本發(fā)明公開了一種均勻磁場發(fā)生器，包括：一對永磁體，多個采用高磁導(dǎo)率材料制成的環(huán)，和采用低磁導(dǎo)率材料制成的固定部，所述一對永磁體分別固定在所述固定部的兩端，多個所述環(huán)均勻固定在所述固定部的周面上。本發(fā)明的均勻磁場發(fā)生器無功耗、且體積小，成本低，而且便于攜帶。此外，本發(fā)明的均勻磁場發(fā)生器應(yīng)用廣泛，可被廣泛用于基于磁致伸縮材料的驅(qū)動器、換能器、傳感器或者由驅(qū)動器、換能器、傳感器形成的陣列等，也可用于其他需要直流磁環(huán)境的任何裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種均勻磁場發(fā)生器，尤其涉及一種無功耗、便攜式的均勻磁場發(fā)生器。

背景技術(shù)

均勻磁場空間在物理實驗、中子束研究、材料科學(xué)以及醫(yī)療的應(yīng)用上扮演著重要的角色，尤其是基于磁致伸縮材料制作的各種傳感器或者驅(qū)動器更需要一個均勻的偏置磁場來使磁致伸縮材料如非晶合金帶或者Terfenol-D合金等發(fā)揮其最優(yōu)性能。磁致伸縮效應(yīng)是二階效應(yīng)，事實上磁致伸縮材料在零場附近的磁致伸縮效應(yīng)特別弱，所以磁致伸縮材料需要磁偏置來使它們能發(fā)揮最強的磁致伸縮效應(yīng)。例如在磁電型弱磁傳感器陣列中（磁電型弱磁傳感器是基于磁致伸縮效應(yīng)與壓電效應(yīng)的磁傳感器），為使陣列中各個磁傳感器性能保持一致，各個敏感單元要放置在同樣的磁偏置環(huán)境中。這就對磁場發(fā)生裝置有一個較高的要求。

已知均勻磁場發(fā)生器有螺線管線圈磁場發(fā)生器或亥姆霍茨線圈磁場發(fā)生器，然而基于線圈的磁場發(fā)生器都需要直流電流連續(xù)供電才能保持線圈產(chǎn)生穩(wěn)恒磁場。傳感器往往放置在電很難達(dá)到的地方，所以線圈式磁場發(fā)生器嚴(yán)重阻礙了基于磁致伸縮材料傳感器的使用范圍。而且線圈式磁場發(fā)生器所需電流大，功耗大，這嚴(yán)重阻礙了低功耗傳感器的使用。

最常見的磁場發(fā)生設(shè)備是永磁鐵，永磁鐵磁場發(fā)生器無功耗。常見的永磁鐵的形狀有圓片狀、方片狀、圓環(huán)狀和馬蹄形等。但是基于片狀或環(huán)狀的永磁鐵產(chǎn)生的磁場都極不均勻，這對磁場均勻度要求較高的磁致伸縮材料而言將嚴(yán)重降低磁致伸縮材料的性能。馬蹄形磁鐵產(chǎn)生的磁場均勻度比片狀或者環(huán)狀永磁鐵稍高，而且均勻磁場空間小，也不適用于磁致伸縮材料。

所以對基于磁致伸縮材料的傳感器或者驅(qū)動器而言，研制出一種無功耗、磁場均勻的磁場發(fā)生裝置將會大大拓寬這類傳感器或者驅(qū)動器的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種無功耗、便攜式的均勻磁場發(fā)生器。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下結(jié)構(gòu)：包括：一對永磁體，多個采用高磁導(dǎo)率材料制成的環(huán)，和采用低磁導(dǎo)率材料制成的固定部，所述一對永磁體分別固定在所述固定部的兩端，多個所述環(huán)均勻固定在所述固定部的周面上。

本發(fā)明的均勻磁場發(fā)生器能產(chǎn)生垂直于一對永磁體軸線的均勻磁場，且其主要有如下優(yōu)點：

不同于通電螺線管，本發(fā)明的均勻磁場發(fā)生器無功耗、體積小、便攜。此外，本發(fā)明的均勻磁場發(fā)生器應(yīng)用廣泛，可被廣泛用于基于磁致伸縮材料的驅(qū)動器、換能器、傳感器或者由驅(qū)動器、換能器、傳感器形成的陣列等，也可用于其他需要直流磁環(huán)境的任何裝置。

優(yōu)選地，所述永磁體為鐵氧體永磁鐵或合金永磁鐵，所述永磁體亦可是同種材料的不同型號的磁鐵。

較佳為所述高磁導(dǎo)率材料為坡莫合金、非晶合金帶、或錳鋅鐵氧體。

也可以是所述低磁導(dǎo)率材料為PVC。

優(yōu)選為，所述高磁導(dǎo)率材料為采用超急劇凝固法制備的非晶合金帶。借助其高磁導(dǎo)率性能可使單個非晶合金帶處于同磁勢狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述固定部為直筒狀，所述環(huán)的繞制方向與所述固定部的軸線垂直。借助于此，本發(fā)明能有效地產(chǎn)生垂直于一對永磁體軸線的均勻磁場。更優(yōu)選地，所述固定部的截面為圓形或?qū)ΨQ的多邊形。所述固定部為籠狀亦可。