[发明专利]一种脉冲强磁场发生装置

说明书

技术领域：

本发明内容属于电磁技术领域，涉及一种脉冲发生装置，尤其是一种脉冲强磁场发生装置。

背景技术：

磁场较之电场对生物组织有良好的穿透性，用脉冲磁场辐照生物组织可以产生很多生物效应，诸如刺激运动神经，检测神经的状态；诱发靶点处的铁磁纳米材料产热，杀死癌细胞；促使细胞膜破裂，进行细胞融合等。

现有的脉冲磁场发生装置，为了产生比较强的磁场，线圈中加有导磁率高的铁磁性材料，这样做的结果是：其一线圈的自感很大，di/dt值比较小，产生的脉冲磁场上升沿比较缓，与理想的矩形脉冲磁场相差比较大；其二由于铁磁性材料的使用，脉冲磁场被约束在线圈内或铁磁材料的间隙中，使脉冲磁场的作用区域变小，限制了此类装置的应用领域。由于对脉冲磁场发生装置缺乏有效的控制，所产生脉冲磁场的参数控制得不到有效的保证，直接影响了脉冲磁场发生装置的使用。

鉴于对现有脉冲磁场发生装置背景技术的分析和实际应用的需求，研究一种新的脉冲强磁场发生装置以满足科研和实际应用的需要是非常必要的。

发明内容：

本发明的目的在于解决现有技术在应用过程中暴露出的问题，提供一种脉冲强磁场发生装置，该脉冲强磁场发生装置产生的脉冲磁场强度大，磁场作用区域大、脉冲磁场的波形近乎矩形波，并且可以有效控制磁场的幅值、频率和脉宽。

要解决的技术问题：(1)用空心线圈代替有铁芯的线圈；(2)通过控制电容器中储存的电场能量，保证脉冲磁场幅值的精准；(3)采集所产生的脉冲磁场的信息，并反馈给充电控制，适时调整蓄能的状态；(4)蓄能与释能相互不影响；(5)提供线圈反向电流的释放回路；(6)备有强制电能泄放通路；(7)释能开关无触点并能通过大电流；(8)电路简单，可靠性高；(9)设备使用环境没有特殊的要求。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

一种脉冲强磁场发生装置，包括电源、第一控制单元、蓄能开关、蓄能电容、第二控制单元、释能开关、换能器、第一采样单元、第二采样单元和主控电路；

所述电源、第一控制单元、蓄能开关、蓄能电容、第二控制单元、释能开关和换能器依次正向连接；

所述换能器通过第二采样单元与第一控制单元连接；

所述蓄能电容通过第一采样单元与第一控制单元连接；

所述主控电路分别与第一控制单元和第二控制单元连接。

所述第一采样单元包括串联的第一电阻和第二电阻、串联的第三电阻和第四电阻、串联的第十七电阻和第十八电阻、第一比较器；所述第十七电阻和第十八电阻之间设置有电位器，电位器一端与第一电阻连接，电位器另一端与第十八电阻连接；所述第三电阻一端连接5v电源、另一端连接第一比较器的正端；所述第二电阻一端连接第一比较器的负端，第二电阻另一端接地；所述第一比较器的输出端与第一控制单元的被控制端连接；所述第十七电阻的一端与蓄能电容的正极板连接；所述第十八电阻的接地端与蓄能电容的负极板连接。

所述第二采样单元包括串联的第二十电阻和第二十一电阻、串联的第二十二电阻和第二十三电阻、第二比较器；所述第二十电阻一端连接第二比较器的负端、第二十电阻的另一端连接采样小线圈；所述第二十二电阻一端连接第二比较器的正端，另一端接5v电源；所述第二比较器输出端连接第一控制单元的被控制端；所述第二十一电阻和第二十三电阻接地。

本发明与现有技术相比，其优点和有益效果如下：

(1)用空心线圈代替有铁芯的线圈，回路中的自感大大减小，di/dt值很大，产生的脉冲磁场的波形近乎矩形波；

(2)采用多路控制，既保证电容器蓄能过程和状态的正确，又保证所产生脉冲磁场幅值的精准；

(3)采集所产生的脉冲磁场的信息，并反馈给充电控制，适时调整蓄能的状态；

(4)对电容充电，不是采用经过滤波后的稳定直流信号，而是直接用经过全波整流后的脉动直流信号；

(5)脉冲磁场不被限制在线圈内或铁隙间，而是外漏在线圈外，磁场的作用区域大；

(6)在全波整流后的电压上升部分对蓄能开关触发，实施充电，减小能耗；

(7)频率和脉冲磁场的幅值变化范围宽，在这个范围内的脉冲磁场发生装置还未见报道；

(8)操作方式多样，可自控、手控和脚控。

附图说明：

图1为本发明装置的结构原理图；

图2为本发明装置中的第一控制单元图；

图3为本发明装置中的主控单元图；

图4为本发明装置中的第一采样单元图；