专利名称：大开口尺寸、大均匀区的三轴磁场线圈的制作方法
技术领域：
本实用新型专利涉及一种磁场线圈，尤其是一种大开口尺寸、大均勻区的三轴磁 场线圈。
背景技术：
传统的三轴线圈都是由X轴、Y轴、Z轴三个方向互相垂直的线圈组合而成。以亥 姆霍茨线圈为例，由于X轴、Y轴、Z轴三个方向线圈骨架横梁直径互相交错，导致线圈的开 口尺寸很小(只有线圈外径的四分之一)，不便于进入线圈内部进行操作。此外，传统线圈系 统的磁场均勻区都比较小，有效使用空间集中在线圈系统的几何中心附近位置，当被测量 的仪器比较多时，会因为磁场均勻区太小的限制而放不下，这给磁场测量工作带来困难和 不便。发明内容本实用新型的目的是提供一种大开口尺寸、大均勻区的三轴磁场线圈。为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是一种大开口尺寸、大均勻区的 三轴磁场线圈，包括I轴线圈1、γ轴线圈2、z轴线圈3，Y轴线圈、Z轴线圈分布悬挂在X轴 线圈的两侧和上下两个表面，X轴线圈、Y轴线圈、Z轴线圈之间互相垂直，且中心点重合，X 轴、Y轴、Z轴三轴线圈拼接合围构成一个近似的立方体结构线圈系统，I轴线圈由四组平行 的正方形线圈10沿同一个轴向排列组合而成，四组正方形线圈的绕组互相串联，7轴、Z轴 方向线圈分别由两组对称的嵌套线圈I、II组合而成，嵌套线圈I由一个大的正方形线圈4 内部嵌套两个小的正方形线圈5、6，嵌套线圈II由一个大的正方形线圈7内部嵌套两个小 的正方形线圈8、9，每一组嵌套线圈外面的大线圈绕组与中间的小线圈绕组反向串联，与里 面的小线圈绕组同向串联，成组的嵌套线圈之间互相串联。上述大开口尺寸、大均勻区的三轴磁场线圈，X轴线圈四个线圈间的间距为依次 为边长的3/8、1/4、3/8，四个线圈的绕组匝数比为2.4055:1 1 :2. 4055，Y轴线圈两个小线 圈的边长分别为大正方形线圈边长的3/5和3/10，两组嵌套线圈I的间距为大正方形线圈 边长的4/5，每组嵌套线圈I的三个线圈绕组匝数比为1 :-0. 4314 :0. 1532 (负号表示方向 串联)，Z轴线圈两个小线圈的边长分别为大正方形线圈边长的3/5和3/10，两组嵌套线圈 I的间距为大正方形线圈边长的4/5，每组嵌套线圈II的三个线圈绕组匝数比1 :-0. 6206 0. 296 (负号表示方向串联)。由于采用上述结构，在Y轴、Z轴方向采用了大尺寸间距的嵌套线圈结构，并采用 垂直和水平悬挂的方式与X轴方向线圈组合为一体，所以本实用新型在X轴方向有更大的 开口尺寸，方便工作人员操作，由于采用了四个尺寸相同、互相平行、同轴的正方形线圈结 构，所以与同尺寸的传统线圈系统相比，本实用新型具有更大的磁场均勻区。以下结合附图及实例对本实用新型作进一步描述。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型的X轴方向结构示意图。图3是本实用新型的Y轴方向结构示意图。图4是本实用新型的Z轴方向结构示意图。
具体实施方式
如图所示，一种大开口尺寸、大均勻区的三轴磁场线圈，包括I轴线圈1、Y轴线圈 2、Z轴线圈3，Y轴线圈、Z轴线圈分布悬挂在X轴线圈的两侧和上下两个表面，X轴线圈、Y 轴线圈、Z轴线圈之间互相垂直，且中心点重合，X轴、Y轴、Z轴三轴线圈拼接合围构成一个 近似的立方体结构线圈系统，I轴线圈由四组平行的正方形线圈10沿同一个轴向排列组合 而成，四组正方形线圈的绕组互相串联，/轴、Z轴方向线圈分别由两组对称的嵌套线圈I、 II组合而成，嵌套线圈I由一个大的正方形线圈4内部嵌套两个小的正方形线圈5、6，嵌套 线圈II由一个大的正方形线圈7内部嵌套两个小的正方形线圈8、9，每一组嵌套线圈外面 的大线圈绕组与中间的小线圈绕组反向串联，与里面的小线圈绕组同向串联，成组的嵌套 线圈之间互相串联。