
【化】 search coil
【医】 exploration
coil; winding
【化】 coil; coiler; pipe coil
【医】 coil
探察线圈(英文:Search Coil 或 Probe Coil),在电磁学与电气工程领域,是一种用于探测或测量空间磁场变化的传感器装置。其核心原理基于法拉第电磁感应定律,即变化的磁场会在线圈中感应出电动势(电压)。以下是详细解释:
探察线圈本质上是一个多匝导线绕制成的线圈(通常为空心或带磁芯)。当置于变化的磁场中时,穿过线圈的磁通量发生变化,根据法拉第定律($$ varepsilon = -N frac{dPhi_B}{dt} $$),线圈两端会产生感应电动势。其中:
该特性使其成为非接触式磁场测量的关键工具,广泛应用于电磁兼容测试、无损检测等领域。
灵敏度与线圈匝数 $N$、有效面积 $A$ 成正比,但匝数过多会增大分布电容,限制高频响应。优化设计需平衡匝数与带宽关系。
线圈的可用频率范围受电感 $L$ 和分布电容 $C$ 形成的谐振频率制约:
$$ f_{text{res}} = frac{1}{2pi sqrt{LC}} $$
实际应用中需确保工作频率远低于谐振点。
线圈仅对垂直于其轴线方向的磁场分量敏感,使用时需定向校准。
用于检测电子设备泄漏的电磁场强度,符合CISPR 16-1-1等国际标准。
在涡流检测中,探察线圈激励导体产生涡流,通过分析感应磁场变化识别材料缺陷。
在核磁共振(MRI)系统中,接收线圈捕获原子核弛豫产生的射频信号,构成图像重建基础。
定义探察线圈为“用于测量时变磁场的感应式传感器”(IEEE Std 1309-2013)。
强调其在涡流检测中作为“激发与接收电磁场的关键换能器”(ASM International, Vol. 5)。
David K. Cheng, Field and Wave Electromagnetics, Pearson.
"Design of High-Sensitivity Search Coils for EMI Measurements", IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement.
IEC 61000-4-8: Electromagnetic Compatibility Testing.
ASTM E309: Standard Practice for Eddy Current Examination.
"RF Coil Design for MRI: Principles and Applications", Medical Physics.
IEEE Std 1309-2013: IEEE Standard for Calibration of Electromagnetic Field Sensors.
ASM Handbook, Volume 5: Nondestructive Evaluation.
“探察线圈”并非标准术语,但结合“线圈”的通用定义和功能,可推测其可能指用于探测或检测电磁信号的特殊线圈结构。以下是综合多来源信息的解释:
线圈一般指由绝缘导线绕制的环形或螺旋形导体结构,常见于电磁设备中,如电感器、变压器、传感器等。其核心功能是通过电磁感应实现能量转换或信号处理。
电磁信号检测
线圈可通过电磁感应原理探测周围磁场变化,例如用于金属探测器、地磁传感器等设备中。当外部磁场变化时,线圈内会感应出电流,从而检测目标物体或信号。
高频信号捕捉
在通信或电子设备中,线圈可设计为特定形状(如环形天线),用于接收或发射电磁波,实现信号探察。
科学实验与测量
实验室中常用线圈探测微弱磁场或电流,例如在物理实验中测量磁通量变化或验证电磁感应定律。
探察线圈的核心原理基于法拉第电磁感应定律: $$ mathcal{E} = -frac{dPhi_B}{dt} $$ 其中,感应电动势($mathcal{E}$)与磁通量变化率($frac{dPhi_B}{dt}$)成正比。通过测量线圈输出的电压或电流,可反推外部磁场的变化情况。
若需更具体的“探察线圈”定义,建议提供上下文或补充应用场景以便进一步分析。
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