Helmholtz线圈的磁场分布及应用

分析了Helmholtz线圈的磁场分布及其应用.     

亥姆霍兹线圈磁场均匀性的研究

为了探究亥姆霍兹线圈空间磁场均匀区域的大小、形状及范围,利用FD-HM-I型亥姆霍兹磁场测定仪及其所配备的高灵敏度毫特斯拉计传感器探头,探测了亥姆霍兹线圈轴截面上有限元磁场的大小,以两线圈中心连线的中点为坐标原点,建立坐标系,根据线圈的对称性,得到了亥姆霍兹线圈空间磁场均匀区域的大小、形状及范围.由于毫特斯拉计传感器探头的体积小、分辨率高,因此,该传感器适用于物理实验中弱磁场的测量,用它探测磁场准确度较高,误差较小。     

HELMHOLTZ线圈磁场分析

利用柱坐标下圆电流磁场分布和迭加原理，借助于椭圆积分求出Helmholtz线圈磁场的一般表达，分析磁场特性，而中心轴线上的场仅仅作为一特殊情况讨论。     

三线圈磁场均匀性的分析

通过改装亥姆霍兹线圈成平行共轴三线圈获得均匀性更好的磁场,利用Mathematica软件推导出平行共轴三线圈磁场均匀性最好的条件,分析了其中心区域磁场的均匀度,并绘出几种不同区域所对应的磁场Bx（x,y）和By（x,y）的立体图．     

三线圈磁场均匀性的分析

通过改装亥姆霍兹线圈成平行共轴三线圈获得均匀性更好的磁场,利用Mathematica软件推导出平行共轴三线圈磁场均匀性最好的条件,分析了其中心区域磁场的均匀度,并绘出几种不同区域所对应的磁场Bx（x,y）和By（x,y）的立体图．     

平行共轴三线圈磁场均匀性分析

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，这为在小范围内形成匀强磁场提供了一个简单易行的方法。     

2个通电圆线圈轴线上磁场分布均匀性分析

从基本物理原理出发,推出了2个同轴通电圆线圈在线圈间距任意的情况下轴线上任意一点处磁感应强度的一般表达式,利用理论分析和实验测量相结合的方法确定了最佳磁场均匀度对应的线圈间距.结果表明:2线圈之间的距离为线圈半径的1.18倍时与通常认为的1倍相比,线圈间磁场均匀度更好一些.     

圆电流和亥姆霍兹线圈磁场的研究

根据毕奥-萨伐尔定律,导出了圆电流磁场分布的级数解表达式.应用磁场叠加原理,得到亥姆霍兹线圈的磁场分布的普遍表达式.由此讨论了亥姆霍兹线圈之间近轴和轴线上磁场的分布情况.并给出亥姆霍兹线圈产生均匀磁场区的条件.     

霍尔效应法测量亥姆霍兹线圈空间磁场均匀区

分析了亥姆霍兹线圈空间磁场的分布，采用霍尔效应法探测亥姆霍兹线圈空间磁场，得到空间磁场均匀区的大小、形状及范围．     

亥姆霍斯线圈为矩形时两线圈之间磁场分布的MATLAB的数值模拟

利用MATLAB数值模拟了亥姆霍斯线圈为矩型时两线圈之间的磁场分布。该方法具有直观形象物理图象清晰的特点.利用MATLAB数值模拟能有效地进行数值实验的教学活动。     

基于MATLAB的亥姆霍兹线圈轴线磁场均匀分布的动态仿真

MATLAB软件为复杂、抽象物理现象的动态仿真提供了简单、高效的编码环境.文章在分析亥姆霍兹线圈轴线磁场分布现象的数学模型基础上,提出了一种运用MATLAB软件对亥姆霍兹线圈轴线磁场均匀分布进行验证及仿真的方法.该方法能够简便、直观地展现亥姆霍兹线圈轴线磁场均匀分布的这一物理现象.     

