器自由液面流速的效果。 展开更多

关键词 连铸 结晶器 电磁制动 亥姆霍兹线圈 自由液面 流速分布 磁感应强度

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亥姆霍兹线圈磁场对锂离子电池性能的影响

13

作者 阮观强 郁长青 +1 位作者 胡星 华菁 《电池》 CAS 北大核心 2021年第5期474-477,共4页

将锂离子电池置于不同磁感应强度(3.95 mT、19.75 mT和39.50 mT)的亥姆霍兹线圈磁场中进行充放电实验,研究磁场对充放电性能的影响。电池的充放电容量随着磁感应强度的增加而增加,在1/3 C倍率下,当磁感应强度增加至3.95 mT、19.75 mT和3... 将锂离子电池置于不同磁感应强度(3.95 mT、19.75 mT和39.50 mT)的亥姆霍兹线圈磁场中进行充放电实验,研究磁场对充放电性能的影响。电池的充放电容量随着磁感应强度的增加而增加,在1/3 C倍率下,当磁感应强度增加至3.95 mT、19.75 mT和39.50 mT时,与不放置在磁场中相比,放电容量分别增加了2.03%、8.13%和17.48%,且磁感应强度与充放电容量近似呈线性关系。随着磁感应强度的增加,电池的充放电能量增大,放电时的端电压提高。 展开更多

关键词 锂离子电池 亥姆霍兹线圈磁场 充放电性能 电池容量

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EAST液态锂试验测试平台磁体系统的MATLAB辅助设计

14

作者 胡乐星 杨庆喜 +3 位作者 宋云涛 宋伟 左桂忠 胡建生 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第3期19-23,共5页

为了设计一套液态锂台面试验测试平台磁体系统,并保证磁体线圈的安全稳定运行,采用了MATLAB对其进行辅助设计,并对计算结果进行了校核计算。通过对线圈产生的磁场及其电参数和水参数的计算,可知:线圈的安匝数、线圈半径等对线圈磁场的... 为了设计一套液态锂台面试验测试平台磁体系统,并保证磁体线圈的安全稳定运行,采用了MATLAB对其进行辅助设计,并对计算结果进行了校核计算。通过对线圈产生的磁场及其电参数和水参数的计算,可知:线圈的安匝数、线圈半径等对线圈磁场的分布、冷却水的流速及平台的综合成本具有显著的影响。计算结果对于磁体线圈的参数设计,以及冷却水泵和电源的选型具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 EAST 液态锂限制器 测试平台 亥姆霍兹线圈

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考虑磁场均匀性优化的开放式磁粒子成像检测装置改进方法

15

作者 汤云东 丁宇彬 金涛 《电工技术学报》 北大核心 2025年第6期1718-1728,共11页

磁粒子成像(MPI)利用检测装置感应可视场内不同位置处磁纳米粒子(MNPs)的非线性磁化响应,并基于所获得的检测信号重建MNPs浓度分布。该文基于激励与接收线圈磁场强度对检测信号的影响,论证了X-space和投影重建成像算法中MPI检测装置磁... 磁粒子成像(MPI)利用检测装置感应可视场内不同位置处磁纳米粒子(MNPs)的非线性磁化响应,并基于所获得的检测信号重建MNPs浓度分布。该文基于激励与接收线圈磁场强度对检测信号的影响,论证了X-space和投影重建成像算法中MPI检测装置磁场均匀性的重要性,继而提出一种由具有较高磁场均匀性的正方形亥姆霍兹线圈所构成的改进开放式检测装置。此外,在零磁场点和零磁场线扫描移动两种情况下,基于不同装置下均匀分布MNPs所获得的检测信号,评估了两种传统开放式检测装置和所提改进装置的检测效果。研究结果表明,所提改进开放式装置的检测结果相比两种传统开放式装置显著接近理想情况,进而也证实了检测装置磁场均匀性的重要性。此外,该文还发现在改进装置基础上采用二次谐波检测方法相较于三次谐波检测,可获得更佳的检测效果。 展开更多

关键词 磁粒子成像 开放式检测装置 检测信号 磁场均匀性 正方形亥姆霍兹线圈

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生物体低温保存用低频磁场发生装置的研制与应用试验 被引量：3

16

作者 黄永红 徐晓斌 +1 位作者 陈照章 王恒海 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期150-154,共5页

为了研究在低降温速率条件下,低频磁场对基本生物溶液相变过程冰晶形成的影响,运用开关电容技术研制了低频旋转磁场发生装置。该装置由振荡器、开关电容、二阶跟踪系统、数字开关系统、功放电路及亥姆霍兹线圈组等部分组成,可以产生频... 为了研究在低降温速率条件下,低频磁场对基本生物溶液相变过程冰晶形成的影响,运用开关电容技术研制了低频旋转磁场发生装置。该装置由振荡器、开关电容、二阶跟踪系统、数字开关系统、功放电路及亥姆霍兹线圈组等部分组成,可以产生频率、强度连续可调的旋转磁场。在控制0.9%KMnO4溶液降温速率的条件下,将该装置产生的低频旋转磁场作用于该溶液。试验结果表明,低频旋转磁场对该溶液相变过程中冰晶的形成有显著影响,冰晶的大小随磁场频率的增加而变小。这对低降温速率下食品及生物组织的低温无损保存具有重大意义。 展开更多

