CN107449714B - 一种动态磁场实验装置的使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动态磁场实验装置的使用方法，其特征在于，使用方法如下，第一步，根据实验要求，更换好磁头，装好样品。第二步，接通电源，选择磁头和磁场模式，设定试验时间。第三步，不同模式下的磁场确认输出。第四步，关电源，取走样品。本发明从外部硬件装置磁头的更换，和内部具有的脉冲电流发生装置的使用方法，解决了频率、场强、加载方式可调控的动态磁场的控制问题。本发明的使用方法在生物细胞实验等领域中有广泛的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁学的装置的使用方法，具体地讲，是一种利用生物活细胞实验的可调动态磁场实验装置的使用方法。
背景技术
磁场是一种非常特殊的物质，它是不可触及的且不可见的，并不是由我们熟知的原子分子等基本单位组成的。在生物以及化学等研究领域中，放置在一定场强下的生物组织中会发生广泛的物理范围内的变化，并产生许多生化反应的过程。磁场以这些变化过程为基础对生物组织产生相应的作用。生物体受外磁场作用时，在生物体的内部将伴随着各种物理变化，同时也伴随着化学范围内的许多反应，这些变化过程是生物体内外磁场互相影响的结果，这些影响使生物体内生物电流的动态分布发生改变，以至于有机生物分子作用力发生改向，在长轴分子链与磁场同向时能量获得达到最大状态，这种量变又将引起类脂质膜、肌浆球蛋白和线粒体等显著的变化。因此针对磁场对人体细胞影响原理的研究一直是这方面的一个研究热点。
故，设计一种具有频率、场强、加载方式可调控的动态磁场实验装置及方法，在研究磁场对于生物细胞的生物学作用原理的实验中是实际需要的。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种可调动态磁场实验装置的使用方法。本发明的技术方案是：一种可调动态磁场实验装置的使用方法，使用装置由载物台和底座上下两大部分组成。所述的载物台是一个环状的圆盘，圆环内部包含一个同心圆的试验台，试验台呈圆柱形，与载物台同圆心，直径小于载物台2mm~4mm，嵌于载物台圆环中间。在试验台的对称两侧加工有升降横齿槽，升降横齿槽与在载物台侧面对称加工安装的升降旋钮所连接的升降旋钮杆的轴向直齿相互配合，能够通过同时旋转升降旋钮将试验台水平上下移动。在载物台的圆环上上固定有4个~12个两两以圆心对称的，相互间隔分布均匀的磁头。磁头呈圆柱形，圆柱的厚度尺寸30mm~50mm，直径尺寸对应厚度尺寸由小到大为30mm~100mm，圆柱的两个端面一头朝环外，一头朝圆心平放在载物台上，圆柱的中心轴线指向载物台的圆心。磁头的数量和尺寸能够根据不同实验要求变动更换。载物台的底部通过焊接、粘结，或者载物台通过螺母连接与底座的底座顶层固定在一起，形成一个整体。所述的底座是除一个侧面倾斜作为控制面板外，其余呈长方体的一个箱体。所述的控制面板是底座的正面，在控制面板这个箱体侧面上安装有旋钮、按键以及显示屏。所述的旋钮的位置设立于单斜面的右侧；所述的按键以九宫格的形式排列于控制面板的中央，所述显示屏设置在控制面板的左侧。底座的箱体通过防磁隔板将箱体内腔分为上层的磁场隔离腔和下层的部件腔，这两个层腔。磁场隔离腔的设计保证了试验台不受底座部件腔内的电器元器件的电场影响，底座部件腔内的电器元器件也不受试验台的磁场影响。在底座部件腔的底部平面上，固定安装有电源、脉冲电流发生模块、波形控制模块、显示及控制按钮模块。在底座部件腔的顶部防磁隔板的下面固定安装有旋转磁场发生模块，设计尽量少占空间，和减少相互电磁场影响。所述磁头的每个向圆心外的端面中心处都连接一根双线电缆；双线电缆的来路线插入磁头的中心通孔中，从磁头向圆心的另一端面引出，并与端面安装的一个扁平的螺旋线圈的一个端头相连。螺旋线圈呈阿基米德螺旋线紧贴磁头的端面展开，螺旋线圈展开的另一个端头在磁头凹线槽处，与双线电缆的回路线相连。双线电缆的另一端连接在旋转磁场发生模块上。
