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ES2887287T3 - Procedimiento para generar un campo magnético pulsado y dispositivo asociado - Google Patents

Procedimiento para generar un campo magnético pulsado y dispositivo asociado Download PDF

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ES2887287T3
ES2887287T3 ES19305188T ES19305188T ES2887287T3 ES 2887287 T3 ES2887287 T3 ES 2887287T3 ES 19305188 T ES19305188 T ES 19305188T ES 19305188 T ES19305188 T ES 19305188T ES 2887287 T3 ES2887287 T3 ES 2887287T3
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electrical
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ES19305188T
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Nora Dempsey
André Dias
Marlio Bonfim
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Federal Do Parana Ufpr, University of
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
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Federal Do Parana Ufpr, University of
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
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Abstract

Un procedimiento para generar un campo magnético pulsado (B), implementándose el procedimiento utilizando un dispositivo (10) que comprende un suministro eléctrico (20), un interruptor (25), un condensador (15) y una bobina (30) que tiene un primer extremo (80) conectado a una tierra eléctrica y un segundo extremo (85), comprendiendo el condensador (15) un primer electrodo (40) conectado a la tierra eléctrica y un segundo electrodo (45), pudiendo el interruptor (25) conmutar entre una primera configuración en la que el segundo electrodo (45) y el segundo extremo (85) están aislados eléctricamente y al menos una segunda configuración en la que el segundo electrodo (45) y el segundo extremo (85) están conectados eléctricamente, formando el condensador (15), el interruptor (25) y la bobina (30) un circuito en serie cuando el interruptor (25) está en la segunda configuración, estando el circuito en serie subamortiguado, y pudiendo el suministro eléctrico (20) conmutar entre una tercera configuración en la que el suministro eléctrico (20) puede cambiar el segundo electrodo (45) con una carga eléctrica que tiene la primera polaridad y una cuarta configuración en la que el suministro eléctrico (20) puede cambiar el segundo electrodo (45) con una carga eléctrica que tiene una segunda polaridad diferente de la primera polaridad, comprendiendo el procedimiento: - una primera etapa (100) para cargar el segundo electrodo (45) con una primera carga eléctrica que tiene la primera polaridad, teniendo el interruptor (25) la primera configuración, - una primera etapa (110) para descargar la primera carga eléctrica a través de la bobina (30) para generar un primer pulso de campo magnético (B), teniendo el interruptor (25) la segunda configuración, - una segunda etapa (130) para cargar el segundo electrodo (45) con una segunda carga eléctrica que tiene la segunda polaridad diferente de la primera polaridad, teniendo el interruptor (25) la primera configuración, y - una segunda etapa (140) para descargar la segunda carga eléctrica a través de la bobina (30) para generar un segundo pulso de campo magnético, teniendo el interruptor (25) la segunda configuración.

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para generar un campo magnético pulsado y dispositivo asociado
[0001] La presente invención se refiere a un procedimiento para generar un campo magnético pulsado. La presente invención también se refiere a un producto de programa informático relacionado, así como un medio de transporte de información relacionado. La presente invención se refiere además a un dispositivo para generar un campo magnético pulsado.
[0002] Los campos magnéticos de alta intensidad, particularmente los campos superiores a 3 Tesla (T), se generan generalmente utilizando electroimanes basados en bobinas superconductoras que funcionan en modo CC o utilizando bobinas eléctricamente conductoras que funcionan en modo pulsado. Estos campos magnéticos de alta intensidad se utilizan en sistemas de medición especializados, por ejemplo, para sondear las propiedades de los materiales. Sin embargo, la mayoría de los sistemas existentes para generar campos magnéticos de alta intensidad tienen ciertos inconvenientes que pueden limitar su uso a ciertas aplicaciones.
[0003] Las bobinas superconductoras permiten campos magnéticos muy altos de hasta 20 teslas (T), pero requieren un sistema de enfriamiento dedicado para mantener las temperaturas muy bajas a las que se observa superconductividad. La presencia de estos sistemas de enfriamiento hace que los sistemas que utilizan bobinas superconductoras sean muy voluminosos y costosos, con dimensiones típicas de alrededor de un metro cúbico o más. Además, las bobinas superconductoras requieren una corriente eléctrica muy alta para producir campos de alta intensidad, lo que, sumado al consumo intrínseco del sistema de enfriamiento, da como resultado un consumo eléctrico muy alto.
[0004] Los generadores de campo magnético de alta intensidad basados en bobina resistiva generalmente requieren el enfriamiento de la bobina ya que se calienta por el efecto Joule, y los sistemas generales (incluyendo una unidad generadora de corriente y un sistema de bobina) son típicamente muy voluminosos. Se requiere un cierto retardo entre pulsos de campo magnético sucesivos para permitir que la bobina se enfríe.
[0005] Se describen procedimientos y aparatos para generar un campo magnético pulsado, por ejemplo, en los documentos WO 2004/087255, WO 96/16692, GB 1349226 y JP 2016182252.
[0006] Por lo tanto, existe la necesidad de un procedimiento para generar un campo magnético de alta intensidad que tenga un menor consumo de energía que los procedimientos existentes.
[0007] Desde este punto de vista, la presente descripción se refiere a un procedimiento para generar un campo magnético pulsado, implementándose el procedimiento utilizando un dispositivo que comprende un suministro eléctrico, un interruptor, un condensador y una bobina que tiene un primer extremo conectado a una tierra eléctrica y un segundo extremo, comprendiendo el condensador un primer electrodo conectado a la tierra eléctrica y un segundo electrodo, pudiendo el interruptor conmutar entre una primera configuración en la que el segundo electrodo y el segundo extremo están aislados eléctricamente y al menos una segunda configuración en la que el segundo electrodo y el segundo extremo están conectados eléctricamente, formando el condensador, el interruptor y la bobina un circuito en serie cuando el interruptor está en la segunda configuración, estando el circuito en serie subamortiguado, pudiendo el suministro eléctrico (20) conmutar entre una tercera configuración en la que el suministro eléctrico (20) puede cargar el segundo electrodo (45) con una carga eléctrica que tiene la primera polaridad y una cuarta configuración en la que el suministro eléctrico (20) puede cargar el segundo electrodo (45) con una carga eléctrica que tiene la segunda polaridad diferente de la primera polaridad, comprendiendo el procedimiento:
una primera etapa para cargar el segundo electrodo con una primera carga eléctrica que tiene la primera polaridad, teniendo el interruptor la primera configuración,
una primera etapa para descargar la primera carga eléctrica a través de la bobina para generar un primer pulso de campo magnético, teniendo el interruptor la segunda configuración,
una segunda etapa para cargar el segundo electrodo con una segunda carga eléctrica que tiene la segunda polaridad diferente de la primera polaridad, teniendo el interruptor la primera configuración, y
una segunda etapa para descargar la segunda carga eléctrica a través de la bobina para generar un segundo pulso de campo magnético, teniendo el interruptor una segunda configuración.
