[實用新型]一種超導回旋加速器中高精度磁場測量感應線圈探頭

有效

• 申請號: 201821548738.1
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN209496124U
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 李明;王飛;呂銀龍;關鐳鐳;張天爵
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: G01R33/02
• 分類號: G01R33/02
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 羅煥清

本實用新型及一種超導回旋加速器中高精度磁場測量感應線圈探頭，包括線圈骨架、細導線和引出電纜，所述的細導線均勻纏繞在骨架下槽內，繞制線匝通過數值模擬確定最佳尺寸，兩端與引出電纜一端焊接并澆注加固于骨架上槽內，電纜采用雙絞線并外加100％屏蔽層，消除外部電磁場干擾。感應線圈探頭可安裝在夾具內，引出電纜與積分器相連實現測量，本實用新型可用于緊湊型超導回旋加速器中的磁場測量，最高測量磁場強度達到10T以上，測量精度可達到5×10^?5，高于常溫磁鐵回旋加速器中的霍爾探頭測量方法，且成本低廉、結構簡單，方便進行安裝固定。

技術領域

本實用新型屬于加速器磁場測量領域，具體涉及一種超導回旋加速器中高精度磁場測量感應線圈探頭。

背景技術

霍爾效應法和磁通量法是加速器中常用的兩種磁場測量方法，前者采用霍爾探頭進行測量，目前在市面上有較成熟的產品，經過校準后，一般可在-2T～2T 的磁場范圍內達到10^-4的測量精度。

而后者采用感應線圈探頭，結構簡單，測量磁場范圍較廣，原則上可實現最高的測量精度為10^-5超導回旋加速器結構緊湊，磁場一般大于3T以上，等時性墊補要求的磁場測量精度往往要高于10^-4，需要采用結構合適的感應線圈探頭；似于“U”型結構形式，左右兩個臂位于帶狀線窄柄介質中以提高探頭強度。

感應線圈探頭在回旋加速器中進行磁場測量的基本原理是，探頭從中心點運動到任意一點過程中會產生電動勢，通過積分器測量電動勢隨時間的積分，即兩點的磁通量變化ΔФ，己知線圈探頭的面積S，可得到兩點的磁場差：ΔB＝ΔФ/S。

由此可見，該測量方法的測量精度取決于面積和電壓的測量精度，具體如下：

(1)線圈面積的穩定性；容易受到骨架變形、繞線穩固程度、溫度膨脹、機械加工等因素的影響。

(2)線圈探頭尺寸結構的影響；線圈探頭有一定體積，因而測得是體積內的平均磁場，與實際需要測量的探頭中心的磁場有一定偏差；為了使偏差最小，需要對結構尺寸進行優化。

(3)電壓測量的準確性；對電纜接頭和電磁屏蔽的設計有較高要求；

總之，為了實現高精度，該測量方法對用戶的專業性要求較高，往往在不同應用情況下有不同的線圈探頭結構，需要單獨設計。

實用新型內容

針對超導回旋加速器磁場測量的要求，本實用新型提供一種可實現高精度測量的感應線圈探頭，測量最大磁場可達到10T以上，相對測量精度高于 5×10^-5。

為達到以上目的，本實用新型采用的技術方案是：

一種超導回旋加速器中高精度磁場測量感應線圈探頭，包括線圈骨架、細導線和引出電纜，細導線均勻纏繞在線圈骨架上形成線匝，其特征在于：

所述線圈骨架上具有骨架上槽和缺口，

細導線的兩頭穿過缺口后于骨架上槽內纏繞兩圈，細導線與引出電纜一端焊接并于骨架上槽進行澆注固定，引出電纜另一端與積分器相連。

細導線與引出電纜一端焊接并于槽內進行澆注固定，從而避免引出電纜拉拽時細導線腕力。

進一步，所述的骨架由中心柱、上擋板、中間擋板和下擋板組成，所述上擋板、中間擋板和下擋板在中心柱豎直方向上從上到下依次設置；

骨架上槽為環狀槽，骨架上槽位于上擋板與中間擋板之間，骨架下部分槽中間擋板和下擋板之間形成環形的骨架下部分槽。

進一步，缺口設置在中間擋板上靠近外圓周位置上。

進一步，探頭整體可安裝于夾具內，采用蓋板壓緊，

下擋板底面與夾具進行對齊定位，