磁场共振式、磁耦合谐振式和电磁感应式有什么区别?

磁场共振式、磁耦合谐振式和电磁感应式有什么区别?,第1张

一、核磁共振式

磁共振是通过线圈耦合能量,电能的传输是通过电磁线圈产生的电流来实现的。无线充电的关键设备是功率发射器和功率接收器,即感应线圈,包括大电流FPC线圈和精密金属线圈。FPC具有良好的一致性和灵活性,而精密线圈具有优越的电气性能和简单的设计特点。符合WPC标准的功率变送器设备的线圈具有50%占空比谐振半桥功能。电力接收器的关键电路用于接收电源的初级线圈,不受调节电路的调节,特别负责身份认证和供电所需的所有通信。然而,由于所需线圈直径较大,两端频率要求相同,因此在技术上仍然难以防止相同频率电磁波的干扰。

二、磁耦合共振式

磁耦合共振技术是众多无线能量传输技术之一。它包括磁耦合感应无线电能传输、磁耦合共振无线电能传输和磁耦合双模无线电能传输。磁耦合共振技术的理论是耦合模式。首先,发射端的功率转换电路是由380 V交流高频交流电校正、切碎、浇注而成。然后电磁能以电能和磁场的形式通过发射线圈传输,最后通过接收线圈形成电能。它利用两个谐振耦合电路来捕获电磁场,即具有相同谐振频率的发射电路和接收电路。共振发生时,大部分能量发射电路通过波长范围内的近场倏逝波耦合传输到接收电路。这种技术通过合理计算线圈和电容可以获得相同的谐振频率,与周围不同谐振频率物体的相互作用力很弱,影响很小。可以有效解决其兼容性问题。它的使用是因为它的传输距离长,速度快,但是由于过度依赖谐振腔的功能而导致成本高的缺点是不可忽视的。

三、电磁感应式

电磁感应无线充电技术的基本原理是电磁感应法拉第定律,具体包括功率整流、高频逆变器、稳压滤波器。发射装置和接收装置中分别有线圈。根据磁力发电原理,发射装置有电源。接收装置通过信号传输接收磁信号,然后将磁信号转换成电,实现电磁-电转换。即电源经过整流、滤波、高频逆变后进入交流高频磁场发射线圈,经电压变换电路变换电压。感应电流通过接收线圈形成,最后经过整流滤波形成新能源电动车的电源。同时,射频可以通过ossa技术集成到COTA,减少充电时对人体的辐射影响(射频脉冲中的信号影响小于WiFi蓝牙)。Cisr22规定在电源线底部可以插入一个共模拆卸扼流圈,减少辐射,解决传统充电方式和其他高辐射的交流无线充电的安全隐患。电磁感应技术原理简单,技术成熟,生产成本低。

磁现象的发现

先秦时代我们的先人已经积累了许多这方面的认识,在探寻铁矿时常会遇到磁铁矿,即磁石(主要成分是四氧

化三铁)。这些发现很早就被记载下来了。《管子》的数篇中最早记载了这些发现:“山上有磁石者,其下有金铜。”

其他古籍如《山海经》中也有类似的记载。磁石的吸铁特性很早就被人发现,《吕氏春秋》九卷精通篇就有:

“慈招铁,或引之也。”那时的人称“磁”为“慈”他们把磁石吸引铁看作慈母对子女的吸引。并认为:“石是铁

的母亲,但石有慈和不慈两种,慈爱的石头能吸引他的子女,不慈的石头就不能吸引了。”

汉以前人们把磁石写做“慈石”,是慈爱石头的意思。

既然磁石能吸引铁,那么是否还可以吸引其他金属呢?我们的先民做了许多尝试,发现磁石不仅不能吸引金、

银、铜等金属,也不能吸引砖瓦之类的物品。西汉的时候人们已经认识到磁石只能吸引铁,而不能吸引其他物品。

当把两块磁铁放在一起相互靠近时,有时候互相吸引,有时候相互排斥。现在人们都知道磁体有两个极,一个

称N 极,一个称S 极。同性极相互排斥,异性极相互吸引。那时的人们并不知道这个道理,但对这个现象还是能够

察觉到的。

到了西汉,有一个名叫栾大的方士,他利用磁石的这个性质做了两个棋子般的东西,通过调整两个棋子极性的

相互位置,有时两个棋子相互吸引,有时相互排斥。栾大称其为“斗棋”。他把这个新奇的玩意献给汉武帝,并当

场演示。汉武帝惊奇不已,龙心大悦,竟封栾大为“五利将军”。栾大利用磁石的性质,制作了新奇的玩意蒙骗了

汉武帝。

地球也是一个大磁体,它的两个极分别在接近地理南极和地理北极的地方。因此地球表面的磁体,可以自由转

动时,就会因磁体同性相斥,异性相吸的性质指示南北。这个道理古人不够明白,但这类现象他们很清楚。

磁现象的应用

在传统工业中的应用:

