专利名称：框形磁约束线圈排布阵列的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及磁聚焦领域，具体是指一种框形磁约束线圈排布阵列。
背景技术：
随着磁聚焦技术的在医学、石油勘测等领域的广泛使用，各种各样为实现聚焦而设计的线圈阵列结构也不断被提出，从最初的8字形线圈到三维空间线圈阵列结构，都是针对线圈阵列的聚焦性如何提高的问题而设计的。8字形线圈是把两个圆形线圈挨边放置，两个圆形线圈中的电流相反，由于圆形线圈的感应电场在边缘处幅值最大，中心处最小，故8字形线圈的感应电场在两圆线圈相接处下面形成最大值区域，但最大区域中的磁场与其它位置的磁场差别并不是非常大，磁聚焦的效果也不理想；而三维空间线圈阵列基本可以实现“点聚焦”，但是将其应用于实际中时(例如瞬变电磁法估测管道剩余厚度)，由于线 圈模型制造过程中精确度要求较高，例如三维空间结构中各线圈的角度等，不仅生产工艺繁杂，而且无法保证聚焦的精确度，所以设计线圈模型既要考虑聚焦性同时还要兼顾制造工业的缺陷。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种框形磁约束线圈排布阵列，不仅结构简单易实现，而且聚焦性能也得到了极大的改善。本实用新型的目的通过下述技术方案实现框形磁约束线圈排布阵列，主要由A通电线圈，叠加放置于A通电线圈上的B通电线圈组成。为了加强磁聚焦的效果，在B通电线圈上还叠加放置有C线圈。为了更好的实现本实用新型，所述的A通电线圈及B通电线圈均为大小相同的矩形线圈，长为a,宽为b ;所述的C线圈为矩形线圈或圆形线圈。为了方便制造及封装并且兼顾聚焦性能，所述的A通电线圈、B通电线圈及C线圈位于平行的三个面内，且所述A通电线圈的长a与B通电线圈的长a重叠或A通电线圈的宽b与B通电线圈的宽b重叠，重叠长度为d。进一步的，所述C线圈的中轴线与A通电线圈及B通电线圈叠加后整体部分的中轴线为同一条直线。为了确保磁聚焦的效果，所述C线圈的大小不超过A通电线圈与B通电线圈重叠后的边界。在下列两种情况下，本实用新型的聚焦性能均能得到极大的改善(I)在所述C线圈内的激励电流为0，即未通激励电流；所述A通电线圈的激励电流与B通电线圈的激励电流方向相反。(2)在所述的C线圈内通有激励电流，电流方向为顺时针或者逆时针；所述A通电线圈的激励电流与B通电线圈的激励电流方向相反。上述两种情况下，不论是A通电线圈与B通电线圈的长a重叠，还是宽b重叠，所述A通电线圈与B通电线圈的重叠长度d的取值范围为OSdSb时，聚焦性能都非常好。本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果(I)本实用新型结构简单，制造及封装都非常方便，只需要将线圈依次叠加放置即可，而且A通电线圈与B通电线圈重叠的长度在很大一个范围内聚焦效果都较好，封装也很方便。(2)本实用新型的聚焦性较单个线圈或现有技术中的8字形线圈，聚焦效果得到了极大的改善。(3)本实用新型可同比例放大或缩小，应用范围极广；例如大的可应用到石油勘测领域，而小的可应用到医疗器械领域等等。
图I为本实用新型C线圈为矩形时叠加后的俯视结构示意图；图2为图I的右视结构示意图；图3为本实用新型C线圈为圆形时叠加后的俯视结构示意图；图4中(I)、⑵为本实用新型C线圈未通激励电流、A通电线圈及B通电线圈的通电电流方向结构示意图；图5中(I)、(2)、(3)、⑷为C线圈、A通电线圈及B通电线圈均通有激励电流时的电流方向结构示意图。其中，图中附图标记对应的零部件名称为I-A通电线圈，2-B通电线圈，3-C线圈。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。实施例I本实用新型是通过多个通电线圈产生的磁场在三维空间内以矢量的方式叠加，使得在空间某些很小的范围内，磁场达到“点聚焦”的效果。本实用新型就是基于此种原理设计而成。如图I 3所示为本实用新型的结构示意图，主要由A通电线圈1、B通电线圈2、C线圈3组成。A通电线圈1、B通电线圈2、C线圈3依次叠加放置，且分别位于三个相互平行的平面内。由图I、图2可看出，本实用新型结构非常简单，A通电线圈I与B通电线圈2为相同大小的两个矩形线圈，长为a，宽为b ;C线圈3为矩形线圈；图3与图I的区别为C线圈3为圆形线圈。制造本实用新型时，只需要依次独立生产出三个线圈，然后将三个线圈按要求排放，最后封装即可，生产工艺简单易实现，可以降低制造过程中的精确度要求。对于聚焦问题，本实用新型三个线圈的重叠满足下列规则时，聚焦效果才能有较大的改善，即A通电线圈I与B通电线圈2有两个对边重叠，可长边a与长边a重叠或短边b与短边b重叠，重叠长度均为d。虽然该产品可同比例放大或缩小，但当其应用于某一特定产品时，例如应用于医疗器械上，A通电线圈I及B通电线圈2的长a固定，宽b固定,但长跟宽的比例可根据具体的产品确定，重叠长度d可调整，且在OSdSb聚焦效果都比较好。