其特征在于，使用方法如下。
第一步，根据实验要求，更换好磁头，连接好磁头的双线电缆。将活细胞试验样品放在试验台中间后。再同时旋转两个升降旋钮调整试验台的高度，使样品高度在磁头的端面的圆心附近。
第二步，接通电源，使用按键开机；选择只开2个磁头、或4个磁头、或6个磁头、或8个磁头，或10个磁头，或12个磁头。选择开通静磁场模式，或脉冲磁场模式。或者编程组合开通不同的磁头的旋转磁场模式。设定试验时间。
第三步，操作通过旋钮控制以及显示屏观察输出磁场的大小。不同模式下，通过脉冲电流发生模块选择所需电流后输出，通过波形控制模块选择波形后输出，通过旋转磁场发生模块确定输出旋转磁场的旋转样式和大小后，在显示屏上确认输出。
第四步，实验时间到后，磁头的螺旋线圈电源自动断开，关电源，取走样品。
上述技术方案中，优选的所述螺旋线圈的横截面呈矩形，其矩形宽厚比例为5∶2，或者3∶1，尺寸是宽2mm~6mm，厚1mm~2mm；所述的试验台的升降横齿槽、载物台的升降旋钮都是以控制面板为正面，在正面的左右两侧对称加工的。所述电源能够变压、整流，和调整电流大小，能够交流电和直流电的切换。设计保证了本发明的实验装置能够产生旋转变化磁场、脉冲磁场和静磁场。
上述技术方案中，优选的所述磁头的制作材料是软磁材料。所述载物台和试验台的制作材料是非磁化材料，比如：高分子有机材料、无机非金属材料、非磁化金属等。所述底座的制作材料是用电磁屏蔽材料，并且箱体内外表面进行电磁屏蔽涂层处理。所述底座顶层采用高电导率材料，以加大反射作用。所述防磁隔板采用高磁导率材料，以加大涡流效应。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的实验装置，从外部硬件装置磁头的更换，和内部具有的脉冲电流发生装置的设置，解决了产生的脉冲磁场的频率范围的调控范围较小的问题，增加了脉冲磁场频率可控范围，增加了磁场动态的可调性。
2、本发明波形控制模块装置和旋转磁场发生模块，具备了产生正弦波、三角波、方波、锯齿波等波形的电磁场的能力，增强了选择多样性，并且可以产生旋转磁场。。
3、本发明采用阿基米德螺旋线圈的设置，具备了产生的磁场均匀，即在电源附近产生的磁场与远离电源的位置的磁场大小相近。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明的俯视示意图。
图3是本发明的底座内部的俯视布局示意图。
图4是本发明的底座顶部的俯视示意图。
图5是本发明的侧视示意图。
图6是本发明的螺旋线圈结构示意图。
图7是本发明的载物台的剖视示意图。
图8是本发明的磁头连接电缆示意图。
图中：1-载物台；2-底座；3-磁头；4-旋钮；5-按键；6-显示屏；7-控制面板；8-防磁隔板；9-磁场隔离腔；10-部件腔；11-试验台；12-底座顶层；21-电源；22-脉冲电流发生模块；23-波形控制模块；24-显示及控制按钮模块； 25-旋转磁场发生模块；31-螺旋线圈；32-中心通孔；33-磁头凹线槽；34-升降旋钮；35-升降旋钮杆；36-升降横齿槽；37-双线电缆。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述。
实施例一：
参照附图1至图8的形状结构，一种可调动态磁场实验装置，由载物台1和底座2上下两大部分组成，试验台11呈圆柱形，与载物台1同圆心，直径小于载物台1的4mm，嵌于载物台1圆环中间。在载物台1的圆环上上固定有4个两两以圆心对称的，相互间隔分布均匀的磁头3，磁头3呈圆柱形，圆柱尺寸厚度50mm，直径100mm。螺旋线圈31的横截面呈矩形，其矩形宽厚比例为3∶1，尺寸是宽6mm，厚2mm。
操作：按实验要求，更换好磁头3，连接好双线电缆37。将活细胞试验样品放入试验台11后，再同时旋转升降旋钮34调整试验台11的高度，使样品高度在磁头3的端面的圆心附近。使用按键5开机，通过脉冲电流发生模块22选择所需电流后输出，通过波形控制模块23选择波形后输出，通过旋转磁场发生模块25确定输出旋转磁场的旋转样式和大小后输出，增加了实验条件的多样性。操作通过旋钮4控制以及显示屏6观察输出磁场大小，降低了操作难度。同时，还能够不开通脉冲电流发生模块22，仅仅用大电流直流电，产生静磁场。
实施例二：
参照附图1至图8的形状结构，一种可调动态磁场实验装置，由载物台1和底座2上下两大部分组成，试验台11呈圆柱形，与载物台1同圆心，直径小于载物台1的3mm，嵌于载物台1圆环中间。在载物台1的圆环上上固定有8个两两以圆心对称的，相互间隔分布均匀的磁头3，磁头3呈圆柱形，圆柱尺寸厚度40mm，直径50mm。螺旋线圈31的横截面呈矩形，其矩形宽厚比例为5∶2，尺寸是宽5mm，厚2mm。
操作：按实验要求，更换好磁头3，连接好双线电缆37。将活细胞试验样品放入试验台11后，再同时旋转升降旋钮34调整试验台11的高度，使样品高度在磁头3的端面的圆心附近。使用按键5开机。选择只开2个磁头3、或4个磁头3、或6个磁头3、或8个磁头3；选择开通静磁场或脉冲磁场。或者编程组合开通不同的磁头3的旋转磁场。增加了实验条件的多样性。操作通过旋钮4控制以及显示屏6观察输出磁场。不同模式下，通过脉冲电流发生模块22选择所需电流后输出，通过波形控制模块23选择波形后输出，通过旋转磁场发生模块25确定输出旋转磁场的旋转样式和大小后，在显示屏6上确认输出。
实施例三：
参照附图1至图8的形状结构，一种可调动态磁场实验装置，由载物台1和底座2上下两大部分组成，试验台11呈圆柱形，与载物台1同圆心，直径小于载物台1的2mm，嵌于载物台1圆环中间。在载物台1的圆环上上固定有12个两两以圆心对称的，相互间隔分布均匀的磁头3，磁头3呈圆柱形，圆柱尺寸厚度30mm，直径30mm。螺旋线圈31的横截面呈矩形，其矩形宽厚比例为3∶1，尺寸是宽3mm，厚1mm。
操作：按实验要求，更换好磁头3，连接好双线电缆37。将活细胞试验样品放入试验台11后，再同时旋转升降旋钮34调整试验台11的高度，使样品高度在磁头3的端面的圆心附近。使用按键5开机。选择只开2个磁头3、或4个磁头3、或6个磁头3、或8个磁头3，或10个磁头3，或12个磁头3。选择开通静磁场模式，或脉冲磁场模式。或者编程组合开通不同的磁头3的旋转磁场模式。设定试验时间。通过操作旋钮4控制以及显示屏6观察输出磁场的大小。不同模式下，通过脉冲电流发生模块22选择所需电流后输出，通过波形控制模块23选择波形后输出，通过旋转磁场发生模块25确定输出旋转磁场的旋转样式和大小后，在显示屏6上确认输出。实验时间到后，磁头3的螺旋线圈31电源自动断开。关电源，取走样品。
说明：利用本发明的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述效果的，均是落入本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种动态磁场实验装置的使用方法，使用的装置由载物台（1）和底座（2）上下两大部分组成，所述的载物台（1）是一个环状的圆盘，圆环内部包含一个同心圆的试验台（11），试验台（11）呈圆柱形，与载物台（1）同圆心，直径小于载物台（1）2mm~4mm，嵌于载物台（1）圆环中间；试验台（11）的对称两侧加工有升降横齿槽（36）；升降横齿槽（36）与在载物台（1）侧面对称加工安装的升降旋钮（34）所连接的升降旋钮杆（35）的轴向直齿相互配合；在载物台（1）的圆环上上固定有4个~12个两两以圆心对称的，相互间隔分布均匀的磁头（3），磁头（3）呈圆柱形，圆柱的厚度尺寸30mm~50mm，直径尺寸对应厚度尺寸由小到大为30mm~100mm，圆柱的两个端面一头朝环外，一头朝圆心平放在载物台（1）上，圆柱的中心轴线指向载物台（1）的圆心；磁头的数量和尺寸能够根据不同实验要求变动更换；载物台（1）的底部通过焊接、粘结，或者载物台（1）通过螺母连接与底座（2）的底座顶层（12）固定在一起，形成一个整体；所述的底座（2）是除一个侧面倾斜作为控制面板（7）外，其余呈长方体的一个箱体；所述的控制面板（7）是底座（2）的正面，在控制面板（7）这个箱体侧面上安装有旋钮（4），按键（5）以及显示屏（6）；所述的旋钮（4）的位置设立于控制面板（7）的右侧；所述的按键（5）以九宫格的形式排列于控制面板（7）的中央，所述显示屏（6）设置在控制面板（7）的左侧；底座（2）的箱体通过防磁隔板（8）将箱体内腔分为上层的磁场隔离腔（9）和下层的部件腔（10）这两个层腔；在底座（2）部件腔（10）的底部平面上，固定安装有电源（21），脉冲电流发生模块（22），波形控制模块（23），显示及控制按钮模块（24）；在底座（2）部件腔（10）的顶部防磁隔板（8）的下面固定安装有旋转磁场发生模块（25）；所述磁头（3）的每个向圆心外的端面中心处都连接一根双线电缆（37）；双线电缆（37）的来路线插入磁头（3）的中心通孔（32）中，从磁头（3）向圆心的另一端面引出，并与端面安装的一个扁平的螺旋线圈（31）的一个端头相连；螺旋线圈（31）呈阿基米德螺旋线紧贴磁头（3）的端面展开，螺旋线圈（31）展开的另一个端头在磁头凹线槽（33）处，与双线电缆（37）的回路线相连；双线电缆（37）的另一端连接在旋转磁场发生模块（25）上；其特征在于，使用方法如下：
第一步，根据实验要求，更换好磁头（3），连接好磁头（3）的双线电缆（37）；将活细胞试验样品放在试验台（11）中间后，再同时旋转两个升降旋钮（34）调整试验台（11）的高度，使样品高度在磁头（3）的端面的圆心附近；
第二步，接通电源，使用按键（5）开机；选择只开2个磁头（3），或4个磁头（3），或6个磁头（3），或8个磁头（3），或10个磁头（3），或12个磁头（3）；选择开通静磁场模式，或脉冲磁场模式，或者编程组合开通不同的磁头（3）的旋转磁场模式；设定试验时间；
第三步，操作通过旋钮（4）控制以及显示屏（6）观察输出磁场的大小；不同模式下，通过脉冲电流发生模块（22）选择所需电流后输出，通过波形控制模块（23）选择波形后输出，通过旋转磁场发生模块（25）确定输出旋转磁场的旋转样式和大小后，在显示屏（6）上确认输出；
第四步，实验时间到后，磁头（3）的螺旋线圈（31）电源自动断开，关电源，取走样品。
2.根据权利要求1所述的一种动态磁场实验装置的使用方法，其特征在于：所述螺旋线圈（31）的横截面呈矩形，其矩形宽厚比例为5∶2，或者3∶1，尺寸是宽2mm~6mm，厚1mm~2mm；所述的试验台（11）的升降横齿槽（36），载物台（1）的升降旋钮（34）都是以控制面板（7）为正面，在正面的左右两侧对称加工的；所述电源（21）模块能够变压、整流，和调整电流大小，能够实现交流电和直流电的切换。
3.根据权利要求1所述的一种动态磁场实验装置的使用方法，其特征在于：所述磁头（3）的制作材料是软磁材料；所述载物台（1）和试验台（11）的制作材料是非磁化材料；所述底座（2）的制作材料是用电磁屏蔽材料，并且箱体内外表面进行电磁屏蔽涂层处理。
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|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107449714A (zh) | 2017-12-08 |
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