亥姆霍兹线圈

摘要： 为解决连铸过程中钢液在结晶器内不合理的自由液面流速所导致的板坯表面缺陷问题,根据现有电磁制动装置特点,提出一种新型的基于亥姆霍兹线圈的电磁制动装置,建立了板坯结晶器三维数学模型,研究了磁感应强度对结晶器内流场和温度场的影响以及拉坯速度与电磁制动效率之间的关系。结果表明,亥姆霍兹线圈能在覆盖区域形成均匀稳定的磁场,有效抑制射流冲击深度,降低钢液自由液面流速并使其控制在合理范围。同时,磁场的存在消除了结晶器下回流低温区,使得结晶器内温度分布更均匀。数值模拟结果所表征的冶金效果符合电磁制动装置的设计意图,能达到实时控制结晶器自由液面流速的效果。

摘要： 目的:为解决磁感应断层成像(magnetic induction tomography,MIT)系统检测时磁感应信号弱的问题,设计一种均匀场MIT系统。方法:以亥姆霍兹线圈作为激励端,对亥姆霍兹线圈的具体参数进行研究,根据亥姆霍兹线圈特性设计旋转扫描检测阵列,构建均匀场MIT系统。设计仿真实验,从磁感应信号强度和成像区域的灵敏度2个方面对均匀场MIT系统与传统系统进行对比评估。结果:均匀场MIT系统接收的磁感应信号在强度和对干扰目标位置的敏感度上均远优于传统MIT系统。与传统MIT系统相比,均匀场MIT系统成像区域的灵敏度整体提高了近2个数量级。结论:设计的均匀场MIT系统可从整体上提升被测体的磁感应信号,具有可行性。

摘要： 本文在电磁感应法的基础上,通过与亥姆霍兹线圈串联使电容达到谐振的改进方法,测量了不同电容参数下的亥姆霍兹线圈磁场分布,并利用Origin软件拟合分析了亥姆霍兹线圈磁场与中心轴线位置的关系.实验结果表明,基于电磁感应的改进方法测得的亥姆霍兹线圈磁场精确度在一定程度上均大于传统电磁感应法的测量结果,3种电容选择中,串联电容为0.099×10^(-6)F时,精确度最高,拟合的亥姆霍兹线圈磁场与中心轴线位置的关系式与理论状态下的公式基本吻合.改进方法的实验效果明显,精确度高,科学可行,是一种值得推广的测量亥姆霍兹线圈磁场的改进方法.

摘要： 为了实现混有钕铁硼粉末的水凝胶磁化,设计了一种基于亥姆霍兹线圈的新式磁场发生装置。利用Maxwell软件3D模块绘制出磁场系统的三维模型,采用Magnetostatic静磁场求解器分析了增设的辅助线圈距离变化对场强的影响,得到了磁场发生装置的优化结构;再对比磁场发生装置和亥姆霍兹线圈的中心磁场强度和磁感线分布密度,验证结构优化的可靠性。结果表明:当辅助线圈距离为70 mm时,中心磁场强度最大;安匝数相同时,磁场发生装置的中心磁场强度要明显高于亥姆霍兹线圈,最终优化后的磁场发生装置中心磁场强度可达到1.37 T,磁感线分布更加均匀、密集。该仿真结果能够对磁场发生装置结构设计与工作特性分析提供参考,缩短了磁场发生装置设计成本与开发周期。

摘要： 亥姆霍兹线圈实验是研究载流线圈的磁场分布、验证磁感应强度矢量叠加原理的重要实验。两个半径和匝数完全相同的线圈,将其同轴排列并令间距等于半径,这种形式的线圈组合称为亥姆霍兹线圈,它可在一维、二维乃至三维空间产生一定区域范围的匀强磁场,其线圈电流与磁场有很好的线性关系。亥姆霍兹线圈可应用物理、材料、电子、医疗、航天领域等领域,主要用途有生物磁场的研究、地磁场补偿、校准磁测量器具、判定磁屏蔽效应及产生标准磁场等。本文根据亥姆霍兹线圈实验仪的结构和实验流程开发一款基于Windows的虚拟仿真软件,可以让学生在实验前熟悉实验或进行虚拟实验,也可以由教师通过投影或网络等方式演示实验内容。

