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强磁场热机

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强磁场热机相关的论坛

  • 强磁场有无危害？

    请问核磁的强磁场对人体有无危害？如果有，主要是哪几个方面？平时需要注意哪些方面？

  • 记一次脉冲强磁场设备维修

    记一次脉冲强磁场设备维修

    记一次脉冲强磁场设备维修原创：大陆2015-11-13一、前言磁场设备是磁学研究中产生磁场的设备，根据可产生最高磁场强弱可以分为亥姆赫兹线圈、永磁场发生器、电磁铁、超导磁体与强脉冲磁场发生器几种，其中使用脉冲磁场发生器原理是短时间通大电流产生强磁场，在相同的散热及供电功率等配套条件下可以产生比稳恒磁体强一个数量级以上的磁场，因而可以在物理、化学与生物研究中需要强场的场合应用。目前脉冲强磁场能产生的最高磁场的世界纪录超过2千特斯拉，不过这些极端磁场的产生过程伴随爆炸冲击波作用，只是一次性的产生，线圈无法再次使用，而且需要防爆实验环境；能够重复使用同一个线圈可控产生的脉冲强磁场最高约1百特斯拉，这需要配套专门的实验室与供电通道；在普通实验室条件下对脉冲磁场发生装置的需求一是不需要专门的电力改造，且整个装置方便移动，不过产生的磁场最高超过10特斯拉，我们实验室(磁学国家重点实验室)就有一套这样的样机设备，是实验室几位老前辈在1990年前后自己做的，设备整体照片如图1，它的主体分为充放电控制模块、线圈负载与电容柜(如图02中肚子里主要装的是1kV，0.1mF的电容阵列，合计98个，总容量9.8毫法拉) 、。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/11/201511132130_573466_1611921_3.png图01 脉冲强磁场装置照片http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/11/201511132130_573467_1611921_3.jpeg图02 脉冲强磁场装置中的电容二、故障及诊断维修前段时间有使用者在使用过程中发现设备电容无法充到设定电压，从而无法放电产生磁场。首先通过沟通，获知设备是在用户更换自己的负载线圈之后引起，用户自己的负载线圈电感约10纳亨，而设备标配的负载线圈是280微亨，相差4个数量级；然后结合图03所示的脉冲强磁场的电路分析故障在充电模块；最后打开机柜，通过肉眼观察线路板与元器件，如图04所示，可以看到大功率晶闸管的散热固定木柱有裂纹，从而将故障诊断在晶闸管上。值得一提的是，必须赞一下实验室前辈们：在设备制造过程中保留着晶闸管的铭牌，这样尽管他们退休好多年了，设备出现问题，后人还可以找到配件的线索。将晶闸管拆下来后发现正反向都是导通状态，显然控制端无法控制其单向积累电荷给电容充电，因而根据铭牌上的最大电流500A、耐压1800V、控制电压1.5V指标购买替换晶闸管，幸运的是市场上还能找到同样规格的KP-500A晶闸管，买回来替换上后测试发现仪器可以正常充放电，至此维修工作完成。简单分析其原因是使用者将负载换成特别轻的电感，这样在最高800V充电后，电感几乎不能增加阻抗，此时放电回路电路中的阻抗幅值约0.5欧姆，导致放电回路中的电流瞬间超过1600安培，而晶闸管的最高承受电流只有500安培，所以损坏导致故障。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/11/201511132130_573468_1611921_3.gif图03 脉冲强磁场装置充放电原理电路图http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/11/201511132130_573469_1611921_3.png图04 脉冲强磁场装置充放电电路照片http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/11/201511132130_573470_1611921_3.jpeg图05 更换的晶闸管照片三、测试验证我们知道，设备维修让设备能工作与是否适合科学研究是两码事，为了让使用者更好的在该设备上开展研究，需要在正常工作的基础上对其性能做一次测试验证，测量不同充电电压对应在标准负载线圈中的放电脉冲磁场。测试用到的工具是带轴向(霍尔传感器)磁场探头的特斯拉计(高斯计)，与一台示波器，如图06所示，由于仪器尾部自带有BNC模拟接口，将其连在示波器上，但初步测试发现仪器标配的模拟信号在较高磁场下有饱和截断平台，如图07所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/11/201511132130_573471_1611921_3.png图06 测试验证需要的仪器http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/11/201511132130_573472_1611921_3.png图07 直接使用模拟信号观测脉冲场波形经过与特斯拉计的工程师交流，得知其模拟输出的是原始霍尔电压信号放大10倍并做滤波限幅保护等电路处理之后输出的结果，而设备限幅4V，对应典型传感器最高只能测量4T的磁场。我们目前的应用明显要测量超过4T的磁场，那么要想获得高于4T的模拟脉冲信号，怎么办呢？使用原始(未经放大、调理、限幅处理的)霍尔电压信号！于是打开特斯拉计机箱，如图08所示，http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/11/201511132130_573473_1611921_3.png图08 特斯拉计内部电路结构http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/11/201511132130_573474_1611921_3.png图09 改变模拟BNC输入线的接入位置做好以上的准备工作后，开始进行测量系统标定，为了简便，这里使用一块永磁体产生磁场做动态模拟电压-磁场标定，放在探头边上，通过调节距离改变特斯拉计的输入磁场，记录特斯拉计与示波器上直流信号的平均值，绘制成曲线并拟合如图10所示。然后将磁场探头放入负载线圈的中心位置，测量不同放电电压下产生的脉冲磁场波形，并根据指数衰减放电函数拟合出峰值与脉宽，如图11所示。最后将所有的初始放电电压获得的脉冲磁场信号曲线的拟合结果汇总可得脉宽不随放电电压变化，恒定约1毫秒，峰值磁场与初始放电电压关系经拟合满足为B(特斯拉)=20V(千伏)关系，该设备在最高800V电压充电时产生峰值磁场约16T，使用相对简单的原理与低成本[c