均匀磁场激励磁感应成像滤波反投影算法

通过亥姆霍兹线圈在中心区域建立正弦均匀的激励磁场,磁场方向近似直线,有助于简化逆问题的复杂度.建立了8通道磁感应测量系统仿真模型,采用滤波反投影算法重构出电导率分布.在滤波反投影算法中,首先用线性插值补充检测数据,然后用Hamming滤波器对数据进行滤波,同时加入窗口滤波器减少了涡流磁场发散对周围线圈的影响.加入不同噪声比的噪声干扰,测试了算法对噪声的抑制能力,实验结果表明该模型下运用反投影滤波算法可以重构出电导率的分布.     

实验室中用多线圈获得匀强磁场设计的思考

在物理实验中,研究匀强磁场有重要作用。通过研究与比较单线圈、亥姆霍兹线圈、三线圈的磁场,得出三线圈的磁场在均匀性和强度上均超过了单线圈和亥姆霍兹线圈。     

基于最小二乘的地磁场测量误差补偿技术研究

地磁导航中获取地磁场的精确测量值是进行地磁匹配导航的前提和基础。论文针对实际地磁测量中磁力仪易受环境磁场干扰带来的影响补偿效果的问题，首先分析了软磁误差以及硬磁误差对磁场测量的影响效果，建立了地磁测量误差的参数化模型。采用ANSYS仿真软件，通过3对内径不同的亥姆霍兹线圈产生了3个方向的匀强磁场，从而实现了对地磁场的模拟。在此基础上，将磁力仪和干扰源建到仿真模型中，通过360度旋转磁力仪分别得到了有干扰和无干扰时的三维磁场值，然后采用最小二乘算法对模型参数进行了估计，最终实现了对磁场测量误差的补偿。仿真结果表明，该方法简单易行，简化了参数的求解过程，具有较高的误差补偿能力，地磁测量误差可以从20 000多纳特减少到几个纳特。     

磁热耦合下不同注射方式对温度场的影响

磁流体热疗是具有生物相容性的磁性纳米流体注射到靶向肿瘤组织,通过施加交变磁场使注射区域升温达到杀死肿瘤组织目的。热疗期间的温度分布是磁热疗的关键因素,它直接影响了治疗效果。为分析不同注射方式对治疗效果的影响,本文采用有限元方法,建立磁热耦合模型,分析亥姆霍兹线圈产生磁场的均匀性,讨论了不同电流大小对磁场强度以及温度分布的影响。为了提升治疗效果,分析了不同注射方式对温度分布的影响,并以有效治疗体积这一参数较好的量化了治疗效果。结果表明：亥姆霍兹线圈作为磁场发生装置产生的磁场均匀性较高,不均匀度偏差在1%以内,通入线圈的电流每增加1A,磁场强度增加195.3 A/m;外加磁场条件相同,采用中心点注射时,组织内的温度最高为49.8℃,有效治疗体积最大为1 156.4 mm3,效果最好;调节外加磁场,使组织内最高温度保持48℃时,采用多点注射时有效治疗体积最大为1 530.7 mm3,治疗效果最好。因此,采用多点注射技术可以使治疗区域温度分布较为均匀,达到更好的治疗效果。     

电磁分离铝熔体中夹杂的电磁场数值模拟

根据电磁流体力学(MHD)的基本理论,利用矢量磁位积分,建立了在采用矩形电磁线圈和工频电源的条件下电磁分离铝熔体中夹杂的电磁场数学模型,模拟计算了电磁感应线圈气隙中的磁场分布状态,同时对制做的感应线圈的实际磁场进行了测量·模拟计算磁场的分布状态与实际磁场的测量结果基本一致,都表明在电磁感应线圈气隙中磁场分布均匀,可以进行分离铝熔体中的非金属夹杂     

广义亥姆霍兹线圈中轴线上磁场的计算与分析

从毕奥—萨伐尔定律出发,结合亥姆霍兹线圈装置,首先研究了正三角形的广义亥姆霍兹线圈在其中轴线上的磁场分布情况。然后利用Mathematicas数值模拟了共轴正三角形线圈中心轴线上的磁场强度,得出了满足磁场均匀性的条件。