|
DOI: 10.14489/td.2024.08.pp.017-027
Емельянова М. С., Муравьев В. В.
МНОГОУРОВНЕВЫЙ ГРАДИЕНТНЫЙ ГЕНЕРАТОР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ГИПОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА БИООБЪЕКТЫ
(с. 17-27)
Аннотация. Разработан многоуровневый генератор на основе градиентного источника магнитного поля с использованием квадратных катушек Гельмгольца, позволяющий создавать изменения уровня магнитного поля в горизонтальной плоскости при постоянной вертикальной магнитной составляющей. Погрешность установки генерируемого магнитного поля может достигать 4 %, что сопоставимо с естественными флуктуациями магнитного поля Земли. Генератор обеспечивает опыты с биологическими объектами в рабочей зоне квадратных катушек Гельмгольца объемом не менее 0,25 м3 с сокращением времени экспериментов более чем в 5 раз. Разработанные варианты конструкций многоуровневого генератора позволяют проводить разнообразные магнитобиологические опыты: в однородном и градиентном магнитном поле, с инверсией магнитного поля и переходом через нулевое значение, в комбинированных магнитных полях.
Ключевые слова: магнитное поле, катушки Гельмгольца, многоуровневый генератор, магнитобиологические опыты.
Emelyanova M. S., Murav’ev V. V.
MULTILEVEL GRADIENT GENERATOR FOR STUDYING THE EFFECT OF HYPOMAGNETIC FIELDS ON BIOLOGICAL OBJECTS
(pp. 17-27)
Abstract. A multilevel generator has been developed based on a gradient magnetic field source using square Helmholtz coils, which makes it possible to create changes in the level of the magnetic field in the horizontal plane with a constant vertical magnetic component. The error in setting the generated magnetic field can reach 4 %, which is comparable to natural fluctuations of the Earth's magnetic field. The generator provides experiments with biological objects in the working area of square Helmholtz coils with a volume of at least 0.25 m3, reducing the experiment time by more than five times. The developed design options for a multilevel generator make it possible to conduct a variety of magnetobiological experiments: in a uniform and gradient magnetic field, with magnetic field inversion and transition through the zero value, in combined magnetic fields.
Keywords: magnetic field, Helmholtz coils, multilevel generator, magnetobiological experiments.
М. С. Емельянова (ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, Ижевск, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
В. В. Муравьев (ИжГТУ имени М. Т. Калашникова; УдмФИЦ УРО РАН, Ижевск, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
M. S. Emelyanova (Kalashnikov Izhevsk State Technical University, Izhevsk, Russia)
V. V. Murav’ev (Kalashnikov Izhevsk State Technical University, Izhevsk, Russia, Udmurt Federal Research Center Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Izhevsk, Russia)
1. Сясько В. А., Голубев С. С., Ивкин А. Е. Опыт разработки средств измерения толщины функциональных покрытий огнестрельного стрелкового оружия // Вестник ИжГТУ им. М. Т. Калашникова. 2019. Т. 22, № 3. С. 11 ‒ 18. DOI:: 10.22213/2413-1172-2019-3-11-18. EDN XNAYRV.
2. Пивоваров В. Ю., Гафарова В. А., Кузеев И. Р. Возможность дистанционного определения состояния конструкционных материалов объектов нефтегазовой отрасли // Нефтегазовое дело. 2022. Т. 20, № 3. С. 127 ‒ 141. DOI:: 10.17122/ngdelo-2022-3-127-141. EDN TTOGGY.
3. Сандомирский С. Г., Валько А. Л., Руденко С. П. Анализ возможности неразрушающего контроля толщины цементированного слоя стали 18ХГТ с использованием полюсного намагничивания // Контроль. Диагностика. 2020. Т. 23, № 9(267). С. 18 ‒ 25. DOI:: 10.14489/td.2020.09.pp.018-025. EDN QDDWZV.
4. Марков А. А., Максимова Е. А. Анализ эффективности ультразвуковых и магнитных каналов дефектоскопических комплексов при контроле рельсов // Вестник ИжГТУ им. М. Т. Калашникова. 2019. Т. 22, № 2. С. 22 ‒ 32. DOI: 10.22213/2413-1172-2019-2-22-32. EDN HNQVES.
5. Антипов А. Г., Марков А. А. Зависимость данных магнитного контроля рельсов от скорости по результатам компьютерного моделирования и эксперимента // Контроль. Диагностика. 2020. Т. 23, № 12(270). С. 24 ‒ 33. DOI: 10.14489/td.2020.12.pp.024-033. EDN DRKSIL.
6. Сандомирский С. Г. Неразрушающий магнитный контроль физико-механических свойств ответственных крепежных компонентов из стали 30ХГСА // Контроль. Диагностика. 2020. № 4. С. 4 ‒ 13. DOI: 10.14489/td.2020.04.pp.004-013. EDN ZXALRU.
