[發明專利]勻強磁場的產生方法、磁場線圈、裝置、設備和存儲介質

有效

• 申請號: 202110705594.6
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113555183B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 叢楠;楊仁福
• 申請（專利權）人: 北京量子信息科學研究院
• 主分類號: H01F7/00
• 分類號: H01F7/00;H01F5/00
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 吳迪

1.一種勻強磁場的產生方法，其特征在于，所述方法包括：

向繞制于圓柱面上的至少一個磁場線圈組注入電流；所述磁場線圈組包括沿所述圓柱面的徑向方向對稱布置的兩個鞍形線圈，所述鞍形線圈由圓形或橢圓形線圈包圍在所述圓柱面上，并在所述圓柱面的高度方向上伸縮而成；

通過所述至少一個磁場線圈組，在所述圓柱面的徑向方向上產生勻強磁場；

所述至少一個磁場線圈組包括第一磁場線圈組和第二磁場線圈組；所述向繞制于圓柱面上的至少一個磁場線圈組注入電流，包括：

向所述第一磁場線圈組和所述第二磁場線圈組分別注入電流；在所述圓柱面圍成的空間區域中，所述第一磁場線圈組和所述第二磁場線圈組在同一個坐標點的磁場偏差之和小于預設閾值；所述磁場偏差為所述坐標點的磁感應強度與所述空間區域的中心位置的磁感應強度的差值。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

按照預設步長對鞍形線圈的曲線參數的取值范圍進行遍歷，獲得多個備選鞍形線圈；

在所述多個備選鞍形線圈中，搜索滿足預設條件的第一磁場線圈組的鞍形線圈，以及第二磁場線圈組的鞍形線圈。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述多個備選鞍形線圈中，搜索滿足預設條件的第一磁場線圈組的鞍形線圈，以及第二磁場線圈組的鞍形線圈，包括：

針對每個備選鞍形線圈，計算備選磁場線圈組在所述空間區域的目標坐標點處的備選磁場偏差；其中，所述備選磁場線圈組由兩個所述備選鞍形線圈組成；

根據所述預設閾值，在各所述備選磁場偏差中選擇第一磁場偏差和第二磁場偏差；所述第一磁場偏差與所述第二磁場偏差的和小于所述預設閾值；

將所述第一磁場偏差對應的備選鞍形線圈，確定為所述第一磁場線圈組的鞍形線圈，將所述第二磁場偏差對應的備選鞍形線圈，確定為所述第二磁場線圈組的鞍形線圈。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據所述預設閾值，在各所述備選磁場偏差中選擇第一磁場偏差和第二磁場偏差，包括：

根據所述預設閾值和預設繞線要求，在各所述備選磁場偏差中選擇所述第一磁場偏差和所述第二磁場偏差；所述繞線要求包括所述第一磁場線圈組和所述第二磁場線圈組等高，或所述第一磁場線圈組和所述第二磁場線圈組周向相接。

5.根據權利要求2-4任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

根據所述圓柱面的幾何參數以及預設的結構設計要求，確定所述曲線參數的取值范圍；所述取值范圍包括半張角取值范圍和高度調節系數取值范圍。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述結構設計要求包括所述圓柱面的開孔區域；所述根據所述圓柱面的幾何參數以及預設的結構設計要求，確定所述曲線參數的取值范圍，包括：

根據所述圓柱面的幾何參數以及所述開孔區域，確定所述第一磁場線圈組的半張角取值范圍，使得各備選磁場線圈組的繞制位置避讓所述開孔區域；

根據所述圓柱面的幾何參數，確定所述高度調節系數取值范圍。

7.根據權利要求2-4任一項所述的方法，其特征在于，所述兩個磁場線圈組的電流大小相等，方向相同；所述方法還包括：

計算所述第一磁場線圈組在所述中心位置產生的第一磁感應強度，以及所述第二磁場線圈組在所述中心位置產生的第二磁感應強度；

計算所述第一磁感應強度與所述第二磁感應強度的比值；

根據所述比值，確定所述第一磁場線圈組與所述第二磁場線圈組的匝數比；所述匝數比與所述比值成反比。