而C线圈3的大小与重叠长度d有一定关联,其整体大小不超过A通电线圈I与B通电线圈2重叠以后的整体边界。C线圈3的放置位置为中轴线与A通电线圈I及B通电线圈2叠加后整体的中轴线重叠，当C线圈3大小及摆放位置均满足上述要求时，对整个线圈阵列的聚焦性影响就较突出，可以使聚焦效果改善非常明显。本实用新型中的A通电线圈I与B通电线圈2中的电流大小均根据实际应用要求可调整，电流大小可以设置为相同大小或者不相同，主要与最终实现的磁聚焦的强度有关；因此，每个线圈可根据需求设定统一电源驱动或独立电源驱动。实施例2本实施例是对实施例I的进一步细化本实用新型中的C线圈3对磁聚焦起了较大作用，即使不通电流仍然会对磁场产生一定影响。如图4中(I)、⑵所示，本实施例中的C线圈3不通激励电流，此时只有在A通电线圈I的激励电流与B通电线圈2的激励电流方向相反时，磁场聚焦改善效果才较明显。重叠长度d在满足条件的范围内效果都很好，即重叠长度最小可以恰好不重叠，当短边b与短边b重叠时，重叠长度d最大可以完全重叠，而当长边a与长边a重叠时，仍然要求不能大于b，此时即不能完全重叠。生产本实用新型时，根据待测产品，预先设置好A通电线圈I及B通电线圈2的长a和宽b,确定C线圈采用圆形线圈或矩形线圈，并确定大小,封装时，只需将其按照上述要求依次叠加即可，因此，制造和封装就非常的方便可靠，精度要求也较低。实施例3本实施例与实施例2的区别仅在于本实用新型中的C线圈3通有激励电流，电流方向不限，可为顺时针或者逆时针，但是此种情况下，只有在A通电线圈I的激励电流与B通电线圈2的激励电流方向相反、并且重叠长度d满足要求的范围内，磁聚焦改善效果才最明显，效果较好。如图5所示，其中(I)、(2)、(3)、(4)为四种不同方向电流的情况，按照这四种电流方向通电，并且满足d与b的关系时，磁聚焦效果都很好。实际使用中，注入各子线圈的电流大小和相位(含方向)等均可根据磁场分布需求调整，且子线圈电流驱动也需考虑线圈结构及电流优化结果需求选用统一电源驱动或独立电源驱动。以本实用新型单层线圈阵列结构为基础，线圈阵列可扩展至多层，每层上子线圈的个数、形状、结构、空间相对位置构成、电流条件及电流驱动方式等的设计原理及选用准则均与基础单层线圈阵列一样。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.框形磁约束线圈排布阵列，其特征在于主要由A通电线圈(1)，叠加放置于A通电线圈(I)上的B通电线圈⑵组成。
2.根据权利要求I所述的框形磁约束线圈排布阵列，其特征在于在B通电线圈(2)上还叠加放置有C线圈(3)。
3.根据权利要求2所述的框形磁约束线圈排布阵列，其特征在于所述的A通电线圈(I)及B通电线圈⑵均为大小相同的矩形线圈，长为a，宽为b。
4.根据权利要求3所述的框形磁约束线圈排布阵列，其特征在于所述的C线圈(3)为矩形线圈或圆形线圈。
5.根据权利要求4所述的框形磁约束线圈排布阵列，其特征在于所述的A通电线圈(1)、B通电线圈⑵及C线圈(3)位于平行的三个面内，且所述A通电线圈⑴的长a与B通电线圈⑵的长a重叠或A通电线圈(I)的宽b与B通电线圈(2)的宽b重叠，重叠长度为d。
6.根据权利要求5所述的框形磁约束线圈排布阵列，其特征在于所述C线圈(3)的中轴线与A通电线圈(I)及B通电线圈(2)叠加后整体部分的中轴线为同一条直线。
7.根据权利要求6所述的框形磁约束线圈排布阵列，其特征在于所述C线圈(3)的大小不超过A通电线圈(I)与B通电线圈⑵重叠后的边界。
8.根据权利要求7所述的框形磁约束线圈排布阵列，其特征在于在所述C线圈(3)内的激励电流为O，即未通激励电流；所述A通电线圈⑴的激励电流与B通电线圈⑵的激励电流方向相反。
9.根据权利要求7所述的框形磁约束线圈排布阵列，其特征在于在所述的C线圈(3)内通有激励电流，电流方向为顺时针或者逆时针；所述A通电线圈(I)的激励电流与B通电线圈(2)的激励电流方向相反。
10.根据权利要求8或9所述的框形磁约束线圈排布阵列，其特征在于所述A通电线圈(I)与B通电线圈⑵的重叠长度d的取值范围为O彡d彡b。
专利摘要本实用新型公开了一种框形磁约束线圈排布阵列，框形磁约束线圈排布阵列，主要由A通电线圈(1)、叠加放置于A通电线圈(1)上的B通电线圈(2)组成；在B通电线圈(2)上还叠加放置有C线圈(3)；所述的A通电线圈(1)及B通电线圈(2)均为大小相同的矩形线圈，长为a，宽为b。本实用新型结构简单，制造及封装方便，精度要求低，而且磁聚焦效果改善非常明显。
文档编号H01F5/00GK202523501SQ20122014561
公开日2012年11月7日 申请日期2012年3月29日 优先权日2012年3月29日
发明者刘冀成 申请人:成都信息工程学院