[发明专利]一种多模型磁场扫描系统

说明书

技术领域

本发明涉及磁场扫描技术领域，特别地，涉及一种多模型磁场扫描系统。

背景技术

在教育改革大力倡导的形势下，初高中的物理教学实验教具提出了更高的要求，尤其对于那些不能进行空间实体演示的教具。就电磁场相关的教具来说，由于电磁场的不可见性，传统教具比较单一，无法将实验成果直观的显现出来，无法完全满足教学需求，给教学带来了一定的难度。，

本发明的多模型磁场扫描系统，即是针对电磁场在空间的分布十分复杂的现象，可以有效的呈现磁场的空间分布情况，提供更加直观的信息。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便为初高中乃至大学的物理教学环节尤其针对电磁场部分提供更真实更形象的演示效果，使得学生的认识程度更加深刻。

本发明提供了一种多模型磁场扫描系统，一种多模型磁场扫描系统，包括探头移动滑轨1、磁场探头2、载物台3、运动模块支撑架4和感生磁场模型，运动模块支撑架4分为上下两部分，上部分内侧具有滑轨，下部分在XY平面内设置，具有平行设置的支撑板；载物台3在XY平面内设置，装配在运动模块支撑架4的支撑板上，在驱动电机的驱动下沿X轴和Z轴方向移动，载物台3具有多孔结构，以固定不同形状的感生磁场模型；探头移动滑轨1沿Y轴设置，其装配在运动模块支撑架4的滑轨上，可在Z轴方向上移动，探头移动滑轨1内部具有中空的滑轨；磁场探头2上部连接有滑块，磁场探头2通过滑块装配在移动滑轨1的滑轨内，可在驱动电机驱动下沿Y轴方向移动，也可随着探头移动滑轨1沿Z轴方向移动；感生磁场模型放置在载物台3上，用于产生磁场。

优选地，磁场探头2采用单霍尔片5的结构，用于测量沿Z轴方向的磁场；或采用三个霍尔片6相互正交布置的结构，用于测量沿Z轴方向磁场和测量平行于XY平面的磁场；或采用旋转式探头，用于检测不规则形状物体的磁场。

优选地，磁场探头2采用磁传感器元件，外部连接有相应的检测电路，通过扫描载物台3上感生磁场模型的磁场分布，将相关数据在屏幕上进行显示。

优选地，磁传感器元件为霍尔磁传感器、巨磁阻探头、磁通门磁强计、SQUIDS中的一种。

优选地，感生磁场模型为产生永久磁场的永磁体7。

优选地，感生磁场模型为电生磁单元。

优选地，电生磁单元为通电直导线8、通电线圈9、亥姆霍兹线圈结构的一种，其中亥姆霍兹线圈12由两个通电线圈以及升降杆13组成。

优选地，感生磁场模型为单磁源探测模型，用非磁性材料11将单个磁源10封装，通过在外部扫描磁场，确定磁源在内部封装的具体位置；或为多磁源探测模型，用非磁性材料11将多个磁源10封装，通过在外部扫描磁场，确定磁源在内部封装的具体位置。

优选地，磁源10采用绕制线圈或永磁体，非磁性材料11采用软陶材料。

优选地，感生磁场模型为磁导航条14。

本发明的有益效果在于：

1、本系统设计拥有灵活的三维运动方式，不拘泥于单一平面和有限区域的运动，无论是载物台和磁场探头都有其灵活的运动，其有效的控制系统由相应的上位机控制实现其特定路径。

2、本系统可以的磁场扫描探头，是通过优良设计，可实现运动实时监测功能，采取了有效的运动和采集程序，能有效保证测量的精度和准确性。

3、作为核心的配套部件，磁场生成模块都是生产生活中经常采用的磁场原件，同时又被分为五个主要的类型，囊括了大部分磁场产生的模型，对于学生有很好的演示效果。

附图说明

图1是本发明的一种多模型磁场扫描系统的结构示意图；

图2是本发明的一种多模型磁场扫描系统的一种磁场探头的结构示意图；

图3是本发明的一种多模型磁场扫描系统的另一种磁场探头的结构示意图；

图4是本发明的一种多模型磁场扫描系统的另一种磁场探头的结构示意图；

图5是本发明的一种多模型磁场扫描系统的感生磁场模型之永磁体示意图；

图6是本发明的一种多模型磁场扫描系统的感生磁场模型之通电直导线示意图；

图7是本发明的一种多模型磁场扫描系统的感生磁场模型之通电线圈示意图；

图8是本发明的一种多模型磁场扫描系统的感生磁场模型之单磁源示意图；

图9是本发明的一种多模型磁场扫描系统的感生磁场模型之多磁源示意图；

图10是本发明的一种多模型磁场扫描系统的感生磁场模型之亥姆霍兹线圈示意图；

图11是本发明的一种多模型磁场扫描系统的感生磁场模型之磁导航条示意图。