CN115568197A - 一种基于铁基纳米晶材料的生物磁屏蔽箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于铁基纳米晶材料的生物磁屏蔽箱，包括箱体及盖设在所述箱体上的箱盖；所述箱体设置有至少一层；所述箱体包括屏蔽层和支撑架；所述箱盖及箱体的侧壁及底面上均开设有透光孔；所述透光孔内穿设有消磁线圈；所述屏蔽层粘结于所述支撑架内侧表面。本发明利用铁基纳米晶构成磁屏蔽材料，电阻率更小，磁致伸缩系数小，可有效降低噪声和应力敏感性。矫顽力更低，磁滞损耗小。居里温度高，热稳定性优异。而且相对于坡莫合金，成本较低，性价比更高。
Description
技术领域
本发明涉及动物经颅磁刺激技术领域，特别是涉及一种基于铁基纳米晶材料的生物磁屏蔽箱。
背景技术
经颅磁刺激(TMS)诱发的下行运动波中的肌肉和神经反应产生磁信号伴随电生理信号，有助于理解和测量神经网络控制的神经支配模式和肌肉活动，对于帕金森病和肌萎缩性侧索硬化症(ALS)等运动系统疾病的研究、诊断和治疗的进展至关重要。为了提供精度更小的极弱磁测量环境，需要在磁屏蔽房内，针对小动物体型设计一套便捷式生物磁屏蔽箱提供“无磁”培养环境，进行各类生物医学比对实验。
由于现有磁屏蔽装置大多为坡莫合金材料，成本较高。较高的电阻率易产生较大的磁噪声干扰。且高磁导率坡莫合金材料磁滞伸缩系数高，磁性对应力极为敏感，不利于生物活动测试工作。
因此，亟需设计一种高屏蔽系数，降低动物活动带来的噪声干扰的生物磁屏蔽箱。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于铁基纳米晶材料的生物磁屏蔽箱，以解决上述现有技术存在的问题，能解决当前磁屏蔽装置成本高昂、噪声较大、应力敏感性高导致内部磁场分布不均匀的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种基于铁基纳米晶材料的生物磁屏蔽箱，包括：
箱体及盖设在所述箱体上的箱盖；所述箱体设置有至少一层；所述箱体包括屏蔽层和支撑架；所述箱盖及箱体的侧壁及底面上均开设有透光孔；所述透光孔内穿设有消磁线圈；所述屏蔽层粘结于所述支撑架内侧表面。
所述屏蔽层成分为铁基纳米晶，其包含73.5％Fe、15.5％Si、7％B、1％Cu、3％Nb。
所述铁基纳米晶由若干层纳米晶通过刷胶叠附成型；每层所述纳米晶由若干条带材错位拼接成型。
所述铁基纳米晶表面贴附有离型膜。
所述屏蔽层初始磁导率为15-16万，最大磁导率为49-51万。所述屏蔽层通过双面胶粘结于所述支撑架内侧；所述双面胶厚度为10μm。
所述支撑架选用亚克力透明板。
所述透光孔通过圆刀模切形成，所述透光孔处由无磁的聚乙烯绝缘材料封口，隔绝磨损。
所述消磁线圈通过所述透光孔均匀环绕于所述箱体内外表面，形成包裹式X形结构。
本发明公开了以下技术效果：本发明利用铁基纳米晶构成磁屏蔽材料，电阻率更小，磁致伸缩系数小，可有效降低噪声和应力敏感性。矫顽力更低，磁滞损耗小。居里温度高，热稳定性优异。而且相对于坡莫合金，成本较低，性价比更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为整体结构示意图；
其中，1-透光孔；2-屏蔽层；3-支撑架；4-消磁线圈。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种基于铁基纳米晶材料的生物磁屏蔽箱，包括：
箱体及盖设在所述箱体上的箱盖；所述箱体设置有至少一层；所述箱体包括屏蔽层2和支撑架3；所述箱盖及箱体的侧壁及底面上均开设有透光孔1；所述透光孔1内穿设有消磁线圈4；所述屏蔽层2粘结于所述支撑架3内侧表面。
屏蔽层2成分为铁基纳米晶，其包含73.5％Fe、15.5％Si、7％B、1％Cu、3％Nb。
铁基纳米晶由若干层纳米晶通过刷胶叠附成型；每层纳米晶由若干条带材错位拼接成型。
