CN214174233U - 含噪声屏蔽可同时检测磁声信号和电场的定位装置 - Google Patents

含噪声屏蔽可同时检测磁声信号和电场的定位装置 Download PDF

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CN214174233U CN202023120647.8U CN202023120647U CN214174233U CN 214174233 U CN214174233 U CN 214174233U CN 202023120647 U CN202023120647 U CN 202023120647U CN 214174233 U CN214174233 U CN 214174233U
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买文姝
张顺起
刘志朋
殷涛
周晓青
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Abstract

一种含噪声屏蔽可同时检测磁声信号和电场的定位装置,包括有上端开口的屏蔽壳体,屏蔽壳体内设置承载被测样本的载物平台和永磁体承载平台,屏蔽壳体的左侧壁和右侧壁上相对称的形成有通孔,并贯穿有通过导线连接外部激励源的电极,屏蔽壳体的上端口上沿宽度方向或长度方向设置有能够移动的镂空刻度尺,镂空刻度尺上垂直设置有能够沿镂空刻度尺移动的超声换能器支撑结构,屏蔽壳体的上端口还设置有与沿镂空刻度尺固定连接的左屏蔽板和右屏蔽板,左屏蔽板和右屏蔽板的长度要保证随镂空刻度尺滑动到屏蔽壳体上端口的任意位置时均能覆盖住屏蔽壳体的上端口。本实用新型可对外部噪声和电磁场进行双重屏蔽,避免外部环境的噪声、电磁场对实验测量产生干扰。

Description

含噪声屏蔽可同时检测磁声信号和电场的定位装置
技术领域
本实用新型涉及一种辅助定位测量与屏蔽装置。特别是涉及一种含噪声屏蔽可同时检测磁声信号和电场的定位装置。
背景技术
生物组织电特性分布复杂,携带丰富的生理和病理信息携带丰富的生理和病理信息,但组织内电流分布尚缺少有效的检测手段。基于磁声耦合效应的微弱电刺激电流检测方法,结合了电特性检测的高灵敏度和超声的高空间分辨率的优势,其原理是将电极注入置于恒稳磁场中的实验材料,以电流模拟交变磁场,恒稳磁场中的电流受到洛伦兹力的作用,实验材料中的带电粒子产生瞬间位移形成声波震动,振源将声波的震动传播到材料表面,即可用实验材料外的声探头检测到声波并转换为电信号,再进行数据的后续处理与分析。该方法在电刺激组织内电流分布的无创精密测量和成像方面具有巨大的应用潜力。
磁声耦合成像涉及电、磁、声等多物理量的交叉应用,磁声成像的图像重建算法仍处于研究阶段,实验中获得更加丰富准确的测量数据将为磁声成像的深入研究提供有力的数据支持,因此如何避免外界噪声干扰,使测得的实验数据更加精确是磁声成像相关问题研究的重要前提。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是,提供一种可对实验检测过程中的外部噪声和电磁场进行双重屏蔽,避免外部环境的噪声、电磁场对实验测量产生干扰的含噪声屏蔽可同时检测磁声信号和电场的定位装置。
