CN217938366U - 一种磁场发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁场发生器，该磁场发生器包括有感应线圈以及谐振电容；感应线圈的其中一端与谐振电容的其中一个极板连接并保持电导通，感应线圈的另一端与谐振电容的另一个极板连接并保持电导通；感应线圈与谐振电容的两个公共端分别连接外部电源的两个输出端。相比于现有技术，本实用新型提供的磁场发生器不仅从根本上解决了现有技术中磁场发生器产生的交变磁场的强度不高的问题，还大幅减小了装置体积，减轻了装置重量，更适合应用在广泛的磁感应应用场合中。

Description

一种磁场发生器

技术领域

本实用新型属于电磁感应技术领域，特别涉及一种磁场发生器。

背景技术

磁感应系统应用于具体的场景中时，一般需要对磁场作用对象事先植入磁介质，再调度磁场发生器使其悬停于对应位置上，启动磁场发生器，此时磁场发生器产生的交变磁场笼罩磁场作用对象事先植入了磁介质的部位，磁介质基于感应加热原理发热，最终对该磁场作用对象做出对应的热干预。这其中的磁场发生器处产生的交变磁场的交变频率、磁场强度、磁场在空间的分布情况，以及磁场发生器的具体结构等，都将直接影响对磁介质的感应加热效果，并最终影响热干预的结果。

为产生具有足够强度的交变磁场，现有技术中多采用磁轭与感应圈接合构造磁场发生器的形式实现。

现有技术中提供的磁感应机一般包括有主机，主机由玻璃外壳、磁芯组件、提升组件、电容器组件、变压器组件、变频电源组件和控制组件构成；所述磁芯组件由“C”型磁轭和电感线圈构成，电感线圈缠绕在“C”型磁轭的上磁极和下磁极上，“C”型磁轭的下磁极上安装有底板，“C”型磁轭的周围安装有夹板”。由此处记载可清楚得知，在该专利申请文件中提供的磁芯组件在该磁感应机中即充当磁场发生器的作用，工作时，电感线圈连接通过变压器组件连接变频电源组件，在磁芯组件开口端的空间内将变频电源组件输出的高频交流电转换成为高频交变磁场，为事先植入磁介质的指定部位提供高频交变磁场以最终实现热干预。

应该指出，上述专利文件中所载技术方案在应用到具体的磁感应系统应用场景中时，将面临诸多困难：磁轭作为上述磁感应机中不可或缺的一部分，其作用往往仅为传输磁力线，引导磁场汇聚于磁芯组件开口端的空间内，以此增强磁场强度，使得电感线圈转化而来的交变磁场能达到预期的热干预所需的强度，但与此同时，由于磁轭自身并不产生磁力线，而仅对电感线圈产生的磁力线做出引导，因此，其对提升磁芯组件产生的交变磁场的强度并无本质助益；再者，磁轭一般由软磁材料制备得到，其自身往往具有较大体积与较大的重量，这就意味着如需改变感应线圈的位置，将感应线圈产生的高频交变磁场运送至预定的患处位置上，必须同时搬运磁轭，对于上述专利文件中所载磁感应机而言，其提升组件就必须具备较强的驱动能力，这无疑增加了设备制造难度与设备制造成本，很难在更广泛应用。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种磁场发生器，该磁场发生器应用时，能产生具有预期的强度的高频交变磁场。

本实用新型的另一个目的在于提供一种磁场发生器，该磁场发生器体积小、重量轻，结构稳定可靠，可保持长时间稳定工作，适用于广泛的应用场景。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种磁场发生器，该磁场发生器包括有感应线圈以及谐振电容；感应线圈的其中一端与谐振电容的其中一个极板连接并保持电导通，感应线圈的另一端与谐振电容的另一个极板连接并保持电导通；感应线圈与谐振电容的两个公共端分别连接外部电源的两个输出端。