[0008] El procedimiento permite generar campos magnéticos B muy intensos hasta 20 T o más dentro de la bobina 30, con un bajo consumo de energía ya que después de cada etapa para descargar 110, 140, el condensador se carga parcialmente con una carga intermedia que corresponde a un valor intermedio Vi1, Vi2 del voltaje V. Por lo tanto, la siguiente etapa para cargar 100, 130 solo requiere cargar el segundo electrodo 45 hasta el valor requerido V+, V- desde el valor intermedio Vi1, Vi2 y no desde cero. En consecuencia, se requiere una cantidad menor de energía para cada etapa para cargar 100, 130 ya que parte de la energía acumulada en el condensador 15 durante la etapa anterior para cargar 100, 130 está disponible (como el valor intermedio Vi1, Vi2 del voltaje V) y, por lo tanto, se reutiliza.
[0009] Además, el procedimiento también permite altas tasas de repetición a pesar de la alta intensidad de los campos, siendo las tasas de repetición de pulso en algunos casos, particularmente dependiendo del tipo de bobina utilizada, de hasta 2 pulsos por segundo o superiores.
[0010] Según realizaciones específicas, el procedimiento comprende una o varias de las siguientes características, tomadas por separado o según cualquier combinación posible:
- la primera etapa para cargar, la primera etapa para descargar, la segunda etapa para cargar y la segunda etapa para descargar se repiten con una tasa de repetición superior o igual a una vez por segundo, particularmente superior o igual a dos veces por segundo.
- se define una capacidad para el condensador, definiéndose una inductancia para la bobina, definiéndose una resistencia para el circuito en serie, siendo la capacidad, la inductancia y la resistencia tales que se verifica la siguiente ecuación:
Figure imgf000003_0001
R 0,16
en la que L es la inductancia, R es la resistencia y C es la capacidad.
- el interruptor comprende dos brazos conectados en paralelo entre el segundo extremo y el segundo electrodo, comprendiendo cada brazo un tiristor y un diodo conectados en serie, estando el diodo y el tiristor de cada brazo invertidos cada uno con respecto al diodo y al tiristor del otro brazo.
- cada primera y segunda etapa para descargar es seguida inmediatamente por una etapa de temporización, estando el interruptor en la primera configuración y estando el segundo electrodo desconectado eléctricamente del suministro eléctrico durante la etapa de temporización, teniendo la etapa de temporización una duración superior o igual a 5 milisegundos.
- cada etapa para descargar comprende sucesivamente:
una primera etapa para conmutar el interruptor de la primera configuración a una segunda configuración, una etapa para descargar el segundo electrodo a través de la bobina, y
una segunda etapa para conmutar el interruptor a la primera configuración,
estando un período de tiempo entre la primera etapa para conmutar y la segunda etapa para conmutar comprendido entre 10 microsegundos y 100 microsegundos.
- cada primera o segunda etapa para cargar comprende etapas para:
conectar eléctricamente el segundo electrodo al suministro eléctrico,
estimar un valor de la carga eléctrica del segundo electrodo, y
desconectar el segundo electrodo del suministro eléctrico cuando el valor de la carga eléctrica es igual a un valor predeterminado.
[0011] La presente descripción también se refiere a un producto de programa informático que comprende instrucciones de software configuradas para implementar un procedimiento como se describió anteriormente cuando las instrucciones de software son ejecutadas por un procesador.
[0012] La presente descripción también se refiere a un medio de transporte de información en el que se memoriza un producto de programa informático como se describió anteriormente.
[0013] La presente descripción también se refiere a un dispositivo para generar un campo magnético pulsado que comprende un suministro eléctrico, un interruptor, un condensador, un módulo de control y una bobina que tiene un primer extremo conectado a una tierra eléctrica y un segundo extremo, comprendiendo el condensador un primer electrodo conectado a la tierra eléctrica y un segundo electrodo, pudiendo el interruptor conmutar entre una primera configuración en la que el segundo electrodo y el segundo extremo están aislados eléctricamente y al menos una segunda configuración en la que el segundo electrodo y el segundo extremo están conectados eléctricamente, formando el condensador, el interruptor y la bobina un circuito en serie cuando el interruptor está en la segunda configuración, estando el circuito en serie subamortiguado, pudiendo el suministro eléctrico conmutar entre una tercera configuración en la que el suministro eléctrico puede cargar el segundo electrodo con una carga eléctrica que tiene una primera polaridad y una cuarta configuración en la que el suministro eléctrico puede cargar el segundo electrodo con una carga eléctrica que tiene una segunda polaridad diferente de la primera polaridad, pudiendo el módulo de control ordenar al suministro eléctrico que conmute entre la tercera configuración y la cuarta configuración, pudiendo el módulo de control además ordenar al suministro que se conecte o se desconecte del segundo electrodo, estando el módulo de control configurado para implementar las etapas de un procedimiento.
[0014] Las características y ventajas de la invención se aclararán mediante la siguiente memoria descriptiva, dada solo como un ejemplo no limitativo, y que hace referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- la figura 1 es un diagrama de un dispositivo para generar un campo magnético pulsado, que comprende un condensador y un suministro eléctrico,
- la figura 2 es un diagrama de flujo que muestra las etapas de un procedimiento para generar un campo magnético pulsado implementado por el dispositivo de la figura 1,
- la figura 3 es un gráfico que muestra la evolución del voltaje entre ambos electrodos del condensador de la figura 1, y
- la figura 4 es un diagrama parcial del dispositivo de la figura 1, que muestra con mayor detalle el suministro eléctrico.
[0015] En la figura 1 se muestra un diagrama de un dispositivo generador 10. El dispositivo generador 10 está configurado para generar un campo magnético pulsado B. Un campo magnético pulsado es un campo magnético que comprende una sucesión de pulsos, correspondiendo cada pulso a un período de tiempo en el que el campo magnético tiene un valor diferente de cero. Los pulsos se repiten a una cierta tasa, estando los pulsos particularmente separados entre sí por un intervalo de tiempo en el que el campo magnético tiene un valor igual a cero.
[0016] Cada pulso tiene, por ejemplo, un cuasi-medio ciclo de forma sinusoidal, donde el campo magnético varía de cero a su valor máximo que vuelve a cero
[0017] Un campo magnético pulsado bipolar es un ejemplo de un campo magnético pulsado que comprende pulsos sucesivos de polaridad opuesta. Un campo magnético pulsado unipolar, en el que los pulsos sucesivos tienen la misma polaridad, es otro ejemplo de un campo magnético pulsado.
[0018] El dispositivo generador 10 es, por ejemplo, parte de una instalación de medición diseñada para realizar la medición en una o varias muestras de materiales cuando las muestras se exponen a un campo magnético pulsado B producido por el dispositivo generador 10. Sin embargo, otros tipos de instalaciones que tienen propósitos diferentes a la medición también pueden hacer uso del dispositivo generador 10.
[0019] La instalación de medición comprende, por ejemplo, una configuración magneto-óptica, donde se envía un haz de láser a la muestra cuando la muestra o muestras se exponen al campo magnético pulsado B.
[0020] El dispositivo generador 10 comprende un condensador 15, un suministro eléctrico 20, un interruptor 25, una bobina 30 y un módulo de control 35.
[0021] El condensador 15 tiene una capacidad C. La capacidad C está, por ejemplo, comprendida entre 5 microfaradios (|jF) y 200 j F.
[0022] El condensador 15 comprende un primer electrodo 40 y un segundo electrodo 45.
[0023] Ambos electrodos 40 y 45 están separados entre sí por una película de un material dieléctrico. El material dieléctrico es, por ejemplo, poliéster.
[0024] Ambos electrodos 40, 45 están hechos de un material eléctricamente conductor tal como un material metálico. Por ejemplo, ambos electrodos 40, 45 están hechos de aluminio.
[0025] El primer electrodo 40 está conectado a tierra, es decir, conectado eléctricamente a una tierra eléctrica del dispositivo generador 10.
[0026] El segundo electrodo 45 está conectado al interruptor 25.
[0027] El suministro eléctrico 20 está configurado para cargar el segundo electrodo 45 con una carga eléctrica.
[0028] En particular, el suministro eléctrico 20 puede cargar el segundo electrodo 45 con una carga eléctrica que tiene una primera polaridad. Por ejemplo, la primera polaridad es una polaridad positiva, que corresponde a un segundo electrodo 45 cargado con cargas eléctricamente positivas. En una realización, el suministro eléctrico 20 está configurado para cargar el segundo electrodo 45 con una carga eléctrica que tiene la primera polaridad mediante la imposición de un potencial eléctrico positivo al segundo electrodo 45.
[0029] El suministro eléctrico 20 puede además cargar el segundo electrodo 45 con una carga eléctrica que tiene una segunda polaridad. Por ejemplo, la segunda polaridad es una polaridad negativa, que corresponde a un segundo electrodo 45 cargado con cargas eléctricamente negativas. En una realización, el suministro eléctrico 20 está configurado para cargar el segundo electrodo 45 con una carga eléctrica que tiene la segunda polaridad mediante la imposición de un potencial eléctrico negativo al segundo electrodo 45.
[0030] Cada potencial eléctrico se define con respecto al potencial eléctrico de la tierra eléctrica del dispositivo generador 10.
[0031] El suministro eléctrico 20 comprende un primer polo 50 y un segundo polo 55.
[0032] El primer polo 50 está conectado a tierra.
[0033] El segundo polo 55 está conectado eléctricamente al segundo electrodo 45.
[0034] El suministro eléctrico 20 está configurado para imponer una corriente eléctrica entre el primer polo 50 y el segundo polo 55.
[0035] El suministro eléctrico 20 puede además dejar flotando el potencial eléctrico del segundo polo 55.
[0036] En la realización mostrada en la figura 1, el suministro eléctrico 20 comprende una fuente de corriente 60 y un dispositivo de conmutación 65.
[0037] La fuente de corriente 60 comprende una salida positiva y una salida negativa -.
[0038] La fuente de corriente 60 puede imponer una corriente eléctrica entre la salida positiva y la salida negativa -.
[0039] Entre la salida positiva y la salida negativa -, la salida positiva tiene el mayor potencial eléctrico mientras que la salida negativa - tiene el menor potencial eléctrico.
[0040] El dispositivo de conmutación 65 puede conectar la salida positiva al segundo polo 55. El dispositivo de conmutación 65 puede además conectar la salida positiva al primer polo 50. Además, el dispositivo de conmutación 65 puede desconectar la salida positiva de ambos polos 50 y 55.
[0041] El dispositivo de conmutación 65 puede conectar la salida negativa - al segundo polo 55. El dispositivo de conmutación 65 puede además conectar la salida negativa - al primer polo 50. Además, el dispositivo de conmutación 65 puede desconectar la salida negativa - de ambos polos 50 y 55.
[0042] En la realización mostrada en la figura 1, el dispositivo de conmutación es un puente en H que comprende dos primeros conmutadores 70 y dos segundos conmutadores 75.
[0043] Cada primer conmutador 70 está conectado eléctricamente a la salida positiva . Uno de los primeros conmutadores 70 puede conmutar entre una posición en la que la salida positiva está conectada al primer polo 50 y una posición en la que la salida positiva está desconectada del primer polo 50. El otro primer conmutador 70 puede conmutar entre una posición en la que la salida positiva está conectada al segundo polo 55 y una posición en la que la salida positiva está desconectada del segundo polo 55.
[0044] Cada segundo conmutador 75 está conectado eléctricamente a la salida negativa -. Uno de los segundos conmutadores 75 puede conmutar entre una posición en la que la salida negativa - está conectada al primer polo 50 y una posición en la que la salida negativa - está desconectada del primer polo 50. El otro segundo conmutador 75 puede conmutar entre una posición en la que la salida negativa - está conectada al segundo polo 55 y una posición en la que la salida negativa - está desconectada del segundo polo 55.
[0045] El primer y el segundo conmutador 70, 75 son, por ejemplo, relés electromecánicos o de estado sólido.
[0046] El interruptor 25 está interpuesto entre el segundo electrodo 45 y la bobina 30.
[0047] El interruptor 25 puede conmutar entre una primera configuración y al menos una segunda configuración.
[0048] Cuando el interruptor 25 está en la primera configuración, el segundo electrodo 45 está eléctricamente aislado de la bobina 30. La primera configuración a veces se llama «estado bloqueado».
[0049] Cuando el interruptor 25 está en una segunda configuración, el segundo electrodo 45 está conectado eléctricamente a la bobina 30.
[0050] En el ejemplo mostrado en la figura 1, el interruptor 25 comprende dos brazos paralelos que comprenden cada uno un diodo y un tiristor conectados en serie entre la bobina 30 y el segundo electrodo, estando el diodo y el tiristor de cada brazo invertidos cada uno con respecto al diodo y el tiristor del otro brazo. Cabe señalar que se pueden concebir otros tipos de interruptores 25.
[0051] Cada tiristor puede, por ejemplo, ser del tipo rectificador controlado de silicio (SCR), aunque se pueden considerar otros tipos de tiristores.
[0052] En el ejemplo de la figura 1, el interruptor 25 tiene dos segundas configuraciones. En una de las segundas configuraciones, un primer brazo permite que circule una corriente eléctrica desde el segundo electrodo 45 a la bobina 30, mientras que el otro brazo, denominado el segundo brazo, no permite que circule ninguna corriente eléctrica a través de este otro brazo. En la otra segunda configuración, el segundo brazo permite que circule una corriente eléctrica en la dirección opuesta desde la bobina 30 al segundo electrodo 45, mientras que el primer brazo no permite que circule ninguna corriente eléctrica a través del primer brazo.
[0053] Cabe señalar que se pueden considerar otros tipos de interruptores 25, por ejemplo, que tengan una segunda configuración única que permita que circule corriente eléctrica en cualquier dirección entre la bobina 30 y el segundo electrodo 45.
[0054] La bobina 30 está configurada para generar el campo eléctrico B cuando la bobina 30 es atravesada por una corriente eléctrica.
[0055] La bobina 30 tiene una inductancia L. La inductancia L está comprendida entre 100 nanohenrios (nH) y 10 microhenrios (|j H).
[0056] La bobina 30 tiene un primer extremo 80 y un segundo extremo 85.
[0057] El primer extremo 80 está conectado a tierra.
