Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кнеппо П. -> "Биомагнитные измерения " -> 12

Биомагнитные измерения - Кнеппо П.

Кнеппо П., Титомир Л.И. Биомагнитные измерения — М.: Энергоиздат, 1989. — 288 c.
ISBN 5-283-00557-7
Скачать (прямая ссылка): biomagnitnieizmerenie1989.djvu
Предыдущая << 1 .. 6 7 8 9 10 11 < 12 > 13 14 15 16 17 18 .. 113 >> Следующая

специальные меры, которые в основном сводятся к уменьшению сплошных
металлических масс и исключению замкнутых проводящих контуров в
конструкции сосуда.
Дороговизна гелия, трудоемкость и неудобство работы с сосудами Дьюара
заставляют исследователей обращать внимание на криорефри-жераторные
устройства для получения температур сверхпроводимости, не требующие
применения жидкого гелия. К ним относятся криорефрижераторы, работающие
на основе цикла Стирлинга, эффекта Джоуля-Томсона и других физических
принципов, в том числе одноступенчатые и многоступенчатые, с
комбинированными ступенями, миниатюрные пластмассовые и другие, однако
пока не создано устройство такого типа, вполне удовлетворяющее
требованиям к аппаратуре для биомагнитометрии. Более подробно методы
получения низких температур для этих целей описаны в [9,39, 72, 73].
Трансформатор потока и градиометрические измерительные катушки. Хотя
известны сквид-датчики, в которых сквид непосредственно воспринимает
измеряемое магнитное поле [207, 208], обычно в приборах для биомагнитных
измерений применяется измерительная катушка, связанная со сквидом при
помощи трансформатора магнитного потока. Целенаправленный выбор размеров
и геометрической формы измерительной катушки позволяет свести к минимуму
влияние мешающих внешних магнитных полей.
Трансформатор потока представляет собой замкнутую сверхпроводящую цепь,
состоящую из измерительной катушки и входной катушки, индуктивно
связанной со сквидом. В общем случае измерительная катушка может иметь
довольно сложную, так называемую градиометри-ческую структуру, в которую
входит основная, или приемная, катуш-
25
Трансформатор магнитного потока
Сквид
Рис. 1.8. Схема трансформатора магнитного потока
ка (ближайшая к исследуемому биоэлектрическому генератору) и одна или
несколько компенсирующих катушек. Обычно трансформатор потока изготовляют
из ниобиевой проволоки. Схема трансформатора потока представлена на рис.
1.8. Измерительная и входная катушки имеют индуктивности Ья и Ьвх
соответственно, индуктивность соединительных проводов Lnp относительно
мала, и ею обычно пренебрегают. Замкнутый сверхпроводящий контур обладает
следующими характерными свойствами: если пронизывающий его магнитный
поток, создаваемый внешним источником, изменяется, то в контуре возникает
ток, который порождает магнитный поток, равный по абсолютной величине и
противоположный по знаку изменению потока от внешнего источника, т.е.
компенсирующий это изменение.
Пусть на измерительную катушку воздействует внешний магнитный поток Ф. В
контуре трансформатора потока индуцируется ток / и возникает
соответствующий магнитный поток, равный I(LH + LBX). Вышеуказанное
условие равенства внешнего и собственного потоков контура дает
/=Ф/(/," + 1вх) (1.1)
(поток Ф условимся считать положительным, если он образует правовинтовую
систему с током в контуре). Пусть измерительная катушка имеет структуру
простого магнитометра (состоит из одной приемной катушки); тогда
магнитный поток через нее можно выразить как
Ф = J В • dS, (1.2)
5
где В - вектор магнитной индукции и dS - векторная элементарная площадь
поверхности, ограниченной витками катушки (положительное направление dS
образует правовинтовую систему с током в контуре).
При использовании плоской измерительной катушки с 7V" витками и площадью
витка АИ и допущении, что магнитная индукция равномерно распределена в
пределах катушки, вместо (1.2) можно записать
Ф = Аэ,и • В = ^4э,и В и = ЛТИ АИВИ, (1-3)
где Аэ,и - эффективная векторная площадь витка измерительной катушки,
АЭ>И = NBAB - ее абсолютное значение и йи - проекция вектора магнитной
индукции в области катушки (в дальнейшем она
26
называется просто магнитной индукцией в точке измерения) на направление
векторной площади витка (совпадающее с осью катушки). Подстановка (1.3) в
(1.1) дает
/ - NKAK BHj(LK + Lвх) •
(1.4)
Индуктивность измерительной катушки можно выразить как [72]
где д0 - магнитная проницаемость вакуума; Gu - безразмерный параметр
порядка единицы, зависящий от геометрической формы катушки, и а -
параметр, зависящий от расстояния между витками. Для круглой катушки G" =
я-1/2 [In (87?/7?Пр) - 2], где R - радиус катушки и Лпр ~ радиус
проволоки, из которой она изготовлена. Значения а изменяются от 0 (для
плотно намотанной катушки) до 1 (для катушки, у которой расстояние между
витками достаточно велико, чтобы можно было не учитывать их
взаимную.индуктивность). Таким образом, для плотно намотанной катушки
Анализ уравнения (1.4) показывает, что максимум тока / и, соответственно,
магнитного потока через сквид обеспечивается при ?и = = ?вх, причем
магнитный поток, создаваемый в измерительной катушке током I, практически
равен потоку во входной катушке сквида.
При биомагнитных измерениях на измерительную катушку обычно воздействует
суммарное магнитное поле от исследуемого биоэлектрического генератора и
от внешних мешающих генераторов разного происхождения, причем эти
Предыдущая << 1 .. 6 7 8 9 10 11 < 12 > 13 14 15 16 17 18 .. 113 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed