计算，评价导体条的宽度和厚度 对磁场的影响，以确定加热导体条1的宽度和厚度。
[0060] 4)估算电阻R，具体方法为，计算加热导体的总长度L和横截面积Α，利用电阻公式
，其中Ρ为电阻率。
[0061] 5)将以上计算结果综合考虑，确定加热导体材料、加热导体合金箔厚度、刻蚀后导 体的宽度，导体条间距、导体层的层间距等。
[0062] 6)根据确定的参数进行复算，验证是否满足设计要求，并利用有限元的方法进行 软件模拟，验证设计的有效性。
【主权项】
1. 一种抑制磁场的电加热片，包括绝缘层（3)和加热元件，所述加热元件通过胶粘剂 (4)高温压合粘结于绝缘层（3)之间，其特征在于：所述加热元件为两段加热导体条（1)在 平面内反复折回环绕构成的消磁结构。2. 如权利要求1所述的抑制磁场的电加热片，其特征在于：所述反复折回环绕的具体 方式为：第一段加热导体条（1) W第一接线端（21)为起点，沿逆时针方向W正方形轨迹 环绕回起点一侧并与起点保持空隙，构成不闭合正方形形状的第五线圈（15);加热导体条 (1)在第五线圈（15)的终点处向第五线圈（15)的外侧折回，W此为起点沿顺时针方向W正 方形轨迹环绕回起点一侧并与起点保持空隙，构成不闭合正方形形状的第四线圈（14);加 热导体条（1)在第四线圈（14)的终点处向第四线圈（14)的外侧折回，W此为起点沿逆时 针方向W正方形轨迹环绕回起点一侧并与起点保持空隙，构成不闭合正方形形状的第H线 圈（13);加热导体条（1)在第H线圈（13)的终点处向第五线圈（15)的内侧折回，W此为 起点沿顺时针方向W正方形轨迹环绕回起点一侧并与第二接线端（22)相连接，构成不闭 合正方形形状的第六线圈（16);所述第一段加热导体条（1)在平面内反复折回环绕构成四 磁极矩消磁结构； 第二段加热导体条（1) W第H接线端（23)为起点，沿逆时针方向W正方形轨迹环绕回 起点一侧并与起点保持空隙，构成不闭合正方形形状的第八线圈（18)，第八线圈（18)位于 第六线圈（16)之内；加热导体条（1)在第八线圈（18)的终点处向第S线圈（1扣的外侧 折回，W此为起点沿顺时针方向W正方形轨迹环绕回起点一侧并与起点保持空隙，构成不 闭合正方形形状的第一线圈（11);加热导体条（1)在第一线圈（11)的终点处向第H线圈 (13)的外侧和第一线圈（11)的内侧折回，W此为起点沿逆时针方向W正方形轨迹环绕回 起点一侧并与起点保持空隙，构成不闭合正方形形状的第二线圈（12);加热导体条（1)在 第二线圈（12)的终点处向第八线圈（18)的内侧和第六线圈（16)的外侧折回，W此为起点 沿顺时针方向W正方形轨迹环绕回起点一侧并与第四接线端（24)相连接，构成不闭合正 方形形状的第走线圈（17);所述两段加热导体条（1)在平面内反复折回环绕构成八磁极矩 消磁结构； 第一接线端（21)、第二接线端（22)、第H接线端（23)和第四接线端（24)平行，第一接 线端（21)和第四接线端（24)中电流方向相同，第二接线端（22)和第H接线端（23)中电 流方向相同，第一接线端（21)和第二接线端（22)中电流方向相反。3. 如权利要求2所述的抑制磁场的电加热片，其特征在于：构成八磁极矩消磁结构每 一个线圈的所述加热导体条（1)的宽度相同，每一个线圈间的间距相同； 或者，构成八磁极矩消磁结构每一个线圈的所述加热导体条（1)的宽度不完全相同， 每一个线圈间的间距也不完全相同； 或者，构成八磁极矩消磁结构每一个线圈的所述加热导体条（1)的宽度渐变，每一个 线圈间的间距也渐变。4. 如权利要求3中任一项权利要求所述的抑制磁场的电加热片，其特征在于；所述加 热导体条（1)在平面内W圆形或楠圆形或长方形或其它的对称多边形轨迹环绕构成线圈。5. 如权利要求4所述的抑制磁场的电加热片，其特征在于；W八磁极矩消磁结构中 加热导体条（1)的所述环绕方式在所述八磁极矩结构的外部和内部继续环绕加热导体条 (1)，构成十六磁极矩或H十二磁极矩或更高磁极矩的消磁结构。6. 