[0058] El segundo extremo 85 está conectado al interruptor 25.
[0059] La bobina 30 comprende, por ejemplo, una cinta enrollada alrededor de un eje A. En particular, la cinta es una cinta en espiral, es decir, la cinta se enrolla a lo largo de una línea en espiral comprendida en un plano perpendicular al eje A. Cabe señalar que se pueden considerar otros tipos de bobinas aparte de cintas, tales como bobinas 30 que comprenden un alambre enrollado.
[0060] La cinta tiene, por ejemplo, una sección transversal rectangular, siendo el lado más largo de la sección transversal paralelo al eje A. En otras palabras, el eje A es paralelo a la superficie de la cinta.
[0061] La cinta está hecha de un material eléctricamente conductor tal como un metal, particularmente cobre.
[0062] El primer extremo 80 es, por ejemplo, el extremo de la cinta que está ubicado en el exterior de la bobina 30, mientras que el segundo extremo 85 es el extremo de la cinta que está ubicado en el centro de la bobina 30. En una variante, el primer extremo 80 es el extremo interno de la cinta y el segundo extremo 85 es el extremo externo de la cinta.
[0063] La bobina 30 comprende además un material eléctricamente aislante que forma una barrera entre espiras sucesivas de la bobina. La cinta está, por ejemplo, revestida de una cubierta de material eléctricamente aislante. En una variante de la bobina 30, un lado de la cinta está cubierto del material eléctricamente aislante, por ejemplo, por una cinta del material eléctricamente aislante.
[0064] El material eléctricamente aislante es, por ejemplo, poliimida.
[0065] El condensador 15, el interruptor 25 y la bobina 30 forman un circuito eléctrico en serie cuando el interruptor 25 está en la segunda configuración.
[0066] Se define una resistencia eléctrica R para el circuito eléctrico. La resistencia eléctrica R es la resistencia de un circuito RLC en serie equivalente al circuito eléctrico formado por el condensador 15, el interruptor 25 y la bobina 30.
[0067] La resistencia eléctrica R está comprendida entre 10 miliohmios (mQ) y 200 mQ.
[0068] El circuito eléctrico está subamortiguado. Un circuito eléctrico subamortiguado es un circuito eléctrico cuyo circuito RLC equivalente tiene un factor de amortiguamiento Z comprendido, estrictamente, entre 0 y 1.
[0069] El factor de amortiguamiento Z es igual a la mitad del producto de la resistencia R multiplicada por la raíz cuadrada de la relación de la capacidad C dividida por la inductancia L.
[0070] En otras palabras, el circuito eléctrico verifica la siguiente ecuación:
Figure imgf000007_0001
[0071] En una realización, el factor de amortiguamiento Z es estrictamente superior a cero e inferior o igual a 0,2. En otras palabras, el circuito eléctrico es tal que se respeta la siguiente ecuación:
Figure imgf000007_0002
[0072] La ecuación 2 es formalmente equivalente a la ecuación 3 a continuación:
Figure imgf000007_0003
[0073] El módulo de control 35 puede controlar el dispositivo de conmutación 65. En particular, el módulo de control 35 puede ordenar una conmutación de cada conmutador 70, 75 entre sus dos configuraciones respectivas.
[0074] El módulo de control 35 puede además ordenar al interruptor 25 que conmute entre su primera configuración y su segunda configuración.
[0075] El módulo de control 35 está configurado en particular para implementar un procedimiento para generar un campo magnético pulsado. Por ejemplo, el módulo de control 35 comprende un procesador y una memoria que comprende instrucciones de software que provocan la implementación del procedimiento cuando las instrucciones de software son ejecutadas por el procesador.
[0076] Cabe señalar que se pueden concebir otros tipos de módulos de control 35. Por ejemplo, el módulo de control 35 es un circuito integrado de aplicación específica o comprende un conjunto de componentes lógicos programables.
[0077] Las etapas de un ejemplo del procedimiento para generar un campo magnético pulsado se muestran en la figura 2.
[0078] El procedimiento comprende una primera etapa para cargar 100, una primera etapa para descargar 110, una primera etapa de temporización 120, una segunda etapa para cargar 130, una segunda etapa para descargar 140 y una segunda etapa de temporización 150.
[0079] Durante la primera etapa para cargar 100, el suministro eléctrico 20 carga el segundo electrodo 45 con una primera carga eléctrica. El interruptor 25 tiene la primera configuración cuando el segundo electrodo 45 está siendo cargado con la primera carga eléctrica.
[0080] La primera carga eléctrica es, por ejemplo, una carga eléctrica positiva. En otras palabras, la primera carga eléctrica tiene la primera polaridad.
[0081] La figura 3 muestra la evolución de un voltaje V medido entre el primer electrodo 40 y el segundo electrodo 45 en función del tiempo t durante la implementación del procedimiento para generar un campo magnético pulsado B.
[0082] Durante la primera etapa para cargar 100, el voltaje V aumenta hasta alcanzar un primer valor V+ durante la primera etapa para cargar 100. Por ejemplo, durante la primera etapa para cargar 100 mostrada a la izquierda de la figura 3, el voltaje V aumenta desde cero hasta el primer valor V+.
[0083] El primer valor V+ está comprendido, en valor absoluto, entre 10 voltios y 1000 voltios. Cabe señalar que el primer valor V+ puede variar.
[0084] Según una realización, la primera etapa para cargar 100 comprende una primera etapa para conectar 160, una primera etapa para estimar 170 y una primera etapa para desconectar 180.
[0085] En particular, durante la primera etapa para conectar 160, el segundo electrodo 45 está conectado eléctricamente a la salida positiva del suministro eléctrico 20. Por lo tanto, el suministro eléctrico 20 comienza a cargar el segundo electrodo 45 con la primera carga eléctrica.
[0086] Durante la primera etapa para conectar 160, el módulo de control 35 ordena al dispositivo de conmutación 65 que conmute los conmutadores 70 y 75 para conectar eléctricamente la salida positiva al segundo electrodo y para conectar la salida negativa - a la tierra. Esta configuración se muestra en la figura 1.
[0087] La primera etapa para estimar 170 se implementa inmediatamente después de la primera etapa para conectar 160. En particular, durante la primera etapa para estimar 170, el segundo electrodo 45 está conectado eléctricamente a la salida positiva .
[0088] La primera etapa para estimar 170 comprende la estimación de un valor de la primera carga eléctrica del segundo electrodo 45. Por ejemplo, durante la primera etapa para estimar, el valor del voltaje V, que depende del valor de la primera carga, se mide mediante el módulo de control 35.
[0089] La primera etapa para estimar 170 se realiza hasta que el valor de la primera carga es igual a un valor predeterminado. Por ejemplo, la primera etapa para estimar 170 se realiza hasta que el valor del voltaje V es igual al primer valor V+.
[0090] El primer valor V+ se elige, por ejemplo, después de que el cálculo o la prueba del dispositivo generador 10 haya llevado a determinar que el primer valor V+ corresponde a un valor deseado del campo magnético B.
