只要存在变化的磁场,就会在附近的导体中产生电流(法拉第楞次定律)。由于MR使用快速变化的磁场来生成并在空间上定义信号,因此无论何时执行成像,都会产生涡流(“涡流”)电流。只要存在变化的磁场,就会在附近的导体中产生电流。因为它们像河流中的涡流一样旋转,所以被称为“涡流”。MRI中不断变化的磁场的来源可能是成像梯度或射频(RF)线圈。感应涡流的导电材料可以是MR扫描仪的任何金属部件(其他线圈、屏蔽、管和外壳)、患者体内或身上的电线或设备,以及患者作为一个整体(在终分析中,人不过是大袋生理盐水!)患者体内的涡流可能会产生重要的生物效应,例如组织加热或周围神经刺激。在MR扫描仪内,任何附近的导电介质都会感应出涡流,其中包括梯度线圈本身、主磁体和匀场线圈绕组、低温屏蔽、液氦容器和射频屏蔽。涡流会产生两种不良现象:不想要的时变梯度和主磁场(Bo)的偏移。 在工业自动化中,磁涡流线圈用于创建线性或旋转运动,驱动机械装置。北京涡流线圈耦合器
磁芯涡流线圈在电磁设备中扮演着中心角色,它的稳定性和寿命直接关系到设备的运行效率和安全性。冷却方式的选择,对于磁芯涡流线圈而言,是确保其性能稳定、延长使用寿命的关键因素。在长时间高负荷工作状态下,磁芯涡流线圈会产生大量的热量,如果不能及时有效地散热,会导致线圈内部温度升高,从而影响其电气性能,甚至引发损坏。因此,必须采用适当的冷却方式来控制线圈的温度。常见的冷却方式包括自然冷却、强制风冷、液冷等。自然冷却适用于低功率、低热量的线圈;强制风冷则通过风扇等设备加速空气流动,带走热量;而液冷则利用液体的高导热性能,更有效地降低线圈温度。选择何种冷却方式,需要根据线圈的功率、工作环境、散热需求以及成本等因素进行综合考虑。恰当的冷却方式不只能够保证磁芯涡流线圈的稳定运行,还能够延长其使用寿命,提高设备的整体性能。因此,在设计和制造电磁设备时,必须重视冷却方式的选择和应用。山东涡流线圈电路图涡流线圈的设计要求考虑磁芯涡流线圈材料的磁导率和电阻率。
按照电涡流在导体内的贯穿情况,传感器可分为高频反射式和低频透射式两类,但从基本工作原理上来说仍是相似的,使用中常见的即为高频反射式,重点以此为基础介绍。传感器线圈由高频信号激励,使它产生一个高频交变磁场φi,当被测导体靠近线圈时,在磁场作用范围的导体表层,产生了与此磁场相交链的电涡流ie,而此电涡流又将产生一交变磁场φe阻碍外磁场的变化。从能量角度来看,在被测导体内存在着电涡流损耗(当频率较高时,忽略磁损耗)。能量损耗使传感器的Q值和等效阻抗Z降低,因此当被测体与传感器间的距离d改变时,传感器的Q值和等效阻抗Z、电感L均发生变化,于是把位移量转换成电量。这便是电涡流传感器的基本原理。
如果在一段电阻为的金属导体的两端提供电位差,则其中的自由电子会按外加电位差的方向形成电流,电流的大小可用欧姆定律表示为(1-1)对于给定的导电材料,电阻与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比,即(1-2)式中,为电阻率,单位为欧姆·米()。电阻率的倒数()称为电导率,单位为或西门子/米(S/m)。在工程技术中还可用ICAS单位(“国际退火铜标准”单位)来表示。这种单位规定退火工业纯铜(温度20℃时,电阻率为)的电导率为100%ICAS。而其它金属的电阻率和电导率则用它的百分数表示。见下式:(1-3) 涡流线圈被用于制造振动传感器,能够检测机械结构的微小振动和异常。
低频透射式涡流传感器多用于测定材料厚度。发射线圈W1和接收线圈W2分别放在被测材料G的上下,低频电压e1加到线圈W1的两端后,在周围空间产生一交变磁场,并在被测材料G中产生涡流i,此涡流损耗了部分能量,使贯穿W2的磁力线减少,从而使W2产生的感应电势e2减小。e2的大小与G的厚度及材料性质有关,实验证明,e2随材料厚度h增加按负指数规律减小。因而按e2的变化便可测得材料的厚度。电涡流式传感器的测量电路利用电涡流式变换元件进行测量时,为了得到较强的电涡流效应,通常激磁线圈工作在较高频率下,所以信号转换电路主要有调幅电路和调频电路两种。磁涡流线圈在科学研究中用于产生可控的磁场环境,进行物理实验。山东涡流线圈关卡
高频涡流线圈能够在其周围空间产生快速变化的磁场。北京涡流线圈耦合器
假如使得传感器与被测导体间的距离保持不变,则传感器的输出参数将与被测导体材料的电导率、磁导率成函数关系。当线圈与金属导体之间的距离固定,传感器输出信号的频率只与磁场中的金属导体材料的固有性质有关,即信号频率受线圈电感的影响。当硬币靠近线圈时,电感将发生变化,则正弦波频率也必将发生相应的变化。因此信号频率的变化反映了硬币的材质特征,所以可以通过测量传感器信号的频率来获得分辨真假、币值的依据。利用这个关系可以用来测量金属材料的电导率、磁导率等参数。这些参数与导体的材质、几何形状等因数有着一定的关系。找出不同金属材质和体积对系统磁场信息的影响大小而产生的微弱差异,经信号调理电路将这些信号进行处理,之后通过单片微型计算机对所采集数据的智能分析,就能完成对金属硬币的识别。 北京涡流线圈耦合器