本实用新型所采用的技术方案是:一种含噪声屏蔽可同时检测磁声信号和电场的定位装置,包括有用于对外界电磁场和噪声进行屏蔽的上端开口的屏蔽壳体,所述的屏蔽壳体内设置有用于承载被测样本的载物平台,以及位于所述载物平台和屏蔽壳体前侧壁之间的用于对被测样本提供磁场的永磁体承载平台,所述屏蔽壳体的左侧壁和右侧壁上相对称的分别形成有通孔,所述通孔贯穿有通过导线连接外部激励源、用于对被测样本进行电流注入的电极,所述屏蔽壳体的上端口上沿宽度方向或长度方向设置有镂空刻度尺,所述镂空刻度尺能够沿所述上端口的长度方向或宽度方向移动,所述镂空刻度尺上对应被测样本垂直设置有能够沿镂空刻度尺长度方向移动的用于采集被测样本声信号的超声换能器支撑结构,所述屏蔽壳体的上端口还设置有用于从上端对屏蔽壳体内部进行屏蔽的左屏蔽板和右屏蔽板,所述左屏蔽板和右屏蔽板的一侧边分别固定连接在所对应的镂空刻度尺的侧边上,并随所述镂空刻度尺一起移动,所述左屏蔽板和右屏蔽板的宽度与所述屏蔽壳体的宽度相同,所述左屏蔽板和右屏蔽板的长度要保证所述镂空刻度尺滑动到屏蔽壳体上端口的任意位置时,左屏蔽板和右屏蔽板均能覆盖住所述屏蔽壳体的上端口,将外界噪声和电磁干扰屏蔽住;其中,所述的镂空刻度尺包括有具有刻度的刻度尺主体和分别一体连接在所述刻度尺主体两端、并与刻度尺主体成90度折角的两个折边,通过两个所述的折边使镂空刻度尺卡在所述屏蔽壳体的上端口处,所述刻度尺主体上沿长度方向形成有用于安装超声换能器支撑结构的滑槽。
本实用新型的含噪声屏蔽可同时检测磁声信号和电场的定位装置,可对实验检测过程中的外部噪声和电磁场进行双重屏蔽,避免外部环境的噪声、电磁场对实验测量产生干扰。还可同时进行磁声耦合声信号和电场的精密检测,并对试验检测到的信号进行三维空间定位,得到实验时空间中磁声耦合声信号分布及实验材料表面及内部的电场分布情况。本实用新型在电场检测时,具有不会对实验装置内部空间产生电磁干扰和可以穿透实验材料表面测得内部电场分布而不对实验材料或实验活体产生伤害的优点。
本实用新型因连接激励源导线的外层为电绝缘性能优异、适合高频信号传输的氟塑料绝缘层,内层为可任意弯折铜导电丝。故该装置具有广泛适用于Hz级低频—MHz级高频及V级弱电压—kV级高电压激励源、不同尺寸实验材料的实验使用的优点。
附图说明
图1是本实用新型含噪声屏蔽可同时检测磁声信号和电场的定位装置的整体结构示意图;
图2是图1的分解结构示意图;
图3是本实用新型中载物平台的结构示意图;
图4是图3的俯视图;
图5是本实用新型中永磁体承载平台的结构示意图;
图6是图5的分解结构示意图;
图7是本实用新型中镂空刻度尺与左屏蔽板和右屏蔽板连接的整体结构示意图;
图8是本实用新型中镂空刻度尺的结构示意图;
图9是本实用新型中滑块的结构示意图;
图10是图9的侧视图;
图11是本实用新型中中空管装置的结构示意图;
图12是图11的俯视图。
图中
1:屏蔽壳体 1.1:左侧壁
1.2:右侧壁 1.3:前侧壁
2:载物平台 2.1:载物台面
2.2:支撑柱 3:永磁体承载平台
3.1:永磁体承载台面 3.2:调节支撑柱
3.3:凹槽 4:镂空刻度尺
4.1:刻度尺主体 4.2:折边
4.3:滑槽 5:超声换能器支撑结构
5.1:滑块 5.2:贯通螺纹孔
5.3:中空管装置 5.3.1:中空管
5.3.2:圆锥体 5.3.3:探针固定板
5.3.4:探针 6:通孔
7:导线 8:电极
9:左屏蔽板 10:右屏蔽板
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型的含噪声屏蔽可同时检测磁声信号和电场的定位装置做出详细说明。
