人体核磁共振成像用永磁磁体的结构分析

本文介绍了一种新型结构的永磁磁体,其大的气隙中有高均匀度的磁场,已成功地应用于我国最近研制的第一台人体核磁共振成像装置。这种新型磁体结构有许多优点,已取得了一项发明专利。磁体结构简单,容易制造和调整。本文提出了分析和设计这种新型磁体结构的一种方法,用此方法可找到一系列高均匀度无边缘效应的磁体结构,它们的磁场都有简单的二维解析解。     

一种永磁磁体外部特殊磁场区域的构建问题

单边开放式永磁型磁共振磁体结构的研究是一个全新的电工课题.本文基于鞍点理论,探索永磁磁体外部一侧构建均匀磁场区域的可行性问题,并根据可行性要求,通过对单边电流线圈结构的分析,给出一种单边永磁磁体结构方案,并应用一种数值法与半解析法相结合的混合算法分析这种特殊磁体结构的磁场.数值仿真结果表明,本文提出的永磁磁体结构能够较好地在磁体外部构建符合成像要求的薄片形磁场区域.鞍点理论在单边开放式MRI磁体结构设计中的成功应用,为单边永磁MRI磁体结构的分析提供了可靠的理论依据,而磁体外部特殊磁场区域的成功构建,为介入式磁共振系统的研究准备了条件.     

强磁场的产生、测量、控制和应用

1、磁场产生的历史目前产生和测量的磁场一般是从10~(-14)～10~2T(特斯拉)。本文仅对10~(-4)以上的磁场的产生、测量的历史和存在的问题叙述如下。由电磁铁产生磁场是最普通的,它是利用强磁体的高导磁率产生高磁场,而且可应用场区范围也较宽。但是强磁体存在着饱合磁化现象,因此在高场情况下实际的导磁率要降低,所以用强磁体产生太高的场也是办不到的。用普通磁体大约可以产生2～3T,要产生超过此值的强磁场,就得利用空心线圈。空心线圈中引人注目的是超导线圈,60年代出现的超导线圈和常导线圈相比,具有出类     

磁体外部片状均匀磁场区的构建

在磁体外部构建片状均匀磁场区域，是磁体设计所面临的一个全新问题。文中提出了一种混合逆数值算法，以探索这种设计的可行性。混合逆数值算法是一种两步算法，包含直接矩阵反演求逆和二次规划两个步骤。文中对该数值算法进行了详细的描述，并用它成功地找到一种多磁块组合的单边永磁磁体结构。经通用有限元计算软件仿真和对磁体模型的测量表明，这种磁体结构能够较好地在磁体外部一侧构建片状均匀磁场区。用单边永磁磁体在磁体外部构建片状均匀磁场区的实现，为开展单边均匀场常规磁共振成像系统研制等科学研究打下了坚实的基础。     

空间行波管对周期永磁聚焦系统的要求

基于周期永磁聚焦系统结构和磁聚焦原理,提出了空间行波管对周期永磁聚焦系统的要求:(1)低横向场;(2)磁场随温度变化小;(3)低衰退率;(4)体积小,重量轻。稀土钴永磁材料能较好地满足这些要求,因而成为行波管周期永磁聚焦系统的首选。     

Halbach磁体中柱面匀场线圈的设计方法

Halbach磁体场强高、体积小,是永磁台式核磁共振波谱仪的理想磁源。为开发高分辨永磁台式核磁共振波谱仪,需要使Halbach磁体的磁场达到高度均匀。引入在超导磁体中被广泛使用的鞍型线圈,设计了一种由鞍型线圈组成、能够对Halbach磁体的横向磁场进行补偿的柱面匀场线圈。仿真和实验结果证明了设计方法的正确性。     

