一种梯度磁场中零磁场点位置的检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种梯度磁场中零磁场点位置的检测装置，该检测装置包括由第一部分和第二部分构成的印刷电路板，所述印刷电路板的第一部分的平面上阵列式分布有磁开关形成磁开关阵列，所述印刷电路板的第二部分的平面上阵列式分布有发光二极管形成发光二极管阵列，所述磁开关与所述发光二极管的数量相同，所述磁开关阵列中的磁开关与所述发光二级管阵列中对应位置处的发光二极管分别串联连接。通过上述检测装置可以方便、直观的观测梯度磁场中零磁场点的区域分布。
【专利说明】一种梯度磁场中零磁场点位置的检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于磁测量【技术领域】，更具体地，涉及一种梯度磁场中零磁场点位置的检测装置。
【背景技术】
[0002]2005年，德国的两位科学家Gleich与Weizenecker在Nature上发表了名为“Tomographic imaging using the nonlinear response of magnetic particles” 的文章，介绍了一种新的获取高分辨率的成像方法，即磁性粒子成像(Magnetic ParticleImaging, MPI)。磁纳米粒子成像主要基于磁纳米粒子的超顺磁性，当磁纳米粒子处于零磁场点时，其磁化响应包含丰富的奇次谐波信息；当磁纳米粒子处于饱和磁场区时，其磁化响应各次谐波幅值为零。因此，若想获得某一点的谐波信息，只需保证该点磁纳米粒子处于零磁场点而使其他位置的磁纳米粒子处于饱和磁场区。
[0003]然而，目前还没有专门的检测装置来测量梯度磁场零磁场点的位置。
实用新型内容
[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种梯度磁场零磁场点检测装置，从而能够方便、直观的观测梯度磁场中零磁场点的区域分布。
[0005]本实用新型提供了一种梯度磁场零磁场点检测装置，该检测装置包括由第一部分和第二部分构成的印刷电路板，所述印刷电路板的第一部分的平面上阵列式分布有磁开关形成磁开关阵列，所述印刷电路板的第二部分的平面上阵列式分布有发光二极管形成发光二极管阵列，所述磁开关与所述发光二极管的数量相同，所述磁开关阵列中的磁开关与所述发光二级管阵列中对应位置处的发光二极管分别串联连接。
[0006]上述利用磁开关和发光二极管构建的梯度磁场中零磁场点的检测装置，将其放置于梯度磁场内时，位于零磁场点处的磁开关和非零磁场点处的磁开关闭合和断开状态正好相反，所以与磁开关相连接的发光二极管的发光状态也正好相反，即磁开关闭合则与其相连的发光二极管导通发光，磁开关断开则与其相连的发光二极管断开熄灭，从而通过发光二极管的发光与熄灭的区域分布可以得到梯度磁场中零磁场点的区域分布，通过上述检测装置可以方便、直观的观测梯度磁场中零磁场点的区域分布。
[0007]优选地，所述磁开关为干簧管。
[0008]以干簧管作为磁开关的电路结构简单并且成本较低。
[0009]优选地，所述印刷电路板第一部分的平面与需要检测的磁场的梯度场轴向成一夹角以避免梯度场轴向的磁场与干簧管轴向垂直，处于零磁场点附近的干簧管断开，发光二极管熄灭，而远离零磁场点的干簧管闭合，发光二极管发光。
[0010]优选地，所述磁开关为全极性霍尔开关。
[0011]由于全极性霍尔开关可和各种逻辑电路直接接口，因此，可以进一步的用移位寄存器将并行数据转为串行数据，方便数据采集以实现零磁场区域在电脑上显示。【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型所提供的检测装置的结构示意图；
[0013]图2为本实用新型所提供的检测装置在±321Gs磁场中的检测结果示意图；
[0014]图3为本实用新型所提供的检测装置在-321GS和350Gs磁场中的检测结果示意图；
[0015]图4为本实用新型所提供的检测装置在-321Gs和400Gs磁场中的检测结果示意图；
[0016]图5为本实用新型所提供的检测装置在-321GS和500Gs磁场中的检测结果示意图；
[0017]图6为本实用新型所提供的检测装置在-321Gs和900Gs磁场中的检测结果示意图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0019]如图1所示，本实用新型提供了一种梯度磁场零磁场点检测装置，该检测装置包括由第一部分和第二部分构成的印刷电路板，所述印刷电路板的第一部分的平面上阵列式分布有磁开关形成磁开关阵列，所述印刷电路板的第二部分的平面上阵列式分布有发光二极管形成发光二极管阵列，所述磁开关与所述发光二极管的数量相同，所述磁开关阵列中的磁开关与所述发光二级管阵列中对应位置处的发光二极管分别串联连接。
[0020]上述利用磁开关和发光二极管构建的梯度磁场中零磁场点的检测装置，将其放置于梯度磁场内时，位于零磁场点处的磁开关和非零磁场点处的磁开关闭合和断开状态正好相反，所以与磁开关相连接的发光二极管的发光状态也正好相反，即磁开关闭合则与其相连的发光二极管导通发光，磁开关断开则与其相连的发光二极管断开熄灭，从而通过发光二极管的发光与熄灭的区域分布可以得到梯度磁场中零磁场点的区域分布，通过上述检测装置可以方便、直观的观测梯度磁场中零磁场点的区域分布。
