專利名稱：一種充磁裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種充磁裝置，尤其是涉及被充磁體對充磁偏角要求較高的一種 充磁裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的磁體充磁裝置用單個空心螺線管線圈產(chǎn)生的磁場進行充磁，這種充磁方式 能滿足工業(yè)上大部分需要。利用充磁裝置給被充磁體充磁時，被充磁體的被磁化方向與被 充磁體要求充磁的方向不會完全一致，兩者之間有一個夾角，一般稱為充磁偏角。傳統(tǒng)的用 單個空心螺線管線圈制成的充磁裝置由于空心螺線管線圈自身的局限性，產(chǎn)生的磁場不能 保證在充磁區(qū)域是一個均勻的磁場，這是引起充磁偏角的重要因素之一。充磁偏角的存在 對于某些精密磁性器件的工作有很大的影響，例如應(yīng)用在精密磁懸浮器件中的磁環(huán)，如果 在充磁時產(chǎn)生較大的充磁偏角，磁懸浮器件中懸浮部件最終也會相對固定部件有一個明顯 的偏角，這無疑將大大影響器件的工作性能，甚至導(dǎo)致器件無法工作。隨著磁懸浮器件以及核磁共振等對磁體充磁方向一致性有很高要求的精密儀器 的發(fā)展，怎樣減小磁體的充磁偏角成為制約精密磁性器件發(fā)展的一個重大技術(shù)難題，目前 世界上也沒有一個系統(tǒng)的解決方法。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有的充磁裝置由于充磁區(qū)域內(nèi)磁場不均 勻造成被充磁體的充磁偏角比較大的問題，提供一種充磁裝置，保證能夠在充磁線圈兩端 及兩端之間的充磁區(qū)域產(chǎn)生勻強磁場，以改善被充磁體的充磁偏角，滿足對充磁偏角要求 非常嚴格的精密磁性器件的充磁要求。本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種充磁裝置，包括充磁線 圈骨架，緊密纏繞在該充磁線圈骨架上的充磁線圈，以及與該充磁線圈相電連接的外部接 線端子；充磁線圈由兩個半徑和匝數(shù)完全相同的第一線圈與第二線圈組成，第一線圈與第 二線圈之間的間距等于第一線圈的半徑，且第一線圈和第二線圈內(nèi)的通電電流方向相同， 在第一線圈和第二線圈的兩端及兩端之間的充磁區(qū)域產(chǎn)生勻強磁場；充磁線圈骨架制有中 空腔體，在該中空腔體內(nèi)設(shè)置有充磁夾具，充磁夾具將被充磁體固定在第一線圈和第二線 圈的幾何中心位置。為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的措施還包括上述的第一線圈和第二線圈相串聯(lián)連接或者相并聯(lián)連接。上述充磁線圈骨架的外周分別制有安裝第一線圈和第二線圈的凹槽，第一線圈和 第二線圈套設(shè)在充磁線圈骨架的凹槽內(nèi)。上述充磁夾具包括充磁夾具端蓋，與所述充磁夾具端蓋相配接的充磁夾具底座， 在充磁夾具端蓋與充磁夾具底座的配接面制有放置被充磁體的凹槽。上述充磁線圈骨架、第一線圈和第二線圈的外部設(shè)置有用于磁屏蔽的外部封裝部件。 上述外部封裝部件包括用于放置充磁線圈骨架，第一線圈和第二線圈的密封絕緣 套，設(shè)置在密封絕緣套上部的充磁線圈蓋板，設(shè)置在密封絕緣套下部的充磁線圈底板，連接 充磁線圈蓋板與充磁線圈底板的支撐柱。上述充磁線圈骨架由耐壓絕緣材料制成。上述充磁線圈骨架由尼龍制成。上述第一線圈與第二線圈由漆包線制成。上述被充磁體是磁環(huán)或圓柱狀磁體。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型充磁裝置的第一線圈與第二線圈工作時在第一線圈 與第二線圈的兩端及兩端之間的充磁區(qū)域產(chǎn)生一個方向和線圈骨架軸線完全一致的勻強 磁場，其磁場的二階導(dǎo)數(shù)為零。所以，用這種充磁裝置來對被充磁體充磁時，被充磁體的充 磁偏角將大大改善，從而滿足磁懸浮器件以及核磁共振等精密磁性器件對磁體充磁的要 求。