[0091] Cuando el valor de la primera carga es igual al valor predeterminado, el segundo electrodo 45 se desconecta del suministro eléctrico 20 durante la primera etapa para desconectar 180. Por ejemplo, la primera etapa para desconectar 180 se realiza cuando el valor del voltaje V es igual al primer valor V+.
[0092] Durante la primera etapa para descargar 110, la primera carga eléctrica se descarga a través de la bobina 30. Por ejemplo, el módulo de control 35 ordena al suministro eléctrico 20 que desconecte tanto la salida positiva como la salida negativa - del segundo electrodo 45, y ordena al interruptor 25 que conmute a la segunda configuración.
[0093] La primera etapa para descargar 110 comprende, sucesivamente, una primera etapa 190 para conmutar, una primera etapa de descarga 200 y una segunda etapa 210 para conmutar.
[0094] Durante la primera etapa para conmutar 190, el módulo de control 35 ordena al suministro eléctrico 20 que desconecte la salida positiva del segundo electrodo 45.
[0095] El módulo de control 35 ordena además al interruptor 25 que conmute de la primera configuración a una segunda configuración.
[0096] Durante la primera etapa de descarga 200, el segundo electrodo 45 descarga la primera carga eléctrica a través de la bobina 30. En particular, una primera corriente eléctrica circula a través del segundo electrodo 45, el interruptor 25 y la bobina 30.
[0097] La primera corriente eléctrica que circula a través de la bobina hace que la bobina 30 genere un primer pulso de campo magnético B.
[0098] La primera etapa de descarga 200 tiene una duración comprendida entre 10 microsegundos (|js) y 100 js.
[0099] Durante la primera etapa de descarga 200, el voltaje V del condensador 15 disminuye desde el primer valor V+. Dado que el circuito eléctrico formado por la bobina 30, el condensador 15 y el interruptor 25 está subamortiguado, la primera etapa de descarga 200 da como resultado que el voltaje V disminuya desde el primer valor V+ hasta el primer valor intermedio Vi1. En particular, al final de la primera etapa de descarga 200, el voltaje V del condensador 15 tiene el primer valor intermedio Vi1.
[0100] El primer valor intermedio Vi1 corresponde a una primera carga intermedia del segundo electrodo 45.
[0101] El primer valor intermedio Vi1 tiene un signo opuesto al primer valor V+, es decir, el primer valor intermedio
es un valor negativo.
[0102] El primer valor intermedio Vi1 tiene un valor absoluto estrictamente superior a cero y estrictamente inferior al valor absoluto del primer valor V+. Por ejemplo, el valor absoluto del primer valor intermedio Vi1 es superior o igual a la mitad del valor absoluto del primer valor V+.
[0103] Después de la primera etapa de descarga 200, el interruptor 25 se conmuta nuevamente a la primera configuración durante la segunda etapa 210 para conmutar.
[0104] Un período de tiempo entre la primera etapa para conmutar 190 y la segunda etapa para conmutar 210 es igual a la duración de la primera etapa de descarga 200.
[0105] Durante la primera etapa de temporización 120, el interruptor 25 se mantiene en la primera configuración y el segundo electrodo 45 está desconectado eléctricamente de cada una de las salidas positiva y negativa y -. La primera etapa de temporización 120 tiene una duración superior o igual a 5 milisegundos (ms).
[0106] Durante la segunda etapa para cargar 130, el suministro eléctrico 20 carga el segundo electrodo 45 con una segunda carga eléctrica. El interruptor 25 tiene la primera configuración cuando el segundo electrodo 45 está siendo cargado con la segunda carga eléctrica.
[0107] La segunda carga eléctrica tiene la segunda polaridad. La segunda carga eléctrica es, por ejemplo, una carga eléctrica negativa.
[0108] Durante la segunda etapa para cargar 130, el voltaje V disminuye hasta alcanzar un segundo valor V-durante la segunda etapa para cargar 130. Por ejemplo, durante la segunda etapa para cargar 130 mostrada a la izquierda de la figura 3, el voltaje V disminuye desde el primer valor intermedio Vi1 hasta el segundo valor V-.
[0109] El segundo valor V-está comprendido en valor absoluto, entre 10 Voltios y 1000 Voltios.
[0110] El segundo valor V- tiene, por ejemplo, un valor absoluto igual al valor absoluto del primer valor V+, como se muestra en la figura 3. Sin embargo, el valor absoluto del segundo valor V- también puede, en algunos casos, ser diferente del valor absoluto del primer valor V+.
[0111] Según una realización, la segunda etapa para cargar 130 comprende una segunda etapa para conectar 220, una segunda etapa para estimar 230 y una segunda etapa para desconectar 240.
[0112] En particular, durante la segunda etapa para conectar 220, el segundo electrodo 45 está conectado eléctricamente a la salida negativa - del suministro eléctrico 20. Por lo tanto, el suministro eléctrico 20 comienza a cargar el segundo electrodo 45 con la segunda carga eléctrica.
[0113] Durante la segunda etapa para conectar 220, el módulo de control 35 ordena al dispositivo de conmutación 65 que conmute los conmutadores 70 y 75 para conectar eléctricamente la salida negativa - al segundo electrodo 45 y para conectar la salida positiva a la tierra.
[0114] La segunda etapa para estimar 230 se implementa inmediatamente después de la segunda etapa para conectar 220. En particular, durante la segunda etapa para estimar 230, el segundo electrodo 45 está conectado eléctricamente a la salida negativa -.
[0115] La segunda etapa para estimar 230 comprende la estimación de un valor de la segunda carga eléctrica del segundo electrodo 45. Por ejemplo, durante la primera etapa para estimar, el valor del voltaje V, que depende del valor de la segunda carga, se mide mediante el módulo de control 35.
[0116] La segunda etapa para estimar 230 se realiza hasta que el valor de la segunda carga es igual a un valor predeterminado. Por ejemplo, la segunda etapa para estimar 230 se realiza hasta que el valor del voltaje V es igual al segundo valor V-.
[0117] El segundo valor V- se elige, por ejemplo, después de que el cálculo o la prueba del dispositivo generador 10 haya llevado a determinar que el segundo valor V- corresponde a un valor deseado del campo magnético B.
[0118] Cuando el valor de la segunda carga es igual al valor predeterminado, el segundo electrodo 45 se desconecta del suministro eléctrico 20 durante la segunda etapa para desconectar 240. Por ejemplo, la segunda etapa para desconectar 240 se realiza cuando el valor del voltaje V es igual al segundo valor V-.
[0119] Durante la segunda etapa para descargar 140, la segunda carga eléctrica se descarga a través de la bobina 30. Por ejemplo, el módulo de control 35 ordena al suministro eléctrico 20 que desconecte tanto la salida positiva como la salida negativa - del segundo electrodo 45, y ordena al interruptor 25 que conmute a la segunda configuración.
[0120] La segunda etapa para descargar 140 comprende, sucesivamente, una tercera etapa 250 para conmutar, una segunda etapa de descarga 260 y una cuarta etapa 270 para conmutar.
[0121] Durante la tercera etapa para conmutar 250, el módulo de control 35 ordena al suministro eléctrico 20 que desconecte la salida negativa - del segundo electrodo 45.