  • 稳态强磁场实验装置测试系统产出新成果

    近期，中国科学技术大学朱弘教授小组利用稳态强磁场实验装置电子自旋共振等测试系统，研究了压缩应变(La,Ba)MnO3薄膜中的磁晶各向异性，其研究结果近期发表于《应用物理学杂志》（Journal of Applied Physics）。 中国科学院强磁场科学中心的科学实验测试系统包括输运实验测试系统、磁性实验测试系统、磁光实验测试系统、极低温实验测试系统、高压实验测试系统和组合显微系统。朱弘小组此次实验就是利用磁性实验测试系统中的“电子顺磁共振谱仪”，进行了一系列研究。其实验结果表明，在Sr或Ca掺杂的锰氧化物铁磁薄膜中容易磁化轴沿拉伸应变方向。该工作利用转角铁磁共振技术，发现在Ba掺杂的薄膜中情况正相反，易磁化方向对应面内的压缩应变方向。实验得到面外共振位置高达12千奥斯特（kOe），表明除了形状各向异性外，磁晶各向异性非常可观，且是易面的。这种磁晶各向异性“异常”的表现反映了锰氧化物与Bethe-Slater曲线的物理内容相一致。(La,Ba)MnO3和Co、Ni相同，易磁化轴沿压缩方向；而另两种掺杂的锰氧化物(LaCa),(LaSr)和a-Fe一样表现相反。 强磁场科学中心成立于2008年4月30日，是国家发改委支持的“十一五”国家重大科学工程。中心的长远预设目标包括强磁场的产生、强磁场下的物性研究以及依托强磁场实验装置进行科学技术发明，其实验设施包括磁体装置和科学实验测试系统。2010年，部分磁体装置及测试系统建成，已开始先期投入试运行并陆续向用户开放，基本实现“边建设边运行”。 稳态强磁场实验装置项目建设总目标是建立40T级稳态混合磁体实验装置和系列不同用途的高功率水冷磁体、超导磁体实验装置，使我国的强磁场水平跻身于世界先进行列。目前四台超导磁体中的SM3与配套核磁共振谱仪完成联调，并已开展了多项结构生物学和药物学方面的研究，SM2已调试成功，正与组合显微测试系统SMA联调。磁体装置方面，强磁场中心现已成功研制出国内首台铌三锡管内电缆导体的超导磁体以及我国首台井式真空充气保护大型铌锡线圈热处理炉系统。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201208/W020120820347280715931.jpg

