磁聚焦線圈及其陣列的設(shè)置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明公開(kāi)了一種磁聚焦線圈及其陣列的設(shè)置方法，屬于磁聚焦技術(shù)領(lǐng)域。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004] 隨著磁聚焦技術(shù)在醫(yī)學(xué)、石油勘測(cè)等領(lǐng)域的廣泛使用，為了實(shí)現(xiàn)磁聚焦，各種各樣 為實(shí)現(xiàn)聚焦而設(shè)計(jì)的線圈陣列結(jié)構(gòu)也不斷被提出。從最初的8字形線圈到H維空間線圈陣 列結(jié)構(gòu)，都是針對(duì)如何提高線圈陣列聚焦性的問(wèn)題而設(shè)計(jì)的。
[0005] 簡(jiǎn)單的單個(gè)線圈（圓形線圈，矩形線框等）實(shí)現(xiàn)的電磁場(chǎng)聚焦性能不好，聚焦區(qū)域 過(guò)大，磁場(chǎng)能量分散，且不能滿足深度的測(cè)量的需求。
[0006] 8字形線圈是把兩個(gè)圓形線圈挨邊放置，兩個(gè)圓形線圈中的電流相反，由于圓形線 圈的感應(yīng)電場(chǎng)在邊緣處幅值最大，中也處最小，故8字形線圈的感應(yīng)電場(chǎng)在兩圓線圈相接 處下面形成最大值區(qū)域，但最大區(qū)域中的磁場(chǎng)與其它位置的磁場(chǎng)差別并不是非常大，磁聚 焦的效果也不理想。
[0007] H維空間線圈陣列模型電磁場(chǎng)聚焦性大大的提高了，基本可W實(shí)現(xiàn)"點(diǎn)聚焦"，但 是將其應(yīng)用于實(shí)際中時(shí)(例如：瞬變電磁法估測(cè)管道剩余厚度)，由于線圈模型制造過(guò)程中 精確度要求較高，例如H維空間結(jié)構(gòu)中各線圈的角度等，不僅生產(chǎn)工藝繁雜，而且無(wú)法保證 聚焦的精確度；再加上許多線圈陣列模型的實(shí)際測(cè)量中，因?yàn)槟Ｐ捅旧碛屑饨牵ɡ饨?，導(dǎo) 致在實(shí)際測(cè)量時(shí)不好擺放最佳測(cè)量位置，從而產(chǎn)生測(cè)量盲區(qū)，影響測(cè)量的準(zhǔn)確度與精確度。 所W設(shè)計(jì)線圈模型既要考慮聚焦性和制造工業(yè)的缺陷，同時(shí)還要兼顧便于最佳測(cè)量位置擺 放。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，線圈的實(shí)體模型制作過(guò)程中，無(wú)法對(duì)精確度進(jìn)行保證，影響到測(cè)量的準(zhǔn)確 度與精確度。
[0008] 許多模型，特別是有很多棱角的模型，其空間各個(gè)子線圈間的角度擺放與尺寸的 固定，W及測(cè)量的時(shí)候模型的擺放與測(cè)量目標(biāo)的相對(duì)位置的契合度會(huì)產(chǎn)生測(cè)量的盲區(qū)，導(dǎo) 致影響到測(cè)量的準(zhǔn)確度與精確度。
[0009] 上述方案的線圈陣列的電磁場(chǎng)聚焦性能；實(shí)際應(yīng)用時(shí)的工藝制作難度；測(cè)量時(shí)便 于測(cè)量與否，有盲區(qū)等。該些問(wèn)題的存在都嚴(yán)重的影響到了磁聚焦技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用效 果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種聚焦性能有很大的改善，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易制作， 且測(cè)量時(shí)簡(jiǎn)便容易，不存在測(cè)量盲區(qū)的磁聚焦線圈及其陣列的設(shè)置方法。
[0011] 本發(fā)明的技術(shù)特征在于；提出了同也圓線圈陣列模型結(jié)構(gòu)，既考慮了線圈陣列的 整體電磁場(chǎng)聚焦性能，也考慮了實(shí)際的工藝制作難度，還考慮在測(cè)量時(shí)是否便于測(cè)量，減少 測(cè)量盲區(qū)的H方面缺陷。此模型的聚焦性能有很大的改善提高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易制作，且測(cè)量時(shí) 方便容易，不存在盲區(qū)的測(cè)量問(wèn)題。
[0012] 具體的結(jié)構(gòu)是由至少兩個(gè)處于同也圓形狀分布的線圈組，依次套疊在一起，每個(gè) 線圈的一個(gè)端部共處于同一平面中。
[0013] 與單個(gè)線圈相比，根據(jù)磁場(chǎng)的矢量疊加原理，由公式