在讲述磁性材料的磁性来源、电磁感应、磁性器件时,我们已经提到了有些磁性材料的实际应用。实际上,磁性材料已经在传统工业的各个方面得到了广泛应用。

例如,如果没有磁性材料,电气化就成为不可能,因为发电要用到发电机、输电要用到变压器、电力机械要用到电动机、电话机、收音机和电视机中要用到扬声器。众多仪器仪表都要用到磁钢线圈结构。这些都已经在讲述其它内容时说到了。

生物界和医学界的磁应用:

信鸽爱好者都知道,如果把鸽子放飞到数百公里以外,它们还会自动归巢。鸽子为什么有这么好的认家本领呢?原来,鸽子对地球的磁场很敏感,它们可以利用地球磁场的变化找到自己的家。如果在鸽子的头部绑上一块磁铁,鸽子就会迷航。如果鸽子飞过无线电发射塔,强大的电磁波干扰也会使它们迷失方向。

在医学上,利用核磁共振可以诊断人体异常组织,判断疾病,这就是我们比较熟悉的核磁共振成像技术,其基本原理如下:原子核带有正电,并进行自旋运动。通常情况下,原子核自旋轴的排列是无规律的,但将其置于外加磁场中时,核自旋空间取向从无序向有序过渡。自旋系统的磁化矢量由零逐渐增长,当系统达到平衡时,磁化强度达到稳定值。如果此时核自旋系统受到外界作用,如一定频率的射频激发原子核即可引起共振效应。在射频脉冲停止后,自旋系统已激化的原子核,不能维持这种状态,将回复到磁场中原来的排列状态,同时释放出微弱的能量,成为射电信号,把这许多信号检出,并使之时进行空间分辨,就得到运动中原子核分布图像。核磁共振的特点是流动液体不产生信号称为流动效应或流动空白效应。因此血管是灰白色管状结构,而血液为无信号的黑色。这样使血管很容易软组织分开。正常脊髓周围有脑脊液包围,脑脊液为黑色的,并有白色的硬膜为脂肪所衬托,使脊髓显示为白色的强信号结构。核磁共振已应用于全身各系统的成像诊断。效果最佳的是颅脑,及其脊髓、心脏大血管、关节骨骼、软组织及盆腔等。对心血管疾病不但可以观察各腔室、大血管及瓣膜的解剖变化,而且可作心室分析,进行定性及半定量的诊断,可作多个切面图,空间分辨率高,显示心脏及病变全貌,及其与周围结构的关系,优于其他X线成像、二维超声、核素及CT检查。

磁不仅可以诊断,而且能够帮助治疗疾病。磁石是古老中医的一味药材。现在,人们利用血液中不同成分的磁性差别来分离红细胞和白细胞。另外,磁场与人体经络的相互作用可以实现磁疗,在治疗多种疾病方面有独到的作用,已经有磁疗枕、磁疗腰带等应用。用磁铁作成的除铁器可以去除面粉等中可能存在的铁末,磁化水可以防止锅炉结垢,磁化种子可以在一定程度上使农作物增产。

天文、地质、考古和采矿等领域的磁应用:

我们已经知道,地球是一块巨大的磁铁,那么,它的磁性来自何处?它是自古就有的吗?它和地质状况有什么联系?宇宙中的磁场又是如何的?