如图1、图2、图7所示,本实用新型的含噪声屏蔽可同时检测磁声信号和电场的定位装置,包括有用于对外界电磁场和噪声进行屏蔽的上端开口的屏蔽壳体1,所述的屏蔽壳体1内设置有用于承载被测样本的载物平台2,以及位于所述载物平台2和屏蔽壳体1前侧壁1.3之间的用于对被测样本提供磁场的永磁体承载平台3,所述屏蔽壳体1的左侧壁1.1和右侧壁1.2上相对称的分别形成有通孔6,所述通孔6贯穿有通过导线7连接外部激励源、用于对被测样本进行电流注入的电极8,所述屏蔽壳体1的上端口上沿宽度方向或长度方向设置有镂空刻度尺4,所述镂空刻度尺4能够沿所述上端口的长度方向或宽度方向移动,所述镂空刻度尺4上对应被测样本垂直设置有能够沿镂空刻度尺4长度方向移动的用于采集被测样本声信号的超声换能器支撑结构5,所述屏蔽壳体1的上端口还设置有用于从上端对屏蔽壳体1内部进行屏蔽的左屏蔽板9和右屏蔽板10,所述左屏蔽板9和右屏蔽板10的一侧边分别固定连接在所对应的镂空刻度尺4的侧边上,并随所述镂空刻度尺4一起移动,所述左屏蔽板9和右屏蔽板10的宽度与所述屏蔽壳体1的宽度相同,所述左屏蔽板9和右屏蔽板10的长度要保证所述镂空刻度尺4滑动到屏蔽壳体1上端口的任意位置时,左屏蔽板9和右屏蔽板10均能覆盖住所述屏蔽壳体1的上端口,将外界噪声和电磁干扰屏蔽住。
所述的屏蔽壳体1是由金属屏蔽外层和表面为波浪形声学环保吸音棉的内层构成,且在屏蔽壳体1上端口的四个边上均设置有刻度尺,所述镂空刻度尺4沿屏蔽壳体1上端口的刻度移动能够准确记录移动数据。所述的左屏蔽板9和右屏蔽板10均是由位于上层的金属屏蔽网和位于下层的声学环保吸音棉整体构成。
屏蔽壳体1设计为上端开口,特点是便于被测样本和实验材料的放置与更换,且能够避免因装置内部过于封闭无法散热而导致的温度变化对与实验结果的影响。屏蔽壳体1的五个固定屏蔽侧面的内表面设计为波浪形的吸音棉作用是可以高效吸收周围环境内的噪声,双层组合的屏蔽面的作用是可以对外部噪声和电磁场干扰进行双重屏蔽。
连接外部激励源的导线7的外层为电绝缘性能优异、适合高频信号传输的氟塑料绝缘层,内层为可弯折铜导电丝,其作用是既保证激励源信号的输入,又能够避免激励源工作时除输出信号外周围产生的其他场和震动对于屏蔽装置内部产生的干扰。此外通过抽拉通过通孔6的可弯折导线7可以精确地将电极8置于被测样本任意位置。
如图3、图4所示,所述的载物平台2包括有用于承载被测样本的载物台面2.1和顶端固定连接在所述载物台面2.1下端面上的用于支撑所述载物台面2.1的3根以上的支撑柱2.2,所述支撑柱2.2的底端固定在所述屏蔽壳体1的内底面上。
如图5、图6所示,所述的永磁体承载平台3包括有用于放置永磁体的永磁体承载台面3.1,以及两个用于分别用于支撑所述永磁体承载台面3.1两端并能够调节永磁体承载台面3.1高度的调节支撑柱3.2。
两个所述的调节支撑柱3.2上部的内侧相对应的分别由上至下形成有若干个用于插入所述永磁体承载台面3.1端部的凹槽3.3,通过永磁体承载台面3.1插入不同高度的凹槽3.3,达到调节永磁体承载台面3.1高度的目的,从而改变放置于其上的永磁体的高度,使被测样本处于不同大小与方向的恒稳磁场中。
如图7、图8所示,所述的镂空刻度尺4是由有机玻璃构成包括有具有刻度的刻度尺主体4.1和分别一体连接在所述刻度尺主体4.1两端、并与刻度尺主体4.1成90度折角的两个折边4.2,通过两个所述的折边4.2使镂空刻度尺4卡在所述屏蔽壳体1的上端口处,所述刻度尺主体4.1上沿长度方向形成有用于安装超声换能器支撑结构5的滑槽4.3。
如图7、图9、图10、图11、图12所示,所述的超声换能器支撑结构5包括有:卡在所述镂空刻度尺4上并能够沿镂空刻度尺4长度方向移动的滑块5.1,所述滑块5.1由有机玻璃构成,可卡在镂空刻度尺4上并沿其上的刻度滑动,准确记录与镂空刻度尺4滑动时测量的方位数据相垂直的方位数据。所述滑块5.1的中心形成有贯通螺纹孔5.2,所述贯通螺纹孔5.2上贯穿的连接有用于装载超声换能器的中空管装置5.3,所述中空管装置5.3的下部贯穿镂空刻度尺4的滑槽4.3进入屏蔽壳体1内且对应被测样本。
