基于非线性磁化的磁粒子含量检测装置线圈系统的利记博彩app
【专利摘要】一种基于非线性磁化的磁粒子含量检测装置线圈系统，包括两个激励线圈（1、2）和一个检测线圈，两个激励线圈（1、2）分别通入直流电流和交流电流；两个激励线圈（1、2）同轴内外布置；检测线圈三段同轴上下布置的螺线管线圈串联组成。检测线圈位于外侧的上、下两段螺线管线圈绕制方向相同，且与中间段螺线管线圈的绕制方向相反。在没有检测样品的情况下，给激励线圈通过预定的电流，检测线圈两端的电压为零。本发明可作为单独的检测装置的线圈系统，也可作为检测磁粒子含量的传感器的线圈系统集成到多功能的检测、分析系统中。本发明主要应用于免疫分析、纳米技术、环境监测等领域。
【专利说明】基于非线性磁化的磁粒子含量检测装置线圈系统
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种超顺磁粒子的检测装置。
【背景技术】
[0002]基于磁纳米粒子非线性磁化的磁纳米粒子含量的检测方法是根据磁纳米粒子的非线性磁化特性，给磁纳米粒子提供一个交变的激励磁场，使其磁化，通过测量磁纳米粒子所感应出的谐波电压信号强度来定量地测量磁纳米粒子含量的方法。
[0003]目前，一种基于磁纳米粒子非线性磁化的磁纳米粒子含量检测方法(K.R.Minard, M.H.Littke, ff.Wang, Y.Xiong, J.G.Teeguarden, and B.D.Thrall, "Magneticparticle detection (MPD) for in-vitro dosimetry, ^Biosens Bioelectron, vol.43, pp.88-93，Mayl52013.)，它的激励磁场由通一正弦变化电流的螺线管实现，检测线圈由三段同轴的螺线管组成，其中外侧两段为同一绕制方向，且与中间段的绕制方向相同，外侧两段的匝数等于中间段的匝数。但是，这种结构要求较大的激励电流幅值，并且它的有效检测范围(即检测线圈的中间段)比较小。这种结构不利于在使用电池供电的系统上实现，也不利于使检测装置小型化，同时， 有效检测范围小这将会使检测到的信号强度小于实际的信号强度。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术所需激励线圈电流幅值大、检测线圈有效检测范围小的技术缺点，提出一种用于基于非线性磁化的磁纳米检测装置的新的线圈系统。
[0005]本发明线圈系统包括激励线圈和检测线圈。所述的激励线圈产生使磁纳米粒子磁化的外部磁场，所述的检测线圈检测被磁化的磁纳米粒子产生的磁场。激励线圈由一个通入一定幅值直流电流的线圈和一个通入一定幅值交变电流的线圈组成，这两个激励线圈可以同为螺线管或亥姆赫兹线圈，或者其中一个是螺线管线圈，另一个是亥姆赫兹线圈。这两个激励线圈同轴内外布置，两个激励线圈的绕制方向可以相同，也可以相反。两个激励线圈的匝数和半径可根据所需磁场强度大小、所能提供的电流范围以及可得到的谐振电容来灵活选择。检测线圈由三段同轴上下布置的螺线管串联组成，其总长度不大于激励线圈的长度，检测线圈与激励线圈同轴内外布置，且检测线圈与激励线圈的横向中截面重合。检测线圈位于外侧的上、下两段螺线管线圈绕制方向相同，且与中间段螺线管线圈的绕制方向相反。调节检测线圈各段螺线管线圈的匝数，给激励线圈通入预定的激励电流，不检测样品时使检测线圈的感应电压为零。为使检测线圈的中段螺线管线圈有足够的长度，可灵活控制检测线圈每段螺线管线圈的绕制层数。检测线圈上、下两段螺线管线圈的层数可大于中间段螺线管线圈的层数。本发明线圈系统可以有效地减少激励电流的幅值，可以通过电池给激励线圈供电，让整个检测装置更小更便携，还可将检测装置集成为一个传感器，作为较大检测系统的一部分。检测线圈的三段式结构可有效抵消激励线圈产生的磁场对检测结果的影响，增大检测线圈中间段的长度可有效扩大检测的范围，这大大地提高了信噪比，有利于检测信号的处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进一步说明。
[0007]图1是本发明实施例1的结构示意图。