摘要： 电磁感应法测磁场实验是电磁学中一个非常重要的实验,其中产生匀强磁场的一种重要方法是利用亥姆霍兹线圈来提供均匀磁场。但是,这种线圈的特点是只能在其公共轴线中点附近小范围区域产生均匀磁场。本文根据传统的双圆亥姆霍兹线圈设计了一种新形状的双锥式均匀磁场发生器,使产生的均匀磁场更加准确,最后通过实验测得的结果与数值模拟结果进行比较,实验结果与理论值基本吻合。通过对亥姆霍兹线圈的改进,不仅帮助学生更好的理解和掌握知识,而且锻炼了学生的动手能力,提高了学生的创新能力。在实践教学中将新的实验技术与电磁学理论相结合的教学模式,使抽象的物理概念和公式变得更加具体化、形象化,也收到了良好的教学效果。

摘要： 亥姆霍兹线圈(Helmholtz Coils)在科学研究和工业领域有着广泛应用,研究其磁场分布是大学物理实验重要内容。文章利用智能手机内置磁力计(magnetometer)和免费物理实验移动应用程序(phyphox),定量测量载流亥姆霍兹线圈中心轴向、中心径向以及三维空间磁场分布情况,实验测量结果与理论计算值比较吻合,测量精度在可接受范围,证实了该方法的可行性。在传统大学物理实验中引入智能手机作为传感器,不仅可以降低实验成本,还可以激发学习兴趣,增强学生探究欲望。

摘要： 基于亥姆霍兹线圈提供匀强磁场,研制出一种既能定性演示电磁感应现象,又能半定量探究电磁感应定律的实验仪.实验仪的设计涉及电生磁、磁场叠加、磁生电、能量转化等基本物理原理的综合应用.仪器设计有明显的创新点,富有趣味性和启发性,实验现象明显,操作方便且成功率高,在中学物理教学中有很好的推广价值.

摘要： 推导了双环电流磁感应强度在直角坐标系中的解析式,将公式无量纲化,通过第一类和第二类完全椭圆积分计算场强的两个分量,从而计算合场强,画出亥姆霍兹线圈内外磁感应强度合场强曲面和三维均匀区域,发现磁场的均匀区域是"八爪"形状,并与双环电流不同距离的场强和均匀范围进行了比较.

摘要： 利用DH4501D实验仪探究了亥姆霍兹线圈轴线上和轴线外的磁场分布问题.首先通过对单个线圈不同电流下的磁场分布的实验值与理论值对比发现电流大的磁场更接近理论值,更适合用来研究磁场分布问题.然后利用较大电流分别研究了单个线圈以及亥姆霍兹线圈轴线上和轴线外的磁场分布的规律及产生原因.最后利用磁场分布拟合了真空磁导率并与理论值进行了对比.通过对这些问题的研究不仅加深了对毕奥-萨伐尔定律的理解,更加明确了亥姆霍兹线圈的磁场分布规律.

摘要： 针对石油钻井中定向探管无磁标定的需要，通过方形亥姆霍兹线圈产生均匀磁场来抵消地磁场，在一定的空间区域范围内形成无磁环境。通过分析方形亥姆霍兹线圈结构特征，建立数学模型，进行合理匹配，并根据用关参数进行仿真，得出线圈中心区域的磁场强度。计算结果表明，通过该算法计算的数学模型各系数符合设计要求，该算法已应用到实际工程项目。

摘要： 蒸镀制程中采用掩膜对蒸镀材料进行遮挡以实现特定图案的成膜;然而掩膜受重力作用会产生形变,影响蒸镀的良率.本设计将亥姆霍兹线圈和反亥姆霍兹线圈进行组合,以产生均匀磁感应强度磁场和均匀梯度磁场的叠加,从而对由铁磁材料制成的掩膜产生均匀的作用力.理论推导和数值模拟均表明,该方法是有效的;通过调整线圈的电流将该作用力调节至比重力略大则可消除掩膜的形变.与传统的永磁铁阵列相比,该设计的主要优点在于在竖直方向一定范围内磁作用力的变化较小,掩膜接近玻璃基板的速度容易控制并具备了调控的可能.除圆形线圈组合外,还给出了正方形线圈组合的相关推导和讨论.

摘要： 本文对磁场测量综合实验进行了研究，通过亥姆霍兹线圈来测量磁场的分布,用磁阻效应传感器测量地磁场的大小和方向.