在本发明的一个实施例中，箱体设置有三层，故屏蔽层2分为三层铁基纳米晶；较高的Cu元素含量使得合金在较低的温度下发生第一次晶化，使得该材料矫顽力偏低，磁滞损耗小，磁噪声更小。较高的Nb元素含量可使得铁基纳米晶在低频(<10kHz)和高频(100kHz)条件下都能具备较好的电感值性能，稳定性较好。
进一步的，铁基纳米晶材料先通过快速冷速技术，把纳米晶合金从融熔的钢水直接成型为非晶态的薄带，然后通过退火炉进行真空热处理，使非晶态转化成具有纳米级尺度的晶体结构。
进一步的，屏蔽层2采用铁基纳米晶与传统坡莫合金磁屏蔽材料相比，应力敏感性更低，可以置于磁屏蔽房中用于动物经颅磁刺激(TMS)实验研究，降低动物活动带来的噪声干扰；且可以提供高屏蔽系数，低噪声的极弱磁测量环境。
铁基纳米晶表面贴附有离型膜。
屏蔽层2初始磁导率为15-16万，最大磁导率为50万。
屏蔽层2通过双面胶粘结于支撑架3内侧；双面胶厚度为10μm。
支撑架3选用亚克力透明板。
透光孔1通过圆刀模切形成，透光孔1处由无磁的聚乙烯绝缘材料封口，隔绝磨损。
消磁线圈4通过透光孔1均匀环绕于箱盖及箱体内外表面，形成包裹式X形结构。
在本发明的一个实施例中，支撑架3选用亚克力透明板，解决铁基纳米晶软性板材刚度和强度低的问题。铁基纳米晶由双面胶均匀贴附于立方体亚克力透明板内侧，完成后对整个箱体进行固化定型。箱盖上和箱体两相对侧壁及底面均设置有通光孔1，均由圆刀模切形成，刀口位置由无磁的聚乙烯绝缘材料封口，隔绝外界磨损。
在本发明的一个实施例中，铁基纳米晶每层由63层20厚的纳米晶通过刷胶叠附而成，每层双面胶厚度为10um。每层纳米晶平面又由5条102mm宽的带材错位拼接形成，带材型号为1K107B。
刷胶拼接好的铁基纳米晶上下面均贴附上45um的离型膜，型号为MR-0515。
在本发明的一个实施例中，消磁线圈4通过箱盖及箱体上的透光孔1均匀环绕于箱盖及箱体内外表面，形成包裹式X形结构；且内外消磁线相接，只留出一进一出两根电流进出口。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种基于铁基纳米晶材料的生物磁屏蔽箱，其特征在于，包括：
箱体及盖设在所述箱体上的箱盖；所述箱体设置有至少一层；所述箱体包括屏蔽层(2)和支撑架(3)；所述箱盖及箱体的侧壁及底面上均开设有透光孔(1)；所述透光孔(1)内穿设有消磁线圈(4)；所述屏蔽层(2)粘结于所述支撑架(3)内侧表面。
2.根据权利要求1所述的一种基于铁基纳米晶材料的生物磁屏蔽箱，其特征在于：所述屏蔽层(2)成分为铁基纳米晶，其包含73.5％Fe、15.5％Si、7％B、1％Cu、3％Nb。
3.根据权利要求2所述的一种基于铁基纳米晶材料的生物磁屏蔽箱，其特征在于：所述铁基纳米晶由若干层纳米晶通过刷胶叠附成型；每层所述纳米晶由若干条带材错位拼接成型。
4.根据权利要求3所述的一种基于铁基纳米晶材料的生物磁屏蔽箱，其特征在于：所述铁基纳米晶表面贴附有离型膜。
5.根据权利要求2所述的一种基于铁基纳米晶材料的生物磁屏蔽箱，其特征在于：所述屏蔽层(2)初始磁导率为15-16万，最大磁导率为49-51万。
6.根据权利要求1所述的一种基于铁基纳米晶材料的生物磁屏蔽箱，其特征在于：所述屏蔽层(2)通过双面胶粘结于所述支撑架(3)内侧；所述双面胶厚度为10μm。
7.根据权利要求1所述的一种基于铁基纳米晶材料的生物磁屏蔽箱，其特征在于：所述支撑架(3)选用亚克力透明板。
8.根据权利要求1所述的一种基于铁基纳米晶材料的生物磁屏蔽箱，其特征在于：所述透光孔(1)通过圆刀模切形成，所述透光孔(1)处由无磁的聚乙烯绝缘材料封口，隔绝磨损。
9.根据权利要求1所述的一种基于铁基纳米晶材料的生物磁屏蔽箱，其特征在于：所述消磁线圈(4)通过所述透光孔(1)均匀环绕于所述箱盖及箱体内外表面，形成包裹式X形结构。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20230103 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |