DE102005045128A1

DE102005045128A1 - Device for generating magnetic fields via separated applications with one or several exciter coils on an exciter core made form ferromagnetic material

Info

Publication number: DE102005045128A1
Application number: DE200510045128
Authority: DE
Inventors: Hans Stiefken
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2007-04-12

Abstract

Vorrichtung zur Erzeugung von Magnetfeldern durch die getrennte Anwendung einer oder mehrerer Erregerwicklungen auf einem Erregerkern aus ferromagnetischem Material und einem Polschuhpaar aus ferromagnetischem Material. Dadurch gekennzeichnet dass
1. die Magnetfelder durch die Geometrie der Vorrichtung räumlich definiert sind
2. sich die H-Vektoren nur in 2 Dimensionen ändern
3. für Erregerkern und Polschuhe ferromagnetische Kunststoffe verwendet werden
4. Der Strom durch die Erregerwicklung auf dem Erregerkern durch einen Stromgenerator erzeugt wird, der beliebige Gleich- und/oder Wechselströme erzeugen kannDevice for generating magnetic fields by the separate application of one or more excitation windings on an exciter core of ferromagnetic material and a pair of pole pieces of ferromagnetic material. Characterized in that
1. the magnetic fields are spatially defined by the geometry of the device
2. the H-vectors change only in 2 dimensions
3. ferromagnetic plastics are used for the exciter core and pole pieces
4. The current through the exciter winding on the excitation core is generated by a current generator that can generate any DC and / or AC currents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von Magnetfeldern zur Anwendung in der Magnetfeldtherapie (Elektromagnetische Feldtherapie) bei Mensch und Säugetieren.The The invention relates to a device for generating magnetic fields for use in magnetic field therapy (electromagnetic field therapy) in humans and mammals.

Geht man davon aus, dass Magnetfelder einen günstigen Einfluss auf die Gesundheit (Heilung und Wohlbefinden) eines Organismus hat, ist es wichtig die erzeugten magnetischen Feldvektoren nach Betrag und Richtung zu kennen.going It is believed that magnetic fields have a favorable impact on health (Healing and well-being) of an organism, it is important the generated magnetic field vectors by amount and direction to know.

Seit geraumer Zeit wurden die verschiedensten Spulenformen zur Erzeugung von Magnetfeldern für die Magnetfeldtherapie realisiert. Dabei handelt es sich ausschliesslich um Luftspulen.since For a long time, the most diverse coil forms were used to produce of magnetic fields for Magnetic therapy realized. This is exclusive around air coils.

Die meisten dieser Spulen lassen sich wie folgt unterteilen

a Einspulenanwendungen
a1 „Durchsteckspulen" nach 1 Bei diesen Spulen werden ganze Körperteile in die Spule hineingesteckt. Die Richtung des Ḣ-Vektors ändert sich in 3 Dimensionen
a2 Lange Spulen nach 2 Im Inneren dieser Spulen ist das Magnetfeld für Für 1 ≫ d homogen Die Richtung des Ḣ-Vektors ändert sich in 1 Dimension
b Anordnungen mit einer und/oder mehreren Spulen Bei diesen Spullen wird das zu behandelnde Körperteil auf die Spule gelegt
b1 Kurze Spulen nach 3 mit d > 1 Anzahl der Spulen 1 ... 6 Die Richtung des Ḣ-Vektors ändert sich in 3 Dimensionen
b2 Flache Spulen nach 4 mit d ≫ 1. Bei diesem Spulentyp werden auf der Länge 1 nur wenige Drähte übereinander angeornet Anzahl der Spulen 1 ... 6 Die Richtung des Ḣ-Vektors ändert sich in 3 Dimensionen