圖1是本實用新型充磁裝置的總裝配圖；圖2是圖1所示充磁裝置的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖3是圖1所示充磁裝置的電連接圖；圖4是本實用新型充磁裝置充磁區(qū)域的磁力線分布示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。圖1至圖4所示為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。其中的附圖標記為充磁線圈骨架1、第一線圈2a、第二線圈2b、充磁夾具端蓋3a、 充磁夾具底座3b、被充磁體4、充磁線圈蓋板5、充磁線圈底板6、支撐柱7、密封絕緣套8、線 圈引線9、外部接線端子10。由圖1所示充磁裝置的總裝配圖以及圖2所示充磁裝置的結(jié)構(gòu)剖視圖可知，該充 磁裝置包括充磁線圈骨架1，充磁線圈和外部接線端子9。其中，充磁線圈骨架1呈中空的 圓柱體；充磁線圈緊密纏繞在充磁線圈骨架1上，充磁線圈由兩個半徑和匝數(shù)完全相同的 第一線圈2a與第二線圈2b組成，第一線圈2a與第二線圈2b之間的間距等于第一線圈2a 的半徑，也即第二線圈2b的半徑；在充磁線圈骨架1的外周分別制有安裝第一線圈2a和第 二線圈2b的凹槽，第一線圈2a和第二線圈2b套設(shè)在充磁線圈骨架1的凹槽內(nèi)。當給該充 磁裝置通電后第一線圈2a與第二線圈2b內(nèi)通電電流方向相同，在第一線圈2a和第二線圈 2b的兩端及兩端之間的充磁區(qū)域產(chǎn)生勻強磁場。第一線圈2a與第二線圈2b可以相互串聯(lián) 連接或者相互并聯(lián)連接在一起，兩端的線圈引線9連接在外部接線端子10上。在充磁線圈 骨架1的中空部分固定放置充磁夾具，其包括充磁夾具端蓋3a和充磁夾具底座3b，該充磁 夾具端蓋3a和充磁夾具底座3b相互配接，在配接面制有放置被充磁體4的凹槽。充磁夾 具將被充磁體4固定在第一線圈2a和第二線圈2b的幾何中心位置。為了保護該充磁裝置的牢固性以及操作人員的安全，在充磁線圈骨架1、第一線圈2a和第二線圈2b的外部制有外部封裝部件。如圖1所示，外部封裝部件包括用于放置充磁 線圈骨架1、第一線圈2a和第二線圈2b的密封絕緣套8，設(shè)置在密封絕緣套8上部的充磁 線圈蓋板5，下部的充磁線圈底板6以及連接充磁線圈蓋板5與充磁線圈底板6的支撐柱 7。第一線圈2a與第二線圈2b兩端的線圈引線9通過密封絕緣套8連接在外部的接線端 子9上。第一線圈2a，即第二線圈2b的半徑與被充磁體4的尺寸有關(guān)，根據(jù)被充磁體4的 尺寸范圍確定第一線圈2a的半徑范圍，然后進行優(yōu)化設(shè)計后得到一個優(yōu)化的第一線圈2a 的半徑值，具有該半徑值的第一線圈2a與第一線圈2b可以滿足上述尺寸范圍內(nèi)的被充磁 體4的充磁要求。被充磁體4的形狀不限，可以是磁環(huán)，圓柱狀磁體或其他形狀的磁體。充磁線圈骨架1骨架需要有一定強度，防止繞線后產(chǎn)生變形，一般采用耐壓絕緣 材料制成，優(yōu)選由耐壓絕緣尼龍制成。第一線圈2a與第二線圈2b由耐壓絕緣等級高的材 料制成，優(yōu)選由漆包線制成。當用該充磁裝置給被充磁體4充磁時，將被充磁體4通過充磁夾具端蓋3a夾放在 充磁夾具底座3b上，保證被充磁體4固定在第一線圈2a和第二線圈2b的幾何中心位置。 通過外接電源給該充磁裝置通電，如圖3所示，電源裝置輸出高壓電，通過控制器向該充磁 裝置輸送給定強度的脈沖電流，該脈沖電流通過接線端子10引入第一線圈2a與第二線圈 2b，如圖4所示，在第一線圈2a與第二線圈2b兩端及兩端之間的充磁區(qū)域產(chǎn)生均勻的磁 場，該磁場的二階導(dǎo)數(shù)達到零，即為非常均勻的勻強磁場。本實施例中，被充磁體是一磁環(huán)，第一線圈2a的半徑為100毫米，線圈使用裸線線 徑為2. 12毫米的圓形漆包線，第一線圈2a與第二線圈2b的線圈匝數(shù)均為76匝，當通入 2700安培的電流時，在充磁區(qū)域產(chǎn)生4特斯拉的磁場強度。該尺寸大小的第一線圈2a與第 二線圈2b能夠滿足直徑小于50毫米的磁環(huán)的充磁要求。本實用新型的最佳實施例已闡明，由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員做出的各種變化或改型 都不會脫離本實用新型的范圍。