[0122] El módulo de control 35 ordena además al interruptor 25 que conmute de la primera configuración a la segunda configuración.
[0123] Durante la segunda etapa de descarga 260, el segundo electrodo 45 descarga la segunda carga eléctrica a través de la bobina 30. En particular, circula una segunda corriente eléctrica a través del segundo electrodo 45, el interruptor 25 y la bobina 30.
[0124] La segunda corriente eléctrica que circula a través de la bobina hace que la bobina 30 genere un segundo pulso de campo magnético B.
[0125] Dado que la segunda corriente eléctrica circula en una dirección inversa a la primera corriente eléctrica, el segundo pulso magnético es de polaridad opuesta al primer pulso magnético. El campo magnético pulsado general es, por lo tanto, un campo magnético bipolar ya que los pulsos sucesivos son de polaridades opuestas.
[0126] Cabe señalar que, en algunas realizaciones, si las conexiones entre la bobina 30 y el interruptor 25 se modifican entre ambas etapas de descarga 200, 260, se pueden generar campos magnéticos pulsados unipolares. Por ejemplo, durante la primera etapa de descarga 200, el interruptor 25 está conectado eléctricamente al segundo extremo 85 mientras que el primer extremo 80 está conectado a tierra, estando el interruptor 25 conectado al primer extremo 80 mientras que el segundo extremo 85 está conectado a tierra durante la segunda etapa de descarga 260. Tales cambios de conexiones se pueden obtener a través de muchos tipos de estructuras de conexión.
[0127] La segunda etapa de descarga 260 tiene una duración comprendida entre 10 ms y 100 ms.
[0128] Durante la segunda etapa de descarga 260, el voltaje V del condensador 15 aumenta desde el segundo valor V-. Dado que el circuito eléctrico formado por la bobina 30, el condensador 15 y el interruptor 25 está subamortiguado, la segunda etapa de descarga 260 da como resultado que el voltaje V aumente desde el segundo valor V- hasta un segundo valor intermedio Vi2. En particular, al final de la segunda etapa de descarga 260, el voltaje V del condensador 15 tiene el segundo valor intermedio Vi2.
[0129] El segundo valor intermedio Vi2 corresponde a una segunda carga intermedia del segundo electrodo 45.
[0130] El segundo valor intermedio Vi2 tiene un signo opuesto al segundo valor V-, es decir, el segundo valor intermedio Vi2 es un valor positivo.
[0131] El segundo valor intermedio Vi2 tiene un valor absoluto estrictamente superior a cero y estrictamente inferior al valor absoluto del segundo valor V-. Por ejemplo, el valor absoluto del segundo valor intermedio Vi2 es superior o igual a la mitad del valor absoluto del segundo valor V-.
[0132] Después de la segunda etapa de descarga 260, el interruptor 25 se conmuta nuevamente a la primera configuración durante la cuarta etapa 270 para conmutar.
[0133] Un período de tiempo entre la tercera etapa para conmutar 250 y la cuarta etapa para conmutar 270 es igual a la duración de la segunda etapa de descarga 260.
[0134] Durante la segunda etapa de temporización 150, el interruptor 25 se mantiene en la primera configuración y el segundo electrodo 45 está desconectado eléctricamente de cada una de las salidas positiva y negativa y -. La segunda etapa de temporización 150 tiene una duración superior o igual a 5 ms.
[0135] Después de la segunda etapa de temporización 150, la primera etapa para cargar 100 se implementa nuevamente, con el voltaje V aumentando hasta el primer valor V+ desde el segundo valor intermedio Vi2 en lugar de desde cero.
[0136] La primera etapa para cargar 100, la primera etapa para descargar 110, la primera etapa de temporización 120, la segunda etapa para cargar 130, la segunda etapa para descargar 140 y la segunda etapa de temporización 150 se repiten en este orden a una tasa superior o igual a una vez cada segundo, por ejemplo, superior o igual a dos veces por segundo.
[0137] En el ejemplo dado anteriormente y detallado por las figuras 2 y 3, el procedimiento comienza con que se implementa una primera etapa para la carga 100, empezando con el voltaje V siendo igual a cero y el voltaje V aumentando hasta alcanzar el primer valor V+. Sin embargo, también se pueden concebir ejemplos en los que el procedimiento empieza con la implementación de una segunda etapa para cargar 130 que empieza con el voltaje V siendo igual a cero y el voltaje V disminuyendo hasta alcanzar el segundo valor V-.
[0138] El procedimiento permite generar campos magnéticos B muy intensos hasta 20 T o más dentro de la bobina 30, con un bajo consumo de energía ya que después de cada etapa para descargar 110, 140, el condensador se carga parcialmente con una carga intermedia que corresponde a un valor intermedio Vi1, Vi2 del voltaje V. Por lo tanto, la siguiente etapa para cargar 100, 130 solo requiere cargar el segundo electrodo 45 hasta el valor requerido V+, V- desde el valor intermedio Vi1, Vi2 y no desde cero. En consecuencia, se requiere una cantidad menor de energía para cada etapa para cargar 100, 130 ya que parte de la energía acumulada en el condensador 15 durante la etapa anterior para cargar 100, 130 está disponible (como el valor intermedio Vi1, Vi2 del voltaje V) y, por lo tanto, se reutiliza.
[0139] En particular, el procedimiento permite generar campos magnéticos pulsados de alta intensidad con una tasa de repetición de hasta 2 pulsos por segundo o superior.
[0140] Además, el dispositivo generador 10 tiene dimensiones más pequeñas que los dispositivos generadores existentes.
[0141] Además, el procedimiento permite generar pulsos de diferentes amplitudes simplemente adaptando el primer y el segundo valor V+ y V- del voltaje V. Por lo tanto, el procedimiento es fácilmente adaptable. En particular, el procedimiento permite generar un primer y un segundo pulso que tienen diferentes amplitudes.
[0142] Sin embargo, cuando el primer y el segundo valor V+ y V- del voltaje V son iguales entre sí, el procedimiento permite que los pulsos sucesivos muestren niveles muy altos de simetrías, es decir, los pulsos positivos y negativos sucesivos son, en valor absoluto del campo magnético, muy similares entre sí. Esta simetría se mejora notablemente en comparación con otros tipos de dispositivos para generar campos magnéticos.
[0143] Cuando el factor de amortiguamiento Z es estrictamente superior a cero e inferior o igual a 0,2, los valores intermedios Vi1, Vi2 son cada uno superior o igual (en valor absoluto) a la mitad del primer o el segundo valor anterior V+, V-. Por lo tanto, se mejora la eficiencia energética general del procedimiento.
[0144] La eficiencia se mejora aún más cuando la duración de las etapas de descarga 200 y 260 está comprendida entre 10 ms y 100 ms.
[0145] Cuando el interruptor 25 comprende brazos paralelos que comprenden cada uno un tiristor y un diodo, el retorno de las cargas de un electrodo del condensador 15 al otro a través de la bobina 30 si el interruptor 25 no se abre (es decir, se devuelve a su primera posición) al final de cada primera o segunda etapa de descarga 200, 260. Esto asegura que la parte de la energía que se acumula en el condensador 15 no se disipa a través del efecto Joule, sino que permanece almacenada hasta que se implementa la siguiente primera o segunda etapa de descarga 200, 260, dando como resultado así un menor consumo de energía.