基于拓扑优化的单边核磁共振永磁磁体研究

为了在单边核磁共振仪器外产生梯度恒定的磁场，提出利用基于拓扑优化和有限元法的优化设计方法。通过伴随变量法推导出永磁系统中拓扑设计灵敏度的解析表达式，在连续性拓扑灵敏度分析的基础上，利用罚函数法来优化单边核磁共振仪器永磁磁体的磁化方向。数值结果表明，提出的优化方法能使单边核磁共振仪器外产生梯度恒定的磁场。     

一种新型双极永磁磁体的设计与应用研究

从爆炸磁流体发电机要求的特定磁场形式出发,分析了Halbach磁体阵列结构产生磁场的特点,比较其与常规磁体结构磁场分布的不同,提出一种新型双极永磁磁体结构,计算表明,在75×35×27 mm3发电工作空间内气隙中心磁场达到1.22T,磁场均匀度达到97.8%.设计表明永久磁体可以应用于爆炸磁流体发电机中.     

核磁共振成像用永磁体不均匀场的调整

核磁共振成像,要求磁体有尽可能高的均匀磁场.本文介绍使用匀场线圈,调整永磁体磁场均匀度的原理和方法.文中给出调试时,使用计算机程序的框图,并用一次调试实例,说明测试磁场的方法,问题的关键和改进意见.     

开放式永磁机构无源匀场方法

针对永磁磁共振成像磁体系统无源匀场技术面临的困难,提出了无源匀场的整数规划优化方法.在无源匀场优化模型建立过程中,采用实测法来获得单位垫片对基础磁场的影响,并利用磁性垫片产生的磁场来弥补各测试点的磁场偏差.该方法避免了解析求解磁性垫片产生磁场过程中所遇到的困难.通过对优化模型的求解获得匀场信息,实现计算机匀场,从而提高匀场的工作效率.为了验证所提出的匀场方法的正确性,在0.3T永磁磁共振成像磁体系统上进行了实验研究,实验结果充分证明了所提出的匀场方法的有效性.     

CST—1型数字高斯计概述

一、前言在永磁测量中,不论对那个参数感兴趣,也不论永磁的那一种使用,都离不开磁场强度(H)或磁感应强度(B)的测量。尽管有多种测量方法,但自从应用霍尔效应的磁场测量元件问世以后,以此元件作为探头的磁场测量仪器(即,霍尔效应数字高斯计)相继出现。由于它:(1)探头体积小,可测量小狭缝磁场;(2)既可测量均匀磁场也可测量不均匀磁场;(3)测量范     

螺线管线圈磁场的高精度计算方法及其比较

在某些场合，需要对螺线管线圈产生的磁场进行高精度计算。例如超导核磁共振成像磁体，要求在中心为０．３５－０．５米的球径区域内产生的磁场，其不均匀度小于几个ｐｐｍ，因此磁场的计算精度至少应不低于七位有效数字。     

关于反传统核磁共振装置磁体系统设计的探讨

在传统的核磁共振装置中，都是磁体包围着样品。但在近年来出现的一些核磁共振装置中，样品却位于磁体之外。由于这些装置的设计思路与传统情况有很大的区别，我们把它们归为一类，称为“磁体—样品”按反传统方式布置的核磁共振装置。为叙述简便起见，简称为反传统的核磁共振装置。本文首先回顾了反传统核磁共振装置的发展情况，然后对其进行了分类并就每类装置的磁体系统的特点进行了分析和总结，最后提出了磁体系统的初步设计思路。     

核磁共振成像超导主磁体设计及分析

本文论述了不同结构的核磁共振成像超导主磁体设计的原理与计算机算法。编出的设计程序考虑了超导体的超导特性、磁场均匀性要求、磁体的经济性以及磁体结构选择等各方面的因素。用此程序对一系列具有不同磁体结构、不同中心场强、不同孔径要求的MRI超导主磁体进行设计计算及分析,获得了一些对实际设计MRI超导主磁体有参考价值的数据。此外,该程序还适用于其它具有圆柱对称性的高均匀度超导磁体的设计计算。     