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種磁聚焦線圈陣列的設(shè)置方法，其特征是發(fā)射線圈陣列至少由兩個(gè)處于同心圓形 狀分布的線圈組，依次套疊在一起，兩個(gè)線圈的一側(cè)端部共處于同一平面中，主發(fā)射圈半徑 最小為rl，輔助發(fā)射圈緊靠主發(fā)射圈，且比主發(fā)射圈尺寸大，半徑為r2,且r2/rl的比值取 值在（1，2]區(qū)間內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁聚焦線圈陣列的設(shè)置方法，其特征是所述的兩個(gè)線圈半徑 不同，線圈1的半徑rl=lcm,線圈2的半徑r2的取值范圍在（1，2]cm,且0.Icm個(gè)單位增 加其半徑，即是線圈2與線圈1滿足半徑比范圍在（1，2]。
3. -種磁聚焦線圈，包括至少兩個(gè)單線圈，其特征是兩個(gè)線圈自內(nèi)向外依次套疊在一 起呈同心圓形，兩個(gè)線圈的一側(cè)端部共處于同一平面中；主發(fā)射圈半徑最小為rl，輔助發(fā) 射圈緊靠主發(fā)射圈，且比主發(fā)射圈尺寸大，半徑為r2,且r2/rl的比值取值在（1，2]區(qū)間內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁聚焦線圈，其特征是所述的兩個(gè)線圈半徑不同，線圈1的半 徑rl=lcm，線圈2的半徑r2的取值范圍在（1，2]cm，且0.Icm個(gè)單位增加其半徑，即是線 圈2與線圈1滿足半徑比范圍在（1，2]。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁聚焦線圈，其特征是所述的線圈1的內(nèi)半徑 rl為10cm， 外半徑為20cm，繞線的橫向厚度W為lcm，縱向高度H為2cm;線圈2的內(nèi)半徑r2為20cm， 外半徑為30cm，繞線的橫向厚度W為lcm，縱向高度H為2cm; 均采用線徑為〇. 51mm的漆包線繞制，內(nèi)圓繞制769匝，外圓繞制504匝，線圈總長(zhǎng)均L為918m，兩者的電阻值均為82. 2歐姆。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁聚焦線圈，其特征是所述的線圈1的內(nèi)半徑 rl為10cm， 外半徑為20cm，繞線的橫向厚度W為lcm，縱向高度H為2cm;線圈2的內(nèi)半徑r2為20cm， 外半徑為30cm，繞線的橫向厚度W為lcm，縱向高度H為2cm; 均采用線徑為〇. 51mm的漆包線繞制，內(nèi)圓繞制769匝，外圓繞制504匝，線圈總長(zhǎng)均L為918m，兩者的電阻值均為82. 2歐姆； 在線圈2外面套疊有接收線圈3,接收線圈3的內(nèi)半徑為30cm，外半徑為40cm，繞線的 橫向厚度W為lcm，縱向高度H為2cm，線圈導(dǎo)線不計(jì)長(zhǎng)度，繞滿為止。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種磁聚焦線圈及其陣列的設(shè)置方法，屬于磁聚焦技術(shù)領(lǐng)域。提供一種聚焦性能有很大的改善，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易制作，且測(cè)量時(shí)簡(jiǎn)便容易，不存在測(cè)量盲區(qū)的磁聚焦線圈及其陣列的設(shè)置方法。其特征是由至少兩個(gè)處于同心圓形狀分布的線圈組，依次套疊在一起，兩個(gè)線圈的一側(cè)端部共處于同一平面中，且兩個(gè)線圈半徑不同，線圈1的半徑r1=1cm,線圈2的半徑r2的取值范圍在(1,2]cm，且0.1cm個(gè)單位增加其半徑，即是線圈2與線圈1滿足半徑比范圍在(1,2]。本發(fā)明的聚焦性較單個(gè)線圈或現(xiàn)有技術(shù)中的8字形線圈和一些線圈陣列，聚焦效果得到了極大的改善；本發(fā)明可比例性的放大或縮小，應(yīng)用范圍極廣；例如：大的可應(yīng)用到石油勘測(cè)領(lǐng)域，而小的可應(yīng)用到醫(yī)療器械領(lǐng)域等等。
【IPC分類】G01N27-82, H01F41-06, H01F5-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104700974
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410834549
【發(fā)明人】王觀軍, 陳健飛, 王安泉, 馮國(guó)棟, 楊勇, 孫東, 王春光, 江文軍
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司技術(shù)檢測(cè)中心
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2014年12月30日