  • Science: 低温强磁场磁力显微镜—调控拓扑绝缘体磁畴壁手性边界态

    Science: 低温强磁场磁力显微镜—调控拓扑绝缘体磁畴壁手性边界态

    拓扑绝缘体，顾名思义是绝缘的，有趣的是在它的边界或表面总是存在导电的边缘态，这是拓扑绝缘体的独特性质。近期，理论预测存在的拓扑绝缘体在实验上被证实存在于二维与三维材料中，引起了科研界的大量关注。通常二维电子气体系中存在着量子霍尔效应，实验中观测到了手性边界态存在于材料的边界。在三维体材料的拓扑绝缘体中实验上可观测到反常量子霍尔效应。 K. Yasuda, Y. Tokura等人利用德国attocube公司的低温强磁场磁力显微镜attoMFM在0.5K温度与0.015T磁场环境下，证实了拓扑绝缘体磁畴壁的手性边界态的可调控性能，不同于之前实验上观测到的拓扑绝缘体中自然形成随机分布的磁畴中的手性边界态。Y. Tokura等人基于Cr-掺杂 (Bi1-ySby)2Te3制备了拓扑绝缘体薄膜，基底是InP（如图1C）。图1D为在0.5K极低温下使用MFM测量的材料中的磁畴分布，可以清晰看到自然形成的随机分布的大小与形貌不一的磁畴。通过使用MFM磁性探针的针尖在0.015T的磁场环境下扫描样品区域成功实现了对材料磁畴的调控。图1F为调控后样品的磁畴情况，被探针扫描过的区域，磁畴方向保持一致。[align=center][img=,500,273]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807311331396935_7457_981_3.jpg!w690x378.jpg[/img][/align][align=center]图1： A&B 拓扑绝缘体磁畴调控示意图；C 拓扑绝缘体材料结构；D attoMFM实验观测自然形成多个磁畴； E&F MFM探针调控磁畴[/align][align=center][/align][align=center] 该拓扑绝缘体磁畴反转的性能随磁场大小变化的结果也被仔细研究。通过缓慢改变磁场，不同磁场下拓扑绝缘体样品的磁畴方向可清楚地被证实发生了反转（见图2）。通过观察，随机分布气泡状磁畴（0.06T磁场附近）一般的大小在200纳米左右。[/align][align=center][/align][align=center][img=,500,206]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807311339098931_5066_981_3.jpg!w690x285.jpg[/img][/align][align=center]图2： A 霍尔器件电测量结果；B attoMFM观测不同磁场下拓扑绝缘体的磁畴情况[/align][align=center][/align][align=center] 不仅通过attoMFM直观观测分析磁畴手性边界态调控，电学输运结果也证实手性边界态的调控。图3为在温度0.5K的时候，拓扑绝缘体电学器件以及相应的电学测量数据。数据表明，霍尔电阻可被调控为是正负h/e2的数值，证实了不同磁畴的手性边界态的调控被实现。作者预见，该实验结果对于低消耗功率自旋电子器件的研究提供了一种可能的途径。[/align][align=center][/align][align=center][img=,500,565]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807311333567372_456_981_3.jpg!w690x780.jpg[/img][/align][align=center]图3：拓扑绝缘体制备器件反常量子霍尔效应结果证实磁畴手性边界态调控[/align][align=center][/align][align=center][img=,500,303]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807311334450730_967_981_3.jpg!w690x419.jpg[/img][/align][align=center]图4：拓扑绝缘体磁畴手性边界态调控相关设备—低温强磁场原子力磁力显微镜[/align][align=center][/align][align=center][/align]低温强磁场原子力磁力显微镜attoAFM/MFM主要技术特点：-温度范围：mK...300 K-磁场范围：0...12T (取决于磁体)-样品定位范围：5×5×5 mm3-扫描范围: 50×50 μ㎡@300 K, 30×30μ㎡@4 K-商业化探针-可升级PFM, ct-AFM, SHPM, CFM等功能参考文献：“Quantized chiral edge conduction on domain walls of a magnetic topological insulator” K. Yasuda, Y. Tokura et al, Science 358, 1311-1314 (2017)

  • 【求助】急问：核磁仪里的磁场

    我想问一下核磁共振仪器里面的两块超导磁体之间的磁场是匀强磁场吗？假设在其中放入一个带正电荷的粒子，磁场对它的作用力应该是什么方向的呢？怎么分析它的运动轨迹？谢谢

  • 我国刷新脉冲磁场最高强度纪录 闯入90特斯拉大关

    科技日报讯 近日，依托华中科技大学建设的国家脉冲强磁场科学中心（筹）自行研制的脉冲磁体,成功实现了90.6特斯拉的峰值磁场，再次刷新我国脉冲磁场最高强度纪录，使我国成为继美、德后，第三个闯入90特斯拉大关的国家。 中国工程院院士、华中科技大学教授潘垣介绍，磁现象是物质的基本现象之一。当物质处在磁场中，其内部结构可能发生改变，产生新成果。强磁场与极低温、超高压一样，被列为现代科学实验最重要的极端条件之一。它可分为稳态强磁场和脉冲强磁场两大类，其对应的发生装置又分为稳态强磁场装置和脉冲强磁场装置。有资料显示，自1913年以来，世界上有19项与强磁场有关的成果获得诺贝尔奖；仅近30年来，就有8项与此有关的成果获得诺贝尔奖，如量子霍尔效应、分数量子霍尔效应、磁共振成像等。 据国家脉冲强磁场科学中心（筹）主任李亮介绍，产生90.6特斯拉磁场强度的磁体、电源、控制系统等全套装置均为中心自主开发研制。脉冲磁体是产生高强磁场最重要的部件，电流和磁场相互作用在瞬间所产生的强大电动力和急剧温升，是限制磁场强度提高的两大主要因素。与美国、德国90特斯拉级脉冲磁体都采用昂贵的高强高导材料相比，我国磁体制造成本还不到他们同类磁体的1/10。 据称，为实现90特斯拉以上的磁场强度，美国洛斯—阿拉莫斯强磁场实验室用了20年，德国德累斯顿强磁场实验室用了10年，而我国仅用5年就实现了这一水平。（记者刘志伟 通讯员程远） 《科技日报》（2013-08-14 一版）

