磁聚焦线圈及其阵列的设置方法
【技术领域】
[0002] 本发明公开了一种磁聚焦线圈及其阵列的设置方法，属于磁聚焦技术领域。
[0003]
【背景技术】
[0004] 随着磁聚焦技术在医学、石油勘测等领域的广泛使用，为了实现磁聚焦，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H维空间线圈阵 列结构，都是针对如何提高线圈阵列聚焦性的问题而设计的。
[0005] 简单的单个线圈（圆形线圈，矩形线框等）实现的电磁场聚焦性能不好，聚焦区域 过大，磁场能量分散，且不能满足深度的测量的需求。
[0006] 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，中也处最小，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。
[0007] H维空间线圈阵列模型电磁场聚焦性大大的提高了，基本可W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H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；再加上许多线圈阵列模型的实际测量中，因为模型本身有尖角（棱角)，导 致在实际测量时不好摆放最佳测量位置，从而产生测量盲区，影响测量的准确度与精确度。 所W设计线圈模型既要考虑聚焦性和制造工业的缺陷，同时还要兼顾便于最佳测量位置摆 放。实际应用时，线圈的实体模型制作过程中，无法对精确度进行保证，影响到测量的准确 度与精确度。
[0008] 许多模型，特别是有很多棱角的模型，其空间各个子线圈间的角度摆放与尺寸的 固定，W及测量的时候模型的摆放与测量目标的相对位置的契合度会产生测量的盲区，导 致影响到测量的准确度与精确度。
[0009] 上述方案的线圈阵列的电磁场聚焦性能；实际应用时的工艺制作难度；测量时便 于测量与否，有盲区等。该些问题的存在都严重的影响到了磁聚焦技术在实际中的应用效 果。
【发明内容】
[0010] 本发明针对现有技术的不足，提供一种聚焦性能有很大的改善，结构简单易制作， 且测量时简便容易，不存在测量盲区的磁聚焦线圈及其阵列的设置方法。
[0011] 本发明的技术特征在于；提出了同也圆线圈阵列模型结构，既考虑了线圈阵列的 整体电磁场聚焦性能，也考虑了实际的工艺制作难度，还考虑在测量时是否便于测量，减少 测量盲区的H方面缺陷。此模型的聚焦性能有很大的改善提高，结构简单易制作，且测量时 方便容易，不存在盲区的测量问题。
[0012] 具体的结构是由至少两个处于同也圆形状分布的线圈组，依次套叠在一起，每个 线圈的一个端部共处于同一平面中。
[0013] 与单个线圈相比，根据磁场的矢量叠加原理，由公式
【主权项】
1. 一种磁聚焦线圈阵列的设置方法，其特征是发射线圈阵列至少由两个处于同心圆形 状分布的线圈组，依次套叠在一起，两个线圈的一侧端部共处于同一平面中，主发射圈半径 最小为rl，辅助发射圈紧靠主发射圈，且比主发射圈尺寸大，半径为r2,且r2/rl的比值取 值在（1，2]区间内。
2. 根据权利要求1所述的磁聚焦线圈阵列的设置方法，其特征是所述的两个线圈半径 不同，线圈1的半径rl=lcm,线圈2的半径r2的取值范围在（1，2]cm,且0.Icm个单位增 加其半径，即是线圈2与线圈1满足半径比范围在（1，2]。
3. -种磁聚焦线圈，包括至少两个单线圈，其特征是两个线圈自内向外依次套叠在一 起呈同心圆形，两个线圈的一侧端部共处于同一平面中；主发射圈半径最小为rl，辅助发 射圈紧靠主发射圈，且比主发射圈尺寸大，半径为r2,且r2/rl的比值取值在（1，2]区间内。
4. 根据权利要求3所述的磁聚焦线圈，其特征是所述的两个线圈半径不同，线圈1的半 径rl=lcm，线圈2的半径r2的取值范围在（1，2]cm，且0.Icm个单位增加其半径，即是线 圈2与线圈1满足半径比范围在（1，2]。
5. 根据权利要求4所述的磁聚焦线圈，其特征是所述的线圈1的内半径 rl为10cm， 外半径为20cm，绕线的横向厚度W为lcm，纵向高度H为2cm;线圈2的内半径r2为20cm， 外半径为30cm，绕线的横向厚度W为lcm，纵向高度H为2cm; 均采用线径为〇. 51mm的漆包线绕制，内圆绕制769匝，外圆绕制504匝，线圈总长均L为918m，两者的电阻值均为82. 2欧姆。
6. 根据权利要求4所述的磁聚焦线圈，其特征是所述的线圈1的内半径 rl为10cm， 外半径为20cm，绕线的横向厚度W为lcm，纵向高度H为2cm;线圈2的内半径r2为20cm， 外半径为30cm，绕线的横向厚度W为lcm，纵向高度H为2cm; 均采用线径为〇. 51mm的漆包线绕制，内圆绕制769匝，外圆绕制504匝，线圈总长均L为918m，两者的电阻值均为82. 2欧姆； 在线圈2外面套叠有接收线圈3,接收线圈3的内半径为30cm，外半径为40cm，绕线的 横向厚度W为lcm，纵向高度H为2cm，线圈导线不计长度，绕满为止。
【专利摘要】本发明公开了一种磁聚焦线圈及其阵列的设置方法，属于磁聚焦技术领域。提供一种聚焦性能有很大的改善，结构简单易制作，且测量时简便容易，不存在测量盲区的磁聚焦线圈及其阵列的设置方法。其特征是由至少两个处于同心圆形状分布的线圈组，依次套叠在一起，两个线圈的一侧端部共处于同一平面中，且两个线圈半径不同，线圈1的半径r1=1cm,线圈2的半径r2的取值范围在(1,2]cm，且0.1cm个单位增加其半径，即是线圈2与线圈1满足半径比范围在(1,2]。本发明的聚焦性较单个线圈或现有技术中的8字形线圈和一些线圈阵列，聚焦效果得到了极大的改善；本发明可比例性的放大或缩小，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。
【IPC分类】G01N27-82, H01F41-06, H01F5-00
【公开号】CN104700974
【申请号】CN201410834549
【发明人】王观军, 陈健飞, 王安泉, 冯国栋, 杨勇, 孙东, 王春光, 江文军
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司技术检测中心
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年12月30日