至少在上我们都见过灿烂的北极光。我国自古代就有了北极光的记载。北极光实际上是太阳风中的粒子和地磁场相互作用的结果。太阳风是由太阳发出的高能带电粒子流。当它们到达地球时,与地磁场发生相互作用,就好象带电流的导线在磁场中受力一样,使得这些粒子向南北极运动和聚集,并且和地球高空的稀薄气体相碰撞,结果使气体分子受激发,从而发光。

太阳黑子是太阳上磁场活动非常剧烈的区域。太阳黑子的爆发对我们的生活会产生影响,例如使得无线电通信暂时中断等。因此,研究太阳黑子对我们有重要意义。

地磁的变化可以用来勘探矿床。由于所有物质均具有或强或弱的磁性,如果它们聚集在一起,形成矿床,那么必然对附近区域的地磁场产生干扰,使得地磁场出现异常情况。根据这一点,可以在陆地、海洋或者空中测量大地的磁性,获得地磁图,对地磁图上磁场异常的区域进行分析和进一步勘探,往往可以发现未知的矿藏或者特殊的地质构造。

不同地质年代的岩石往往具有不同的磁性。因此,可以根据岩石的磁性辅助判断地质年代的变化以及地壳变动。

很多矿藏资源都是共生的,也就是说好几种矿物质混合的一起,它们具有不同的磁性。利用这个特点,人们开发了磁选机,利用不同成分矿物质的不同磁性以及磁性强弱的差别,用磁铁吸引这些物质,那么它们所受到的吸引力就有所区别,结果可以将混在一起的不同磁性的矿物质分开,实现了磁性选矿。

军事领域的磁应用:

磁性材料在军事领域同样得到了广泛应用。例如,普通的水雷或者地雷只能在接触目标时爆炸,因此作用有限。而如果在水雷或地雷上安装磁性传感器,由于坦克或者军舰都是钢铁制造的,在它们接近(无须接触目标)时,传感器就可以探测到磁场的变化使水雷或地雷爆炸,提高了杀伤力。

在现代战争中,制空权是夺得战役胜利的关键之一。但飞机在飞行过程中很容易被敌方的雷达侦测到,从而具有较大的危险性。为了躲避敌方雷达的监测,可以在飞机表面涂一层特殊的磁性材料-吸波材料,它可以吸收雷达发射的电磁波,使得雷达电磁波很少发生反射,因此敌方雷达无法探测到雷达回波,不能发现飞机,这就使飞机达到了隐身的目的。这就是大名鼎鼎的“隐形飞机”。隐身技术是目前世界军事科研领域的一大热点。美国的F117隐形战斗机便是一个成功运用隐身技术的例子。

在美国的“星球大战”计划中,有一种新型武器“电磁武器”的开发研究。传统的火炮都是利用弹药爆炸时的瞬间膨胀产生的推力将炮弹迅速加速,推出炮膛。而电磁炮则是把炮弹放在螺线管中,给螺线管通电,那么螺线管产生的磁场对炮弹将产生巨大的推动力,将炮弹射出。这就是所谓的电磁炮。类似的还有电磁导弹等。

参考资料:

分析如下:

1、飞利浦、GE、西门子目前最高端的15T型号分别是:Multiva 15T、Optima 360 Advanced、Aera XQ

2、其中飞利浦的Multiva整体从硬件到软件的设计都体现了飞利浦鱼与熊掌可以兼得的设计理念和设计思想:

(1)从平台到线圈的配备,再到结合线圈实现的增速效果(专业称加速因子),都是16,图像信噪比和扫描速度同步提高,这是GE和西门子都不具备的;

(2)线圈的设计工艺,保证了Multiva在工作流程上是最优化的,基本上可以实现”0”线圈的更换,同时线圈与患者体表也是“0”距离的接触,工作流程优化的同时也提高了图像的信噪比;

(3)Multiva上有最新的磁共振压脂技术魔镜,在缩短一半扫描时间的同时,实现的关节压脂效果也是最好的。总之,Multiva的整体设计满足了中国人所想要的,那就是又快又好。

扩展资料:

1、磁共振是在固体微观量子理论和无线电微波电子学技术发展的基础上被发现的。1945年首先在顺磁性Mn盐的水溶液中观测到顺磁共振,第二年,又分别用吸收和感应的方法发现了石蜡和水中质子的核磁共振;用波导谐振腔方法发现了Fe、Co和Ni薄片的铁磁共振。

2、1950年在室温附近观测到固体Cr2O3的反铁磁共振。1953年在半导体硅和锗中观测到电子和空穴的回旋共振。1953年和1955年先后从理论上预言和实验上观测到亚铁磁共振。随后又发现了磁有序系统中高次模式的静磁型共振(1957)和自旋波共振(1958)。1956年开始研究两种磁共振耦合的磁双共振现象。这些磁共振被发现后,便在物理、化学、生物等基础学科和微波技术、量子电子学等新技术中得到了广泛的应用。