[0146] Las bobinas de cinta son muy resistentes mecánicamente a las fuerzas causadas por los altos campos magnéticos B, mejorando así la fiabilidad del dispositivo generador 10. En particular, las bobinas de cinta que utilizan poliimida como su material aislante son muy resistentes, así como tienen una baja probabilidad de cortocircuito incluso cuando se polarizan con altos voltajes debido al alto voltaje de ruptura de la poliimida
[0147] La buena robustez mecánica y/o eléctrica permite que la bobina 30 resista tasas de repetición relativamente altas durante períodos de tiempo prolongados. Por lo tanto, el dispositivo 10 permite generar de forma segura campos magnéticos pulsados de alta tasa de repetición. Cabe señalar que pueden obtenerse campos magnéticos pulsados de alta tasa de repetición utilizando otros tipos de bobinas 30, aunque la vida útil del dispositivo generador 10 puede variar dependiendo del tipo de bobina 30.
[0148] El uso de etapas de temporización 120, 150 que tienen duraciones de 5 ms o más permiten que los conmutadores 70 y 75 se estabilicen.
[0149] Un diagrama parcial del dispositivo generador 10 se muestra en la figura 4, que muestra con más detalle un ejemplo de la fuente de voltaje 60 y el módulo de control 35.
[0150] La fuente de corriente 60 es del tipo «de retorno». Las fuentes de retorno, también llamadas «convertidores de retorno» operan energizando alternativamente un transformador y transfiriendo la energía almacenada al dispositivo al que la fuente de retorno está diseñada para alimentar eléctricamente.
[0151] La fuente de corriente 60 comprende una fuente eléctrica 300, un transformador 305, un diodo 310 y un tercer conmutador 315.
[0152] La fuente eléctrica 300 comprende un polo conectado eléctricamente al transformador 305 y un polo conectado a tierra. La fuente eléctrica 300 está configurada para imponer un voltaje entre sus dos polos. Por ejemplo, la fuente eléctrica 300 es una fuente de CC.
[0153] El transformador 305 comprende un devanado primario 320, un devanado secundario 325, un devanado terciario 330 y un núcleo 335.
[0154] El devanado primario 320 está conectado por un extremo a la fuente eléctrica 300 y por otro extremo al tercer conmutador 315.
[0155] El devanado secundario 325 está conectado por un extremo al diodo 310 y por otro extremo a la salida negativa - de la fuente de corriente 60.
[0156] El devanado terciario 330 tiene un extremo conectado a tierra y otro extremo conectado al módulo de control 35.
[0157] El núcleo 335 está hecho de un material ferromagnético tal como ferrita.
[0158] El diodo 310 está montado entre el devanado secundario 325 y la salida positiva , para permitir que circule una corriente eléctrica del devanado secundario a la salida positiva e impedir que circule una corriente eléctrica en la dirección inversa.
[0159] El tercer conmutador 315 está interpuesto entre el devanado primario 320 y la tierra eléctrica. El tercer conmutador 315 puede permitir o impedir el paso de una corriente eléctrica entre el devanado primario 320 y la tierra.
[0160] El tercer conmutador 320 es, por ejemplo, un transistor tal como un transistor de efecto de campo de semiconductor de óxido metálico (MOSFET). Sin embargo, se pueden concebir otros tipos de terceros conmutadores 320.
[0161] El módulo de control 35 comprende una unidad de tratamiento de datos 340, un comparador 345, un sensor de corriente 350, un sensor de energía 355 y un módulo de mando 360.
[0162] La unidad de tratamiento de datos 340 comprende, por ejemplo, la memoria, el procesador y una interfaz humana.
[0163] La unidad de tratamiento de datos 340 puede particularmente controlar el comparador 345 y el módulo de mando 350.
[0164] El comparador 345 puede estimar un valor del voltaje V del condensador 30. Por ejemplo, el comparador 345 puede generar una primera señal cuando el voltaje V es diferente de un valor predeterminado y una segunda señal cuando el voltaje V es igual al valor predeterminado. El valor predeterminado se establece, por ejemplo, mediante la unidad de tratamiento de datos 340 para que sea igual al primer valor V+ o al segundo valor V-.
[0165] En el ejemplo de la figura 4, el comparador 345 está conectado a un punto medio de un divisor de voltaje 365 conectado en paralelo entre el segundo electrodo 45 y la tierra y compara el voltaje entre el punto medio y la tierra con un voltaje aplicado por la unidad de tratamiento de datos 340 a una entrada del comparador 345.
[0166] El sensor de corriente 350 está configurado para medir un valor de una corriente que circula a través del devanado primario 320. El sensor de corriente 350 puede, por ejemplo, medir un voltaje entre los polos de un divisor de corriente 370 interpuesto entre el tercer conmutador 315 y la tierra.
[0167] El sensor de corriente 350 está, particularmente, configurado para enviar una señal representativa del valor de la corriente al módulo de mando 360.
[0168] El sensor de energía 355 puede detectar un nivel de energía almacenado en el transformador 305. Por ejemplo, el sensor de energía 305 detecta un nivel de energía en el transformador 305, simplemente midiendo el voltaje a través del devanado terciario 330. Cuando este voltaje llega a cero, la energía magnética dentro del núcleo 335 se transfiere completamente al condensador 15, permitiendo un nuevo ciclo de carga. El módulo de mando 360 está configurado para ordenar al tercer conmutador 315 que permita o impida el paso de una corriente eléctrica entre el devanado primario 320 y la tierra.
[0169] A continuación, se describirá el funcionamiento de la fuente de corriente 60 durante una de la primera y la segunda etapa para estimar 200, 260.
[0170] Cuando se cierra el tercer conmutador 315, circula una corriente eléctrica desde la fuente eléctrica 300, el devanado primario 320, el tercer conmutador 315 y la corriente dividida 370 hasta llegar a la tierra.
[0171] Esta corriente eléctrica aumenta con el tiempo, a medida que se almacena energía en el transformador 305.
[0172] El módulo de mando 360 ordena al tercer conmutador 315 que permita que esta corriente eléctrica circule hasta que la intensidad de la corriente eléctrica, medida por el sensor de corriente 350, alcance un nivel predeterminado fijado por el módulo de control 340, siempre y cuando el comparador 345 estime que el voltaje V tiene un valor absoluto estrictamente inferior al valor predeterminado fijado por la unidad de tratamiento de datos 340.
[0173] La corriente eléctrica que circula a través del devanado primario 320 hace que aparezca un voltaje entre los extremos del devanado secundario 325 y, por lo tanto, entre las salidas positiva y negativa y -.
[0174] Cuando la intensidad de la corriente eléctrica a través del devanado primario alcanza el nivel predeterminado, el tercer conmutador 315 es abierto por el módulo de mando 340 para interrumpir la corriente. A continuación, el transformador descarga su energía a través del devanado secundario 325 haciendo que circule una corriente eléctrica al segundo electrodo 45, cargando así el segundo electrodo 45.
