(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 20221073832 2.0 (22)申请日 2022.06.28 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114818392 A (43)申请公布日 2022.07.29 (73)专利权人 山东奥新医疗科技有限公司 地址 261072 山 东省潍坊市高新区清池街 道浞景社区潍安路80 00号 (72)发明人 李培勇　张德鹏　周彤　高沪光　 程东芹　张永昌　陈强　刘大鹏　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 任美玲 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01)G06F 17/18(2006.01) G06F 111/06(2020.01) (56)对比文件 CN 101852843 A,2010.10.0 6 CN 108107390 A,2018.0 6.01 CN 109859 924 A,2019.0 6.07 CN 114626282 A,202 2.06.14 US 2009322457 A1,20 09.12.31 Zhenguang L iang 等.Analysis of stray field of actively shielded MRI ma gnet. 《2017 IE EE 5th Internati onal Symposium o n Electroma gnetic Compatibi lity (EMC- Beijing)》 .2018, 审查员 王莹 (54)发明名称 一种屏蔽线圈设计方法及相关组件 (57)摘要 本发明公开了一种屏蔽线圈设计方法及相 关组件， 涉及磁场屏蔽技术领域， 用于设计对超 导磁体进行磁场干扰屏蔽的屏蔽线圈， 在设定各 个屏蔽线圈的初始设计参数值、 罚参数初始值以 及迭代系数后， 通过调整罚参数， 利用BFGS优化 方法计算屏蔽线圈的第k+1轮迭代设计参数值， 直至将满足预设终止准则的第k+1轮迭代设计参 数值设定为屏蔽线圈的最优设计参数值， 以设置 满足超导磁体的屏蔽因子、 均匀度系数、 屏蔽线 圈的用线量， 以及屏蔽线圈与超导磁体的主线圈 的相对位置的要求的屏蔽线圈， 保证屏蔽线圈能 够减小外部磁场对超导磁体的磁场的干扰以及 屏蔽线圈对超导磁体的磁场的均匀度系数的影 响， 且通过控制用线量保证屏蔽线圈和主线圈之 间的位置需求。 权利要求书5页 说明书12页 附图3页 CN 114818392 B 2022.09.06 CN 114818392 B 1.一种屏蔽线圈设计方法， 其特 征在于， 包括： 设定各个屏蔽线圈的初始设计参数值、 罚参数初始值以及迭代系数； 基于所述初始设计参数值、 所述罚参数初始值以及所述迭代系数， 通过所述迭代系数 调整罚参数， 利用BFGS优化方法计算所述屏蔽线圈的第k+1轮迭代设计参数值， k为正整数， 所述初始设计参数值 为第一轮所述迭代设计参数值； 将满足预设终止准则的第 k+1轮所述迭代设计参数值设定为所述屏蔽线圈的最优设计 参数值； 所述预设终止准则为根据基于设置所述屏蔽线圈后超导磁体的屏蔽因子、 均匀度系 数、 所述屏蔽线圈的用线量， 以及所述屏蔽线圈与所述超导磁体的主线圈的相对位置确定 的目标函数 所确定； 将满足预设终止准则的第 k+1轮所述迭代设计参数值设定为所述屏蔽线圈的最优设计 参数值之前， 还 包括： 基于所述超导磁体的主线 圈的结构计算所述主线圈的系统 的电感、 所述主线圈在中心 位置产生的磁场、 所述主 线圈的最左侧位置和最右侧位置； 基于所述主线圈的系统的 电感、 所述屏蔽线圈的系统的 电感、 所述主线圈在中心位置 产生的磁场、 所述屏蔽线圈在中心 位置产生的磁场通过屏蔽因子计算公式计算所述屏蔽因 子； 基于均匀度系数计算公式确定所述均匀度系数； 基于所述屏蔽线圈的线宽、 包围半径、 最左侧位置和最右侧位置以及所述屏蔽线圈的 个数通过用线量计算公式计算所述屏蔽线圈的用线量； 所述屏蔽因子计算公式为： ； 所述均匀度系数计算公式为： ； 所述用线量计算公式为： ； 其中， 为所述屏蔽因子， L为所述屏蔽线圈的用线量， k为耦合系数， 为所述主线 圈在中心位置产生的磁场， 为所述屏蔽线圈在中心 位置产生的磁场， 为所述主线圈 的系统的电感， 为所述屏蔽线圈的系统的电感， 为所有所述屏蔽线圈的匝数， 为权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114818392 B 2所述屏蔽线圈包围的半径， 为所述主线圈包围的半径， 为第i个所述屏蔽线圈的最 右侧位置， 为第i个所述屏蔽线圈的最左侧位置， 为所述屏蔽线圈的线宽， N为所述 屏蔽线圈的个数， 为所述屏蔽线圈在所述中心位置产生的磁场， 为真空磁导率， 为 所述屏蔽线圈的序号， 为所述屏蔽线圈的半径， 为所述主线圈的半径， 为所述均匀 度系数， 为n阶勒让德 多项式； 将满足预设终止准则的第 k+1轮所述迭代设计参数值设定为所述屏蔽线圈的最优设计 参数值之前， 还 包括： 基于设置所述屏蔽线圈后超导磁体的屏蔽因子、 均匀度系数、 所述屏蔽线圈的用线量， 以及所述屏蔽线圈与所述超导磁 体的主线圈的相对位置确定的目标函数； 所述目标函数为： ； 其中， Y为目标函数值， 为所述屏蔽因子的权重因子， 为所述均匀度系数的权重 因子， 为所述屏蔽线圈的用线量的权重因子， 为所述屏蔽因子， 为所述均匀 度系 数， L为所述屏蔽线 圈的用线量， 为所述罚参数， 为所述屏蔽线 圈的最左侧位置和最右 侧位置之间的对应关系， 为所述屏蔽线圈的最左侧位置和所述主线圈的最左侧位置之 间的对应关系， 为所述屏蔽线圈的最右侧 位置和所述主线圈的最右侧 位置之间的对应 关系； 所述屏蔽线圈的最左侧位置和最右侧位置之间的对应关系的计算公式为： ； 所述屏蔽线圈的最左侧位置和所述主线圈的最左侧位置之间的对应关系的计算公式 为： ； 所述屏蔽线圈的最右侧位置和所述主线圈的最右侧位置之间的对应关系的计算公式 为： ； 其中， 为第i个所述屏蔽线圈的最右侧位置， 为第i个所述屏蔽线圈的最左侧 位置， 为第i个所述主 线圈的最右侧位置， 为第i个所述主 线圈的最左侧位置 。权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114818392 B 3