[发明专利]一种无源可调磁场屏蔽器及其屏蔽方法

权利要求书

1.一种无源可调磁场屏蔽器，其特征在于，其包括微控制器(4)，微控制器(4)分别连接有磁场检测模块(1)、可变电容器(3)、电源(5)，所述可变电容器(3)还分别与磁场屏蔽器模块(2)、电源(5)连接，磁场检测模块(1)设置在磁场屏蔽器模块(2)的内部；电源(5)采用WD-990微机电源，微控制器(4)的电源正极和电源(5)的+5V相连，电源负极和电源(5)的地相连；可变电容器(3)的电源正极和电源(5)的+15V相连，电源负极和电源(5)的地相连；磁场屏蔽器模块(2)是由N匝线圈构成的屏蔽线圈，由2～4mm²多股导线绕制而成，屏蔽线圈的两端分别与可变电容器(3)的两端相连；磁场检测模块(1)由多个磁场测量探头(6)组成，多个磁场测量探头(6)均匀分布在屏蔽线圈中，且分别与微控制器(4)连接。

2.根据权利要求1所述的一种无源可调磁场屏蔽器，其特征在于，微控制器(4)采用MSP430F6638，可变电容器(3)采用MK042。

3.根据权利要求1所述的一种无源可调磁场屏蔽器，其特征在于，磁场测量探头(6)采用各向异性磁阻传感器HMCl021S。

4.一种磁场屏蔽方法，其特征在于，采用无源可调磁场屏蔽器，其包括：微控制器(4)，微控制器(4)分别连接有磁场检测模块(1)、可变电容器(3)、电源(5)，所述可变电容器(3)还分别与磁场屏蔽器模块(2)、电源(5)连接，磁场检测模块(1)设置在磁场屏蔽器模块(2)的内部；磁场屏蔽器模块(2)是由N匝线圈构成的屏蔽线圈，由2～4mm²多股导线绕制而成，屏蔽线圈的两端分别与可变电容器(3)的两端相连；磁场检测模块(1)由多个磁场测量探头(6)组成，多个磁场测量探头(6)均匀分布在屏蔽线圈中，且分别与微控制器(4)连接；

其磁场屏蔽方法包括以下步骤：

步骤1：首先通过在屏蔽线圈中均匀布置的各个磁场测量探头(6)实时采集源磁场各个点的磁场强度，并将采集到的磁场强度传送到微控制器(4)；

步骤2：微控制器(4)处理各个磁场测量探头(6)传递过来的磁场强度数据，将磁场强度值转化为控制可变电容器(3)电容值的电压值，将计算得到的电压值发送至可变电容器(3)；

其中，微控制器(4)中处理得到控制可变电容器(3)电容值的电压值U的具体计算步骤如下：

2.1，将磁场检测模块(1)中各个磁场测量探头(6)实时采集的磁场强度值转化为抵消相应磁场强度的磁场所需串入的电容值C_i，公式如下：

Ci=1ω2L+jω[μ0Ns[ln B0(t)]2rt-R];]]>

其中，R为屏蔽线圈内阻，L为屏蔽线圈电感，B₀(t)为t时刻磁场测量探头检测到的磁场强度，ω为源磁场的角频率，μ₀＝4π×10^-7(H/m)，为真空磁导率，r为屏蔽线圈的等效半径，s为屏蔽线圈的面积，N为屏蔽线圈的匝数；

2.2，求磁场检测模块(1)中各个磁场测量探头(6)实时采集的磁场强度值转化为抵消相应磁场强度的磁场所需串入的电容值C_i的平均值，计算公式如下：

C=1nΣi=1nCi;]]>

2.3，将电容值C转化为电压值，转化公式如下：

U=2ln(2πC);]]>

步骤3：可变电容器(3)接收到微控制器(4)传送的电压值，根据电压值调节电容值到能够屏蔽源磁场的电容值，从而调节屏蔽线圈阻抗值，进而调节屏蔽线圈的感应磁场的大小，达到抵消源磁场的目的。