Most of these coils can be subdivided as follows

a Single rewind applications
a1 "through-spools" to 1 In these coils whole body parts are inserted into the coil. The direction of the Ḣ vector changes in 3 dimensions
a2 Long coils after 2 Inside these coils, the magnetic field is homogeneous for Für 1 »d. The direction of the Ḣ vector changes in 1 dimension
b Arrangements with One and / or Multiple Spools In these spools, the body part to be treated is placed on the spool
b1 Short coils after 3 with d> 1 number of coils 1 ... 6 The direction of the Ḣ vector changes in 3 dimensions
b2 Flat coils after 4 with d »1. With this type of coil, only a few wires are arranged one on top of the other over the length 1. Number of coils 1 ... 6 The direction of the Ḣ vector changes in 3 dimensions

Der Zusammenhang zwischen der Geometrie der Spulen, dem magnetischen Feldvektor Ḣ und dem Strom İ ist durch die Maxwellsche Gleichung ∮Ḣ·dṡ = İ (Gl. 1)gegeben. Diese Gleichung ist expliziet kaum lösbar. Für gewisse, zulässige Vereinfachungen (z.B. für die Spule nach 2) ist die Lösung aber bekannt.The relationship between the geometry of the coils, the magnetic field vector Ḣ and the current İ is given by Maxwell's equation ∮Ḣ · dṡ = İ (Eq. 1) given. This equation is explicitly barely solvable. For certain permissible simplifications (eg for the coil after 2 ) but the solution is known.

Die in 1 ... 4 dargestellten Lösungen benötigen viel Platz und eine relativ hohe Erregungsenergie. In den Lösungen nach 3 und 4 ist die Richtung des magnetischen Feldvektors dreidimensional. Das macht eine gezielte Anwendung auf definierte Körperteile unmöglich.In the 1 ... 4 solutions shown require a lot of space and a relatively high excitation energy. In the solutions 3 and 4 the direction of the magnetic field vector is three-dimensional. This makes a targeted application to defined body parts impossible.

Fundstellensites

Diverse FirmenschriftenVarious company publications

Overview about the theoretical electrotics; A. v. Weiss C. F. Winter'sche Verlagsbuchhandlung; feet 1954

Beschreibung der Erfindungdescription the invention

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein zweidimensionales Feld von H-Vektoren zu erzeugen. Damit ist es möglich, räumlich definierte Magnetfelder so zu erzeugen, dass eine gezielte Beeinflussung von Körperteilen – auch weiter von der Hautoberfläche entfernt – möglich ist.task The present invention is a two-dimensional field of To generate H vectors. This makes it possible to spatially defined magnetic fields to generate such that a purposeful influence of body parts - even further from the skin surface removed - possible.

Die Lösung erfolgt durch die getrennte Anwendung einer Erregerwicklung die das H-Feld nicht beeinflusst und Polschuhen die das H-Feld bestimmen. Dabei wird für den Kern der Erregerwicklung und für die Polschuhe ferromagnetisches Material verwendet. Die Nachteile des grossen Platzbedarfs und der dreidimensionalen Felder werden vermieden.The solution takes place by the separate application of a field winding the the H-field is not affected and pole shoes determine the H-field. It is for the core of the exciter winding and ferromagnetic for the pole pieces Material used. The disadvantages of the large space requirement and the Three-dimensional fields are avoided.

Die Erfindung wird an Hand der Grundanordnung in 5 näher erläutert.The invention is based on the basic arrangement in 5 explained in more detail.

Ein ferromagnetischer Kern (1) trägt eine Wicklung mit N Windungen. Der magnetische Fluss wird über die Joche (2) aus ferromagnetischem Material an den „Luftspalt" längs den in Figur (5) angedeuteten H-Feldlinien (4) geleitet. Der Generator (5) bestimmt mit seinem Ausgangsstrom I die Durchflutung.. Der Stromvektor I ist durch die Wicklung (3) an eine bestimmte Geometrie gebunden. Man kann daher den Vektor I durch den Skalar I ersetzen. Damit wird die Durchflutung des Erregerkerns Θ = I·N (Gl. 2) A ferromagnetic core ( 1 ) carries a winding with N turns. The magnetic flux is transmitted through the yokes ( 2 ferromagnetic material to the "air gap" along that in FIG. 5 ) indicated H field lines ( 4 ). The generator ( 5 ) determines with its output current I the flooding .. The current vector I is through the winding ( 3 ) bound to a specific geometry. One can therefore replace the vector I by the scalar I. This will be the flooding of the excitation core Θ = I · N (equation 2)

