一种可调稳恒磁场实验装置的使用方法

摘要

本发明公开了一种可调稳恒磁场实验装置的使用方法，主要流程包括将样品放入螺旋管中的样品台中，然后选择永磁体的型号安装，接下来调整两个磁极之间的距离，最后观察样品，得到实验数据。本发明能够满足研究静磁场对于生物细胞的影响原理的实验，能够使实验更加方便快捷，同时具有可控多个变量，实验数据更加精确的优点，在生物细胞实验等领域中有广泛的应用价值。

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型磁力实验装置的使用方法，具体说是一种可调稳恒磁场实验装置的使用方法。

背景技术

磁场是一种不能被看见或触及的特殊材料。磁场不是由原子或分子组成，而磁场是客观存在的。稳恒磁场（static magnetic fields，SMFs）：是磁场强度大小比较稳定不变的磁场，由于它恒定不变的特性可以作为生物医学的切入点。以往的研究说明恒定磁场对不一样的细胞有不同的效果，这一切都取决于恒定磁场的大小以及目标细胞的类型还有磁场的作用时间等。临床医学中，恒定磁场可以控制肿瘤细胞的生长以及促进骨髓细胞生长。磁性环境对细胞的影响各不相同，但是追究其本质还是由于外加磁场与细胞本身内部所带有的磁场之间发生了一定的反应从而导致磁场能够对细胞改变。稳恒磁场对细胞的作用是多样化的，磁场强度、磁场处理时间等磁场因子是影响细胞、细菌等生物学效应的主要因素，以上的实验中的磁场都需要一个相应的磁场加载装置来完成，每一个实验所需要的磁场强度不同对应不同的装置，目前的静磁场对生物体及细胞的研究大多数是控制磁场强度来完成对照实验的。

所以，我们需要设计一个可调磁场强度的稳恒磁场实验装置及其使用方法，来满足各种需要稳恒磁场的实验的要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明的技术方案为：一种可调稳恒磁场实验装置的使用方法，主要由底座和操作台两部分组成。其特征在于：所述底座是一个水平放置的长方体，在长方体顶面的两个端头，对称加工固定有固定座一和固定座二，两个固定座在底座长方体顶面以上的横截面呈矩形。两个固定座的内部，在底座长方体顶面以上矩形横截面的水平横向的中心轴线上，对称加工有贯通固定座一和固定座二的安装洞。安装洞的横截面是正方形或圆形，正方形或圆形的中心轴线在固定座一和固定座二的水平方向上保持在一条水平直线上。在固定座二的安装洞的中心轴水平方向上，平行于底座顶面加工安装着一个朝向固定座一的、条状平板状的扁平长方体样品台。样品台能够上下水平移动安装，保证在放上试验样品后，能够调整样品台的高度，使试验样品处在固定座一和固定座二的安装洞水的中心平方向上。固定座一在底座长方体顶面以下还加工有一个凸杆，凸杆与底座的移动槽精密配合。移动槽是底座长方体内，沿固定座一和固定座二两端的水平方向加工的凹槽。凸杆固定连接在平移管上，平移管与操作台内的水平移动电机相连接。在固定座一和固定座二之间还连接着一个液磁螺旋管，液磁螺旋管的圆心轴线与安装洞的中心水平轴线重合，将样品台包在中间。设计将样品台放在在螺旋管的中部，因为螺旋管产生的磁场具有非常稳定的特点，所以以螺旋管的磁场为中间磁场达到给样品台上的实验样品一个稳定且大小可调的静磁场环境。

所述操作台是设置有按钮以及显示屏的一个单斜面空心四棱台，以单斜面为操作台的正面。显示屏位于单斜面左边，按钮位于单斜面右边，底座与操作台焊接在一起成为一个整体。轴线设计的一致，保证样品在磁场中的所受磁力的稳定。设计工作台上有显示器，显示器的主要作用是调节两极之间距离的一个具体数值，或触摸屏参数的设定，显示器右边有按钮，分别是控制平台向左移动和向右移动。

