[发明专利]一种可调动态磁场实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁学的装置，具体地讲，是一种利用生物活细胞实验的可调动态磁场实验装置，属于机械工程学领域。

背景技术

磁场是一种非常特殊的物质，它是不可触及的且不可见的，并不是由我们熟知的原子分子等基本单位组成的。在生物以及化学等研究领域中，放置在一定场强下的生物组织中会发生广泛的物理范围内的变化，并产生许多生化反应的过程。磁场以这些变化过程为基础对生物组织产生相应的作用。生物体受外磁场作用时，在生物体的内部将伴随着各种物理变化，同时也伴随着化学范围内的许多反应，这些变化过程是生物体内外磁场互相影响的结果，这些影响使生物体内生物电流的动态分布发生改变，以至于有机生物分子作用力发生改向，在长轴分子链与磁场同向时能量获得达到最大状态，这种量变又将引起类脂质膜、肌浆球蛋白和线粒体等显著的变化。因此针对磁场对人体细胞影响原理的研究一直是这方面的一个研究热点。

故，设计一种具有频率、场强、加载方式可调控的动态磁场实验装置，用于研究磁场对于生物细胞的生物学作用原理的实验，在生物试验中是实际需要的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种可调动态磁场实验装置。本发明的技术方案是：一种可调动态磁场实验装置，由载物台和底座上下两大部分组成，其特征在于：所述的载物台是一个环状的圆盘，圆环内部包含一个同心圆的试验台，试验台呈圆柱形，与载物台同圆心，直径小于载物台2mm~4mm，嵌于载物台圆环中间。在试验台的对称两侧加工有升降横齿槽，升降横齿槽与在载物台侧面对称加工安装的升降旋钮所连接的升降旋钮杆的轴向直齿相互配合，能够通过同时旋转升降旋钮将试验台水平上下移动。在载物台的圆环上上固定有4个~12个两两以圆心对称的，相互间隔分布均匀的磁头。磁头呈圆柱形，圆柱的厚度尺寸30mm~50mm，直径尺寸对应厚度尺寸由小到大为30mm~100mm，圆柱的两个端面一头朝环外，一头朝圆心平放在载物台上，圆柱的中心轴线指向载物台的圆心。磁头的数量和尺寸能够根据不同实验要求变动更换。载物台的底部通过焊接、粘结，或者载物台通过螺母连接与底座的底座顶层固定在一起，形成一个整体。所述的底座是除一个侧面倾斜作为控制面板外，其余呈长方体的一个箱体。所述的控制面板是底座的正面，在控制面板这个箱体侧面上安装有旋钮、按键以及显示屏。所述的旋钮的位置设立于单斜面的右侧；所述的按键以九宫格的形式排列于控制面板的中央，所述显示屏设置在控制面板的左侧。底座的箱体通过防磁隔板将箱体内腔分为上层的磁场隔离腔和下层的部件腔，这两个层腔。磁场隔离腔的设计保证了试验台不受底座部件腔内的电器元器件的电场影响，底座部件腔内的电器元器件也不受试验台的磁场影响。在底座部件腔的底部平面上，固定安装有电源、脉冲电流发生模块、波形控制模块、显示及控制按钮模块。在底座部件腔的顶部防磁隔板的下面固定安装有旋转磁场发生模块，设计尽量少占空间，和减少相互电磁场影响。所述磁头的每个向圆心外的端面中心处都连接一根双线电缆；双线电缆的来路线插入磁头的中心通孔中，从磁头向圆心的另一端面引出，并与端面安装的一个扁平的螺旋线圈的一个端头相连。螺旋线圈呈阿基米德螺旋线紧贴磁头的端面展开，螺旋线圈展开的另一个端头在磁头凹线槽处，与双线电缆的回路线相连。双线电缆的另一端连接在旋转磁场发生模块上。

上述技术方案中，优选的所述螺旋线圈的横截面呈矩形，其矩形宽厚比例为5∶2，或者3∶1，尺寸是宽2mm~6mm，厚1mm~2mm；所述的试验台的升降横齿槽、载物台的升降旋钮都是以控制面板为正面，在正面的左右两侧对称加工的。所述电源模块能够变压、整流，和调整电流大小，能够交流电和直流电的切换。设计保证了本发明的实验装置能够产生旋转变化磁场、脉冲磁场和静磁场。

上述技术方案中，优选的所述磁头的制作材料是软磁材料。所述载物台和试验台的制作材料是非磁化材料，比如：高分子有机材料、无机非金属材料、非磁化金属等。所述底座的制作材料是用电磁屏蔽材料，并且箱体内外表面进行电磁屏蔽涂层处理。所述底座顶层采用高电导率材料，以加大反射作用。所述防磁隔板采用高磁导率材料，以加大涡流效应。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明的实验装置，从外部硬件装置磁头的更换，和内部具有的脉冲电流发生装置的设置，解决了产生的脉冲磁场的频率范围的调控范围较小的问题，增加了脉冲磁场频率可控范围，增加了磁场动态的可调性。

（2）本发明波形控制模块装置和旋转磁场发生模块，具备了产生正弦波、三角波、方波、锯齿波等波形的电磁场的能力，增强了选择多样性，并且可以产生旋转磁场。。