Damit die gesamte Durchflutung auf die Polschuhe wirkt, muss der Erregerkern auf der gesamten Länge zwischen den Polschuhen bewickelt werden.In order to the entire flooding has to act on the pole pieces, the excitation core must on the entire length be wound between the pole shoes.

Die Windungszal der Wicklung N ist ein reiner Multiplikationsfaktor.The Windungszal the winding N is a pure multiplication factor.

Man kann daher Gleichung (1) vereinfachen zu ∮H·ds = I·N (Gl. 1a) It is therefore possible to simplify equation (1) ∮H · ds = I · N (Eq. 1a)

Für den Körper von Menschen und Säugetieren ist die relative Permeabilität μ_r= 1. Der Austrittswinkel aus einem ferromagnetischen Stoff mit μ_r > 1 ist arctanφ = 90° (Gl. 3) For the body of humans and mammals, the relative permeability μ _r = 1. The exit angle is made of a ferromagnetic material with μ _r > 1 arctanφ = 90 ° (equation 3)

Den Verlauf der Ḣ-Feldlinien zeigt 6. Die Feldlinien verlaufen in der x,y-Ebene parallel. Nur in der z-Ebene verändern sich die Verläufe in Abhängigkeit von der Länge des Erregerkerns 1 und der Breite der Polschuhe b. Die unter der Abdeckung verlaufenden Feldlinien interessieren nicht, weil der Proband oberhalb der Abdeckung positioniert wird. Von Randeffekten an den Enden der Polschuhe sei hier abgesehen.The course of the Ḣ field lines shows 6 , The field lines run parallel in the x, y plane. Only in the z-plane, the gradients change depending on the length of the excitation core 1 and the width of the pole shoes b. The field lines running under the cover are not of interest because the subject is positioned above the cover. Edge effects at the ends of the pole shoes are not mentioned here.

Jetzt sind alle Vektoren in Skalare umgeformt und wir können Gleichung 1 umschreiben in ∮H·ds = I·N (Gl. 1b) Now all vectors are transformed into scalars and we can rewrite equation 1 in ∮H · ds = I · N (Eq. 1b)

Die Feldstärke H und damit die Flussdichte B sind jetzt eine Funktion des Stromes I und der Geometrie der Anordnung.The field strength H and thus the flux density B are now a function of the current I and the geometry of the arrangement.

Gewerbliche Anwendungcommercial application

Die Trennung von Erregung und Feldbildung macht es möglich, dass Magnetfelder erzeugt werden, bei denen die Richtung der Feldvektoren durch die Geometrie der Vorrichtung und der Betrag der Feldvektoren durch den Erregerstrom bestimmt werden.The Separation of excitation and field formation makes it possible for magnetic fields to be generated where the direction of the field vectors is determined by the geometry the device and the magnitude of the field vectors by the excitation current be determined.

Dadurch werden für die Magnetfeldtherapie erstmals definierte Anfangs- und Ausgangsbedingungen geschaffen und wirklich gezielte Applikationen ermöglicht.Thereby be for Magnetic field therapy for the first time defined initial and initial conditions created and really targeted applications possible.

Claims

Device for generating magnetic fields by the separate application of one or more excitation windings on an exciter core of ferromagnetic material and a pair of pole pieces of ferromagnetic material. Characterized in that: 1. the magnetic fields are spatially defined by the geometry of the device 2. the H vectors change only in 2 dimensions 3. ferromagnetic materials are used for the excitation core and pole pieces 4. The current through the exciter winding on the exciter core through a current generator is generated, which can generate any DC and / or alternating currents