关键词 低温保存 磁场发生装置 亥姆霍兹线圈 开关电容 冰晶

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平行共轴三线圈磁场均匀性分析 被引量：8

17

作者 昝会萍 陈东立 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期41-44,共4页

对平行共轴三个圆形线圈形成的匀强磁场进行了研究 .通过数值计算 ,分析了平行共轴三线圈磁场的均匀性 .计算结果表明 ,平行共轴三线圈系统的磁场强度、磁场均匀性及分布范围明显优于亥姆霍兹线圈 。

关键词 平行共轴三线圈磁场 亥姆霍兹线圈 磁场均匀性 磁场强度 数值计算 圆形线圈

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无线装定发射线圈原理应用研究 被引量：2

18

作者 王志兴 张晓 +1 位作者 冯波 李相银 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2004年第3期93-95,共3页

提出了在无线电磁感应装定中采用亥姆霍兹线圈作为装定发射线圈的实验方案,研究了亥姆霍兹线圈存在均匀磁场对实时动态无线电磁感应装定带来的独特优点,分析了适应各种速射炮的亥姆霍兹线圈设计模型,实验结果表明,该装定装置在30m/s模... 提出了在无线电磁感应装定中采用亥姆霍兹线圈作为装定发射线圈的实验方案,研究了亥姆霍兹线圈存在均匀磁场对实时动态无线电磁感应装定带来的独特优点,分析了适应各种速射炮的亥姆霍兹线圈设计模型,实验结果表明,该装定装置在30m/s模拟动态装定条件下工作可靠,装定正确(从0-16000ms),可用于实弹动态装定。 展开更多

关键词 无线电磁感应装定 亥姆霍兹线圈 发射 引信

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三轴一体化球形磁通门传感器反馈线圈设计方法改进 被引量：5

19

作者 李志鹏 王彬宇 +1 位作者 樊业东 王锐 《电子测量技术》 2019年第13期148-152,共5页

为提高三轴一体化球形磁通门传感器反馈线圈产生的反馈均匀磁场空间大小,本文在已有等匝、等间距的球形反馈线圈设计基础上提出一种不等匝绕制反馈线圈的方法,该方法能有效提高球形反馈线圈产生的均匀磁场空间大小,根据该方法提出了球... 为提高三轴一体化球形磁通门传感器反馈线圈产生的反馈均匀磁场空间大小,本文在已有等匝、等间距的球形反馈线圈设计基础上提出一种不等匝绕制反馈线圈的方法,该方法能有效提高球形反馈线圈产生的均匀磁场空间大小,根据该方法提出了球形反馈线圈的设计方案,并完成数值仿真计算和球形反馈线圈的实物模型制作,同时完成球形反馈线圈均匀磁场空间的测试工作,测试结果表明不等匝的绕制方式能有效提高反馈均匀磁场空间大小,通过该方法进行球形反馈线圈的设计制作能在有效的体积下产生更大的均匀磁场空间,有利于提高三轴一体化磁通门的测量精度和小型化。 展开更多

关键词 磁通门磁力仪 三轴一体化磁通门 均匀磁场 亥姆霍兹线圈 球形反馈线圈 磁场分布

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冷原子干涉仪中二维磁光阱线圈的优化设计 被引量：2

20

作者 樊鹏格 吴易明 +1 位作者 贾森 王先华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期268-273,共6页

大通量冷原子源是实现高精度冷原子干涉仪的关键技术之一。为获得大通量冷原子源,通常采用二维磁光阱(2D-MOT)和三维磁光阱(3D-MOT)的级联结构,其中2D-MOT的磁场分布是影响其性能的重要因素。通过数学建模及有限元分析,对2D-MOT中不同构... 大通量冷原子源是实现高精度冷原子干涉仪的关键技术之一。为获得大通量冷原子源,通常采用二维磁光阱(2D-MOT)和三维磁光阱(3D-MOT)的级联结构,其中2D-MOT的磁场分布是影响其性能的重要因素。通过数学建模及有限元分析,对2D-MOT中不同构造(长方形、跑道形、马鞍形)的反亥姆霍兹线圈进行数值计算,分析了不同构造线圈的磁场分布及因在制造与装配过程中产生的偏心、线圈不对称、平行度及内径不对称误差造成的磁场零点漂移和磁场梯度变化。分析结果表明,在偏心误差C<1.14 mm,线圈不对称误差ΔI<0.016 A,平行度误差θ<1.02°时,马鞍形线圈产生的磁场梯度更有利于制备大通量冷原子源。该结果为冷原子干涉仪2D-MOT的磁场系统设计和加工提供了理论指导。 展开更多

关键词 大通量冷原子源 冷原子干涉仪 2D磁光阱 反亥姆霍兹线圈 有限元分析

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