所述固定座一和固定座二的安装洞都配有成对磁场强度一致的、不同磁场大小规格的永磁体。永磁体的外形尺寸与安装洞尺寸精密配合，永磁体能够在安装洞内安装和退出。设计通过改变安装洞内不同磁场规格的永磁体，达到稳恒磁场大小可调的目的。平移管能够通过按钮或手动在底座的移动槽来回平移，带动固定座一来回平移。设计通过平移管改变固定座一和固定座二的安装洞内永磁体距离，从而改变稳恒磁场的磁场强度。

所述液磁螺旋管是同轴、半径相同的直型空心螺旋管，液磁螺旋管内部是空心的，空心管径分为2mm~10mm不同规格，内部能够装载液体磁性材料，并且能够随着固定座一的平移自由拉伸和压缩。液磁螺旋管根据内径和螺旋管圈数，有不同型号。液磁螺旋管的设计目的使增加稳恒磁场的强度和稳定性，充满液体磁性材料的螺旋管，管内的液体磁性材料本身是没有磁性的，但是在装置两端放入了永磁体后在外加磁场的作用下螺旋管内的液体磁性材料有了磁性，产生稳定的静磁场。样品台根据长短尺寸，有不同型号，能够根据实验的需要，选择不同长度的样品台，保证固定座一和固定座二的移动不受影响。

其特征在于，使用方法如下：

第一步，根据实验要求，选择永磁体的规格，更换安装好永磁体，使固定座一和固定座二的永磁体的水平中心线在一条水平直线上。根据实验需要选择液磁螺旋管的规格，更换安装好液磁螺旋管，调整液磁螺旋管使磁螺旋管的中心轴线，与固定座一和固定座二的安装洞的水平中心线重合。

第二步，根据实验需要，选择样品台长度规格，安装样品台。将试验样品放在样品台的中间位置后，再根据试验验样品的高度，上下调整样品台的安装，使试验样品处在固定座一和固定座二的安装洞的中心线水平方向上，也在液磁螺旋管的中心轴线上。

第三步，打开操作台电源，通过按钮以及显示屏设定实验时间、固定座一和固定座二之间距离参数，开动操作台内的水平移动电机，通过平移管将固定座一和固定座二之间距离调整到要求的参数上。再次移动试验样品，将试验样品放置在固定座一和固定座二之间距离的中间点位置处。

第四步，在显示屏观察输出磁场的大小，在显示屏上确认输出的参数复合实验预设的要求；如不符合实验要求，关闭电源，重新更换永磁体和液磁螺旋管的规格，重复实验步骤一到步骤四。

第五步，在确定了外加磁场下，液磁螺旋管中的液体磁性材料所产生的稳定磁场达到实验预设值，开启实验时间参数，观察样品，最后得到数据；根据实验时间结束的提示，关闭电源，取走样品。

上述技术方案中，优选的所述底座的制作材料是软磁材料；所述固定座一和固定座二和试验台的制作材料是非磁化材料；所述操作台的空心四棱台制作材料是用电磁屏蔽材料，并且四棱台内外表面进行电磁屏蔽涂层处理。此设计保证了样品台不受操作台内的电器元器件的电场影响，操作台内的电器元器件也不受样品台的磁场影响。

本发明技术特点是制作简单，操作方便，又有专业性。本发明有下列有益效果：

（1）稳定的磁场。因为螺旋管所产生的磁场具有较高的稳定性，对于现阶段需要的高稳定恒静磁场是非常好的选择。

（2）实验精度好。选择使用空心的螺旋管中充入液体磁性材料可以保证在扯去外加磁场后螺旋管没有剩磁，这样可以对实验样品的磁场作用时间达到非常精确的控制。

附图说明

图1为本发明的简单操作流程示意图。

图2为本发明的主视示意图。

图3为本发明的左视示意图。

图4为本发明的俯视示意图。

图5为本发明的立体整体示意图。

图6为本发明的固定块二面对固定块一的端面示意图。

图7为本发明图5的俯视示意图。

图8为本发明的底座剖视结构示意图。

图中：1.液磁螺旋管；2.固定座一；3.固定座二；4.平移管；5.平移按钮；6.显示屏；7.底座；8.样品台；9.操作台；10.安装洞；11.永磁体；12.凸杆；13. 移动槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述。