  • NMR在动力学研究中的一个疑问——强磁场的影响？

    在学化学的人眼里，影响化学反应进程的因素很多，比如温度、时间、pH值、浓度、压力、微波等等，但似乎都不大考虑磁场的影响。因此，NMR可以用来研究化学反应的动力学。但是，磁场真的对反应没有影响吗？或是影响太小？以前以及最近陆续看到或听到几篇关于磁场对晶体的影响的论文。一个是，在外加磁场下，溶液里生成的氨基酸晶体与不加磁场时的晶体特征不一样。另一个是，在外加磁场下作X射线衍射，有机物晶体粉末重新定向排列，其结果类似于晶体。地球磁场的磁感应强度通常为0.4~0.8高斯，而NMR的磁场可高达十几个特斯拉（注1特斯拉=10000高斯）。

  • 【原创】磁场系统（Magnet System）

    [size=3][font=宋体]磁场系统[/font][font=宋体]提供被加速的带电粒子在所控制的轨道中做圆周运动所需要的磁场强度，由磁铁、线圈、磁场电源配给系统（[/font][font=Times New Roman]Magnet Power Supply PSMC[/font][font=宋体]）等组成。[/font][/size][size=3][font=Times New Roman] [/font][font=宋体]现代医用回旋加速器的磁场结构设计根据粒子动力学和[/font][font=Times New Roman]LH Thomas[/font][font=宋体]的轴向聚焦理论采用与传统回旋加速器的平面磁极不同的扇形磁极，其形成的深谷磁场代替了传统的匀强磁场。常用的扇形磁极有直边扇形磁极、螺旋扇形磁极和分离扇形磁极等。[/font][/size][size=3][font=宋体]回旋加速器的磁体常见的有方形和[/font][font=Times New Roman]C[/font][font=宋体]形两种结构，[/font][font=宋体]前者由两个横梁和两个立柱组成的磁轭加上两个磁极构成，是普通回旋加速器普遍采用的结构。而分离扇形的等时性回旋加速器则常采用后者，它可提供较多的空间来安放束流的其它设备。回旋加速器的磁铁通常由含碳量极低的工业纯铁或低碳钢制成。[/font][color=#eaeaea][size=5][/size][/color][/size][size=3][font=宋体]回旋加速器的工作磁场[/font][b][i][color=blue][size=3][font=Times New Roman]B[/font][/size][/color][/i][/b][font=宋体]愈高，其基本造价就愈低。从经济的观点看，[/font][b][i][color=blue][size=3][font=Times New Roman]B[/font][/size][/color][/i][/b][font=宋体]愈高愈好。然而，磁场过高时，磁体钢材的导磁率将迅速下降，发生“磁饱和”现象，此时不仅磁体激磁的效率大大下降，从而可使造价和运行费用反而升高，更重要的是磁场的分布将随激励水平的高低而发生显著变化，这将会给加速离子能量和品种的调节造成巨大的困难。因此，通常将[/font][b][i][color=blue][size=3][font=Times New Roman]B[/font][/size][/color][/i][/b][font=宋体]选择在[/font][font=Times New Roman]1.2~2.0[b][color=blue][size=3]T[/size][/color][/b][/font][font=宋体]之间。离子种类和能量固定的加速器的磁感应强度往往选在[/font][font=Times New Roman]2.0[b][color=blue][size=3]T[/size][/color][/b][/font][font=宋体]附近，离子和能量可变的加速器则选择在低限附近。[/font][/size][size=3][font=宋体]回旋加速器的磁铁通常用磁钢的锻件制成，也可用若干厚钢板迭焊后再进行加工而制成。为了达到高的磁感应强度[/font][b][i][color=blue][size=3][font=Times New Roman]B[/font][/size][/color][/i][/b][font=宋体]，所用的材料必须是饱和磁感应强度高的磁钢。钢材中的杂质（主要为碳）可造成饱和磁感应强度下降，因此通常采用含碳量极低的工业纯铁（“阿姆科”软铁）或低碳钢作为回旋加速器主磁铁铁芯的材料。[/font][/size][font=宋体]近年来，由于超导磁体技术的进展，已成功地将该技术应用于回旋加速器，建成了超导回旋加速器，这类加速器的磁体主线圈是用铌钛和铜的合金材料制成。当液氮将线圈冷却到[/font][font='Times New Roman']4.2K[/font][font=宋体]时，通过的电流高达[/font][font='Times New Roman']34000A[/font][font=宋体]，可产生约[/font][font='Times New Roman']5.0T[/font][font=宋体]的强磁场。在这样的条件下，回旋加速器的尺寸只是常规型的[/font][font='Times New Roman']1/3~1/2[/font][font=宋体]左右，而磁体的运行费用仅为常规的[/font][font='Times New Roman']1/10[/font][font=宋体]。[/font]

