[發明專利]抑制噪音的掃描磁鐵及其制備方法

有效

• 申請號: 202210373264.6
• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114724826B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 呂明邦;姚慶高;趙麗霞;張翔;楊靜;張京京;尤瑋;盧家琪;楊建成;馬力禎
• 申請（專利權）人: 中國科學院近代物理研究所
• 主分類號: H01F27/33
• 分類號: H01F27/33;H01F27/30;H01F41/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 任文娟

本發明涉及一種抑制噪音的掃描磁鐵，包括：鐵芯，數量為二，所述鐵芯為U型鐵芯，兩所述鐵芯扣合成“口”字型結構，所述鐵芯的凹槽中設置有線圈槽，用于容納線圈，所述線圈通過固定組件固定在所述鐵芯上，并呈跑道型結構。本發明所提供的掃描磁鐵的噪音大幅降低，最大噪音由＞100分貝降低至87分貝，對應聲壓降低一個量級以上。

技術領域

本發明涉及一種抑制噪音的掃描磁鐵及其制備方法，屬于加速器技術領域。

背景技術

掃描磁鐵是粒子加速器終端必須的一類磁鐵。其主要功能是通過水平和垂直掃描將束流掃描成方形視野(均勻掃描)或者快速掃描成平面內離散的點陣(點掃描)。

連續快速脈沖運行模式下，掃描磁鐵運行噪音巨大。噪音主要來自線圈震動和鐵芯電磁嘯叫。電磁嘯叫與材料的磁滯伸縮系數直接相關，屬于材料的固有屬性，而線圈的震動噪音與其固定方式有關，一般也是噪音的重要來源

傳統的掃描磁鐵為馬鞍型線圈，線圈端部通過鋼帶與鐵芯固定，線圈主體一般不作固定或者上下線圈之間加墊環氧塊。以碳離子治療裝置為例，掃描磁鐵氣隙100mm，有效長度500mm，最高磁場2400Gs，滿功率運行狀態下，距離磁鐵1m位置處，噪音超過100分貝。科研終端直接與靶區相連，實驗人員需在靶區反復更換樣品，整個實驗過程接近一半時間位于噪音覆蓋區域，實驗人員常難以忍受。醫用終端離病人非常近，噪音可影響病人的治療體驗。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種抑制噪音的掃描磁鐵及其制備方法，本發明所述提供的掃描磁鐵可大幅降低噪音同時還可加強密槽鐵芯的機械可靠性，通過密槽排布，可進一步降低鐵芯渦損。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種抑制噪音的掃描磁鐵，包括：

鐵芯，數量為二，所述鐵芯為U型鐵芯，兩所述鐵芯扣合成“口”字型結構，所述鐵芯的凹槽中設置有線圈槽，用于容納線圈，所述線圈通過固定組件固定在所述鐵芯上，并呈跑道型結構。

所述的抑制噪音的掃描磁鐵，優選地，所述固定組件包括線圈固定條，所述線圈固定條用于將與所述鐵芯的側壁相平行的所述線圈固定。

所述的抑制噪音的掃描磁鐵，優選地，所述固定組件還包括螺桿組件，所述螺桿組件用于固定所述線圈固定條。

所述的抑制噪音的掃描磁鐵，優選地，所述螺桿組件的安裝間距為150～200mm。

所述的抑制噪音的掃描磁鐵，優選地，所述固定組件還包括端部線圈成型條，所述線圈與所述鐵芯側壁相垂直的端部部分通過所述端部線圈成型條進行固定。

所述的抑制噪音的掃描磁鐵，優選地，所述固定組件還包括輔助支撐件，安裝于所述鐵芯的兩端，且位于所述端部線圈成型條的下方，用于支撐所述端部線圈成型條和所述線圈的端部部分。

所述的抑制噪音的掃描磁鐵，優選地，所述輔助支撐件為L型不銹鋼板。

所述的抑制噪音的掃描磁鐵，優選地，所述鐵芯的凹槽中設置有凸起塊，所述凸起塊上設置有縫隙。

基于上述抑制噪音的掃描磁鐵，本法還提供該掃描磁鐵的制備方法，包括如下步驟：

制備U型所述鐵芯，在所述鐵芯的兩端安裝所述輔助支撐件，然后將所述線圈和所述線圈固定條真空澆筑到所述線圈槽中，將所述線圈的端部部分、所述端部線圈成型條真空環氧澆筑在所述輔助支撐件上，隨后將所述螺桿組件裝配在所述線圈固定條上，最后兩所述鐵芯扣合裝配在一起，得到所述抑制噪音的掃描磁鐵。

所述的制備方法，優選地，真空澆筑的具體條件為：真空度為5Pa，溫度為100℃-200℃。

本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點：