在本申请提供的技术方案中以感应圈与谐振电容接合的形式构造磁场发生器，按照上文所载的接合方式，则呈现为容性的电容与呈现为感性的感应线圈将接合形成并联谐振结构，该并联谐振结构将具备一个固有谐振频率，该固有谐振频率的大小将直接由谐振电容的容抗大小以及感应线圈的感抗大小决定。谐振电容与感应线圈按照上文所载接合形成并联谐振结构后，将二者的两个公共端与外部交变电源的两个输出端连接，则根据电气原理可知，调节外部交变电源的交变频率，使其逼近该并联谐振结构的固有频率，则该并联谐振结构将在外部交变电源的交变频率等于其固有谐振频率时取得谐振，而此时，工作在谐振状态下的感应线圈上，将获得成倍于外部交变电源的电流，感应线圈将该电流转换成为交变磁场，也将获得对应大小的交变磁场。

因此可知，区别于现有技术中以巨型磁轭汇聚磁力线获得稍强磁场的做法，在本申请提供的技术方案中，以谐振电容与感应线圈接合形成并联谐振结构，在感应线圈上获得成倍于外部交变电源的电流，其本质即为利用并联谐振的谐振特性放大电流，进而从本质上，提升了感应线圈处产生的交变磁场的磁场强度。由于并联谐振结构达到其谐振状态时，感应线圈处的电流放大倍数由该谐振结构的品质因数决定，而谐振结构的品质因数又直接由谐振电容的容抗大小与感应线圈的感抗大小直接决定，因此，本领域技术人员可通过合理设置谐振电容的容抗大小以及感应线圈的感抗大小，获得具有预期的品质因数的并联谐振结构，进而在该并联谐振结构工作在谐振状态时，在感应线圈上获得预期的交变电流，最终获得具有预期强度的交变磁场。

现有技术中电容的制造技术发达，很容易就能获取到小体积、轻重量、大容抗值的电容，因此可以说，采用本申请提供的技术方案，不仅容易得到具有理想的磁场强度的交变磁场，整个磁场发生器的体积还非常小巧，其重量也大幅降低，将其安装在外部的驱动设备上时，驱动设备能很轻易将其定点、定域运送至需求的患处位置处。

具体地，感应线圈包括有线圈本体、线圈壳以及导磁体；线圈本体设置在线圈壳中，且线圈本体的两端从线圈壳中伸出，向谐振电容方向延伸；导磁体设置在线圈壳靠近谐振电容的一侧，且导磁体紧贴线圈壳，与线圈壳外壁连接。线圈本体用于与谐振电容连接，将外部电源输送的交变电流转换成为交变磁场。在线圈本体靠近谐振电容的一侧设置导磁体，可利用导磁体自身磁阻更小的性质，阻碍线圈本体产生的交变磁场向谐振电容方向传播，一方面可将磁场更好地汇集于背离谐振电容的一侧，更好地对放置在该侧的磁场作用对象进行磁感应加热；另一方面也将有效阻碍交变磁场对谐振电容中的金属极板进行感应加热，避免交变磁场对磁场发生器自身结构产生破坏，保证装置结构稳定。

与此同时，谐振电容包括有电容壳、第一电容接柱、第二电容接柱以及电容，电容设置在电容壳中，电容壳可开设安装位，方便将接合好的磁场发生器与外部的驱动器接合起来形成完整的磁感应仪；第一电容接柱的一端连接并导通电容的其中一个极板，其另一端连接并导通线圈本体的其中一端；第二电容接柱的其中一端连接电容的另一个极板，其另一端连接并导通线圈本体的另一端。

在工作过程中，谐振电容上流通高频的交变电流，将产生大量热量，因此在本申请提供的磁场发生器中还包括有散热组件，散热组件包括有电容水冷片以及冷却水接头，电容水冷片与电容对应设置，电容水冷片紧贴电容的其中一个极板，电容水冷片中开设有容冷却水流通的通道，冷却水接头与电容水冷片连接，且冷却水接头与电容水冷片内部的冷却水流通通道接合连通，向外部水源开放连接。每一个电容在工作过程中产生的热量都通过电容的极板传递给与之紧贴的电容水冷片，而由于电容水冷片内部流通有冷却水，则热量将进一步通过电容水冷片传导给冷却水，由流通的冷却水将热量源源不断地带走，防止热量集聚，保持电容长时间稳定工作不变形、不烧穿。