摘要： 在探索脉冲电磁场作为物理因子对骨细胞的作用机制时，利用一对电流相同、参数一致的亥姆霍兹线圈可以产生线圈内一定区域的均匀磁场，磁场强度和分布对应用于细胞培养至关重要，且对于空间地磁场的具体直观的描述在实际应用中有非常重要的意义。本文在该研究中，利用自行设计的脉冲电磁场发生装置，磁场方式为尖峰式脉冲电磁场，磁场强度6 mT，频率为8 Hz。按照骨细胞培的需要，设计了作用线圈的尺寸，线圈直径为12 cm，线圈匝数为n=300，使2线圈之间产生均匀的磁场。然后，根据试验设计的要求，对设计的电磁场线圈所产生的空间电磁场进行了数学运算模拟，进而提供模拟的空间电磁场分布，用以指导随后进行的脉冲电磁场对于骨细胞生长调控的实验。该研究利用MATLAB数学模型建立和运算，对自行设计的脉冲电磁场发生装置和亥姆霍兹线圈产生的磁场进行磁场强度和分布的模拟运算，并进行图形描述，从而对设计的磁场进行了验证。通过数值运算结果可以看到，在亥姆霍兹线圈内部的空间区域可以产生圆柱形的均匀磁场区域，这个区域随着可允许的磁场误差值的增大而增大。同时，线圈外周环带的磁场强度比线圈中心位置低，提示可以在同一组实验中根据细胞离中心位置的距离比较不同强度的磁场对细胞作用的差异，对于分析磁场强度对细胞的作用时，确定强度的设定趋势。

摘要： 本文给出了亥姆霍兹线圈的磁场全空间分布的普遍公式，提出了确定磁感应强度方向的方法;借助Matlab计算提出了利用霍尔效应测磁场实验的数据处理方法。

摘要： 超几何函数及其欧拉积分表示的应用非常广泛，本文由超几何级数的欧拉积分表示导出了圆线圈及亥姆霍兹线圈产生的磁场的准确解。

摘要： 旋转磁场模拟器用于模拟地磁导航器件工作时所感应的的磁场幅值及磁场角度的变化,其磁场均匀性主要受线圈几何形状及结构尺寸的影响.为了得到其磁场均区与结构尺寸的关系,构建了两对正交矩形线圈合成磁场的数学模型,导出了内部任意点处磁场矢量解析式.应用MATLAB软件对模拟器中心对称平面内磁场分布进行了数值计算,得到了合成磁场强度和角度的均匀性区域,对于工程研究有一定的参考价值.

摘要： 旋转磁场模拟器用于模拟地磁导航器件工作时所感应的的磁场幅值及磁场角度的变化,其磁场均匀性主要受线圈几何形状及结构尺寸的影响.为了得到其磁场均区与结构尺寸的关系,构建了两对正交矩形线圈合成磁场的数学模型,导出了内部任意点处磁场矢量解析式.应用MATLAB软件对模拟器中心对称平面内磁场分布进行了数值计算,得到了合成磁场强度和角度的均匀性区域,对于工程研究有一定的参考价值.

摘要： 旋转磁场模拟器用于模拟地磁导航器件工作时所感应的的磁场幅值及磁场角度的变化,其磁场均匀性主要受线圈几何形状及结构尺寸的影响.为了得到其磁场均区与结构尺寸的关系,构建了两对正交矩形线圈合成磁场的数学模型,导出了内部任意点处磁场矢量解析式.应用MATLAB软件对模拟器中心对称平面内磁场分布进行了数值计算,得到了合成磁场强度和角度的均匀性区域,对于工程研究有一定的参考价值.

摘要： 旋转磁场模拟器用于模拟地磁导航器件工作时所感应的的磁场幅值及磁场角度的变化,其磁场均匀性主要受线圈几何形状及结构尺寸的影响.为了得到其磁场均区与结构尺寸的关系,构建了两对正交矩形线圈合成磁场的数学模型,导出了内部任意点处磁场矢量解析式.应用MATLAB软件对模拟器中心对称平面内磁场分布进行了数值计算,得到了合成磁场强度和角度的均匀性区域,对于工程研究有一定的参考价值.

