[发明专利]一种动态空间磁场模拟系统及方法

说明书

本发明公开了一种动态空间磁场模拟系统及方法，包括磁屏蔽罩(1)，所述磁屏蔽罩(1)内设置有按照X轴、Y轴、Z轴布置的三组赫姆霍兹线圈(2)，在三组赫姆霍兹线圈(2)围成的磁工作空间内，设置有无磁旋转平台(3)。本发明提供了一种动态空间磁场模拟系统，用于磁元件在动态空间磁场环境下的试验研究。

技术领域

本发明涉及地磁场模拟技术领域，具体为一种动态空间磁场模拟系统及方法。

背景技术

稳恒磁场在现代化的工业生产和科学实验中应用越来越广泛，在不同的使用环境中需要的磁场分布及磁场强弱并不相同，因而需要不同的磁场产生装置。工业生产中设计的稳恒磁场按照来源可以分为永久磁铁、电磁铁和线圈磁场三类。目前，人为营造的磁场空间形成无磁空间或产生矢量磁场，通常采用线圈技术。这主要是由于线圈易于加工，所产生的磁场稳定性好、易于控制。

在实际应用环境中，磁性材料往往受到一个甚至多个方向的微弱恒定磁场作用，如地磁场的作用，其一般情况下强度可达0.5Gs。为模拟磁材在此类环境下的磁性能变化，有必要设计制造一种空间磁场模拟装置，可实现X、Y、Z三个方向的动态磁场环境试验研究。

因此，现有技术的缺陷是，现有的实验装置，结构复杂，体积较大，控制不便捷，制造成本高昂。

发明内容

有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本发明的目的是提供一种结构简单，精密度高的动态空间磁场模拟系统，用于磁元件在动态空间磁场环境下的试验研究。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种动态空间磁场模拟系统，包括磁屏蔽罩(1)，所述磁屏蔽罩(1)内设置有按照X轴、Y轴、Z轴布置的三组赫姆霍兹线圈(2)，在三组赫姆霍兹线圈(2)围成的磁工作空间内，设置有无磁旋转平台(3)。

作为优化：每组所述赫姆霍兹线圈(2)设置有两个相互平行的矩形线圈，结构简单，磁场分布均匀。

作为优化：位于X轴的所述赫姆霍兹线圈(2)具体参数为，等效长边500mm，等效短边500mm，等效间距为272mm；位于Y轴的赫姆霍兹线圈(2)具体参数为，等效长边564mm，等效短边564mm，等效间距为306mm；位于Z轴的所述赫姆霍兹线圈(2)具体参数为，等效长边608mm，等效短边628mm，等效间距为342mm。

作为优化：所述无磁旋转平台(3)的底部连接有转动轴(32)，磁屏蔽罩(1)的外壁底部固定安装有伺服电机(31)，转动轴(32)向下穿出磁屏蔽罩(1)的底部后与伺服电机(31)的输出轴连接。

作为优化：伺服电机(31)设置有屏蔽罩(311)，该屏蔽罩(311)由硅钢制作而成，且屏蔽罩(311)的下方为开口结构。在电机运行过程中，会产生磁场，屏蔽罩(311)的设置可阻止磁场向顶部传导，避免影响实验磁场，同时下方为开口结构可保持和外界的空气流程，提高散热，也便于检修维护。

作为优化：所述三组赫姆霍兹线圈(2)均设置有线圈骨架，所述线圈骨架中空，一端设置有冷媒进口，另一端设置有冷媒出口，冷媒进口和冷媒出口均与冷媒循环系统连通。

作为优化：所述磁屏蔽罩(1)为圆筒形或立方体形,磁屏蔽罩(1)至少两层，磁屏蔽罩(1)由稀土改性的Fe-Ni软磁合金加工而成；磁屏蔽罩(1)每层厚度1～2mm。

作为优化：还是有控制单元，该控制单元设置有微处理器，该微处理器电流检测端连接有电流检测传感器组，该电流检测传感器组分别与三个所述三组赫姆霍兹线圈(2)电性连接；所述微处理器的电压检测端连接有电压传感器器组，该电压传感器器组分别与三个所述三组赫姆霍兹线圈(2)电性连接，所述微处理器检测端连接有三轴磁场计；

还设有恒流源模块，该恒流源模块输出端为三个所述三组赫姆霍兹线圈(2)供电，控制端与所述微处理器电源控制端连接；