多自由度磁導(dǎo)航梯度磁場控制系統(tǒng)

華鳴儀器憑借較扎實的磁場設(shè)計基礎(chǔ)，相繼開發(fā)了利用有效空間制造大均勻區(qū)空間磁場、高梯度勾形磁場、高強度高均勻區(qū)永磁磁場、交直流疊加磁場、程控軟磁材料磁鍛煉及其退磁磁場和多自由度梯度磁場。在磁場發(fā)生設(shè)備方面處于國內(nèi)外同行**水平。產(chǎn)品被國內(nèi)多家科研院所采用，并出口到美國、澳大利亞、香港等科研院校，涉及**實驗、磁材處理、生物實驗、醫(yī)療手術(shù)和磁粉成像等領(lǐng)域。公司正逐步從磁測量設(shè)備優(yōu)良供應(yīng)商，向更**的磁性材料測試設(shè)備和磁場設(shè)計應(yīng)用設(shè)備的供應(yīng)商轉(zhuǎn)型，前景將更為廣闊。

梯度磁場是指磁場強度隨空間位移的變化磁場強度發(fā)生變化的磁場，一維的梯度磁場可以用dH/dx來表示。磁場梯度方向一般我們指磁場梯度變化*大的方向，當(dāng)dH/dx為一固定常數(shù)時我們稱為均勻梯度磁場，當(dāng)磁場為一變換常數(shù)時我們稱不均勻梯度磁場，當(dāng)dH/dx=0時，就是我們常說的均勻磁場。

均勻磁場的我們可以采用永磁磁路、電磁鐵、螺線管和亥姆霍茲線圈等獲得，這在設(shè)計中相當(dāng)廣泛，設(shè)計相對成熟。研究方向是如何優(yōu)化結(jié)構(gòu)較小磁鐵消耗、電能消耗，以及降低成本和空間消耗。華鳴儀器已經(jīng)用永磁強磁SmCo為用戶設(shè)計640kA/m的均勻磁場（0.1%），用于銀聯(lián)卡抗磁性實驗的需要；采用**型亥姆霍茲線圈設(shè)計承擔(dān)國內(nèi)××天文臺設(shè)計1000mmX1000mmX1000mm區(qū)域均勻度1.0% 磁場設(shè)計，承擔(dān)**實驗需要500mmX500mmX500mm區(qū)域均勻度0.3% 磁場設(shè)計。永磁材料測試電磁鐵目前也達到消耗功率2kVA在極面直徑60mm，間隙10mm，磁場達到29.5kOe的水平。成績的取得與全體員工的共同努力和行業(yè)中朋友的幫助分不開。

梯度磁場的設(shè)計是一個更具魅力的事情，在醫(yī)療手術(shù)方面，相當(dāng)于一只無形的手控制介入探頭按規(guī)定路線進行游走，到達預(yù)定位置，可廣泛用于心血管手術(shù)、尿道手術(shù)和眼科手術(shù)等，可以預(yù)計在不久的將來會有更多的同行投入到這個方向的研究和設(shè)計中。公司也特別看好利用多自由度梯度磁場在球域中進行醫(yī)學(xué)磁介質(zhì)導(dǎo)航控制系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計。目前華鳴儀器正積極的與國外科研院校和醫(yī)院進行交流合作，爭取不久的將來設(shè)計出能使用在人體上的大型介入磁導(dǎo)航控制系統(tǒng)，減輕病人在手術(shù)中的風(fēng)險和痛苦，造福人類。

華鳴儀器通過從2012年開始應(yīng)用戶要求設(shè)計梯度磁場，先后完成了6套梯度磁場的設(shè)計，*大梯度達到9T/m，*高磁場強度達到0.2 T，配合用戶完成多項課題的開發(fā)和研究，多自由度磁導(dǎo)航控制系統(tǒng)模型介紹如下，和同行共享。

1、澳大利亞愛迪斯科文大學(xué)：8頭，球域直徑250mm，梯度2T/m，*大磁場：0.15T。 

2、香港城市大學(xué)：6頭，球域直徑200mm，梯度2T/m，*大磁場0.065T。