CN204832479U - 一种用于核电四极矩共振检测的射频线圈*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于核电四极矩共振检测的射频线圈***，包括发射线圈、接收线圈、匹配电路和线圈框架。发射线圈由发射线圈单元组成，每相邻的两个发射线圈单元组成亥姆赫兹线圈。接收线圈由接收线圈单元组成，在每两个发射线圈单元之间设置偶数个接收线圈单元，两个发射线圈单元之间的接收线圈相对于两个发射线圈单元的对称中心平面对称放置，反相连接，用于消除发射线圈和接收线圈之间的耦合。发射线圈、接收线圈和匹配电路都固定在线圈框架上，接收线圈单元之间的距离需要根据待测样品检测一次所需时间和传送带速度共同决定，传送带通过接收线圈的时间就是邮件完成一次检测所需要的时间。本***使装置能够对物品进行灵敏、准确的检测。

Description

一种用于核电四极矩共振检测的射频线圈***

技术领域

本实用新型涉及核四极矩共振安检技术领域，具体涉及一种用于核电四极矩共振检测的射频线圈***。

背景技术

目前，在安检领域使用的技术领域很多。比如：金属探测技术、X光射线吸收或散射、中子探测技术、太赫兹探测技术等，但是它们均具有不同程度的局限性。与众多的技术相比，原子核电四极矩共振检测技术因为无损、安全、物质识别而表现出先进性。利用此项技术可以对***、毒品等危险物质进行准确定性。

对于核电四极矩共振检测技术，专利申请号为CN201410779016.7的专利适用于手持核电四极矩共振安检设备中，手持核电四极矩共振安检设备可以在人手操作下移动，使得被检物品或物品被检部分处在线圈发射场中央最强处，而对于通道式的核电四极矩共振检测技术***，线圈构成的空间就是检测通道，被检物品在通道中的位置是随机的，所以要求在通道内构造出尽可能均匀的辐射场，使物品受到的辐射与它在通道内随机位置无关。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于核电四极矩共振检测的射频线圈***，该射频线圈提供尽可能均匀的通道辐射场，使得检测灵敏度与物品在通道内所处的位置无关。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种用于核电四极矩共振检测的射频线圈***，包括发射线圈、接收线圈、匹配电路和线圈框架，发射线圈、接收线圈、匹配电路固定在线圈框架上，其特征在于，所述的发射线圈和接收线圈构成立体结构，其中发射线圈包括至少2个发射线圈单元，每相邻两个发射线圈单元组成亥姆赫兹线圈。

进一步的，所述的发射线圈和接收线圈分别与匹配电路连接。

进一步的，所述的接收线圈包括至少2个接收线圈单元，每两个相邻的发射线圈单元中间放置不小于2的偶数个接收线圈单元。

进一步的，每两个发射线圈单元之间的接收线圈单元关于发射线圈单元对称中心平面对称放置，并且通过反相连接与发射线圈耦合。

进一步的，所述的发射线圈单元之间电流方向保持一致，串联连接或者并联连接。

进一步的，所述的接收线圈单元串联或者并联连接。

进一步的，所述的发射线圈单元与接收线圈单元之间相互平行绕制在线圈框架上。

更进一步的，所述的发射线圈单元和接收线圈单元是由导线单圈或多圈绕制而成。

由以上技术方案可知，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型使用亥姆赫兹线圈，其中相邻的两个发射线圈单元构成一个亥姆赫兹线圈，这使得两个发射线圈单元之间的磁场是均匀的，当所有的发射线圈由亥姆赫兹线圈组成时，发射线圈所分布的空间内，有最大范围的磁场均匀区域。本实用新型发射线圈包括至少2个发射线圈单元，这样两个发射线圈单元就构成一个亥姆赫兹线圈，当发射线圈包括3个发射线圈单元时，第一个发射线圈单元和第二个发射线圈单元构成亥姆赫兹线圈，第二个发射线圈单元和第三个发射线圈单元也构成亥姆赫兹线圈，这样使得从第一个发射线圈单元到第三个发射线圈单元之间的磁场都是均匀的。这样增加了均匀磁场的范围。

(2)本实用新型中每两个发射线圈单元之间有不小于2的偶数个接收线圈单元，偶数个接收线圈单元关于发射线圈单元的对称中心平面对称放置，并且通过反相连接消除与亥姆赫兹线圈耦合，这样使得接收线圈和发射线圈之间的互感接近0，从而消除了来自发射线圈的强电磁场对接收线圈的影响。

附图说明

图1是本实用新型中长方形亥姆赫兹线圈；

图2是本实用新型中匹配电路连接图；

图3是本实用新型中实施例1的结构图；

图4是本实用新型中实施例2的结构图；

图5是本实用新型中实施例3的结构图。

其中：

1、发射线圈，1-1、第一发射线圈单元，1-2、第二发射线圈单元，1-3、第三发射线圈单元，2、接收线圈，2-1、第一接收线圈单元，2-2、第二接收线圈单元，2-3、第三接收线圈单元，2-4、第四接收线圈单元，3、匹配电路，4、线圈框架。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

如图1所示，长方形亥姆赫兹线圈由第一发射线圈单元1-1和第二发射线圈单元1-2组成，第一发射线圈单元1-1和第二发射线圈单元1-2由导线单圈或多圈绕制而成，在第一发射线圈单元1-1和第二发射线圈单元1-2之间形成一个强度基本均匀的激发电磁场。

其中，第一发射线圈单元1-1和第二发射线圈单元1-2的边长如图中假设，线圈匝数为N，电流为I，两个线圈的方向保持一致。由毕奥-萨伐尔定律可知z轴上一点的磁场

$\begin{array}{c}{B}_z=\frac{{\mathrm{ad\μ}}_{0}NI}{\mathrm{\π}}\{\frac{1}{{\[a^2+b^2+{(d+z)}^2\]}^{1/2}}\×\frac{1}{a^2+{(d+z)}^2}+\frac{1}{b^2+{(d+z)}^2}\\ +\frac{1}{{\[a^2+b^2+{(d-z)}^2\]}^{1/2}}\×\[\frac{1}{a^2+{(d-z)}^2}+\frac{1}{b^2+{(d-z)}^2}\]\}\end{array}---\left(1\right)$

考虑到场的对称性，Bz可展开为：

$B_z=B_z\left(0\right)+\frac{1}{2!}\frac{d^2{B}_z}{{\mathrm{dz}}^2}\left(0\right)z^2+\frac{1}{4!}\frac{d^4{B}_z}{{\mathrm{dz}}^4}\left(0\right)z^4+...\left(2\right)$

对于绝对值小于1的z，(2)式右边次数越高的项，对Bz的贡献越小。为使原点附近的场尽可能的均匀，应使(2)式右边的2次项为零，这就要求：

$\frac{d^2{B}_z}{{\mathrm{dz}}^2}\left(0\right)=0---\left(3\right)$

把(1)式代入(3)式可以得到：

4D(A+D)(B+D)(A+B+D)[(A+D)²+(B+D)²]

-2(A+B+D)²[(A-3D)(B+D)³+(B-3D)(A+D)³]

-(A+D)²(B+D)²(A+B-2D)(A+B+2D)＝0(4)

其中A＝a²，B＝b²，D＝d^2.

如果我们通道截面已知，就可以根据截面边长通过方程(4)算出亥姆赫兹线圈间距d。

实施例1

如图2和图3所示，射频线圈***包括发射线圈1、接收线圈2、匹配电路3和线圈框架4。发射线圈1、接收线圈2和匹配电路3固定在线圈框架4上。发射线圈1和接收线圈2构成立体结构。其中发射线圈1包括第一发射线圈单元1-1和第二发射线圈单元1-2，接收线圈2包括第一接收线圈单元2-1和第二接收线圈单元2-2。第一接收线圈单元2-1和第二接收线圈单元2-2位于两发射线圈单元之间，并且关于第一发射线圈单元1-1和第二发射线圈单元1-2的对称中心平面对称。第一发射线圈单元1-1和第二发射线圈1-2为串联连接，两者的电流方向一致，确定距离后形成亥姆赫兹线圈。第一接收线圈单元2-1和第二接收线圈单元2-2串联反相连接，最后发射线圈1和接收线圈2接入匹配电路3中。在实施过程中，发射线圈1和接收线圈2形成耦合，使二者之间的互感为0，从而使得核电四极矩共振检测***无需电磁屏蔽就能正常工作，并能够有效的抑制空间杂散电磁波干扰，改善核电四极矩共振信号的信噪比。