  • 磁场能改变热量传递方向

    2012年12月27日 来源： 中国科技网 作者： 杨雪 中国科技网讯 据《自然》杂志网站近日报道，意大利比萨的NEST纳米科学研究所的科学家在最新研究中发现，磁场能控制个体间热流传递的方向，使热量可能从较冷个体传递到较热个体。 物理学家布莱恩·约瑟夫森曾在1962年预测，电子可以在两个被一层薄绝缘体分开的超导体之间“打开通道”，这一过程在传统物理学中是不允许的。约瑟夫森随后制作了超导量子干涉器件(SQUIDs)，SQUIDs包括两个Y形的超导体，连接形成回路，还有两个绝缘薄片夹在中间。 该研究所的弗朗西斯科·贾佐托和玛丽亚·何塞·马丁内斯·佩雷斯测量了SQUIDs器件的热特性，即里面的电子如何进行热传递。他们对SQUIDs器件的一端进行了加热，并测量了与之相连的电极温度。结果发现，当他们改变穿过回路的磁场时，流过SQUIDs器件的热量也会跟着变化。 该发现在一定程度上颠覆了热传递，使热量可能从较冷个体传递到较热个体。这显然违反热力学第二定律——热量永远从较热个体传递到较冷个体。但贾佐托认为，上述过程其实完全合理，因为只有部分热流发生相位变化。如果仅考虑单电子热传递，净流仍然是从热端到冷端。 这种热流的变换可以依据该超导体的“相位”来解释，波函数波峰和波谷的位置描述了SQUIDs器件回路中的超导电子对。最大热流发生在当回路一半的波峰与另一半的波峰相遇时，反之，当波峰与波谷相遇，热流处于最小值。磁场使这些相位相互转换，从而改变热流。 荷兰代尔夫特理工大学的克莱普维克认为，贾佐托他们的研究“可爱”但“不惊人”，并怀疑其实际应用价值。他说：“唯一可能的领域是固态制冷，取代低温冷却液。” 但贾佐托认为，研究有助于实现微型高效热机的开发。他也希望该研究成为“相干热量”的基础，用热交换代替电信号传递信息。之前，贾佐托和其他人已经建造了用电而不是磁来控制热交换的设备。 《科技日报》 2012-12-27（二版）

  • 永久磁场，交流磁场和“直流磁场”

    [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收[/color][/url]分析仪，采用塞曼方式扣除背景的干扰早已不是什么新鲜的技术了。使用塞曼方式就要有磁场存在，那么磁钢就是产生磁场的来源了。在目前市面上所销售的塞曼扣除背景的仪器中，使用的磁钢种类，我本人见过的有两种；一种是永久磁钢的，也称为永久磁场的，它是将两个软铁极靴预先充好磁来使用的。另一种是交流磁钢的，它是在原子化阶段，通过给两个极靴外围的线圈施加上交流电流而产生交流磁场的。但是我还听到另一种说法，就是直流磁场。我的问题是：是不是真有给磁钢极靴上的线圈施加直流电流而产生直流磁场的磁钢？望大家发表高见！