摘要： 本发明的三维亥姆霍兹线圈架，通过将三个正柱体在其中间位置形成互相垂直交叉连接结构，形成一个三维坐标，然后以此为基础，在其周围设置八个边角块及十二个中间块，并设定边角块、中间块及正方体柱的尺寸关系以及位置连接关系，并设置边角块与中间块之间及中间块与正方柱体之间均具有间隙，使整个亥姆霍兹线圈架的外形呈正六面体结构，以此形成沿三轴方向的二个距离相等的第一间隙槽、第二间隙槽及第三间隙槽，实现每个维度的两线圈之间的距离相等；另外设置六个相同的线圈架，当线圈缠绕在该六个间隙槽中后，实现每个维度之间的线圈尺寸大小相等；另外本发明的三维亥姆霍兹线圈架制备简单且成本较低。

摘要： 本发明公开了一种应用于原子磁强计的鞍型和亥姆霍兹线圈装置及使用方法，包括圆柱骨架和球形骨架，所述球形骨架嵌入在所述圆柱骨架的内，所述圆柱骨架外侧设有鞍型线槽，所述鞍型线槽内缠绕鞍型线圈，所述圆柱骨架内设有所述球形骨架，所述球形骨架外侧设有三轴正交线槽，所述三轴正交线槽内缠绕三轴亥姆霍兹线圈，所述圆柱骨架和所述球形骨架上均设有贯穿所述球形骨架内部的通光孔，本发明利用装置内的三轴亥姆霍兹线圈和鞍型线圈产生的均匀磁场，降低了原子磁强计中剩余磁场，同时可以产生特定方向和大小的磁场对传感器的灵敏度进行标定。

摘要： 本发明的三维亥姆霍兹线圈架，通过将三个正柱体在其中间位置形成互相垂直交叉连接结构，形成一个三维坐标，然后以此为基础，在其周围设置八个边角块及十二个中间块，并设定边角块、中间块及正方体柱的尺寸关系以及位置连接关系，并设置边角块与中间块之间及中间块与正方柱体之间均具有间隙，使整个亥姆霍兹线圈架的外形呈正六面体结构，以此形成沿三轴方向的二个距离相等的第一间隙槽、第二间隙槽及第三间隙槽，实现每个维度的两线圈之间的距离相等；另外设置六个相同的线圈架，当线圈缠绕在该六个间隙槽中后，实现每个维度之间的线圈尺寸大小相等；另外本发明的三维亥姆霍兹线圈架制备简单且成本较低。

摘要： 本发明公开了一种基于反亥姆霍兹线圈测量微小形变的方法，包括以下具体操作步骤：S1：制作均匀梯度磁场，使用两块相同的磁铁(磁铁截面积及表面磁感应强度相同)相对放置，即N极与N极相对(S极与S极相对)，两磁铁之间留一等间距间隙，霍尔元件平行于磁铁放在该间隙的中轴上。本发明涉及技术领域，该基于反亥姆霍兹线圈测量微小形变的方法，基于电磁场理论，充分利用螺杆步进装置的灵活驱动作用，并由其传动磁场与传感器之间的相对位移，以达到定标和测量的目的，我们创新性的给出反亥姆霍兹线圈中轴线上均匀梯度磁场的使用范围，同时也对线圈尺寸和线圈间距做了定量分析。

摘要： 本发明公开了一种基于亥姆霍兹线圈的磁探针幅频与相频标定系统和方法，系统包括函数信号发生器、固定电阻、亥姆霍兹线圈、探针线圈固定夹具、示波器；所述函数信号发生器的一端输出连接到所述固定电阻与所述亥姆霍兹线圈串联后连接到函数信号发生器的另一端形成回路；待测探针固定在所述探针线圈固定夹具上；所述探针线圈固定夹具放置在亥姆霍兹线圈之中，使得探针线圈固定于亥姆霍兹线圈中心，亥姆霍兹线圈与待测探针的两端分别连接到所述示波器的两个采集端口上，同时采集亥姆霍兹线圈与待测探针的输出电压/电流。本方法可以快速测量磁探针的幅频与相频响应，标定操作简单方便，可在实验室环境下进行标定，精度较高，并可实现多个探针线圈的同时标定。

