[发明专利]用于产生均匀磁场梯度的装置

说明书

本发明涉及用于产生均匀磁场梯度的装置。根据一实施例，一种用于产生磁场梯度的装置可包括彼此相对设置的两个瓦片状导电条，每个瓦片状导电条沿长度方向笔直延伸，并且在与所述长度方向垂直的横截面内具有抛物线形状，所述两个瓦片状导电条设置为其凹陷侧彼此相对。通过优化所述抛物线形状，本发明的装置能产生均匀的磁场梯度，从而提高相关磁测量的精确度。

技术领域

本发明总体上涉及磁学领域，更特别地，涉及一种能产生均匀磁场梯度的装置。

背景技术

磁场梯度在诸如核磁共振之类的磁测量设备中有非常重要的应用。顾名思义，磁场梯度就是磁场强度随空间位移的变化率，其可以表示为dH/dx，其中dH表示磁场强度的变化量，dx表示空间距离的变化量，空间磁场的方向与空间的方向均为三维，故而通常磁场梯度是3×3的张量。为了实现准确的磁测量，提供均匀的磁场梯度非常重要。

图1示出一种现有的提供磁场梯度的装置。如图1所示，平坦形状的导电条或者导电板1和2彼此面对且平行地设置，二者之间彼此间隔开一距离。导电条1和2沿其长轴方向分别施加有方向相同的电流I₁和I₂，电流I₁和I₂在导电条1和2之间空间的中心轴线上产生大小相同、方向相反的磁场，因此产生磁场强度为零，但是磁场梯度均匀且不为零的区域。

但是，图1的装置仍存在许多问题。例如，受到导电条1和2的形状和有限尺寸的限制，其仅能在中心轴线附近非常小的区域提供均匀的磁场梯度，而且所提供的磁场梯度的均匀性也已经不能满足日益发展的高精度磁测量的要求。

因此，仍需要一种磁场生成装置，其能够在较大区域提供具有高均匀性的磁场梯度。

发明内容

针对以上以及其他技术问题，提出了本发明。本发明利用相对设置的两个瓦片状导电条，通过优化导电条的瓦片形状，大大提高了其间形成的磁场梯度的均匀性以及具有均匀磁场梯度的空间大小。

根据一实施例，提供一种用于产生磁场梯度的装置，包括彼此相对设置的两个瓦片状导电条，每个瓦片状导电条沿长度方向笔直延伸，并且在与所述长度方向垂直的横截面内具有抛物线形状，所述两个瓦片状导电条设置为其凹陷侧彼此相对。

在一些实施例中，所述抛物线形状满足公式：y＝-ax²+y₀，其中，彼此相对设置的两个瓦片状导电条之间的最大距离h为2y₀。

在一些实施例中，所述抛物线形状的二次项系数a满足如下公式：a*W＝(1±0.2)*2.1151*0.0044^log(r)±1，其中，W是所述瓦片状导电条的宽度，r是W与h之间的比值。

在一些实施例中，r的值在0.2至100的范围内。

在一些实施例中，所述两个瓦片状导电条配置为分别接收沿其长度方向的、方向相同的电流。

在一些实施例中，所述两个瓦片状导电条每个都具有一体结构。

在一些实施例中，所述两个瓦片状导电条每个都包括多个导电子条，所述多个导电子条每个沿长度方向笔直延伸，并且在与所述长度方向垂直的横截面内排列成所述抛物线形状。

在一些实施例中，每个瓦片状导电条中包括的多个导电子条彼此电接触。

在一些实施例中，每个瓦片状导电条中包括的多个导电子条之间通过绝缘漆彼此电绝缘。

根据另一实施例，还提供一种磁测量装置，包括上述用于产生磁场梯度的装置。

本发明的上述和其他特征和优点将从下面结合附图对示例性实施例的描述变得显而易见。

附图说明

图1是一种现有的用于产生磁场梯度的装置的结构示意图。