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高频脉冲弱磁场检测技术的研究
生物医学领域中通常涉及高频瞬态弱磁场的应用,目前通用的磁感应强度探头无法满足MHz脉冲磁场的测量需求,为了准确测量MHz脉冲弱磁场,研究设计了对0.1～1 MHz脉冲磁场进行测量及标定的技术.设计一套由非铁磁性材料制成的脉冲磁场测量与标定装置,通过装置将磁场发生线圈与磁场检测线圈的相对位置精确固定.选用正弦脉冲施加于磁场发生线圈,采集检测线圈产生的感应电动势,根据法拉第电磁感应定律在Matlab平台编写算法,仿真计算得到MHz脉冲磁场强度并标定.实现了频率分别为0.5、1.0、1.5 MHz强度为μT量级磁场的准确测量,测量结果通过标定,与真实值的相对误差约为2.5％,保持较好的稳定性和一致性.
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磁场方式的内窥镜体内三维定位与追踪方法研究
本研究以磁场方式来测定内窥镜探头在人体内的三维位置及姿态角.根据三个互相正交的圆环线圈在其周围空间任意点产生的三维磁感应强度表达式,以及附着于内窥镜探头上的三个相互正交的磁场传感器在该磁场空间任意点以任意姿态感应磁场时所获得信号的表达式,建立以空间位置(x,y,z),姿态角(a,b,c)为未知数的六元非线性方程组.使用具有全局收敛特性的牛顿-拉夫森算法求解非线性方程组,由磁场传感器所获得的测量数据计算出对应的一组位置和姿态(x,y,z,a,b,c),从而实现内窥镜探头的三维定位和跟踪.
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磁场环境对磁场测量仪表正常测量的影响
目的:研究磁场环境对磁场测量仪表正常测量的影响.方法:用指针式测量仪表和数字式测量仪表,在不同强度的恒定磁场和0.1Hz的交变磁场环境中实验. 结果:本实验磁场环境对CTS-27型数字特斯拉计正常测量无影响;在13.8mT以下的0.1Hz交变磁场或9.6mT以下的恒定磁场环境中,对CT3型高斯计正常测量无影响.结论:一般而言,指针式测量仪表仅适用于较低磁场(10mT以下)环境中磁场分布的直接测量,数字式测量仪表适用于不同种类磁场环境的直接测量.
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适用于小型动物实验的重复经颅磁刺激线圈冷却方法研究
针对SD大鼠实验中线圈缺少冷却系统的问题,本研究通过电磁场仿真的方法优化线圈形状参数,设计了一套线圈液体冷却装置,通过传热分析确定液体流速与线圈表面温度的关系.在实验中对组装好的线圈进行感应电场和温度测试.实验结果表明本研究所制作的线圈感应电场参数与仿真参数相匹配,能很好的作用在实验动物上;冷却系统具有良好的冷却效率,在常温液压油冷却下,线圈表面温度能稳定在45℃以下,且其电阻并未出现较大变化,表明本研究研制的带有冷却装置经颅磁刺激线圈系统,可以满足较长时间重复刺激的要求.实验结果为重复经颅磁刺激动物实验及其未来应用提供重要的科学依据.