  • 2016国产磁测量好仪器系列之五：磁场测量扫描成像系统F-30

    2016国产磁测量好仪器系列之五：磁场测量扫描成像系统F-30

    2016国产磁测量好仪器系列之五：磁场测量扫描成像系统F-30原创：李响、杨文振、薜立强、冀石磊、郑文京 工程师，北京翠海佳诚磁电科技有限责任公司推荐：陆俊 工程师，中科院物理所磁学室2016年10月28日一句话推荐理由：国产半导体器件的骄傲之作应用在中强磁场测量上的好仪器。一、引言 磁场无形，但又无处不在，无时无刻不在直接或间接的影响着我们的生活，比如地磁、磁卡、电机、变压充电器、电磁炉、微波炉、手机、磁盘、钞票、耳麦、磁悬浮列车、核磁共振成像仪这些让我们每天都在和各种各样的磁场打交道，然而对于磁场如何衡量，如何产生如何测量恐怕较少有人去关注，简单概括几点：一是磁场的单位，常用的单位是奥斯特，国际单位安每米比较小(1 Oe ~ 79.6 A/m)，注意严格来讲不要将单位表达成高斯或特斯拉这两个磁感应强度单位，因为磁场强度和磁感应强度概念上完全不同，尽管二者可根据(经常以空气或真空的)磁导率相互变换，即1奥斯特磁场在真空或空气中诱导的磁感应强度为1高斯或万分之一特斯拉。二是磁场的产生，首先地球是跟我们关系最密切的磁场源，地表磁场大约为0.5奥斯特，随纬度升高有缓慢增强趋势；其次是为了产生变化磁场，可以通过永磁体机械组装的方式，也可以使用线圈中通过电流的方式，根据线圈材料或结构的不同可以形成不同类型的通电线圈磁场源，比如超导线圈在不消耗能量情况下维持100kOe以上的磁场，高强度导电材料及结构制成的1MOe以上的脉冲强磁场；还有一种和磁场产生相反，要尽可能减少磁场，以防止地球磁场或其他干扰磁场对精密传感器造成不利影响，破坏极端条件探索、精密标定测量等任务，这时要用到消磁措施，可以使用主动电流对消与被动屏蔽两种方法，综合利用消磁技术，我们可以获得比地磁场弱10个数量级的洁净磁场环境。三是磁场的测量，相比产生技术方法，磁场测量要复杂得多，其类型有电磁感应、霍尔、磁阻、磁电、磁光、磁致伸缩、磁共振及非线性磁效应等基本原理，其中值得一提的几个包括最通用且测量范围最广的感应线圈磁探测器、前沿科学探索中常用的超导量子干涉仪(SQUID)、地磁或空间磁场探测中常用的磁通门或原子光泵磁力仪、智能手机里植入的各向异性磁阻AMR芯片、磁场计量常用的核磁共振磁力仪以及跟电磁相关的生产及科研任务中常见的中等强度磁场(地磁场上下四个数量级之间)测量上最常见最常用的霍尔磁场计。以上关于磁场的量级、产生与测量方法比较汇总于图1，在中等磁场强度测量应用最广泛的为霍尔传感器，虽然它没有核磁共振磁力仪ppm级的高精度，但它同时具备足够的精密度(通常约千分之一)、高空间分辨、高线性度、单一传感器宽测量范围、成本又相对较低等明显优势，因而市面上高斯计、特斯拉计等中等强度磁场测量仪绝大多数基于霍尔传感器，本文介绍的磁测量产品也基于霍尔磁场计，在前述磁相关的器件及应用产品的质量控制、监护与升级过程中扮演着不可缺少的角色。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/11/201611101944_616260_0_3.png图1 磁场的量级、不同产生与测量方法比较概览图二、背景中科院半导体所从20世纪80年代始研究高迁移率砷化镓(GaAs)霍尔器件，后来经过两代人的薪火传承克服半导体材料制备、内置温度补偿器件设计与测量数字化采样及软件优化上的技术难题逐渐发展成熟，最终落地北京翠海公司，形成CH-1800，CH3600等被用户认可的高斯计产品。近些年为了配合电磁制造业质量提升的业界需求，为电机磁体、核磁共振磁体空间均匀性、多级磁体分布提供系统的测量方案，翠海公司在高斯计的基础上增加无磁运动机构和软件集成，开发出F-30磁场测量扫描成像仪，照片如图2所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/11/201611101944_616259_0_3.jpg图2 F-30 型磁场测量扫描成像设备照片三、简介F-30由上位机（装有控制软件）、高精度高斯计（一维或者三维）、与高斯计搭配的探头、多维电控位移台以及位移台的控制器组成，如图3所示。简单来说可以分为两个部分，一部分只是用来采集数据，另一部分只是位移，两个部分搭配起来就组成了这个位移采集系统。位移模块由多维电控位移台和位移台控制器组成，通过操作上位机软件给控制器下命令，控制器就根据命令带动电控位移台各个轴运动，这个电控位移台的参数（台面大小、运动轴长度、运动方式、多少维度）用户可定制，即实现在允许范围内的各个角度、各种形状的扫描。 数据采集模块由高精度高斯计和与高斯计配套的探头组成，电控位移台的轴上有固定的探头夹持位置，采集数据时将探头放在夹持位置上，探头测量的数据实时上传到高斯计上，而高斯计与上位机软件通信连接，上位机则根据需要选择是否记录当前位置的数据。通过上位机软件控制位移台控制器和高斯计，可以将位移台上某个位置与高斯计读到的数据值相关联，一维高斯计读到的就是运动到的点对应的某个方向的数据值，三维高斯计则是一个点上 X 方向的值、Y 方向的值、Z 方向的值、此点上的温度（根据需要探头和高斯计中可有温度补偿功能）及三轴中两两矢量和、总矢量和的数值大小和方向夹角，扫描的数据可以导出保存在 EXCEl 中，根据位置和数据值可由软件绘制出各种需要的示意图：二维标准图、二维颠倒图、二维雷达图、三维曲线图、三维网状图、三维立体图、矢量图、圆柱展开图及多条曲线或多个立体图放在同一张图中进行对照比较。软件中还对常见的几种形状（空间磁场分布、矩形图、磁环、同心圆等）的扫描进行了集成化，只需设置几个参数便可以自动进行扫描，自由度高，精准度高，无需看管。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/11/201611101944_616261_0_3.png图3 F-30型磁场测量扫描成像仪组成框图F-30根据不同的测量件需求可以定制，磁场测量部件的主要技术指标如表1，传感器照片如图4，其测量方向、维度以及尺寸都可以根据需要定制。 关于磁场扫描成像时间，（1）常规扫描：每点扫描时间可设置，一般为保证数据的稳定性，在每点的停留时间为1~2s，总时间由测试工件尺寸和扫描步长决定；（2）快速扫描模式：在位移台运动过程中不做停留，通过高速数据采集获得每点磁场值每点测量可小于0.1s。表1： F-30磁场测量部件主要指标http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/11/201611101944_616269_0_3.jpg运动部件有三个平移与两个旋转自由度，大致示意图如图5，典型测试场景及系统软件照片如图6所示，运动部件指标表2。表2 F-30运动学指标列表http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images

