[实用新型]一种基于磁聚焦的等比例线圈阵列

说明书

技术领域

本实用新型涉及磁聚焦领域，具体的说，是一种基于磁聚焦的等比例线圈阵列。 

背景技术

在电磁治疗、埋地金属管线检测等领域中，常需要构造某种特定形态的磁场来实现聚焦，以保证治疗或检查的精确度，如图1、图2所示的应用于电磁治疗的线圈阵列，通常需要采用两个或是两个以上的子线圈(即：线圈阵列)来构造磁场。在现有技术中，线圈的结构通常由绝缘管以及缠绕于绝缘管上的导线组成，导线缠绕的圈数则为线圈的匝数。在设计时，需要先对每个子线圈上的导线通以恒定电流的方式进行分析，然后再运用磁场矢量迭加的原理进行设计。然而在实际的电路应用过程中，每个子线圈则需要加载时变电流，时变电流的幅值也不相同，传统方法常是对每个子线圈配置一个电流激励源，通过同步信号控制，实现在同一时刻对每个电流激励源进行同步控制，最终让整个线圈阵列在空间某个区域产生某种形态的磁场。在应用过程中，尤其是当多个子线圈工作时，只有每个子线圈的时变电流在任何时刻都能够与当初设计静态电流完全成比例关系时，才能设计预期，实现空间磁场按设计的要求进行叠加。当然，这也对每个子线圈时变电流的完全匹配提出严格的要求，同时，对每个电流激励源的同步控制问题也显得尤为重要，使其在设计上较难实现。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于磁聚焦的等比例线圈阵列，通过子线圈串联的方式，可实现多个子线圈的同步激励，结构简单，较现有技术中采用多个激励源同步控制的设计更加简单，适用于各种形态的线圈阵列，应用范围广。 

本实用新型通过下述技术方案实现：一种基于磁聚焦的等比例线圈阵列， 包括由两个以上的子线圈组成的线圈阵列，所述的线圈阵列为磁场发生装置，在本实用新型中，所述两个以上的子线圈依次串联，且在所述的子线圈上均缠绕有导线，通过子线圈的串联连接，可实现线圈阵列中子线圈的同步控制，操作简单易实现。 

本实用新型可采用单一电流激励源对子线圈进行同步控制，即：在所述的线圈阵列中设有电源，所述的由子线圈形成的串联支路则接于电源的两端，降低了现有技术中采用多个电流激励源进行同步控制而出现的难度，结构十分简单；且所述的通过每个子线圈的设计电流值的绝对值与缠绕于该子线圈上导线的匝数成正比，即：整个线圈阵列的中每个子线圈的电流需按照基准线圈阵列的电流(导线的匝数)成比例增加，当然比例系数越大，整个线圈阵列产生的磁场强度越强，聚焦效果不发生变化，在实际应用过程中，还可通过子线圈的匝数来达到控制线圈电流大小的目的。 

所述的导线沿顺时针或逆时针方向缠绕于子线圈上，所述的通过该子线圈上的激励电流方向为正/负或负/正，包括以下两种情况： 

(1)若规定激励电流从内层绕线流向外层绕线的方向(即：顺时针方向)为正方向，那么，所述的导线沿顺时针方向缠绕于子线圈上，通过该子线圈的激励电流方向为正；所述的导线沿逆时针方向缠绕于子线圈上，通过该个子线圈的激励电流方向则为负。 

(2)若规定激励电流从外层绕线流向内层绕线的方向(即：逆时针方向)为正方向，那么，所述的导线沿逆时针方向缠绕于子线圈上，通过该子线圈的激励电流方向为正；所述的导线沿顺时针方向缠绕于子线圈上，通过该个子线圈的激励电流方向则为负。 

在本实用新型中，所述两个以上的子线圈通过导线依次串联，所述导线的两端分别与电源的两端相连接，在使用时，通过每个子线圈的电流值、导线以及磁场强度的关系还包括以下两种情况： 

(1)所述的通过每个子线圈的电流值为恒定值，由其组成的线圈阵列的磁场强度则与缠绕于每个子线圈上导线的匝数成正比，即：在串联电流不变的情 况下，等比例增加或减少每个缠绕于子线圈上的导线的匝数，产生的聚焦效果不变，产生的磁场强度等比例增加或减少。 

(2)所述的缠绕于每个子线圈上的导线匝数为恒定值，通过该子线圈的电流值则与由该子线圈组成的线圈阵列的磁场强度成正比，即：保持每个缠绕于子线圈上导线的匝数不变，按比例增大或减少串联电流，产生的聚焦效果不变，产生的磁场强度按比例增大或减小。 

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果： 

(1)本实用新型结构简单，组成线圈阵列的多个子线圈均通过串联而连接，仅采用单一电源即可供电，同时，还可实现多个子线圈的同步激励，较现有技术中采用多个激励电源同步控制的设计而言，其结构更加简单，也更易实现。 

(2)在本实用新型中，子线圈激励电流的大小可通过该子线圈的匝数来进行调整，原理十分简单，操作方便。