摘要： 本发明涉及一种基于亥姆霍兹线圈的磁场发生装置，所述装置包括：亥姆霍兹线圈组、铁芯、全桥逆变电路以及单片机；所述亥姆霍兹线圈组包括：主线圈和辅助线圈；所述主线圈包括：第一主线圈和第二主线圈；所述辅助线圈包括：第一辅助线圈和第二辅助线圈；所述第二辅助线圈位于所述第一辅助线圈的上方；所述第一辅助线圈和第二辅助线圈位于所述第一主线圈和第二主线圈之间；所述铁芯位于所述第一辅助线圈和第二辅助线圈内；所述第一主线圈、第二主线圈、第一辅助线圈和第二辅助线圈均与所述全桥逆变电路连接；所述单片机与所述全桥逆变电路连接。本发明中的上述装置能够克服传统亥姆霍兹线圈磁场范围有限的缺陷。

摘要： 本发明涉及亥姆霍茨线圈技术领域，具体的说是一种磁通门磁力仪亥姆霍兹线圈安装工装，包括安置台，所述安置台上设有线圈机构，所述线圈机构上设有探测机构，所述安置台上设有支撑机构，所述支撑机构上设有调节机构，所述安置台上设有接线盒主体，所述接线盒主体上设有夹持机构，所述夹持机构上设有限位机构；通过夹持机构和限位机构，从而方便在操作时能够对相应电性插接线的插接部位进行夹持限位，避免其受外界影响而产生松动甚至脱落；通过探测机构，从而能够随时对探测器进行角度上的偏转，而无需通过对螺栓的拆装操作来实现；通过支撑机构和调节机构的配合，从而方便对安置台的多个支撑脚进行伸缩调节，进而对安置台的整体平衡性进行调节。

摘要： 本发明公开了一种应用于原子磁强计的鞍型和亥姆霍兹线圈装置及使用方法，包括圆柱骨架和球形骨架，所述球形骨架嵌入在所述圆柱骨架的内，所述圆柱骨架外侧设有鞍型线槽，所述鞍型线槽内缠绕鞍型线圈，所述圆柱骨架内设有所述球形骨架，所述球形骨架外侧设有三轴正交线槽，所述三轴正交线槽内缠绕三轴亥姆霍兹线圈，所述圆柱骨架和所述球形骨架上均设有贯穿所述球形骨架内部的通光孔，本发明利用装置内的三轴亥姆霍兹线圈和鞍型线圈产生的均匀磁场，降低了原子磁强计中剩余磁场，同时可以产生特定方向和大小的磁场对传感器的灵敏度进行标定。

摘要： 本实用新型涉及一种基于亥姆霍兹线圈的磁场发生装置，所述装置包括：亥姆霍兹线圈组、铁芯、全桥逆变电路以及单片机；所述亥姆霍兹线圈组包括：主线圈和辅助线圈；所述主线圈包括：第一主线圈和第二主线圈；所述辅助线圈包括：第一辅助线圈和第二辅助线圈；所述第二辅助线圈位于所述第一辅助线圈的上方；所述第一辅助线圈和第二辅助线圈位于所述第一主线圈和第二主线圈之间；所述铁芯位于所述第一辅助线圈和第二辅助线圈内；所述第一主线圈、第二主线圈、第一辅助线圈和第二辅助线圈均与所述全桥逆变电路连接；所述单片机与所述全桥逆变电路连接。本实用新型中的上述装置能够克服传统亥姆霍兹线圈磁场范围有限的缺陷。

摘要： 本实用新型公开了一种（反）亥姆霍兹线圈磁场的测量装置，包括运动轨道基座、线圈基座、亥姆霍兹线圈、支架、丝杆、步进电机、载流方形线圈、杠杆、杠杆支架、拉力传感器一、绳子和磁场传感器，运动轨道基座上表面与线圈基座固定连接，线圈基座上表面均匀设有两组亥姆霍兹线圈，两组亥姆霍兹线圈内设有丝杆，丝杆上设有磁场传感器，丝杆左端通过轴承与支架连接，两组亥姆霍兹线圈之间设有载流方形线圈，载流方形线圈通过绳子与杠杆右端连接，杠杆左端通过绳子与拉力传感器一连接，通过对动态实时、连续的信号采集，对整个实验过程进行实时监控，不仅使实验进度高、信息准确、误差小，且大大减少实验时间，提高实验效率。