  • 请教：有直流磁场吗？

    在原子吸收仪器采用塞曼方式扣除背景时，必然要使用磁场，这是众所周知的常识。据我了解，这个磁场有的采用永久磁钢，也有的采用交流磁场（即将线圈缠绕在磁钢的两个软铁芯外而产生交变磁场）。可是昨天有人问我：“有些资料上写着塞曼扣除背景方式的仪器有的是采用了直流磁场。是这样吗？”我一直语塞了，似乎没有见过直流磁场，可是似乎也隐隐约约听到过“直流磁场”一说，只是未加注意。今特请教一下版内的达人，有哪位知道有直流磁场的仪器请赐告，同时最好说出仪器的型号和厂家为好。谢谢了！

  • 梯度磁场购买，测量。

    大家好，小弟需要弄一个梯度磁场，控制铁颗粒的运动，但是关于梯度磁场了解比较少，希望大家帮忙。我需要的是Z轴的单梯度磁场，不知道磁场梯度是否可以控制，以及如何测量磁场梯度。另外，我们实验室购买的匀强直流电磁铁，它是在Z轴方向是梯度磁场吗？

  • 【求助】氘在磁场中的分裂

    氘核（I=1）在磁场中会分裂成三个能级，即I=+1，0，-1.请问这三个状态分别表示的是什么意思？我理解的是在磁场中，一个自旋方向和磁场相同，一个相反，而0的那个则表示在磁场中不旋转。不知道这样理解是否正确。

  • 【资料】－电磁场理论

    既然说到微波化学大家就应该对电磁场有所了解[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=26325]电磁场理论[/url]本书讨论电磁场的基本理论与应用，且偏重于微波理论与技术方面。 全书分四部分.第一部分((1-5章)是静态场的基本理论，第二部分(6-9章)是时变场与波的基本理论，第三部分(10,、11章〕是函数理论及在场与波中的应用.第四部分(12-14章〕是场与波的求解方法。 本书是在修订原版(1984年)的基础上，将近年来国内外的理论与应用成果总结进去，其中也包括了作者的研究成果。 本书可供电磁场工程专业的大学高年级学生、研究生、教师和科技人员参考。[color=red]感谢楼主的分享，特设为精华，希望大家也能发好的帖子，好帖必赏。[/color]

  • 关于电镜的磁场干扰问题

    如果电镜做出来的照片明显有磁场干扰，怎么办？我在网上查过一个理化公司卖的环境磁场检测仪，除了能检测磁场还可以检测其他的干扰吗？他是针对电子显微镜使用的吗？平时我们家用的电视电脑可以用这个吗？是不是很贵？

  • 【分享】电磁场与自杀有关系

    研究发现：如果人规则地暴露在低频电磁场中，自杀的可能性更高。美国科学家研究了从1950年到1986年被5家电力公司雇用的工人，并从十三万九千工人中选出了六千工人作细致的研究。工人平均在公司中工作16年。研究者发现，在规则地暴露于电磁场辐射的工人中，自杀率是没有经常受到电磁辐射工人的两倍。暴露于最强的电磁场辐射的工人，也是自杀率最高的工人。自杀通常发生在暴露于最强的电磁场辐射的第二年。研究人员说：这项研究提供了最低电磁辐射的积累与自杀的关系。从50岁以下的自杀者身上看出，这两者的相关关系尤为突出。辐射会减少褪黑激素，因此会激发抑郁症，在极端的情况下就会发生自杀。