[0021]优选地，所述磁开关可以为干簧管。
[0022]干簧管是一种无源电子零部件，被广泛地应用于各种通信设备中，是利用磁场信号来控制的一种线路开关器件，又叫“磁控管”。干簧管的外壳一般是一根密封的玻璃管，在玻璃管中装有两个铁质的弹性簧片电板，玻璃管中还灌有一种叫金属铑的惰性气体。在平时玻璃管中的两个簧片是分开的，当有磁性物质靠近玻璃管时在磁场磁场的作用下，管内的两个簧片被磁化而互相吸引接触，使两个引脚所接的电路连通。外磁力消失后，两个簧片由于本身的弹性而分开，线路也就断开。
[0023]若所述磁开关为干簧管，所述印刷电路板第一部分的平面与需要检测的磁场的梯度场轴向成一夹角以避免梯度场轴向的磁场与干簧管轴向垂直，处于零磁场点附近的干簧管断开，发光二极管熄灭，而远离零磁场点的干簧管闭合，发光二极管发光。[0024]需要注意的是，当所述磁开关为干簧管时，除了零磁场点区域所对应的发光二极管断开熄灭之外，梯度磁场与干簧管垂直的区域所对应的发光二极管也会断开熄灭，在使用所述检测装置进行零磁场点的检测观察时需注意，可调整干簧管的方向以避免磁场方向与干簧管轴向垂直，从而使梯度磁场与干簧管垂直的区域所对应的发光二极管导通发光。
[0025]以干簧管作为磁开关的电路结构简单并且成本较低。
[0026]优选地，所述磁开关可以为全极性霍尔开关。
[0027]霍尔开关可以单极性霍尔开关、双极性锁存型霍尔开关、无极性霍尔开关(或全极性霍尔开关)，都是靠磁场触发霍尔开关工作给出开关信号，是一种磁敏开关元件。全极性霍尔开关是指不分磁场的SN极，只要存在强度足够大的北极或南极磁场，霍尔开关器件就能打开；而在没有磁场的时候，输出会关闭。
[0028]由于全极性霍尔开关可和各种逻辑电路直接接口，因此，可以进一步的用移位寄存器将并行数据转为串行数据，方便数据采集以实现零磁场区域在电脑上显示。
[0029]下面以磁开关为干簧管，以梯度磁场为通过两个电磁铁通电生成的磁场为例，将所述检测装置放置于梯度磁场中，检测零磁场点的区域分布。当在两电磁铁中通入等大反相电流，即可在两电磁铁的极头间形成一梯度磁场。梯度磁场的中心为零磁场点，若磁场梯度足够大，远离零磁场点磁场强度将迅速增大，形成饱和磁场区。若改变电磁铁电流大小，零磁场点将在两电磁铁间移动甚至消失。
[0030]如图2所示，当在两个电磁铁中通入等大反相电流时，使两电磁铁分别产生±32IGs的磁场，两电磁铁相距10cm，可近似计算得出梯度磁场的梯度为0.642T/m。将检测装置放入所述梯度磁场得到如图2的实验结果，可以发现二极管熄灭的区域近似一个椭圆形，由于两电磁铁产生的磁场大小相同，因此梯度场的零磁场点在两电磁铁间隙中间，如图2所示。
[0031]如图3所示，当在两个电磁铁中通入电流，使两电磁铁分别产生-321Gs和350Gs的磁场，两电磁铁相距10cm，可近似计算得出梯度磁场的梯度为0.671T/m。由于两电磁铁产生的磁场大小不同，零磁场点会向磁场小的一端移动，如图3所示。
[0032]如图4所示，当在两个电磁铁中通入电流，使两电磁铁分别产生-321Gs和400Gs的磁场，两电磁铁相距10cm，可近似计算得出梯度磁场的梯度为0.721T/m。可发现在图3的基础上，零磁场点会进一步向磁场小的一端移动，如图4所不。
[0033]如图5所示，当在两个电磁铁中通入电流，使两电磁铁分别产生-321Gs和500Gs的磁场，两电磁铁相距10cm，可近似计算得出梯度磁场的梯度为0.821T/m。可发现在图4的基础上，零磁场点会进一步向磁场小的一端移动，如图5所不。
[0034]如图6所示，当在两个电磁铁中通入电流，使两电磁铁分别产生-321Gs和900Gs的磁场。由于一端的磁场强度远大于另一端的磁场强度，两电磁铁极头之间已不存在零磁场点，因此所有的发光二极管全部发光，如图6所示。
[0035]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种梯度磁场零磁场点检测装置，其特征在于，该检测装置包括由第一部分和第二部分构成的印刷电路板，所述印刷电路板的第一部分的平面上阵列式分布有磁开关形成磁开关阵列，所述印刷电路板的第二部分的平面上阵列式分布有发光二极管形成发光二极管阵列，所述磁开关与所述发光二极管的数量相同，所述磁开关阵列中的磁开关与所述发光二级管阵列中对应位置处的发光二极管分别串联连接。
2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述磁开关为干簧管。
3.如权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述印刷电路板第一部分的平面与需要检测的磁场的梯度场轴向成一夹角以避免梯度场轴向的磁场与干簧管轴向垂直，处于零磁场点附近的干簧管断开，发光二极管熄灭，而远离零磁场点的干簧管闭合，发光二极管发光。
4.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述磁开关为全极性霍尔开关。
【文档编号】G01R33/07GK203465406SQ201320571511
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】皮仕强, 何乐, 余尚儒, 郭斯琳 申请人:华中科技大学