磁共振用Halbach永磁阵列的仿真分析  被引量:3

Simulation Analysis of Permanent Magnetic Halbach Array for Magnetic Resonance

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作  者:张广才[1] 刘朝阳[2] 陈巧燕[1,3] 陈方[2] 杨晓冬[1] 

机构地区:[1]中国科学院苏州生物医学工程技术研究所,江苏苏州215163 [2]中国科学院武汉物理与数学研究所,湖北武汉430071 [3]中国科学院大学,北京100049

出  处:《华南理工大学学报(自然科学版)》2014年第3期98-103,共6页Journal of South China University of Technology(Natural Science Edition)

基  金:国家自然科学基金资助项目(11105096);中国科学院科研装备研制项目(YZ201253);苏州市科技计划项目(SYG201125)

摘  要:阐述了Halbach永磁阵列的原理及所产生的静磁场的特点,利用Maxwell仿真软件对一种可用于核磁共振小型化的圆柱型Halbach阵列进行了静磁场仿真分析——首先对理想情况下圆柱型Halbach阵列在不同离散磁块数、磁性材料和磁块尺寸时所产生的磁感应强度进行了对比,然后将充磁方向和磁块性能存在误差的非理想情况与理想情况下的Halbach阵列产生的静磁场进行了对比,最后将Halbach阵列与H型常规永磁体进行了对比.结果表明:组成Halbach阵列的磁块数目、磁性材料的性能和磁块尺寸是影响磁感应强度的主要因素;磁块选材、充磁等加工工艺对Halbach阵列的磁场均匀性有很重要的影响;相比于常规永磁体,Halbach阵列在用料和产生的磁场强度方面具有一定的优势.This paper describes the principle of permanent magnetic Halbach array and the features of the corresponding static magnetic field,and numerically analyzes the static magnetic field of a miniaturized cylindrical Halbach array using for nuclear magnetic resonance with the Maxwell software. First,comparative analysis is conducted for the magnetic induction intensities of the cylindrical Halbach array under ideal conditions with different parameters,such as the number of discrete magnetic blocks,the type of magnetic material and the size of magnetic blocks. Then,a comparison of the results in ideal conditions is made with those in non-ideal conditions with a magnetization direction error or a magnetic property error of magnetic block. Finally,a comparison is also made between Halbach array and the conventional H-style permanent magnet. The results show that (1 )the number of magnetic blocks, the magnetic material and the size of magnetic blocks are the main factors affecting the magnetic induction intensity of Halbach array;(2)the manufacturing technology,such as the selection of magnetic blocks and the magnetization,significantly affects the homogeneity of magnetic field;and (3)Halbach array is superior to the conventional permanent magnet in terms of material adoption and generated magnetic induction intensity.

关 键 词:磁共振 永磁体 HALBACH阵列 仿真分析 

分 类 号:TM164[电气工程—电工理论与新技术]

 

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