權(quán)利要求一種充磁裝置，包括充磁線圈骨架(1)、緊密纏繞在該充磁線圈骨架(1)上的充磁線圈，以及與該充磁線圈相電連接的外部接線端子(10)，其特征是所述的充磁線圈由兩個半徑和匝數(shù)完全相同的第一線圈(2a)與第二線圈(2b)組成，第一線圈(2a)與第二線圈(2b)之間的間距等于第一線圈(2a)的半徑，且第一線圈(2a)和第二線圈(2b)內(nèi)的通電電流方向相同，在第一線圈(2a)和第二線圈(2b)的兩端及兩端之間的充磁區(qū)域產(chǎn)生勻強磁場；所述的充磁線圈骨架(1)制有中空腔體，在該中空腔體內(nèi)設(shè)置有充磁夾具，充磁夾具將被充磁體(4)固定在第一線圈(2a)和第二線圈(2b)的幾何中心位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種充磁裝置，其特征是所述的第一線圈(2a)和第二線圈 (2b)相串聯(lián)連接或者相并聯(lián)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種充磁裝置，其特征是所述的充磁線圈骨架(1)的外周 分別制有安裝第一線圈(2a)和第二線圈(2b)的凹槽，所述的第一線圈(2a)和第二線圈 (2b)套設(shè)在充磁線圈骨架(1)的凹槽內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種充磁裝置，其特征是所述的充磁夾具包括充磁夾具端 蓋(3a)，與所述充磁夾具端蓋(3a)相配接的充磁夾具底座(3b)，在充磁夾具端蓋(3a)與 充磁夾具底座(3b)的配接面制有放置被充磁體(4)的凹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一權(quán)利要求所述的一種充磁裝置，其特征是所述的充磁線 圈骨架(1)、第一線圈(2a)和第二線圈(2b)的外部設(shè)置有用于磁屏蔽的外部封裝部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種充磁裝置，其特征是所述的外部封裝部件包括用于放 置所述充磁線圈骨架(1)、第一線圈(2a)和第二線圈(2b)的密封絕緣套(8)、設(shè)置在該密 封絕緣套(8)上部的充磁線圈蓋板(5)、設(shè)置在該密封絕緣套(8)下部的充磁線圈底板(6) 以及連接充磁線圈蓋板(5)與充磁線圈底板(6)的支撐柱(7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種充磁裝置，其特征是所述的充磁線圈骨架(1)由耐壓 絕緣材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種充磁裝置，其特征是所述的充磁線圈骨架(1)由尼龍 制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種充磁裝置，其特征是所述的第一線圈(2a)與第二線圈 (2b)由漆包線制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種充磁裝置，其特征是所述的被充磁體(4)是磁環(huán)或圓 柱狀磁體。
專利摘要本實用新型公開了一種充磁裝置，包括充磁線圈骨架，緊密纏繞在該充磁線圈骨架上的充磁線圈，以及與該充磁線圈相電連接的外部接線端子；充磁線圈由兩個半徑和匝數(shù)完全相同的第一線圈與第二線圈組成，第一線圈與第二線圈之間的間距等于第一線圈的半徑，且第一線圈和第二線圈內(nèi)的通電電流方向相同，在第一線圈和第二線圈的兩端及兩端之間的充磁區(qū)域產(chǎn)生勻強磁場；充磁線圈骨架制有中空腔體，在該中空腔體內(nèi)設(shè)置有充磁夾具，充磁夾具將被充磁體固定在第一線圈和第二線圈的幾何中心位置。與現(xiàn)有的充磁裝置相比，該充磁裝置將大大改善被充磁體的充磁偏角，從而滿足對充磁偏角有嚴格要求的精密磁性器件的充磁要求。
文檔編號H01F13/00GK201655469SQ20102012846
公開日2010年11月24日 申請日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月11日
發(fā)明者李冶夫, 陳琛 申請人:中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所