[0008]图2是本发明实施例2的结构示意图。
[0009]图中I第一激励线圈，2第二激励线圈，3上段螺线管线圈，4中段螺线管线圈，5下段螺线管线圈，6被检测样品，7下段螺线管线圈，8中段螺线管线圈，9上段螺线管线圈，10第三激励线圈，11第四激励线圈，12被测样品。
【具体实施方式】
[0010]本发明线圈系统包括激励线圈1、2和检测线圈。激励线圈由一个通入一定幅值直流电流的线圈和一个通入一定幅值交变电流的线圈组成，检测线圈由三段同轴上下布置的螺线管线圈串联组成。
[0011]如图1所示的实施例中，第一激励线圈I和第二激励线圈2同轴内外布置，第一激励线圈I和第二激励线圈2均为亥姆赫兹型线圈。第一激励线圈I和第二激励线圈2分别通入一定幅值的直流电流和正弦交变电流，在第一、第二激励线圈的轴线附近形成一个均匀的复合磁场。检测线圈由上段螺线管线圈3、中段螺线管线圈4和下段螺线管线圈5同轴上下布置串联组成。检测线圈的总长度不大于激励线圈的长度。检测线圈与激励线圈1、2同轴内外布置且横向中截面重合。给两个激励线圈1、2通入预定的激励电流，不检测样品时，检测线圈对激励线圈1、2产生的复合磁场所感应的电压为零。被测样品6放置在检测线圈中段4的中心位置，由于被检测样品具有超顺磁性，在激励线圈1、2产生的复合磁场作用下,被磁化产生一非正弦变化的磁场,这一非正弦变化的磁场在中段螺线管线圈4感应出电压信号，通过测量分析该电压信号就可得出被测样品6中所含磁粒子的数量。
[0012]如图2所示的实施例2中，同轴内外布置的螺线管构型的第三激励线圈10和第四激励线圈11分别通入一定幅值的直流电流和正弦交变电流，在第三激励线圈10和第四激励线圈11的轴线附近形成一个均匀的复合磁场。检测线圈由上段螺线管线圈9、中段螺线管线圈8和下段螺线管线圈7串联组成。检测线圈的总长度不大于激励线圈的长度，检测线圈与激励线圈10、11同轴内外布置且横向中截面重合。给激励线圈通入预定的激励电流，不检测样品时，检测线圈对激励线圈10、11产生复合磁场所感应的电压为零。被测样品12放置在检测线圈中段8的中心位置，由于被测样品12具有超顺磁性，在激励线圈10、11产生的复合磁场作用下，被磁化产生一非正弦变化的磁场，这一非正弦变化的磁场在检测线圈中段8感应出电压信号，通过测量分析该电压信号就可得出被测样品12中所含磁粒子的数量。
【权利要求】
1.一种基于非线性磁化的磁粒子含量检测装置线圈系统，其特征是:所述的线圈系统包括两个激励线圈(1、2)和一个检测线圈，两个激励线圈(1、2)分别通入直流电流和交流电流；两个激励线圈(1、2)同轴内外布置；检测线圈由三段同轴上下布置的螺线管线圈串联组成。
2.根据权利要求1所述的基于非线性磁化的磁粒子含量检测装置线圈系统，其特征是:两个所述的激励线圈(1、2)同为螺线管线圈或亥姆赫兹线圈，或者是螺线管和亥姆赫兹线圈的组合:其中一个是螺线管线圈，另一个是亥姆赫兹线圈。
3.根据权利要求1所述的基于非线性磁化的磁粒子含量检测装置线圈系统，其特征是:所述的检测线圈由三段同轴上下布置的螺线管串联组成；检测线圈位于外侧的上、下两段螺线管线圈绕制方向相同，且与中间段螺线管线圈的绕制方向相反。
4.根据权利要求1或3所述的基于非线性磁化的磁粒子含量检测装置线圈系统，其特征是:所述的检测线圈的总长度不大于激励线圈的长度，检测线圈上、下两段螺线管线圈的层数大于中间段螺线管线圈的层数。
5.根据权利要求1所述的基于非线性磁化的磁粒子含量检测装置线圈系统，其特征是:所述的检测线圈与激励线圈同轴内外布置，且检测线圈与激励线圈的横向中截面重合。
6.根据权利要求3所述的基于非线性磁化的磁粒子含量检测装置线圈系统，其特征是:不检测样品时，给激励线圈通入预定的电流，通过调节检测线圈各段螺线管线圈的匝数使检测线圈的输出电压为零，且检测线圈的中间段线圈有足够的长度。
【文档编号】G01N27/76GK103728365SQ201410018349
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月15日
【发明者】谭焱, 于阳, 吕行, 王明 申请人:中国科学院电工研究所