如图11所示,所述的中空管装置5.3包括有:用于装载超声换能器的中空管5.3.1和一体形成在所述中空管5.3.1底端的圆锥体5.3.2,所述圆锥体5.3.2的锥体尖部形成有用于采集被测样本对应位置声信号的通孔,所述中空管5.3.1和圆锥体5.3.2是有机玻璃材质,所述中空管5.3.1外侧的上部形成有用于与所述滑块5.1上的贯通螺纹孔5.2螺纹连接并能够调节中空管5.3.1相对被测样本距离的外螺纹,即中空管可通过在通孔处旋转上下调节高度,以实现对不同体积实验材料同一位置不同距离处数据的采集。
如图11、图12所示,所述的中空管5.3.1和圆锥体5.3.2连接处的外侧还固定连接有有机玻璃材质的探针固定板5.3.3,所述探针固定板5.3.3上垂直设置有2~8个可拆卸的用于检测被测样本电场分布的探针5.3.4,所述滑块5.1上形成有与所述探针固定板5.3.3上的探针5.3.4相对应的用于贯穿所述探针5.3.4的2~8个探针孔。所述探针5.3.4仅下尖端点具有导电特性,其他部分外侧均有超薄绝缘层,超细探针类似针灸针可以穿透被测样本表面测得内部电场分布而不对被测样本产生伤害。
本实用新型的含噪声屏蔽可同时检测磁声信号和电场的定位装置的使用,是实验测量电磁耦合产生的声场时,将被测样本放置于载物平台2上,将永磁体放置于永磁体承载平台3上,将通过导线7连接外部激励源的电极8穿过通孔6与被测样本相接以导入电流,并产生设定频率、强度、波形的脉冲信号,然后将两边连接有左屏蔽板9和右屏蔽板10的镂空刻度尺4通过镂空刻度尺4两端的折边4.2卡置在屏蔽壳体1的上端口上并调节与被测样本的相对位置,将中空管装置5.3通过滑块5.1卡在所述的镂空刻度尺4上,并调节装载有超声换能器的中空管5.3.1与被测样本的距离中空管装置5.3中的中空管5.3.1上端口通过弹性软管作为转接头与超声换能器连接使中空管下端口传入的声波被超声换能器探测到,通过探针5.3.4上端连接的导线导出测得的被测样本的电信号。

Claims (8)

1.一种含噪声屏蔽可同时检测磁声信号和电场的定位装置,包括有用于对外界电磁场和噪声进行屏蔽的上端开口的屏蔽壳体(1),其特征在于,所述的屏蔽壳体(1)内设置有用于承载被测样本的载物平台(2),以及位于所述载物平台(2)和屏蔽壳体(1)前侧壁(1.3)之间的用于对被测样本提供磁场的永磁体承载平台(3),所述屏蔽壳体(1)的左侧壁(1.1)和右侧壁(1.3)上相对称的分别形成有通孔(6),所述通孔(6)贯穿有通过导线(7)连接外部激励源、用于对被测样本进行电流注入的电极(8),所述屏蔽壳体(1)的上端口上沿宽度方向或长度方向设置有镂空刻度尺(4),所述镂空刻度尺(4)能够沿所述上端口的长度方向或宽度方向移动,所述镂空刻度尺(4)上对应被测样本垂直设置有能够沿镂空刻度尺(4)长度方向移动的用于采集被测样本声信号的超声换能器支撑结构(5),所述屏蔽壳体(1)的上端口还设置有用于从上端对屏蔽壳体(1)内部进行屏蔽的左屏蔽板(9)和右屏蔽板(10),所述左屏蔽板(9)和右屏蔽板(10)的一侧边分别固定连接在所对应的镂空刻度尺(4)的侧边上,并随所述镂空刻度尺(4)一起移动,所述左屏蔽板(9)和右屏蔽板(10)的宽度与所述屏蔽壳体(1)的宽度相同,所述左屏蔽板(9)和右屏蔽板(10)的长度要保证所述镂空刻度尺(4)滑动到屏蔽壳体(1)上端口的任意位置时,左屏蔽板(9)和右屏蔽板(10)均能覆盖住所述屏蔽壳体(1)的上端口,将外界噪声和电磁干扰屏蔽住;其中,所述的镂空刻度尺(4)包括有具有刻度的刻度尺主体(4.1)和分别一体连接在所述刻度尺主体(4.1)两端、并与刻度尺主体(4.1)成90度折角的两个折边(4.2),通过两个所述的折边(4.2)使镂空刻度尺(4)卡在所述屏蔽壳体(1)的上端口处,所述刻度尺主体(4.1)上沿长度方向形成有用于安装超声换能器支撑结构(5)的滑槽(4.3)。