参照附图1流程图和图2至图8的形状结构图，一种可调稳恒磁场实验装置的使用方法，装置主要由底座7和操作台9两部分组成。所述底座7是一个水平放置的长方体，在长方体顶面的两个端头，对称加工固定有固定座一2和固定座二3，两个固定座在底座7长方体顶面以上的横截面呈矩形；两个固定座的内部，在底座7长方体顶面以上矩形横截面的水平横向的中心轴线上，对称加工有贯通固定座一2和固定座二3的安装洞10。安装洞10的横截面是正方形或圆形，正方形或圆形的中心轴线在固定座一2和固定座二3的水平方向上保持在一条水平直线上。所述固定座一2和固定座二3的安装洞10都配有成对磁场强度一致的、不同磁场大小规格的永磁体。永磁体11的外形尺寸与安装洞10尺寸精密配合，永磁体11能够在安装洞10内安装和退出。在固定座二3的安装洞10的中心轴水平方向上，平行于底座7顶面加工安装着一个朝向固定座一2的、条状平板状的扁平长方体样品台8。所述样品台8在固定座一2上能够平行于安装洞10的中心轴，上下水平移动安装。样品台8根据长短尺寸，有不同型号。固定座一2在底座7长方体顶面以下还加工有一个凸杆12。凸杆12与底座7的移动槽13精密配合。移动槽13是底座7长方体内，沿固定座一2和固定座二3两端的水平方向加工的凹槽。凸杆12固定连接在平移管4上，平移管4与操作台9内的水平移动电机相连接。所述平移管4能够通过按钮5或手动在底座7的移动槽13来回平移，带动固定座一2来回平移。在固定座一2和固定座二3之间还连接着一个液磁螺旋管1，液磁螺旋管1的圆心轴线与安装洞10的中心水平轴线重合，将样品台8包在中间。液磁螺旋管1根据内径和螺旋管圈数，有不同型号。所述操作台9是设置有按钮5以及显示屏6的一个单斜面空心四棱台，以单斜面为操作台9的正面。显示屏6位于单斜面左边，按钮5位于单斜面右边，底座7与操作台9焊接在一起成为一个整体。其特征在于，使用方法如下。

第一步，根据实验要求，选择永磁体11的规格，更换安装好永磁体11，使固定座一2和固定座二3的永磁体11的水平中心线在一条水平直线上。根据实验需要选择液磁螺旋管1的规格，更换安装好液磁螺旋管1，调整液磁螺旋管1使磁螺旋管1的中心轴线，与固定座一2和固定座二3的安装洞10的水平中心线重合。

第二步，根据实验需要，选择样品台8长度规格，安装样品台8。将试验样品放在样品台8的中间位置后，再根据试验验样品的高度，上下调整样品台8的安装，使试验样品处在固定座一2和固定座二3的安装洞10的中心线水平方向上，也在液磁螺旋管1的中心轴线上。

第三步，打开操作台9电源，通过按钮5以及显示屏6设定实验时间、固定座一2和固定座二3之间距离参数，开动操作台9内的水平移动电机，通过平移管4将固定座一2和固定座二3之间距离调整到要求的参数上。再次移动试验样品，将试验样品放置在固定座一2和固定座二3之间距离的中间点位置处。

第四步，在显示屏6观察输出磁场的大小，在显示屏6上确认输出的参数复合实验预设的要求。如不符合实验要求，关闭电源，重新更换永磁体11和液磁螺旋管1的规格，重复实验步骤一到步骤四。

第五步，在确定了外加磁场下，液磁螺旋管1中的液体磁性材料所产生的稳定磁场达到实验预设值，开启实验时间参数，观察样品，最后得到数据。根据实验时间结束的提示，关闭电源，取走样品。

所述液磁螺旋管1是同轴、半径相同的直型螺旋管，液磁螺旋管1内部是空心的，空心管径分为2mm~10mm不同规格，内部能够装载液体磁性材料，并且能够随着固定座一2的平移自由拉伸和压缩。

所述底座7的制作材料是软磁材料；所述固定座一2和固定座二3和试验台11的制作材料是非磁化材料。所述操作台9的空心四棱台制作材料是用电磁屏蔽材料，并且四棱台内外表面进行电磁屏蔽涂层处理。

说明：利用本发明的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述效果的，均是落入本发明的保护范围。