3、例如顺磁固体量子放大器,各种铁氧体微波器件,核磁共振谱分析技术和核磁共振成像技术及利用磁共振方法对顺磁晶体的晶场和能级结构、半导体的能带结构和生物分子结构等的研究。原子核和基本粒子的自旋、磁矩参数的测定也是以各种磁共振原理为基础发展起来的。

4、磁共振成像技术由于其无辐射、分辨率高等优点被广泛的应用于临床医学与医学研究。一些先进的设备制造商与研究人员一起,不断优化磁共振扫描仪的性能、开发新的组件。例如:德国西门子公司的15T超导磁共振扫描仪具有神经成像组件、血管成像组件、心脏成像组件、体部成像组件、肿瘤程序组件、骨关节及儿童成像组件等。其具有高分辨率、磁场均匀、扫描速度快、噪声相对较小、多方位成像等优点。

参考资料:

:磁共振

磁共振成像是基于磁共振成像原理的一种新的医学成像技术,对脑、甲状腺、肝、胆、脾、肾、胰腺、肾上腺、子宫、卵巢、前列腺等实体器官以及心脏和大血管具有良好的诊断功能。它不会影响人类健康,但需要1000多人做核磁共振扫描,大多数病人负担不起。那么,为什么核磁共振成像这么贵?

强磁场,特别是高度稳定和均匀的磁场,很难获得。1)首先,这需要低温技术,液氦温度为-269;为了在仪器中保持大量的液氦,通常的方法是在外部增加一个液氮(-196)夹套。2)零件的加工精度需要确保样品所在区域的磁场强度恒定,因为它与分辨率有关。3)电子系统的稳定性很高,需要抑制电压波动,否则会破坏灵敏度甚至精度。

无论是化学领域的核磁共振谱仪还是医学领域的核磁共振成像仪,基本原理都是一样的:核能级在磁场的作用下分裂,能级在射频脉冲的作用下跃迁,从而产生信号。另外,信号检测器需要能够检测到原子核产生的宏观磁矩,这种磁矩非常微弱,甚至线圈的热噪声都会影响其灵敏度,所以会有液氮冷却的低温探头之类的东西。

由于上述原因,核磁共振仪器的制造是一项复杂的技术。核磁共振谱仪一般是布鲁克和瓦里安,核磁共振成像仪器主要是西门子、通用电气、日立等。这导致:1)核磁共振仪器很贵。核磁共振成像机的价格为500,000-1,000,000美元,这是核磁共振成像机的成本和价格指南。因此,折旧是昂贵的,并且将其分配到测试成本中也是昂贵的。2)核磁共振的维护成本高。核磁共振仪需要液氮和液氦来维持超导磁体产生的强磁场,即使停止,也需要消耗液氮和液氦。虽然液氮的价格不高(通常每升不到10元),但消耗速率是每小时04升,所以消耗量很大。液氦很贵,一般每升200元。液氦每3-4个月添加一次,每次花费1万多元。

  CT优于传统X线检查之处在于其分辨率高,而且还能做轴位成像。由于CT的密度分辨率高,所以软组织、骨与关节都能显得很清楚。加上CT可以做轴位扫描,一些传统X线影像上分辨较困难的关节都能在叮图像上“原形毕露”。如由于骶髂关节的关节面生来就倾斜和弯曲,同时还有其他组织之重叠,尽管大多数病例的骶髂关节用x线片已可能达到要求,但有时X线检查发现骶髂关节炎比较困难,则对有问题的病人就可做CT检查。 

磁共振成像(MRI)是根据在强磁场中放射波和氢核的相互作用而获得的。磁共振一问世,很快就成为在对许多疾病诊断方面有用的成像工具,包括骨骼肌肉系统。肌肉骨骼系统最适于做磁共振成像,因为它的组织密度对比范围大。在骨、关节与软组织病变的诊断方面,磁共振成像由于具有多于CT数倍的成像参数和高度的软组织分辨率,使其对软组织的对比度明显高于CT。

磁共振成像通过它多向平面成像的功能,应用高分辨的毒面线圈可明显提高各关节部位的成像质量,使神经、肌腱、韧带、血管、软骨等其他影像检查所不能分辨的细微结果得以显示。

可能是下面几种原因。

输出电压过低,没有达到整流二极管导通电压

二极管应采用肖特基二极管,或快恢复二极管

接收线圈感应电压够高,但带负载能力很差

电路工作异常

可以先换上普通电解电容试一试

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