在本申请提供的磁场发生器中，散热组件还包括有至少一个线圈散热器，线圈散热器设置在导磁体靠近谐振电容的一侧，且每一个线圈散热器均与导磁体连接并保持热导通。线圈本体在工作过程中也将产生大量热量，而由于导磁体紧贴着线圈壳，且导磁体一般为金属材质，具有良好的导热性，因此紧贴导磁体布置线圈散热器将有助于线圈本体散热。

具体地，每一个线圈散热器均包括有导热底座、安装壳以及若干片散热片，导热底座嵌合在安装壳的底部，安装壳上对应散热片开设有若干插槽，每一片散热片均对应插接在插槽中，且当散热片插接在插槽中时，每一片散热片均抵持导热底座；线圈散热器与导磁体连接时，导热底座紧贴导磁体。导热底座以及散热片可采用具有良好导热性能的导热陶瓷制得，在安装壳上分别对应导热底座以及散热片安装位，分别将导热底座与散热片嵌入安装壳后，保持每一片散热片均与导热底座接触，则对于线圈本体而言，其在工作过程中产生的热量，将透过线圈壳，经导磁体传导至导热底座处，并进一步传导到散热片上，这将避免了热量在线圈本体处累积，有助于保持线圈本体长时间稳定工作不变形、不熔断。

对应的，散热组件还包括有散热喷嘴，散热喷嘴设置在电容壳内部，与电容水冷片连接；散热喷嘴的进气端向外部冷却风源开放连接，其出气端面向散热片开设，散热喷嘴工作时，其出气端处持续喷出气流吹向散热片，线圈本体在工作过程中产生的热量传导至散热片后，散热喷嘴的出气端喷出的气体将进一步推动散热片周围的空气流通，提高散热片的散热效率，为线圈本体提供更加高效的散热措施。

本实用新型的优势在于：相比于现有技术，本实用新型提供的磁场发生器不仅从根本上解决了现有技术中磁场发生器产生的交变磁场的强度不高的问题，还大幅减小了装置体积，减轻了装置重量，更适合应用在广泛的磁感应系统应用场合中。

附图说明

图1是具体实施方式中提供的磁场发生器的整体第一视角结构示意图。

图2是具体实施方式中提供的磁场发生器的整体第二视角结构示意图。

图3是具体实施方式中提供的磁场发生器的内部结构示意图。

图4是具体实施方式中提供的磁场发生器的第一局部结构爆炸图。

图5是具体实施方式中提供的磁场发生器的第二局部结构爆炸图。

图6是具体实施方式中提供的磁场发生器的磁场发生中线圈散热器的结构示意图。

图7是具体实施方式中提供的磁场发生器的磁场发生中线圈散热器的剖视图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

请参阅图1-7。

在本具体实施方式中提供一种磁场发生器，该磁场发生器包括有感应线圈 1以及谐振电容2；感应线圈1的其中一端与谐振电容2的其中一个极板连接并保持电导通，感应线圈1的另一端与谐振电容2的另一个极板连接并保持电导通；感应线圈1与谐振电容2的两个公共端分别连接外部电源的两个输出端。

进一步的，在本具体实施方式中，感应线圈1包括有线圈本体11、线圈壳 12以及导磁体13；线圈本体11设置在线圈壳12中，且线圈本体11的两端从线圈壳12中伸出，向谐振电容2方向延伸；导磁体13设置在线圈壳12靠近谐振电容3的一侧，且导磁体13紧贴线圈壳12，与线圈壳12外壁连接。

进一步的，在本具体实施方式中，谐振电容2包括有电容壳21、第一电容接柱22、第二电容接柱23以及电容24，电容24设置在电容壳21中，电容壳 21可开设安装位；第一电容接柱22的一端连接并导通电容24的其中一个极板，其另一端连接并导通线圈本体11的其中一端；第二电容接柱23的其中一端连接电容24的另一个极板，其另一端连接并导通线圈本体11的另一端。

进一步的，在本具体实施方式中，该磁场发生器中还包括有散热组件3，散热组件3包括有电容水冷片31以及冷却水接头32，电容水冷片31与电容24 对应设置，电容水冷片31紧贴电容24的其中一个极板，电容水冷片31中开设有容冷却水流通的通道，冷却水接头32与电容水冷片32连接，且冷却水接头 32与电容水冷片31内部的冷却水流通通道接合连通，向外部水源开放连接。

进一步的，在本具体实施方式中，散热组件3还包括有至少一个线圈散热器33，线圈散热器33设置在导磁体13靠近谐振电容2的一侧，且每一个线圈散热器33均与导磁体13连接并保持热导通。

进一步的，在本具体实施方式中，每一个线圈散热器33均包括有导热底座 331、安装壳332以及若干片散热片333，导热底座331嵌合在安装壳332的底部，安装壳332上对应散热片333开设有若干插槽，每一片散热片333均对应插接在插槽中，且当散热片333插接在插槽中时，每一片散热片333均抵持导热底座331；线圈散热器33与导磁体13连接时，导热底座331紧贴导磁体13。

进一步的，在本具体实施方式中，散热组件3还包括有散热喷嘴34，散热喷嘴34设置在电容壳21内部，与电容水冷片31连接；散热喷嘴34的进气端向外部冷却风源开放连接，其出气端面向散热片333开设，散热喷嘴34工作时，其出气端处持续喷出气流吹向散热片333。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种磁场发生器，其特征在于，该磁场发生器包括有感应线圈以及谐振电容；所述感应线圈的其中一端与谐振电容的其中一个极板连接并保持电导通，所述感应线圈的另一端与所述谐振电容的另一个极板连接并保持电导通；所述感应线圈与所述谐振电容的两个公共端分别连接外部电源的两个输出端。

2.如权利要求1所述的磁场发生器，其特征在于，所述感应线圈包括有线圈本体、线圈壳以及导磁体；所述线圈本体设置在所述线圈壳中，且所述线圈本体的两端从所述线圈壳中伸出，向所述谐振电容方向延伸；所述导磁体设置在所述线圈壳靠近所述谐振电容的一侧，且所述导磁体紧贴所述线圈壳，与所述线圈壳外壁连接。

3.如权利要求2所述的磁场发生器，其特征在于，所述谐振电容包括有电容壳、第一电容接柱、第二电容接柱以及电容，所述电容设置在所述电容壳中，所述第一电容接柱的一端连接并导通所述电容的其中一个极板，其另一端连接并导通所述线圈本体的其中一端；所述第二电容接柱的其中一端连接所述电容的另一个极板，其另一端连接并导通所述线圈本体的另一端。

4.如权利要求3所述的磁场发生器，其特征在于，该磁场发生器还包括有散热组件，所述散热组件包括有电容水冷片以及冷却水接头，所述电容水冷片与所述电容对应设置，所述电容水冷片紧贴所述电容的其中一个极板，所述电容水冷片中开设有容冷却水流通的通道，所述冷却水接头与所述电容水冷片连接，且所述冷却水接头与所述电容水冷片内部的冷却水流通通道接合连通，向外部水源开放连接。

5.如权利要求4所述的磁场发生器，其特征在于，所述散热组件还包括有至少一个线圈散热器，所述线圈散热器设置在所述导磁体靠近所述谐振电容的一侧，且每一个所述线圈散热器均与所述导磁体连接并保持热导通。

6.如权利要求5所述的磁场发生器，其特征在于，每一个所述线圈散热器均包括有导热底座、安装壳以及若干片散热片，所述导热底座嵌合在所述安装壳的底部，所述安装壳上对应所述散热片开设有若干插槽，每一片所述散热片均对应插接在所述插槽中，且当所述散热片插接在所述插槽中时，每一片所述散热片均抵持所述导热底座；所述线圈散热器与所述导磁体连接时，所述导热底座紧贴所述导磁体。

7.如权利要求6所述的磁场发生器，其特征在于，所述散热组件还包括有散热喷嘴，所述散热喷嘴设置在所述电容壳内部，与所述电容水冷片连接；所述散热喷嘴的进气端向外部冷却风源开放连接，其出气端面向所述散热片开设，所述散热喷嘴工作时，其出气端处持续喷出气流吹向所述散热片。

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