عنوان اختراع: بوبین مغناطیسی برای تولید میدان مغناطیسی پالسی شدت بالا (چند تسلا) در یك مدار دشارژ RLC

خلاصه اختراع

طراحی بوبین مغناطیسی برای تولید میدان مغناطیسی پالسی شدت بالا (چند تسلا) در یك مدار دشارژ RLC Magnetic coil design for production of pulsed high magnetic field in an RLC discharge circuit این طرح مربوط به طراحی بوبین های مغناطیسی برای تولید میدان های مغناطیسی پالسی شدت بالا در مدارRLC سری می باشد. میدانهای شدت بالا با طبیعت پالسی غالباً پاسخگوی نیازهای تحقیقاتی برای میدانهای قوی می باشند و نیازی به تاسیسات پرهزینه برای تولید میدانهای مغناطیسی پیوسته نخواهیم داشت. یك روش اساسی برای تولید میدان مغناطیسی قوی با شدت چند تسلا قرار دادن یك بوبین مغناطیسی در یك مدار سلف – خازن – مقاومتی سری می باشد. در این مدار بوبین نقش سلف اندوكتانس مدار را ایفا می كند. انرژی اولیه خازن به توسط یك سیستم كلید زنی بر روی بوبین تخلیه می گردد و یك جریان بالا در بوبین برقرار می نماید. به طبع این جریان بالا، یك میدان پالسی قوی در داخل بوبین ایجاد می گردد (شكل3). مشكل اصلی تولید میدان مغناطیسی پالسی این است كه بعد از تهیه یك بوبین مغناطیسی، تعیین دقیق سایر پارامترهای مدار RLC نظیر خازن، انرژی اولیه خازن و مقاومت اهمی، برای حصول پاسخ مغناطیسی مطلوب، مشكل و گاها غیر ممكن می شود. برای غلبه به این مشكل، یك آلگوریتم طراحی ارایه شده است كه هم پارامترهای مناسب برای ساخت یك بوبین مغناطیسی (نظیر قطر سیم و تعداد لایه های سیم پیچ)، و هم مقادیر مناسب برای سایر پارامترهای مداری (خازن، ولتاژ اولیه خازن و مقاومت سری) را پیشنهاد می كند. این آلگوریتم به ما كمك می كند كه بتوان یك بوبین مغناطیسی و یك مدار مغناطیسی طراحی نمود كه ماكزیمم مقدار میدان مغناطیسی با زمان پالس دلخواه را ایجاد كند. در این طرح میزان سعی و خطا در طراحی مدار مغناطیسی RLC به اندازه زیادی پایین میاید و مشكل پیدا كردن و جور كردن خازن مناسب و انرژی اولیه خازن برای تولید میدان پالسی مطلوب از میان می رود. درجات آزادی كه در طراحی بوبین وجود دارد به خدمت طراحی مدار RLC می آید. كاربرد میدانهای مغناطیسی در مواردی نظیر 1-جهت دهی به نانوساختارهایی نظیر گرافن و نانوتیوب كربنی، 2-فیزیك حالت جامد، 3-مواد غیرچگال، 4-شكافت هسته ای، 5-رشد تك كریستال سیلیكونی، 6-علم درمان و تشخیص پزشكی و 7-نابودی میكروارگانیسم ها بعنوان یك روش تیمار غیر حرارتی در افزایش ماندگاری محصولات غذایی می باشد.