[发明专利]匀强磁场的产生方法、磁场线圈、装置、设备和存储介质

说明书

本申请涉及一种匀强磁场的产生方法、磁场线圈、装置、设备和存储介质。计算机设备向绕制于圆柱面上的至少两个磁场线圈组注入电流；并向设置于圆柱面的高度方向设置的单环线圈注入电流；然后，通过至少两个磁场线圈组以及单环线圈，在圆柱面围成的区域产生匀强磁场；其中，上述至少两个磁场线圈组分别沿圆柱面的第一径向方向和第二径向方向设置，第一径向方向与第二径向方向正交；磁场线圈组包括沿径向方向对称布置的两个鞍形线圈，鞍形线圈由圆形或椭圆形线圈包围在圆柱面上，并在圆柱面的高度方向上伸缩而成。采用上述方法可以大大提升匀强磁场的均匀度。

技术领域

本申请涉及电磁场技术领域，特别是涉及一种匀强磁场的产生方法、磁场线圈、装置、设备和存储介质。

背景技术

磁场线圈是计量仪表等设备中的关键部件，磁场线圈产生的磁场的均匀性是衡量设备质量的重要指标。

传统方法中，可以通过弧形和直线段组成的线圈，在圆柱形空间中产生匀强磁场。但是，由于上述线圈中包含了直线段，使得该线圈所产生的匀强磁场的均匀性低。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种匀强磁场的产生方法、磁场线圈、装置、设备和存储介质。

一种匀强磁场的产生方法，方法包括：

向绕制于圆柱面上的至少两个磁场线圈组注入电流；至少两个磁场线圈组分别沿圆柱面的第一径向方向和第二径向方向设置，第一径向方向与第二径向方向正交；磁场线圈组包括沿径向方向对称布置的两个鞍形线圈，鞍形线圈由圆形或椭圆形线圈包围在圆柱面上，并在圆柱面的高度方向上伸缩而成；

向设置于圆柱面的高度方向设置的单环线圈注入电流；

通过至少两个磁场线圈组以及单环线圈，在圆柱面围成的区域产生匀强磁场。

在其中一个实施例中，第一径向方向和第二径向方向上，均设置第一磁场线圈组和第二磁场线圈组；在圆柱面围成的空间区域中，第一磁场线圈组和第二磁场线圈组在同一个坐标点的磁场偏差之和小于预设阈值；磁场偏差为坐标点的磁感应强度与空间区域的中心位置的磁感应强度的差值。

在其中一个实施例中，上述方法还包括：

按照预设步长对鞍形线圈的曲线参数的取值范围进行遍历，获得多个备选鞍形线圈；

在多个备选鞍形线圈中，搜索满足预设条件的第一磁场线圈组的鞍形线圈，以及第二磁场线圈组的鞍形线圈。

在其中一个实施例中，在多个备选鞍形线圈中，搜索满足预设条件的第一磁场线圈组的鞍形线圈，以及第二磁场线圈组的鞍形线圈，包括：

针对每个备选鞍形线圈，计算备选磁场线圈组在空间区域的目标坐标点处的备选磁场偏差；其中，备选磁场线圈组由两个备选鞍形线圈组成；

根据预设阈值，在各备选磁场偏差中选择第一磁场偏差和第二磁场偏差；第一磁场偏差与第二磁场偏差的和小于预设阈值；

将第一磁场偏差对应的备选鞍形线圈，确定为第一磁场线圈组的鞍形线圈，将第二磁场偏差对应的备选鞍形线圈，确定为第二磁场线圈组的鞍形线圈。

在其中一个实施例中，根据预设阈值，在各备选磁场偏差中选择第一磁场偏差和第二磁场偏差，包括：

根据预设阈值和预设绕线要求，在各备选磁场偏差中选择第一磁场偏差和第二磁场偏差；绕线要求包括第一磁场线圈组和第二磁场线圈组等高，或第一磁场线圈组和第二磁场线圈组周向相接。

在其中一个实施例中，上述方法还包括：

根据圆柱面的几何参数以及预设的结构设计要求，确定曲线参数的取值范围；曲线参数包括鞍形线圈的半张角和高度调节系数；取值范围包括半张角取值范围和高度调节系数取值范围。