7. Fedosyuk V. M. Experimental Installation for Determination of Attenuation Coefficient of Permanent Magnetic Field by Protective Materials // Devices and Methods of Measurements. 2021. V. 12, No. 1. P. 7 ‒ 12. DOI: 10.21122/2220-9506-2021-12-1-7-12. EDN QFNHHN.
8. Ломаев Г. В., Рябов Ю. Г., Емельянова М. С. Фактор геомагнитного поля в железобетонных сооружениях // Интеллектуальные системы в производстве. 2013. № 2(22). С. 181 – 184.
9. Хусаинов Ш. Г. Электромагнетизм и волны. М.: РГАЗИ ‒ МСХА им. К. А. Тимирязева, 2020. 168 с. DOI: 10.34677/2020.007. EDN MFHMBF.
10. Шибанов С. Э., Ященко С. Г., Рыбалко С. Ю. Электромагнитная обстановка, создаваемая мобильной связью, как фактор риска повышения распространенности болезней системы кровообращения // Анализ риска здоровью. 2021. № 3. С. 78 ‒ 84. DOI: 10.21668/health.risk/2021.3.07. EDN FXDDON.
11. Титов Е. В., Сошников А. А., Мигалев И. Е. Автоматизация выбора защитных мероприятий по обеспечению электромагнитной безопасности // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2020. № 5(187). С. 166 ‒ 175. EDN EFQRZR.
12. Ломаев Г. В., Емельянова М. С. Исследование соленоида как источника однородного магнитного поля в магнитобиологических опытах // Интеллектуальные системы в производстве. 2020. Т. 18, № 4. С. 47 ‒ 53. DOI: 10.22213/2410-9304-2020-47-53.
13. Подольская Н. С., Загороднева К. А., Попов В. А. Установка для лечения онкологических заболеваний на основе импульсного электромагнитного поля // Электричество. 2022. № 11. С. 64 ‒ 72. DOI: 10.24160/0013-5380-2022-11-64-72. EDN GAIJJE.
14. Артамонов А. А., Карташова М. К., Плотников Е. В., Константинова Н. А. Гипомагнитные условия: способы моделирования и оценка воздействия // Медицина экстремальных ситуаций. 2019. Т. 21, № 3. С. 357 ‒ 370. EDN YGPTPH.
15. Волковицкий А. К., Гольдин Д. А., Каршаков Е. В., Павлов Б. В. Структура магнитоградиентных измерительных систем // Датчики и системы. 2018. № 8‒9(228). С. 27 ‒ 32. EDN YOUTUT.
16. Блажкова Е. Н., Бадашев В. В., Кременской П. В. и др. Контрольно-измерительное устройство для управления магнитным полем катушек Гельмгольца // Инженерный вестник Дона. 2022. № 1(85). С. 161 ‒ 167. EDN RLDBIY.
17. Цыбин Ю. Н. Диагностика допустимости эксплуатации феррозонда в составе магнитометра // Контроль. Диагностика. 2021. Т. 24, № 5(275). С. 40 ‒ 49. DOI: 10.14489/td.2021.05.pp.040-049. EDN NALBST.
18. Прищепов С. К., Власкин К. И., Ямилева З. М. Система стабилизации геомагнитного поля в заданном объеме // Экологические системы и приборы. 2013. № 3. С. 54 ‒ 59. EDN SJMRGR.
19. Желамский М. В. Магнитный датчик положения и ориентации с шестью степенями свободы для управления подвижными объектами // Мехатроника, автоматизация, управление. 2011. № 6. С. 75 ‒ 78. EDN NUYXBN.
20. Миловзоров А. Г., Шапошников А. М., Жиляев Ю. П., Миловзоров Г. В. Программно-управляемые системы генерирования вращающихся магнитных полей // Вестник УГАТУ. 2010. Т. 14, № 1(36). С. 56 ‒ 61.
1. Syas'ko V. A., Golubev S. S., Ivkin A. E. (2019). Experience in developing tools for measuring the thickness of functional coatings on firearms. Vestnik IzhGTU im. M. T. Kalashnikova, 22(3), 11 ‒ 18. [in Russian language] DOI: 10.22213/2413-1172-2019-3-11-18. EDN XNAYRV.
2. Pivovarov V. Yu., Gafarova V. A., Kuzeev I. R. (2022). Possibility of remote determination of the condition of structural materials of oil and gas industry facilities. Neftegazovoe delo, 20(3), 127 ‒ 141. [in Russian language] DOI: 10.17122/ngdelo-2022-3-127-141. EDN TTOGGY.
3. Sandomirskiy S. G., Val'ko A. L., Rudenko S. P. (2020). Analysis of the possibility of non-destructive testing of the carburizing depth of 18khgt steel using pole magnetization. Kontrol'. Diagnostika, Vol. 23 267(9), 18 ‒ 25. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2020.09.pp.018-025. EDN QDDWZV.
