万博ANSYS的博客
2021年5月10日
模拟永磁体如何撞击医用植入物
图1所示。人体、心脏和磁体上的场叠加图的侧面视图
许多有医疗植入物(如心脏起搏器)的人都被要求与可能影响或干扰这些救生设备的磁场保持一定距离。在手机、笔记本电脑和平板电脑等现代消费电子设备中，如果没有屏蔽，永磁体周围的泄漏场可能会延伸到不需要的区域。
磁场来源可能来自不同的地方，具有不同的强度。例如，地球磁场的范围在30微特斯拉mT附近，这是非常小的。永磁体表面可能有接近1特斯拉的磁场，大到足以引起一些电子设备的问题。一些永磁体用于消费电子设备，用于锁定或对准无线充电线圈。然而，它们也有一定的风险，这取决于它们靠近敏感的医疗设备。
永磁体周围的流苏图案将取决于其强度、大小和附近黑色金属材料的数量，这反过来又影响磁铁在不同距离和方向上的场强。在设计使用永磁体的消费电子产品时，评估医疗设备附近的流苏模式非常重要。
评估生物医学应用中的磁场
使用万博Ansys麦克斯韦，您可以定义任意磁铁组件，并在3D空间中评估磁场。您可以使用人体模型评估不同位置的场，受益于Maxwell中的自动自适应网格划分，为任何几何组合实现准确、高效和适当的网格。创建磁体组件的位置或旋转实验设计，可让您研究相关医疗设备附近产生的场强。这使您可以研究不同的磁结构，评估磁屏蔽选项或制定磁铁应与医疗设备保持的可接受距离的指导方针。
图2(左):人体、心脏和磁铁模型的正面和侧面视图。图3(右):磁体的磁化方向
这里展示的例子使用了哈尔巴赫磁体阵列，这是一种特殊的磁化模式安排，可以增强和消除磁体不同区域的磁场，如图3所示。首先，我们对心脏与磁体阵列之间的距离以及磁体材料的等级进行参数化扫描。我们定义一个距离变量为“distance_x”，从+20毫米到-20毫米，表示距离人类心脏模型的距离。
三种磁铁材料包括“ShinEtsu_N32EZ_20cel”，“ShinEtsu_N42SH-R_20cel”和“ShinEtsu_N52_20cel”。
绘制B场的大小与距离和磁等级的关系，可以定量地显示当永磁体移离心脏更远时，围绕人类心脏的磁场对于不同磁铁材料是如何衰减的。
图4所示。永磁体的B-H曲线
图5所示。心脏平均磁通密度与心脏与磁铁和磁性等级之间距离的关系
场叠加图使人体周围的场可视化。场叠加图的胺化直观地显示了心脏周围磁通量密度随永磁体位置的变化。
图6所示。磁场覆盖图的侧视图和俯视图，心脏的通量密度与心脏和磁铁之间的距离
了解由消费电子产品和敏感医疗设备中使用的永磁体产生的磁场的相互作用可以通过使用麦克斯韦．这为您提供了有关磁铁组件磁场强度的重要信息，以及医疗设备所暴露的磁场。
观看这个网络研讨会来了解更多低频电磁解决方案，有助于推动生物医学设备的设计．
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