非均匀导磁介质中高均匀磁场线圈设计方法研究

基本信息
批准号:61603052
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:王春娥
学科分类:
依托单位:北京自动化控制设备研究所
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:高溥泽,刘建丰,万双爱,孙晓光,刘栋苏,郭宇豪,牛光星
关键词:
磁场线圈非均匀磁介质优化设计核磁共振陀螺
结项摘要

The high uniform magnetic field coil under inhomogeneous magnetic medium is important for the development of the field of nuclear magnetic resonance gyroscope and high precision magnetic field measurement. When the magnetic coil is placed in inhomogeneous magnetic medium, the spatial distribution of magnetic field lines produces irregular distortion, resulting in magnetic field uniformity degradation. Since the existing coil design theory and method are based on the air and other magnetic media, it is difficult to improve the magnetic field uniformity of the coil under inhomogeneous magnetic medium. To solve this problem, this project researches on the design method of high uniform magnetic field coil under inhomogeneous magnetic medium, revealing the mechanism of the effect of inhomogeneous magnetic media on the distribution of coil magnetic field, establishing the model of coil magnetic field under inhomogeneous magnetic media based on the equivalent gain coefficient of the magnetic field, and proposing decoupling optimization method for multi-variables and multi-constraints coil design. Taking magnetic resonance gyroscope as the application, the coil design and verification are performed, forming a complete design theory and optimization method of magnetic field coil under inhomogeneous magnetic medium, and providing important support for the rapid development of China's high precision magnetic resonance gyroscope and other fields.

非均匀导磁介质中高均匀磁场线圈对于核磁共振陀螺、高精度磁场计量等领域的发展具有重要意义。线圈置于非均匀导磁介质中时,其产生的磁力线空间分布发生不规则畸变,导致磁场均匀性退化。现有线圈设计理论与方法一般以空气等单一导磁介质为前提,难以在非均匀导磁介质中提高线圈的磁场均匀性。本项目针对这一难题,重点研究非均匀导磁介质中高均匀磁场线圈设计方法,揭示非均匀导磁介质对线圈磁场空间分布的影响机理,建立基于磁场等效增益系数的非均匀导磁介质中线圈磁场模型,提出在多变量、多约束条件下的线圈参数降维解耦优化方法,以核磁共振陀螺为应用对象完成线圈的设计研制与测试验证,形成一套完整的非均匀磁介质中高均匀磁场线圈设计理论与参数优化方法,为我国高精度核磁共振陀螺等领域的快速发展提供重要支撑。

项目摘要

非均匀导磁介质中高均匀磁场线圈对于核磁共振陀螺、高精度磁场计量等领域的发展具有重要意义。现有线圈设计理论与方法一般以空气等单一导磁介质为前提,难以在非均匀导磁介质中提高线圈的磁场均匀性。本项目重点研究了非均匀导磁介质中高均匀磁场线圈设计方法,形成了基于等效增益系数模型的非均匀磁介质均匀化处理方法、非均匀磁介质下线圈磁场解析模型建立方法、非均匀磁介质下线圈磁场高均匀性优化方法,以核磁共振陀螺为应用对象完成了线圈的设计研制与测试验证,形成了一套完整的非均匀磁介质中高均匀磁场线圈设计理论与参数优化方法,支撑了核磁共振陀螺原理样机性能的持续提升。发表学术论文4篇,其中SCI 3篇,申请国家发明专利4项。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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