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1、(10)申请公布号 CN 102945721 A (43)申请公布日 2013.02.27 C N 1 0 2 9 4 5 7 2 1 A *CN102945721A* (21)申请号 201210500145.9 (22)申请日 2012.11.30 H01F 5/02(2006.01) H01F 41/04(2006.01) G01R 33/02(2006.01) (71)申请人中国船舶重工集团公司第七二二研 究所 地址 430205 湖北省武汉市江夏区藏龙岛开 发区藏龙大道3号 (72)发明人张杨勇 周志宇 胡刚 范育兵 李文彬 (74)专利代理机构武汉凌达知识产权事务所 (特殊普通合伙。
2、) 42221 代理人宋国荣 (54) 发明名称 一种产生均匀磁场的装置 (57) 摘要 本发明涉及一种产生均匀磁场的装置，包括 两个长宽相同且平行放置的矩形线圈；两个矩形 线圈串联，且两个矩形线圈平面之间的垂直距离 小于矩形线圈的宽度。目的在于产生一定强度的 均匀磁场，作为磁传感器的标定信号。本发明各独 立部件构造简单，取材方便，便于携带，特别适合 磁传感器的测试，整个框架可拆卸，大大方便了野 外和屏蔽室应用时的组装和运输。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 。
3、页 1/1页 2 1.一种产生均匀磁场的装置，其特征在于，包括两个长宽相同且平行放置的矩形线圈； 两个矩形线圈串联，且两个矩形线圈平面之间的垂直距离小于矩形线圈的宽度。 2.根据权利要求1所述的一种产生均匀磁场的装置，其特征在于，两个矩形线圈的长 宽相等，所述两个矩形线圈平面之间的垂直距离为矩形线圈宽度的一半。 3.根据权利要求2所述的一种产生均匀磁场的装置，其特征在于，两个矩形线圈固定 在两个矩形框架上，矩形框架由四根塑料管首尾连接固定组成，四根塑料管的首尾连接点 通过木质连接块连接固定。 4.根据权利要求3所述的一种产生均匀磁场的装置，其特征在于，两个矩形框架平行 设置，两个矩形框架对称的。
4、四个顶点分别通过塑料管固定，塑料管两端分别与木质连接块 固定。 5.根据权利要求3所述的一种产生均匀磁场的装置，其特征在于，每个矩形线圈由单 根导线顺时针或者逆时针缠绕在塑料管管壁上，导线绷直后用绝缘胶带固定于塑料管壁， 两个矩形线圈的单根导线相互串联。 6.根据权利要求3所述的一种产生均匀磁场的装置，其特征在于，所述的木质连接块 三面钻有与塑料管直径大小相应的插孔。 权 利 要 求 书CN 102945721 A 1/3页 3 一种产生均匀磁场的装置 技术领域 0001 本发明涉及一种电磁线圈，尤其是涉及一种产生均匀磁场的装置。 背景技术 0002 在大地电磁探测领域，测试低频段磁传感器的幅。
5、频和相频特性时需要使用强度已 知的均匀磁场。 0003 现有亥姆霍兹线圈是一种产生均匀磁场的量具，它由两个半径相同、结构完全一 样的圆形线圈串联组成，两个圆形线圈平行放置且两个圆形线圈平面之间的距离L等于线 圈半径R，称为亥姆霍兹条件。亥姆霍兹线圈产生均匀磁场，磁场强度B： (1)， 式中： 圆形线圈的半径R，单位m，单个圆形线圈的匝数N，通过圆形线圈的电流I，单 位A；真空导磁率 。 0004 亥姆霍兹线圈设计过程中对线圈的材料和绕法、骨架的材料与尺寸都有严格的要 求，一般采用非金属物质搭建圆形骨架，采取电流同向多层平绕。大地电磁探测（MT）仪器 的磁传感器长度在1米左右，如德国Metron。
6、ix公司的MFS-06磁传感器为1.25米，亥姆霍 兹线圈的半径就得大于等于磁传感器长度，整个装置体积较大，圆形骨架需要定制，且携带 和组装都不方便。在测试磁传感器时，由于工频干扰信号较强，磁传感器内置的前置放大器 饱和使测试结果的准确性降低，为了测得准确的结果，需要在大型的屏蔽室内或野外工频 干扰较低的条件下进行测试，现有的亥姆霍兹线圈很笨重，携带和组装不方便，不便于携带 至屏蔽室或野外使用。 发明内容 0005 本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种产生均匀磁场的装置，能产生一 定强度的均匀磁场，作为磁传感器的标定信号；本发明各独立部件构造简单，取材方便，便 于携带，特别适合磁传感器的。