  • 看不见摸不着的电磁场影响

    [align=center][size=20px]看不见摸不着的[/size][size=20px]电磁场[/size][size=20px]影响[/size][/align] [size=16px] 磁场大多是来源于电场，磁场和电场一般是共同存在相互转化，振荡的电场产生振荡的磁场，振荡的磁场产生振荡的电场。[/size] [size=16px] 今天主要说磁场。磁场有很多种，每种磁场都有特定特征，如频率、波长、幅度不同，产生形式、存在形式、能量形式、影响形式不同等。[/size] [size=16px] 国标GB/T 17626中提到几种磁场，《GB/T 17626.3-2006 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验》、《GB/T 17626.8-2006 电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验》、《GB/T 17626.9-2011 电磁兼容 试验和测量技术 脉冲磁场抗扰度试验》。射频电磁场、工频磁场、脉冲磁场这几种磁场对分析检测仪器工作都有干扰影响。[/size] [size=16px] 射频电磁场，主要体现的是一个“射”，是电场和磁场的一个结合体，频率在100kHz～300GHz范围，呈高频交流变化，在有限空间内不断向外传播，形成了电磁波，也称为无线电波，具有一定的电磁辐射。[/size] [size=16px] 工频磁场。工频的特点是频率低、波长长。它是由电场引起但只是一种磁场，可以只以磁场形式存在。这种磁场通常在大型工况有多种大型交流用电设施的现场存在。它的主要特点也是“工频”。[/size] [size=16px] 脉冲磁场，也只是一种磁场，主要体现的是“脉冲”，也就是一下一下的磁场，主要是由现场电缆间或现场大型用电设施浪涌电流或浪涌电压引起的。[/size] [size=16px] 以上三种电磁场或磁场对现场仪器正常工作都是有一定影响，主要影响电气部件、电路程序、通讯、显示屏显示等正常工作情况。轻的显示屏闪烁、通讯断断续续，重的数据异常、通讯异常、功能异常，甚至直接死机等故障。所以如果现场情况对仪器工作有干扰了，还是得高度重视。解决办法一般都是加大仪器与电磁场强度大的区域的距离；采用电磁场穿透能力差的材料隔离；增加仪器外壳屏蔽功能，或把仪器放到一个具有屏蔽功能的空间；加强仪器抗干扰能力设计等。[/size] [size=16px] 当然电磁场如果足够大对现场的工作人员身体健康也有较大影响，比如射频磁场一般就有较大影响。工作人员也得避免长时间在这样的环境下工作，另外还得穿防护级别较高的防护服。[/size] [size=16px] 其实电磁场也不一定全起坏作用，如果把它们的特点利用好，那还是有很高的科技价值的。比如射频电磁场，可以形成无线电波，可以应用于通讯类产品或技术中，如雷达、无线通信等；脉冲磁场可以应用于医学或医疗设备或技术中。[/size] [size=16px] 当然我们这说的是电磁场对仪器的干扰或影响，对于仪器来说那自然是要提升自身的功能、性能等指标，增加抗干扰能力，避免外界环境（使用环境中的电磁场）影响。[/size]

  • 低频电磁场测量系统的问题

    [b]低频电磁场测量系统NBM550+EHP50F+EF0391 大家有用过这个仪器吗？ 是不是一个主机加两个探头，用来测工频电磁场密度还有工频密度的啊？ 可是我看详细配置怎么是 [/b][list=1][list=1][*][b]电磁辐射分析仪主机，[/b]2.[b]射频电场探头, 3[/b].[b]工频辐射测量仪（可同时测量电场和磁场合；工频辐射测量仪与显示主机连接光纤不小于5m，以避免人员对测量的影响；工频辐射测量仪能够独立测量并存储数据，不需要使用额外的专用主机，可使用普通电脑作为显示单元，独立工作时间不小于24小时。） 这个工频辐射测量仪不是探头吗？ 怎么回事?为什么还是可单独使用并且还能同时测电场和磁场呢？[b][/b][/b][list=1][/list][list=1][list=1][/list][/list][list=1][list=1][list=1][/list][/list][/list][list=1][list=1][list=1][/list][/list][/list][list=1][list=1][list=1][/list][/list][/list][/list][/list][list=1][/list][list=1][/list][list=1][/list]

  • 【资料】关于征求国家环境保护标准《电场、磁场、电磁场防护规定》（征求意见稿）意见的函

    环境保护部办公厅函 环办函〔2008〕833号 关于征求国家环境保护标准《电场、磁场、电磁场防护规定》（征求意见稿）意见的函 各有关单位：　　为贯彻落实《中华人民共和国环境保护法》，我部组织对《电磁辐射防护规定》（GB8702-88)进行了修订，形成《电场、磁场、电磁场防护规定》（征求意见稿）。现将征求意见稿和编制说明印送给你们，请研究并于2008年11月30日前提出书面反馈意见。　　联系人：封有才　　地址：北京西城区西直门内南小街115号　　邮政编码：100035　　电话：（010）66556348，66556382（传真)　　Email:feng.youcai@sepa.gov.cn　　附件： 　　1.征求意见单位名单（略）　　2.《电场、磁场、电磁场防护规定》（征求意见稿）[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=133279].《电场、磁场、电磁场防护规定》（征求意见稿）[/url]　　3.《电场、磁场、电磁场防护规定》（征求意见稿）编制说明[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=133280].《电场、磁场、电磁场防护规定》（征求意见稿）编制说明[/url]　　二○○八年十一月二十日

  • 想知道梯度磁场是如何做到的？

    是不是在超导体的外面三个方向都再加线圈，让它产生三个方向的梯度磁场，如果梯度大的话说明仪器产生的梯度变化大，所得到的结果就就应该显著。那么到底梯度磁场有多大呢？它不应该影响超导体的净磁场，但是太小又不能发挥作用，想知道对于被测样品，静磁场和梯度磁场的大小关系。

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