如权利要求5所述的抑制磁场的电加热片，其特征在于：所述电加热片包含H层上 下层叠设置的绝缘层（3)，任意相邻的绝缘层（3)间设置有加热导体条（1)，加热导体条（1) 在平面上构成所述八磁极矩、十六磁极矩、H十二磁极矩或更高磁极矩的消磁结构；任意相 邻的绝缘层（3)和加热导体条（1)间通过胶粘剂（4)高温压合粘结；在平面内位置相同的 上、下两层加热导体条（1)中的电流方向相反而强度相同。7. 如权利要求5所述的抑制磁场的电加热片，其特征在于：所述电加热片包含四层上 下层叠设置的绝缘层（3)，任意相邻的绝缘层（3)间设置有加热导体条（1)，加热导体条（1) 在平面上构成所述八磁极矩、十六磁极矩、H十二磁极矩或更高磁极矩的消磁结构；任意相 邻的绝缘层（3)和加热导体条（1)间通过胶粘剂（4)高温压合粘结；在平面内位置相同 的顶层和底层加热导体条（1)中的电流方向和强度一致，在平面内位置相同的中间层与顶 层和底层加热导体条（1)中的电流方向与顶层和底层相反，强度是顶层或底层加热导体条 (1)中电流的两倍。8. 如权利要求5所述的抑制磁场的电加热片，其特征在于：所述电加热片包含五层上 下层叠设置的绝缘层（3)，任意相邻的绝缘层（3)间设置有加热导体条（1)，加热导体条（1) 在平面上构成所述八磁极矩、十六磁极矩、H十二磁极矩或更高磁极矩的消磁结构；任意相 邻的绝缘层（3)和加热导体条（1)间通过胶粘剂（4)高温压合粘结；在平面内位置相同 的顶层和底层加热导体条（1)中的电流方向和强度相同，在平面内位置相同的中间两层加 热导体条（1)中的电流方向和强度也相同，但与外侧两层在平面内位置相同的加热导体条 (1)中的电流方向相反、强度相同。9. 一种抑制磁场的电加热片的设计方法，其特征在于：包含W下步骤： 1) 确定加热片的外形尺寸和所需电阻，并据此估计加热导体条（1)的宽度和厚度，W 及线圈间距，按照消磁结构进行初步排布； 2) 忽略加热导体条（1)的宽度和厚度，假设其内部电流为通过导体条中必轴线的线电 流，求取该线电流在空间P点产生的磁场，通过优选，得到P点磁场取得极小值时电流中必 轴线的空间位置； 3) 采用有限元的思想，假设初始设定加热导体条（1)的宽度为W，厚度为h，将同一条导 体条划分成mXn条线电流，m为在导体条宽度方向的划分条数，n为在导体条厚度方向的划 分条数，分别计算后进行迭加，可W很好的进行近似数值计算，评价导体条的宽度和厚度对 磁场的影响，W确定加热导体条（1)的宽度和厚度。利用有限元法可W有效降低计算量，提 高设计计算的效率； 4) 估算电阻R，具体方法为，计算加热导体的总长度L和横截面积A，利用电阻公式计 算，，其中P为电阻率； 5) 将W上计算结果综合考虑，确定加热导体材料、加热导体合金巧厚度、刻蚀后导体的 宽度，导体条间距、导体层的层间距等； 6) 根据确定的参数进行复算，验证是否满足设计要求，并利用有限元的方法进行软件 模拟，验证设计的有效性。
【专利摘要】本发明属于量子传感器件技术领域，具体涉及一种抑制磁场的电加热片及设计方法。本发明需要解决的技术问题为：现有的核磁共振陀螺仪用电加热片会产生强的无关磁场的问题。本发明的一种抑制磁场的电加热片，包括绝缘层和加热元件，所述加热元件通过胶粘剂高温压合粘结于绝缘层之间，所述加热元件为两段加热导体条在平面内反复折回环绕构成的消磁结构，此外本发明还提供了所述电加热片的设计方法。本发明抑制磁场的电加热片，电加热片通过合理的加热导体的排布，首先实现单层上电流的偶磁极矩消磁效果，在通过双层或者多层结构进一步消磁，实现在电加热片的近场磁场控制在极低的水平。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105589983
【申请号】CN201410571687
【发明人】郑辛, 韩文法, 汪世林, 秦杰, 高溥泽, 王宇虹, 孙晓光, 杨磊
【申请人】北京自动化控制设备研究所
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年10月23日