实施例2

如图2和图4所示，射频线圈***包括发射线圈1、接收线圈2、匹配电路3和线圈框架4。发射线圈1、接收线圈2和匹配电路3固定在线圈框架4上。发射线圈1和接收线圈2构成立体结构。其中发射线圈1包括第一发射线圈单元1-1和第二发射线圈单元1-2，接收线圈2包括第一接收线圈单元2-1、第二接收线圈单元2-2、第三接收线圈单元2-3和第四接收线圈单元2-4，四者都位于两发射线圈单元之间，并且关于第一发射线圈单元1-1和第二发射线圈单元1-2的对称中心平面对称。第一发射线圈单元1-1和第二发射线圈1-2为串联连接，并且两者的电流方向一致，确定距离后形成亥姆赫兹线圈。其中第一接收线圈单元2-1到第四接收线圈单元2-4之间通过依次反相连接，并与亥姆赫兹线圈耦合，最后发射线圈1和接收线圈2接入匹配电路中。这样发射线圈1和接收线圈2之间的互感为0，使得核电四极矩共振检测***无需电磁屏蔽就能正常工作，并能够有效的抑制空间杂散电磁波干扰，改善核电四极矩共振信号的信噪比。

实施例3

如图2和图5所示，射频线圈***包括发射线圈1、接收线圈2、匹配电路3和线圈框架4。发射线圈1、接收线圈2和匹配电路3固定在线圈框架4上。发射线圈1和接收线圈2构成立体结构。其中发射线圈1包括第一发射线圈单元1-1、第二发射线圈单元1-2和第三发射线圈单元1-3，三者并联连接，电流方向一致，确定距离后相邻两个发射线圈单元之间亥姆赫兹线圈。接收线圈包括第一接收线圈单元2-1、第二接收线圈单元2-2、第三接收线圈单元2-3和第四接收线圈单元2-4，其中第一接收线圈单元2-1和第二接收线圈单元2-2位于第一发射线圈单元1-1和第二发射线圈单元1-2之间，关于第一发射线圈单元1-1和第二发射线圈单元对称中心平面对称，第一接收线圈单元2-1和第二接收线圈单元2-2之间反相连接。第一发射线圈单元1-1、第二发射线圈单元1-2、第一接收线圈单元2-1、第二接收线圈单元2-2四者耦合。同样的，第三接收线圈单元2-3和第四接收线圈单元2-4位于第二发射线圈单元1-2和第三发射线圈单元1-3之间，关于第二发射线圈单元1-2和第三发射线圈单元1-3对称中心平面对称，第三接收线圈单元2-3和第四接收线圈单元2-4之间反相连接。使得第二发射线圈单元1-2、第三发射线圈单元1-3、第三接收线圈单元2-3、第四接收线圈单元2-4四者耦合。简而言之，发射线圈1和接收线圈2形成耦合，二者之间的互感为0，从而使得核电四极矩共振检测***无需电磁屏蔽就能正常工作，能够有效的抑制空间杂散电磁波干扰，改善核电四极矩共振信号的信噪比。

在上述实施例中，所述的对称中心平面为图中的虚线所表示的平面。发射线圈单元和接收线圈单元是由导线单圈或多圈绕制而成。单元之间相互串联或者并联，两相邻的发射线圈单元之间形成亥姆赫兹线圈，每个亥姆赫兹线圈之间的接收线圈单元与该亥姆赫兹线圈的互感为0。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于核电四极矩共振检测的射频线圈***，包括发射线圈、接收线圈、匹配电路和线圈框架，发射线圈、接收线圈、匹配电路固定在线圈框架上，其特征在于，所述的发射线圈和接收线圈构成立体结构，其中发射线圈包括至少2个发射线圈单元，每相邻两个发射线圈单元组成亥姆赫兹线圈。

2.根据权利要求1所述的一种用于核电四极矩共振检测的射频线圈***，其特征在于，所述的发射线圈和接收线圈分别与匹配电路连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于核电四极矩共振检测的射频线圈***，其特征在于，所述的接收线圈包括至少2个接收线圈单元，每两个相邻的发射线圈单元中间放置不小于2的偶数个接收线圈单元。

4.根据权利要求3所述的一种用于核电四极矩共振检测的射频线圈***，其特征在于，每两个发射线圈单元之间的接收线圈单元关于发射线圈单元对称中心平面对称放置，并且通过反相连接与发射线圈耦合。

5.根据权利要求1所述的一种用于核电四极矩共振检测的射频线圈***，其特征在于，所述的发射线圈单元之间电流方向保持一致，串联连接或者并联连接。

6.根据权利要求4所述的一种用于核电四极矩共振检测的射频线圈***，其特征在于，所述的接收线圈单元串联或者并联连接。

7.根据权利要求4所述的一种用于核电四极矩共振检测的射频线圈***，其特征在于，所述的发射线圈单元与接收线圈单元之间相互平行绕制在线圈框架上。

8.根据权利要求1所述的一种用于核电四极矩共振检测的射频线圈***，其特征在于，所述的发射线圈单元和接收线圈单元是由导线单圈或多圈绕制而成。