X轴线圈四个线圈间的间距为依次为边长的3/8、1/4、3/8，四个线圈的 绕组匝数比为2. 4055 1 1 2. 4055，Y轴线圈两个小线圈的边长分别为大正方形线圈边长 的3/5和3/10，两组嵌套线圈I的间距为大正方形线圈边长的4/5，每组嵌套线圈I的三个 线圈绕组匝数比为1 :-0. 4314 0. 1532 (负号表示方向串联)，Z轴线圈两个小线圈的边长分 别为大正方形线圈边长的3/5和3/10，两组嵌套线圈I的间距为大正方形线圈边长的4/5， 每组嵌套线圈II的三个线圈绕组匝数比1 :-0. 6206 0. 296 (负号表示方向串联)。X轴线圈采用四组互相平行、同轴的正方形线圈组成，四组正方形线圈的绕组是互 相串联的，它们产生的磁场是同方向、同轴的。Y轴、Z轴线圈每一组嵌套线圈外面的大线圈 绕组与中间的小线圈绕组反向串联，与里面的小线圈绕组同向串联，成组的嵌套线圈之间 互相串联，Y轴、Z轴线圈产生的磁场是同轴、同向的。将X轴、Y轴、Z轴的线圈绕组通入电 流，即可在线圈的均勻区产生各个方向所需要的磁场。将仪器放在工作区内，可以进行磁学 测量实验。在沿X轴方向，具有大的开口，工作人员可通过开口进入线圈内部进行工作。
权利要求1.一种大开口尺寸、大均勻区的三轴磁场线圈，包括I轴线圈(1)、Y轴线圈(2)、Z轴 线圈(3)，其特征在于Y轴线圈、Z轴线圈分布悬挂在X轴线圈的两侧和上下两个表面，X轴 线圈、Y轴线圈、Z轴线圈之间互相垂直，且中心点重合，X轴、Y轴、Z轴三轴线圈拼接合围 构成一个近似的立方体结构线圈系统，I轴线圈由四组平行的正方形线圈(10)沿同一个轴 向排列组合而成，四组正方形线圈的绕组互相串联，/轴、Z轴方向线圈分别由两组对称的 嵌套线圈I、II组合而成，嵌套线圈I由一个大的正方形线圈(4)内部嵌套两个小的正方形 线圈(5)、(6)，嵌套线圈II由一个大的正方形线圈(7)内部嵌套两个小的正方形线圈(8)、 (9)，每一组嵌套线圈外面的大线圈绕组与中间的小线圈绕组反向串联，与里面的小线圈绕 组同向串联，成组的嵌套线圈之间互相串联。
2.根据权利要求1所述的大开口尺寸、大均勻区的三轴磁场线圈，其特征在于Χ轴 线圈四个线圈间的间距为依次为边长的3/8、1/4、3/8，四个线圈的绕组匝数比为2. 4055 1 1 2. 4055, Y轴线圈两个小线圈的边长分别为大正方形线圈边长的3/5和3/10，两组 嵌套线圈I的间距为大正方形线圈边长的4/5，每组嵌套线圈I的三个线圈绕组匝数比为 1 -0. 4314 0. 1532 (负号表示方向串联)，Z轴线圈两个小线圈的边长分别为大正方形线圈 边长的3/5和3/10，两组嵌套线圈I的间距为大正方形线圈边长的4/5，每组嵌套线圈II的 三个线圈绕组匝数比1 :-0. 6206 0. 296 (负号表示方向串联)。
专利摘要本实用新型公开了一种大开口尺寸、大均匀区的三轴磁场线圈，由X轴方向线圈、Y轴方向线圈、Z轴方向线圈组成，X轴方向线圈采用四组方形线圈组成，Y轴、Z轴方向线圈分别采用两组嵌套线圈结构，Y轴、Z轴方向线圈分布悬挂在X轴方向线圈的左右两侧和上下两个表面，本实用新型的新型磁场线圈具有大的开口尺寸和更大的磁场均匀区，方便进行磁学测量实验。
文档编号H01F41/04GK201829295SQ20102053752
公开日2011年5月11日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者杨云, 程华富, 肖磊 申请人:中国船舶重工集团公司第七一○研究所