Induktiosilmukan aiheuttaman magneettikentän simulointi

Abstract

Induktiosilmukka on huonokuuloisten ihmisten apulaite, jolla ääni siirretään kantataajuisena suoraan lähteestä kuulolaitteeseen magneettista induktiota käyttäen. QLU Oy tarvitsi induktiosilmukoiden suunnittelua ja analysointia varten simulaattorin, jolla voidaan tutkia erimuotoisten silmukoiden aiheuttamia magneettikenttiä. Tätä tietoa tarvitaan esimerkiksi magneettikentän suuntaamiseen ylikuuluvuuden välttämiseksi sekä riittävän kentänvoimakkuuden saamiseksi halutuille alueille.

Opinnäytetyön tavoitteena oli tietokonesimulaattori, joka pystyisi simuloimaan magneettikenttää laskennallisesti Biot–Savartin lakia hyödyntäen. Useiden silmukoiden simuloiminen oli myös tarpeellinen ominaisuus.

Työ vaati paljon vektorilaskennan, magnetismin ja Matlab-ohjelmoinnin opiskelua. Työn tuloksena saatiin toimiva ja testattu Matlab-simulaatio, joka kykenee laskemaan myös useamman silmukan aiheuttamia kenttiä. Simulaattori ei ota huomioon ympäristöstä aiheutuvia häiriöitä magneettikentässä. Tätä, kuten myös simulaattorin käytettävyyttä tulee tulevaisuudessa parantaa. Myös laskentaa voisi nopeuttaa käyttämällä apuna C-kielisiä DLL-kirjastoja.

QLU Oy needs a simulator for designing and analysis of magnetic fields generated by different induction loop architectures. This simulation is needed to manage problems caused by overspill-ing and to generate strong enough magnetic field to desired areas. Induction loops are devices that transfer sound from source to hearing aid in baseband form, using induction and therefore skipping hearing aids own microphone.

The objective of the thesis was to create a computer simulation that could calculate magnetic field by using Biot–Savart law also in cases of unsymmetrical loops. The Simulator must be able to combine magnetic fields generated by several parallel loops.

The thesis required a lot studies regarding magnetism, vector mathematics and programming with Matlab. The Results were satisfying as working simulator capable of simulating different magnet-ic was made. The Simulator considers the environment as a homogenous vacuum, which isn’t the case in everyday work in hearing aid business. The simulator requires improvements in usa-bility to make calculating many loops easier and to make adding different loops more practical.