[发明专利]微型均匀磁场产生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁场产生器，具体地说，是一种微型均匀磁场产生器。

背景技术

均匀磁场空间在物理实验、中子束研究、材料科学以及医疗的应用上扮演着重要的角色，例如以光学激化核自旋交换法(spin exchange opticalpumping；SEOP)制备在核磁显影或中子束研究中使用的超偏极化贵重气体(hyperpolarized noble gas)时，需要一个均匀度约在10^-4等级的均匀磁场空间，使碱金属的原子能阶分裂以及使偏极化的碱金属与超偏极化贵重气体有遵循的方向。磁场空间的均匀度是所述磁场空间中磁场的最大值与最小值的差值除以平均值。此外，超偏极化贵重气体必须置于均匀磁场中以避免其去偏极化，而且超偏极化贵重气体的偏极量测需要在均匀的磁场空间中进行。

已知通过螺线管线圈磁场产生器(solenoid coil magnetic field generator)或亥姆霍兹线圈磁场产生器(Helmholtz coil magnetic field generator)产生均匀磁场空间。图1是螺线管线圈磁场产生器的示意图，如图所示，螺线管线圈磁场产生器100包括一金属管110，以及螺旋环绕在金属管110外部的电线112，通过电流供应器(图中未示出)提供电流I₁给电线112，在金属管110的中心部分130产生磁场强度为B₁的均匀磁场空间。由于螺线管线圈磁场产生器100产生的磁力线140穿透金属管110，因此其产生的均匀磁场空间为开放穿透性空间，容易受到周围电器产品、电磁场及铁磁性物质的干扰，欲在开放的系统中产生均匀的磁场，需要在螺线管线圈磁场产生器100的外围加上金属屏蔽120，以避免外围环境的电磁干扰。图2是亥姆霍兹线圈磁场产生器的示意图，如图所示，亥姆霍兹线圈磁场产生器150包括亥姆霍兹线圈160及162，以及分别环绕在亥姆霍兹线圈160及162上的电线164及166，通过电流供应器(图中未示出)提供电流I₂给电线164及166，以在亥姆霍兹线圈160及162的中心部分180产生磁场强度为B2的均匀磁场空间。同样亥姆霍兹线圈磁场产生器150产生的磁力线190穿透亥姆霍兹线圈160及162，其产生的均匀磁场空间亦为开放穿透性空间，因此需在亥姆霍兹线圈磁场产生器150的外围加上金属屏蔽170，以避免外围环境的电磁干扰。然而，若要求磁场空间的均匀度达到10^-4等级，则图1的螺线管线圈磁场产生器100与图2的亥姆霍兹磁场产生器150的体积及重量就会相当庞大，例如图2中亥姆霍兹线圈160及162的直径约为1米，以及亥姆霍兹线圈磁场产生器150的重量约为200-300公斤，因而需要较大的空间且不适于移动。此外，参考图1及图2，磁场产生器100及150通过接通电流产生均匀磁场，对环境条件的要求较高，需要稳定的电源供应器与周围温度的控制，以避免因电流或温度的改变而影响到磁场的稳定性，限制了其应用的范围。而且用来防止外围的电磁干扰的金属屏蔽120及170亦增加额外的重量和空间的需求，而增加了应用操作的难度。

因此已知的磁场产生器存在着上述种种不便和问题。

发明内容

本发明的目的，在于提出一种微型均匀磁场产生器。

本发明的另一目的，在于提出一种可调整磁场强度的微型均匀磁场产生器。

本发明的又一目的，在于提出一种可调整磁场均匀度的微型均匀磁场产生器。

本发明的再一目的，在于提出一种可携式的均匀磁场产生器。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种微型均匀磁场产生器，包括一上盖，一下盖，一第一磁铁单元和一第二磁铁单元，其特征在于：

所述上盖由高导磁率物质制成；

所述下盖由高导磁率物质制成；

所述第一磁铁单元和所述第二磁铁单元，分别连接至所述上盖与所述下盖的两侧，用以产生一磁场，所述第一磁铁单元及所述第二磁铁单元的磁场方向相同，且所述上盖与所述下盖其中心部分为等距以引导所述磁场在所述上盖与所述下盖之间产生一均匀磁场空间，并形成屏蔽效应。

本发明的微型均匀磁场产生器还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的微型均匀磁场产生器，其中所述高导磁率物质包括镍铁合金。

前述的微型均匀磁场产生器，其中所述上盖与所述下盖具有相同的尺寸。