4. Markov A. A., Maksimova E. A. (2019). Analysis of the effectiveness of ultrasonic and magnetic channels of flaw detection complexes when inspecting rails. Vestnik IzhGTU im. M. T. Kalashnikova, 22(2), 22 ‒ 32. [in Russian language] DOI: 10.22213/2413-1172-2019-2-22-32. EDN HNQVES.
5. Antipov A. G., Markov A. A. (2020). Dependence of the rail mfl testing data on the speed according to the results of computer simulation and experiment. Kontrol'. Diagnostika, Vol. 23 270(12), 24 ‒ 33. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2020.12.pp.024-033. EDN DRKSIL.
6. Sandomirskiy S. G. (2020). Non-destructive magnetic testing of the physical and mechanical properties of mission-critical mounting components made of 30HGSA steel. Kontrol'. Diagnostika, (4), 4 ‒ 13. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2020.04.pp.004-013. EDN ZXALRU.
7. Fedosyuk V. M. (2021). Experimental Installation for Determination of Attenuation Coefficient of Permanent Magnetic Field by Protective Materials. Devices and Methods of Measurements, 12(1), 7 ‒ 12. DOI: 10.21122/2220-9506-2021-12-1-7-12. EDN QFNHHN.
8. Lomaev G. V., Ryabov Yu. G., Emel'yanova M. S. (2013). Geomagnetic field factor in reinforced concrete structures. Intellektual'nye sistemy v proizvodstve, 22(2), 181 – 184. [in Russian language]
9. Husainov Sh. G. (2020). Electromagnetism and waves. Moscow: RGAZI ‒ MSKHA im. K. A. Timiryazeva. [in Russian language] DOI: 10.34677/2020.007. EDN MFHMBF.
10. Shibanov S. E., Yashchenko S. G., Rybalko S. Yu. (2021). Electromagnetic environment created by mobile communications as a risk factor for increasing the prevalence of circulatory system diseases. Analiz riska zdorov'yu, (3), 78 ‒ 84. [in Russian language] DOI: 10.21668/health.risk/2021.3.07. EDN FXDDON.
11. Titov E. V., Soshnikov A. A., Migalev I. E. (2020). Automation of the selection of protective measures to ensure electromagnetic. Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, 187(5), 166 ‒ 175. [in Russian language] EDN EFQRZR.
12. Lomaev G. V., Emel'yanova M. S. (2020). Study of a solenoid as a source of a uniform magnetic field in magnetobiological experiments. Intellektual'nye sistemy v proizvodstve, 18(4), 47 ‒ 53. [in Russian language] DOI: 10.22213/2410-9304-2020-47-53.
13. Podol'skaya N. S., Zagorodneva K. A., Popov V. A. (2022). Installation for the treatment of oncological diseases based on a pulsed electromagnetic field. Elektrichestvo, (11), 64 ‒ 72. [in Russian language] DOI: 10.24160/0013-5380-2022-11-64-72. EDN GAIJJE.
14. Artamonov A. A., Kartashova M. K., Plotnikov E. V., Konstantinova N. A. (2019). Hypomagnetic conditions: modeling methods and impact assessment. Meditsina ekstremal'nyh situatsiy, 21(3), 357 ‒ 370. [in Russian language] EDN YGPTPH.
15. Volkovitskiy A. K., Gol'din D. A., Karshakov E. V., Pavlov B. V. (2018). Structure of magnetic gradient measuring systems. Datchiki i sistemy, 228(8‒9), 27 ‒ 32. [in Russian language] EDN YOUTUT.
16. Blazhkova E. N., Badashev V. V., Kremenskoy P. V. et al. (2022). Control device for controlling the magnetic field of Helmholtz coils. Inzhenerniy vestnik Dona, 85(1), 161 ‒ 167. [in Russian language] EDN RLDBIY.
17. Tsybin Yu. N. (2021). Admissibility diagnostics of using a foerster probe as part of a magnetometer. Kontrol'. Diagnostika, Vol. 24 275(5), 40 ‒ 49. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2021.05.pp.040-049. EDN NALBST.
18. Prishchepov S. K., Vlaskin K. I., Yamileva Z. M. (2013). Geomagnetic field stabilization system in a given volume. Ekologicheskie sistemy i pribory, (3), 54 ‒ 59. [in Russian language] EDN SJMRGR.
19. Zhelamskiy M. V. (2011). Magnetic position and orientation sensor with six degrees of freedom for controlling moving objects. Mekhatronika, avtomatizatsiya, upravlenie, (6), 75 ‒ 78. [in Russian language] EDN NUYXBN.
20. Milovzorov A. G., Shaposhnikov A. M., Zhilyaev Yu. P., Milovzorov G. V. (2010). Software-controlled systems for generating rotating magnetic fields. Vestnik UGATU, Vol. 14 36(1), 56 ‒ 61. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/td.2024.08.pp.017-027
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/td.2024.08.pp.017-027
and fill out the form
.
|
Архив номеров
">
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»