精确测量直流均匀磁场分布的核磁共振差值测量系统

随着我国社会主义建设、国防建设及科学技术的迅速发展,新型加速器、离子注入机和质谱仪等的研制对直流磁场的测量提出了越来越高的要求。为了精确测量直流磁场的分布,我们研制了核磁共振差值测量系统。将磁场分布的测量精度提高到优于5×10~(-6),达到国外同类装置的水平。     

永磁直线同步电动机Halbach阵列磁场分析

直线电动机的气隙磁场是决定其性能的关键因素.针对平板动磁式永磁直线同步电动机(PMLSM),采用Halbach磁体阵列来提高气隙磁场的正弦性.给出了Halbach阵列磁体排列方式及磁化规律;利用有限元法对Halbach磁体结构与常规磁体结构的永磁直线同步电动机进行比较,分析了磁通密度在平均气隙及轭部的分布情况;在此基础上提出了一种基于Halbach阵列的改进的磁体排列方案,并分析了此方案对电机气隙磁密的影响,得出了一些有用的结论.     

球磨对铁氧体磁体性能及磁控管中心磁场的影响

针对一种用于微波炉磁控管的环形磁体,采用陶瓷法制备磁体,探讨球磨过程(球磨时间、研磨介质磨损情况及研磨介质尺寸下限)对磁体性能及磁控管磁路中心磁场影响因素,以求合理设计球磨工艺以制备满足微波磁性能要求的永磁铁氧体料浆。通过磁性能测试仪检测磁体剩磁和磁路中心磁场,用X射线衍射(XRD)分析样品的相成分并计算取向度,用扫描电镜(SEM)观察粉体形貌。结果表明,磁体性能及磁控管中心磁场主要取决于粉料的磁场成型取向度,球磨时间15h可以获得2020G的中心磁场。适当控制球磨时间和补充研磨介质的损耗,并控制研磨介质的尺寸下限在5mm附近,可以改善料浆的粒度分布,获得更好的取向度。     

永磁马达用改进型铁氧体永磁定子磁体

铁氧体永磁Ferroxdure广泛用于小型直流马达,这种马达可用于汽车、民用和工业装备。这种定子磁体的推广普及在很大程度上是由于它是崩非战略性物资、丰富廉价的原材料制成的。因此用铁氧体永磁Ferroxdure提供磁场比用其它永磁材料或电磁铁的价格要便宜。马达普遍采用的永磁铁氧体牌号是FXD-330。当前,由于能源昂贵,并不断涨价,所以要求马达在一定转矩下的电流消耗要低,还要求尺寸要小。为了适应这些要求,     

在磁场中生长单晶技术与超导应用

在磁场中生产单晶是八十年代发展的新技术。它能大大改进单晶的性能以满足半导体工业的需要,本文介绍了在磁场中生长单晶的基本原理、对磁场的要求及实现磁场的方法。分析比较表明,对于较大直径的单晶炉,使用超导磁场能减少磁体体积及重量,大大节省运行费用,较永磁和电磁铁有明显的优越性。     

两种典型的场调制型永磁电机的对比分析

该文对比分析了两种典型的场调制型永磁电机,即常规永磁游标电机和双永磁励磁电机的性能和特点.首先介绍两种电机的结构,总结它们的结构特点;接着通过推导两种电机的一般性表达式,即空载反电动势及输出转矩,揭示两种电机的工作原理,比较"单向磁场调制效应"与"双向磁场调制效应";最后利用有限元法对比分析两台电机的性能,验证一般性表达式的正确性.有限元仿真结果表明,在相同的尺寸、定子槽数、定子齿数、绕组极对数、转子磁体极对数、线圈匝数、绕组联结方式、电负荷、铜损耗及转速的条件下,双永磁励磁电机在永磁体用量、反电动势、转矩密度、单位磁体体积的转矩、功率因数及效率方面优于常规永磁游标电机.