7、测试，整个框架可拆卸，大大方便了野外和屏蔽室应用时的组 装和运输。 0006 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的： 一种产生均匀磁场的装置，包括两个长宽相同且平行放置的矩形线圈；两个矩形线圈 串联，且两个矩形线圈平面之间的垂直距离小于矩形线圈的宽度。 0007 在上述的一种产生均匀磁场的装置，两个矩形线圈的长宽相等，所述两个矩形线 圈平面之间的垂直距离为矩形线圈宽度的一半。 0008 在上述的一种产生均匀磁场的装置，两个矩形线圈固定在两个矩形框架上，矩形 框架由四根塑料管首尾连接固定组成，四根塑料管的首尾连接点通过木质连接块连接固 定。 说 明 书CN 102945721 A。
8、 2/3页 4 0009 本发明整个框架可拆卸，通过控制矩形线圈中的电流强度，该装置可在矩形框 架内形成相应强度的均匀磁场。两个矩形框架内某点的磁场强度： (2)， 式中：两个矩形线圈平面之间的距离，单位m，矩形线圈边长，单位m，矩形线圈上 通过的电流，单位A，真空导磁率 0 410 -7 H/m ，两个矩形框架内某点与两个矩形 框架的中心轴的距离，0L。 0010 在上述的一种产生均匀磁场的装置，两个矩形框架平行设置，两个矩形框架对称 的四个顶点分别通过塑料管固定，塑料管两端分别与木质连接块固定。 0011 在上述的一种产生均匀磁场的装置，每个矩形线圈由单根导线顺时针或者逆时针 缠绕在塑料管。
9、管壁上，导线绷直后用绝缘胶带固定于塑料管壁，两个矩形线圈的单根导线 相互串联。 0012 在上述的一种产生均匀磁场的装置，所述的木质连接块三面钻有与塑料管直径大 小相应的插孔。 0013 因此，本发明具有如下优点：各独立部件构造简单，取材方便，便于携带，特别适合 磁传感器的测试，整个框架可拆卸，大大方便了野外和屏蔽室应用时的组装和运输。 附图说明 0014 图1为本发明实施例结构示意图。 0015 图2 为本发明实施例磁场强度控制原理图。 0016 图3 本发明实施例矩形框内磁场强度变化曲线。 具体实施方式 0017 下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。 0018。
10、 实施例：一种产生均匀磁场的装置，包括两个长宽相同且平行放置的矩形线圈； 两个矩形线圈串联，且两个矩形线圈平面之间的垂直距离小于矩形线圈的宽度。所述的两 个矩形线圈的长宽相等，所述两个矩形线圈平面之间的垂直距离为矩形线圈宽度的一半。 所述的两个矩形线圈固定在两个矩形框架上，矩形框架由四根塑料管首尾连接固定组成， 四根塑料管的首尾连接点通过木质连接块2连接固定。所述的两个矩形框架平行设置，两 个矩形框架对称的四个顶点分别通过塑料管固定，塑料管两端分别与木质连接块2固定。 所述的每个矩形线圈由单根导线顺时针或者逆时针缠绕在塑料管管壁上，导线绷直后用绝 缘胶带固定于塑料管壁，两个矩形线圈的单根导线相。
11、互串联。所述的木质连接块2三面钻 有与塑料管直径大小相应的插孔。 0019 如图1所示，本发明的一个实施例，由两个结构完全一样的线圈串联组成，两个线 圈平行放置，所述两个结构完全一样的线圈为矩形线圈，两个矩形线圈平面之间的距离L 为1.5m； 每个矩形线圈骨架由4根长度为3m的PVC塑料管1通过木质连接块2接插构成矩形 框架，两个矩形框架的4个顶点之间通过4根长度为1.5m的PVC塑料管3及木质连接块2 说 明 书CN 102945721 A 3/3页 5 接插连接；所述木质连接块2为立方体，其三面钻有与PVC塑料管直径大小相应的插孔； 单根导线沿各矩形框架同按顺时针或逆时针方向布线，导线绷直。
12、后用绝缘胶带固定于 PVC塑料管壁。 0020 如图2所示，由信号源输出一定幅度的信号至本发明的矩形线圈，矩形线圈串联 阻值为500的精密电阻，便于控制矩形线圈中的电流强度。由电压表读取该精密电阻的 电压大小，电压值除以电阻值即可准确得到矩形线圈中的电流强度，通过控制信号源输出 电压大小就可以控制该装置的磁场强度。电流强度为5mA，边长为3m时矩形线圈内磁场强 度变化如图3所示，与中心轴不同距离Z处磁场场强变化约0.6dB，将磁传感器置于矩形线 圈中心轴时，其磁场强度是已知且固定不变的，可作为测试用均匀磁场使用。 0021 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领 域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替 代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。 说 明 书CN 102945721 A 1/2页 6 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102945721 A 2/2页 7 图3 说 明 书 附 图CN 102945721 A 。