[0175] Cuando el sensor de energía 355 detecta que el transformador 305 se ha vaciado de energía a través del devanado secundario 325, el módulo de mando 360 ordena el cierre del tercer conmutador 315, haciendo así que reaparezca la corriente eléctrica que circula a través del primer devanado 320.
[0176] Por lo tanto, siempre y cuando el voltaje V sea diferente del valor predeterminado (es decir, el primer valor V+ o el segundo valor V-), el módulo de mando 360 abre y cierra sucesivamente el tercer conmutador 315, haciendo así que aparezca un voltaje y/o una corriente intermitentemente entre los extremos del devanado secundario 325. Este voltaje y/o corriente es rectificado por el diodo 310 de modo que se generan pulsos sucesivos de corriente entre las salidas positiva y negativa y -.
[0177] El uso de tal fuente de corriente 60 permite una limitación eficiente de la corriente que carga el segundo electrodo 45, impidiendo así cualquier degradación del dispositivo generador 10 debido a sobreintensidades, mientras que consume poca energía en comparación con otros tipos de fuentes.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un procedimiento para generar un campo magnético pulsado (B), implementándose el procedimiento utilizando un dispositivo (10) que comprende un suministro eléctrico (20), un interruptor (25), un condensador (15) y una bobina (30) que tiene un primer extremo (80) conectado a una tierra eléctrica y un segundo extremo (85), comprendiendo el condensador (15) un primer electrodo (40) conectado a la tierra eléctrica y un segundo electrodo (45), pudiendo el interruptor (25) conmutar entre una primera configuración en la que el segundo electrodo (45) y el segundo extremo (85) están aislados eléctricamente y al menos una segunda configuración en la que el segundo electrodo (45) y el segundo extremo (85) están conectados eléctricamente, formando el condensador (15), el interruptor (25) y la bobina (30) un circuito en serie cuando el interruptor (25) está en la segunda configuración, estando el circuito en serie subamortiguado, y pudiendo el suministro eléctrico (20) conmutar entre una tercera configuración en la que el suministro eléctrico (20) puede cambiar el segundo electrodo (45) con una carga eléctrica que tiene la primera polaridad y una cuarta configuración en la que el suministro eléctrico (20) puede cambiar el segundo electrodo (45) con una carga eléctrica que tiene una segunda polaridad diferente de la primera polaridad, comprendiendo el procedimiento:
• una primera etapa (100) para cargar el segundo electrodo (45) con una primera carga eléctrica que tiene la primera polaridad, teniendo el interruptor (25) la primera configuración,
• una primera etapa (110) para descargar la primera carga eléctrica a través de la bobina (30) para generar un primer pulso de campo magnético (B), teniendo el interruptor (25) la segunda configuración,
• una segunda etapa (130) para cargar el segundo electrodo (45) con una segunda carga eléctrica que tiene la segunda polaridad diferente de la primera polaridad, teniendo el interruptor (25) la primera configuración, y • una segunda etapa (140) para descargar la segunda carga eléctrica a través de la bobina (30) para generar un segundo pulso de campo magnético, teniendo el interruptor (25) la segunda configuración.
2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la primera etapa para cargar (100), la primera etapa para descargar (110), la segunda etapa para cargar (130) y la segunda etapa para descargar (140) se repiten con una tasa de repetición superior o igual a una vez por segundo, particularmente superior o igual a dos veces por segundo.
3. El procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en el que se define una capacidad para el condensador (15), definiéndose una inductancia para la bobina (30), definiéndose una resistencia para el circuito en serie, siendo la capacidad, la inductancia y la resistencia tales que se verifica la siguiente ecuación:
Figure imgf000014_0001
en la que L es la inductancia, R es la resistencia y C es la capacidad.
4. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el interruptor (25) comprende dos brazos conectados en paralelo entre el segundo extremo (85) y el segundo electrodo (45), comprendiendo cada brazo un tiristor y un diodo conectados en serie, estando el diodo y el tiristor de cada brazo invertidos cada uno con respecto al diodo y al tiristor del otro brazo.
5. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que cada primera y segunda etapa para descargar (110, 140) es seguida inmediatamente por una etapa de temporización (120, 150), estando el interruptor (25) en la primera configuración y estando el segundo electrodo (45) desconectado eléctricamente del suministro eléctrico (20) durante la etapa de temporización (120, 150), teniendo la etapa de temporización (120, 150) una duración superior o igual a 5 milisegundos.
6. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que cada etapa para descargar (110, 140) comprende sucesivamente:
• una primera etapa (190, 250) para conmutar el interruptor (25) de la primera configuración a la segunda configuración,
• una etapa (200, 260) para descargar el segundo electrodo (45) a través de la bobina (30), y
• una segunda etapa (210, 270) para conmutar el interruptor (25) a la primera configuración, estando un período de tiempo entre la primera etapa para conmutar (190, 250) y la segunda etapa para conmutar (210, 270) comprendido entre 10 microsegundos y 100 microsegundos.
7. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que cada primera o segunda etapa para cargar (100, 130) comprende etapas para:
• conectar eléctricamente (160, 220) el segundo electrodo (45) al suministro eléctrico (20),
• estimar (170, 230) un valor de la carga eléctrica del segundo electrodo (45), y
• desconectar (180, 240) el segundo electrodo (45) del suministro eléctrico (20) cuando el valor de la carga eléctrica es igual a un valor predeterminado.
8. Un producto de programa informático que comprende instrucciones de software configuradas para implementar un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 cuando las instrucciones de software son ejecutadas por un procesador.
9. Un medio de transporte de información en el que se memoriza un producto de programa informático según la reivindicación 8.
10. Un dispositivo (10) para generar un campo magnético pulsado (B) que comprende un suministro eléctrico (20), un interruptor (25), un condensador (15), un módulo de control (35) y una bobina (30) que tiene un primer extremo (80) conectado a una tierra eléctrica y un segundo extremo (85), comprendiendo el condensador (15) un primer electrodo (40) conectado a la tierra eléctrica y un segundo electrodo (45), pudiendo el interruptor (25) conmutar entre una primera configuración en la que el segundo electrodo (45) y el segundo extremo (85) están aislados eléctricamente y al menos una segunda configuración en la que el segundo electrodo (45) y el segundo extremo (85) están conectados eléctricamente, formando el condensador (15), el interruptor (25) y la bobina (30) un circuito en serie cuando el interruptor (25) está en la segunda configuración, estando el circuito en serie subamortiguado, pudiendo el suministro eléctrico (20) conmutar entre una tercera configuración en la que el suministro eléctrico (20) puede cargar el segundo electrodo (45) con una carga eléctrica que tiene una primera polaridad y una cuarta configuración en la que el suministro eléctrico (20) puede cargar el segundo electrodo (45) con una carga eléctrica que tiene una segunda polaridad diferente de la primera polaridad,
pudiendo el módulo de control (35) ordenar al suministro eléctrico (20) que conmute entre la tercera configuración y la cuarta configuración, pudiendo el módulo de control (35) además ordenar al suministro (20) que se conecte o se desconecte del segundo electrodo (45), estando el módulo de control (35) configurado para implementar las etapas de un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
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