2.根据权利要求1所述的含噪声屏蔽可同时检测磁声信号和电场的定位装置,其特征在于,所述的屏蔽壳体(1)是由金属屏蔽外层和表面为波浪形声学环保吸音棉的内层构成,且在屏蔽壳体(1)上端口的四个边上均设置有刻度尺,所述的左屏蔽板(9)和右屏蔽板(10)均是由位于上层的金属屏蔽网和位于下层的声学环保吸音棉整体构成。
3.根据权利要求1所述的含噪声屏蔽可同时检测磁声信号和电场的定位装置,其特征在于,所述的载物平台(2)包括有用于承载被测样本的载物台面(2.1)和顶端固定连接在所述载物台面(2.1)下端面上的用于支撑所述载物台面(2.1)的3根以上的支撑柱(2.2),所述支撑柱(2.2)的底端固定在所述屏蔽壳体(1)的内底面上。
4.根据权利要求1所述的含噪声屏蔽可同时检测磁声信号和电场的定位装置,其特征在于,所述的永磁体承载平台(3)包括有用于放置永磁体的永磁体承载台面(3.1),以及两个用于分别用于支撑所述永磁体承载台面(3.1)两端并能够调节永磁体承载台面(3.1)高度的调节支撑柱(3.2)。
5.根据权利要求4所述的含噪声屏蔽可同时检测磁声信号和电场的定位装置,其特征在于,两个所述的调节支撑柱(3.2)上部的内侧相对应的分别由上至下形成有若干个用于插入所述永磁体承载台面(3.1)端部的凹槽(3.3),通过永磁体承载台面(3.1)插入不同高度的凹槽(3.3),达到调节永磁体承载台面(3.1)高度的目的。
6.根据权利要求1所述的含噪声屏蔽可同时检测磁声信号和电场的定位装置,其特征在于,所述的超声换能器支撑结构(5)包括有:卡在所述镂空刻度尺(4)上并能够沿镂空刻度尺(4)长度方向移动的滑块(5.1),所述滑块(5.1)的中心形成有贯通螺纹孔(5.2),所述贯通螺纹孔(5.2)上贯穿的连接有用于装载超声换能器的中空管装置(5.3),所述中空管装置(5.3)的下部贯穿镂空刻度尺(4)的滑槽(4.3)进入屏蔽壳体(1)内且对应被测样本。
7.根据权利要求6所述的含噪声屏蔽可同时检测磁声信号和电场的定位装置,其特征在于,所述的中空管装置(5.3)包括有:用于装载超声换能器的中空管(5.3.1)和一体形成在所述中空管(5.3.1)底端的圆锥体(5.3.2),所述圆锥体(5.3.2)的锥体尖部形成有用于采集被测样本对应位置声信号的通孔,所述中空管(5.3.1)外侧的上部形成有用于与所述滑块(5.1)上的贯通螺纹孔(5.2)螺纹连接并能够调节中空管(5.3.1)相对被测样本距离的外螺纹。
8.根据权利要求7所述的含噪声屏蔽可同时检测磁声信号和电场的定位装置,其特征在于,所述的中空管(5.3.1)和圆锥体(5.3.2)连接处的外侧还固定连接有探针固定板(5.3.3),所述探针固定板(5.3.3)上垂直设置有2~8个可拆卸的用于检测被测样本电场分布的探针(5.3.4),所述的探针(5.3.4)仅下尖端点具有导电特性,其他部分外侧均有超薄绝缘层,所述滑块(5.1)上形成有与所述探针固定板(5.3.3)上的探针(5.3.4)相对应的用于贯穿所述探针(5.3.4)的2~8个探针孔。
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